植物的物候格局通常随时间而变化,展叶、开花和结实的出现时间和数量因年而异,或因事件而异,然而,热带地区的物候格局在很大程度上仍然是未知的.该研究利用海南岛海口市海南大学校园3 年的物候监测数据,分析植物的展叶、开花、结实物候格局.对物候期与环境变量进行多重回归分析影响热带地区植物物候的主要气候因子.结果表明,热带地区植物物候格局具有明显的季节性,展叶、开花和结实分别集中在 4 月—6 月、4 月—8 月、5 月—11 月;影响展叶和开花物候格局的气候因子均为月均日照时长,每月结实物种数与气温相关,尤其是每月果实成熟物种数与月最低气温呈显著相关.不同功能群之间物候期存在差异,灌木展叶早于草本和乔木,风媒植物展叶早于虫媒植物,肉质果型植物展叶和果实成熟时间早于非肉质果型植物.乔木开花比草本和灌木早,非肉质果型植物开花时间比肉质果型植物早,风媒植物果实成熟早于虫媒植物.这些对将来预测热带物候事件具有重要意义.

以1964-2015年物候观测数据为基础,选取17种含乔木、灌木及藤本树种为研究对象,分析探讨了气候变化背景下秦岭地区植物物候变化规律及其差异性.结果表明:①52年来,秦岭地区物候始期普遍呈提前趋势,提前速率1.2d/10a,物候末期普遍呈推迟趋势,推迟速率3.5d/10a,物候生长期普遍延长;②秦岭地区物候突变发生于20世纪80年代,始期于1985年,末期于1984年.突变后,物候特征发生了显著变化,始期的提前速率较突变前显著加快,末期由突变前的提前趋势转变为极显著的推迟趋势,且变化速率和显著性均高于始期;始期与末期变化均表现出“趋同效应”;物候年代际变化趋势显示,始期自2001-2005年起提前速率减缓,植物对气候变化的响应表现出适应性及滞后性.③秦岭物候变化存在树种差异,3大类树种始期的提前速率呈藤本、乔木、灌木依次增大,而末期的推迟速率则呈藤本、灌木、乔木依次减小.④秦岭物候变化存在南北差异,北坡始期的提前速率均高于南坡,而南坡末期的推迟速率均高于北坡.

植物物候通常被认为是由环境因素,如降水、温度和日照长度所决定,然而环境因素是否是物候唯一的决定因素仍然存在很大争议.谱系结构表征了植物在进化上的顺序,该发育时序是否对物候产生影响,当前仍然未知.在调查2016年春季新疆乌鲁木齐市最常见的31种木本植物的初始开花时间、败花时间和开花持续时间的基础上,通过分析植物开花物候的分布特征、开花物候在乔灌木间的差别、以及植物谱系距离与开花物候距离间的关系,试图揭示植物的开花物候和物种谱系(进化)顺序间的关系.结果表明:(1)新疆乌鲁木齐市31种木本植物的初始开花时间为4月18日±9d、败花时间为5月5日±12d、开花持续时间为(16±8)d;(2)乔木的初始开花时间和败花时间的标准差分别均低于灌木,乔木开花物候相对灌木更稳定;(3)乔木的初始开花和败花时间均显著早于灌木(P＜0.05),但开花持续时间在两者间未有显著性差异(P＞0.05);(3)31种木本植物间的初始开花时间距离、败花时间距离和开花持续时间距离均与物种谱系距离存在显著线性回归关系(P＜0.05).综上可知:乔灌木在垂直空间上的分化使得木本植物的开花物候在植物生活型间存在不同.对植物的开花物候,除已被证明的降水、温度和日照长度等环境因素的影响外,物种进化顺序也可能造成了它在植物种间、时间和空间上的变异.

为探究植物物候对山地城市内部热岛效应的响应特征,于2016年1月-2017年1月对重庆市主城区80种木本植物进行地面物候观测,同时利用Landsat 8热红外数据反演研究区地表温度,结合同时期地面实测气温,对研究区热岛强度等级进行划分,进而比较城市内部不同热岛强度等级下植物物候变化特征.结果 表明,热岛过渡区与热岛区植物展叶期较凉岛区分别提前了5.1d和8.1d,初花期分别提前了4.0 d和20.8 d,终花期分别提前了4.8d和11.6 d,而落叶期分别推迟了8.5 d和18.9 d,即城市内部热岛增温使植物春季物候提前,秋季物候推迟,生长季延长,且物候变化幅度随热岛强度等级增大而增大.不同功能型植物物候对热岛增温的响应存在差异,灌木、常绿植物和引种植物物候比乔木、落叶植物和本土植物更加敏感.本研究在一定程度上填补了我国西南山区物候研究的空缺,可为预测城市植物物候对未来山地城市小气候变化乃至全球气候变暖趋势的响应提供早期预警.

