[科普中國]-植物物候?qū)W

概念

植物物候?qū)W是研究外界的自然環(huán)境條件如氣候、土壤、水等引起植物生活周期性變化的科學(xué)。1

研究目的植物物候?qū)W的目的是認(rèn)識植物與自然季節(jié)現(xiàn)象變化關(guān)系的規(guī)律，以服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究。2

研究內(nèi)容植物物候?qū)W的研究內(nèi)容是：通過一年四季對植物的物候觀測，記錄各生長發(fā)育期到來的時間和持續(xù)的天數(shù)，來了解植物的周期性生長發(fā)育過程對外界環(huán)境的依賴關(guān)系，特別是氣候的關(guān)系，并從各種植物的各生長發(fā)育物候期到來的早遲，作為分析當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候變化規(guī)律和指示當(dāng)?shù)貙嶋H自然季節(jié)變化的指標(biāo)，并以此作為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中預(yù)告農(nóng)時的具體依據(jù)。因為在一個地區(qū)，植物的生活周期性變化是和氣候的變化相一致的，特別是在有季節(jié)交替的地區(qū)更為明顯。1

研究方法植物物候?qū)W是通過觀察點或觀察站（各個地方、各個區(qū)域），得知一年春、夏、秋、冬四個季節(jié)的變化和記錄一年中植物的發(fā)芽、生長及枯榮情況，從而了解季節(jié)氣候的變化及其對植物生長發(fā)育的影響。植物物候的記錄如：楊柳綠、桃花紅、花粉散、草結(jié)籽、果晚熟、禾貪青等，既反應(yīng)了當(dāng)時的天氣，又反映出過去一個時期內(nèi)的天氣情況（陽光、溫度等）的積累。因而，從物候的觀察記錄資料中，可以得知氣候的早遲、氣溫的高低、陽光的照射等情況。

植物物候?qū)W的具體實驗方法如下：

⑴根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，選擇適于生長、分布較廣泛的植物（包括木本和草本、一年生和多年生）；

⑵觀察記錄：①木本植物的芽萌動期、芽開放期、展葉期、花期、果期、黃枯期；②草本植物的萌動期、展葉期、花期、果期、黃枯期；③農(nóng)作物觀測記錄時注意：播種、出苗、第三葉出現(xiàn)、分蘗、拔節(jié)、現(xiàn)蕾（抽穗）、開花結(jié)實、完熟（收獲）等。并配合記錄田間管理措施。

⑶配合觀察記錄：環(huán)境氣象條件：風(fēng)、雨、雷、電；溫度；光照；霜、凍、雪等的起始及結(jié)束期。2

應(yīng)用與研究植物物候?qū)W的研究成果已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、全球變化研究、作物遙感估產(chǎn)、生態(tài)動力預(yù)報等方面，例如城市熱島引起的局地小氣候改變對生態(tài)系統(tǒng)格局、過程及功能的影響加劇。植物物候是檢測這種影響的敏感且易觀測的生物指示器，其對城市熱島的響應(yīng)研究成為城市生態(tài)學(xué)及全球變化科學(xué)關(guān)注的熱點。本文系統(tǒng)綜述近年來相關(guān)研究成果，指出物候地面觀測、模型模擬及遙感監(jiān)測是獲取城市植物物候的主要途徑，聯(lián)合公眾并充分結(jié)合照片、多分辨率影像等可豐富物候資料獲取；由于城市熱島的影響，城市春季物候早于周圍鄉(xiāng)村地區(qū)，但對于驅(qū)動機(jī)制仍沒有定論；隨著城市增溫，城市春季物候提前，秋季物候延后，但如何定量區(qū)分致使城市增溫的熱島效應(yīng)與氣候增暖的影響成為難點；同時，植物功能型、外來種等生物因素及地理區(qū)位因素對植物物候響應(yīng)產(chǎn)生影響。為此，提出未來應(yīng)抽絲剝繭去除干擾因素，加強(qiáng)植物物候響應(yīng)機(jī)理的研究。3

植物物候是隨環(huán)境變化表現(xiàn)出的周期性節(jié)律變化的事件，對環(huán)境變化非常敏感。多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，增溫改變了單個物候事件，如提前了返青期和開花期，推遲了枯黃期；特別是近期發(fā)現(xiàn)相對于其他物候序列而言，結(jié)實期保持相對穩(wěn)定，并且物候序列持續(xù)期的反應(yīng)存在等級關(guān)系。不同植物個體物候