根据2003-2014年气象数据和暖温带3种乔木(辽东栎、五角枫和核桃楸)和3种灌木(土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木)的物候观测数据资料,采用气候倾向率和回归分析等方法,观察乔木和灌木物候变化特征的差异,分析温度、降水以及乔木、灌木的物候变化趋势,同时对气象因子与乔木和灌木物候期的相关关系进行研究.结果 表明:①研究期间,北京东灵山平均气温呈不显著的上升趋势,气候倾向率为0.200℃·10n-1,春季(3-5月)和夏季(6-8月)温度显著上升;降水量呈下降趋势,平均减少71.630mm·10a-1,总体呈暖、干的趋势.②3种乔木的生长季长度都缩短,辽东栎、五角枫和核桃楸平均生长季长度分别缩短50.70 d·10a-1、29.83 d·10a-1和22.36 d·10a-1.3种灌木的生长季长度也都缩短,土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木的平均生长季长度分别缩短42.55 d·10a-1、42.76 d·10a-1和38.15 d·10a-1.乔木和灌木的物候变化趋势相同,整体表现为春季物候推迟,秋季物候提前,生长季长度都缩短且生长季长度相差不大.乔木和灌木都表现出芽期推迟最明显,每10年推迟达19天以上.⑨乔木和灌木各物候期与气温总体表现为负相关,即气温升高,物候期提前,其相关性显示出夏季(6-8月)温度对植被物候期影响较大,夏季温度与各物候期表现为正相关,即夏季温度升高,物候期推迟.同时乔木和灌木与总体降水没有明显的相关关系,但秋季物候与不同时段降水表现不同的相关性,由此可知夏季温度变化对木本植物春季物候(出芽期、展叶期和首花期)的影响更大,而秋季物候(叶变色期和落叶期)受温度和降水共同影响.

桑寄生植物是一类自身可以进行光合作用的半寄生性灌木,作为森林和林地的关键性资源可为鸟类等动物分类群提供重要的食物资源和巢址,并影响当地的生物多样性.桑寄生植物隶属于檀香目,包括5科88属约1,600种,除极地、部分高寒和干旱沙漠地区外均有分布.桑寄生植物繁殖物候的研究对于了解“寄主植物-桑寄生植物-传粉/种子散布者系统”中物种相互作用网络的维持机制、生态系统结构的稳定性具有重要意义.本文综述了桑寄生植物在景观、群落和种群尺度上繁殖物候的表现类型,发现桑寄生植物主要通过繁殖物候异步的方式延长物候期,维持与传粉/种子散布者持久的互惠关系以保障自身种群的繁衍.该领域经过近年的发展,己从单一地描述繁殖物候的表现类型到探究系统中寄主植物、传粉/种子散布者以及桑寄生植物自身生物学特性等因素的分析.通过前人的研究发现桑寄生植物繁殖物候对于该系统内相互作用的双方或多方有重要的适应意义,今后首先应该对桑寄生植物的基础生物学背景进行研究,然后还应加强实验验证,进行多因素综合分析等来探讨桑寄生植物繁殖物候的生态学意义.

木本植物春季展叶始期的年际变化通常受其发生前一段时间的气温影响,这个时段被称作温度相关时段(temperature-relevant period,TRP).TRP开始时间和长度的变化反映了气候增暖对植物发育过程的影响.利用中国物候网观测数据,分析了1980-2018年中国东部8个代表性站点162种木本植物展叶始期的TRP开始时间、结束时间和长度变化.结果 显示:(1)亚热带站点比温带站点木本植物的平均TRP开始时间早约43 d,长度长约13d.(2)TRP开始时间在温带地区北部(哈尔滨和牡丹江)变化不显著,在南部(北京、西安和民勤)以0.41-0.53 d/a的速度显著提前.在亚热带,除桂林外,其他站点展叶始期TRP长度延长和缩短的物种比例相近.这表明气候增暖对不同站点植物TRP的影响不仅取决于增暖的幅度,还和站点的背景气候条件相关.(3)乔木TRP平均开始时间和结束时间分别比灌木晚6.49 d和3.92 d,TRP长度略短于灌木.这与灌木采取机会主义的生存策略有关,而乔木在春季的展叶期较为保守以降低霜冻风险.(4)无论在亚热带还是温带地区,展叶越早的物种,TRP开始时间越早,长度越短,展叶始期与季前温度的相关性越强.研究结果可为研究气候变化对植物物候的影响及物候模型的发展提供科学参考.

植被物候直接反映了植被对环境变化响应的动态过程,对研究植被与气候的关系具有重要意义.基于遥感植被时序数据,探讨秦巴山区典型山地-米仓山地区植被物候变化及其对气候的响应.利用MODIS NDVI时序数据,采用动态阈值法获取米仓山地区植被物候参数;借助于Theil Sen斜率、Mann Kendall趋势检验方法结合植被类型数据分析研究区物候时空变化;采用偏相关方法分析物候变化与气温和降水之间的关系.结果 表明:(1)米仓山地区植被生长季始期(SOS)主要集中在第80-110d,海拔每上升100m,SOS大约推迟0.6d;生长季末期(EOS)主要集中在第250-300d;生长季长度(LOS)主要集中在130-210d.除低海拔区域受人类活动影响物候波动较大外,EOS和LOS随海拔变化存在2000m分界线,其下物候随海拔升高物候明显推迟或缩短,其上物候变化趋于平缓.(2) 16a来植被SOS呈提前趋势,提前幅度为0.47d/a,提前的像元占74.03％,其中,达到显著提前的像元占12.21％ (P＜0.1);EOS整体呈提前趋势,提前幅度为0.22d/a;LOS略有延长,延长幅度为0.26d/a.(3)区域常绿型森林植被SOS晚于同垂直带的落叶型森林植被;草地、常绿阔叶灌木林SOS提前趋势最明显,变化率分别为-0.80、-0.71d/a;EOS提前趋势最明显的是针阔混交林和落叶阔叶林.(4)SOS主要受3月平均气温和4月降水的影响,3月平均气温升高以及4月降水增加导致SOS提前;EOS主要受10月降水的负向影响.

物候是植物在长期适应环境过程中形成的生长发育节点.长时间地面物候观测数据表明,近50年全球乔木、灌木、草本植物的春季物候期受温度升高、降水与辐射变化等影响,以每10年2d到10 d的速率提前.但因植物物候响应气候因子的机制仍不清楚,导致对未来气候变化情景下的植物物候变化预测存在较大的不确定性.在此背景下,控制实验成为探究气候因子对植物物候影响机制的重要手段.综述了物候控制实验中不同气候因子(温度、水分、光照等)的控制方法.总结了目前为止控制实验在植物物候对气候因子响应方面得到的重要结论,发现植物春季物候期(展叶、开花等)主要受冷激、驱动温度与光周期的影响,秋季物候期(叶变色和落叶)主要受低温、短日照与水分胁迫的影响.提出未来物候控制实验应重点解决木本植物在秋季进入休眠的时间点确定、低温和短日照对木本植物秋季物候的交互作用量化、草本植物春秋季物候的影响因子识别等科学问题.

为加强对澳门华润楠(Machilus chinensis)的保育工作,对最古老的1株华润楠和群落优势种绒毛润楠(M.velutina)进行物候监测,并采用样地调查法对群落的物种组成、结构和物种多样性进行了分析.结果表明,2—3月为华润楠新叶生长盛期,3月中下旬为花期,果期由4月持续到9月;4—5月为绒毛润楠展叶盛期,10—12月为花期,12月至翌年3月为果期.2000 m2的样地中共记录到维管植物104种,隶属于48科82属.种子植物区系以热带分布为主,占总区系成分的87.01％.乔木层的华润楠虽然只有1株高大古树,但其以18.97％的重要值排在所有树种中的第4位,灌木层的华润楠(平均高度20 cm以下的幼苗)以37.06％的重要值排第2位,绒毛润楠为乔木层和灌木层明显的优势树种.群落垂直结构的物种多样性格局表现为:物种丰富度指数为乔木层>灌木层>草本层>藤本层;均匀度指数为藤本层>草本层>乔木层>灌木层;多样性指数D和H′最高的均为草本层,最低的均为灌木层.因此,该群落属于亚热带性质常绿阔叶林,物种组成相对丰富,华润楠古树生长正常,但种群不稳定,应加强保护.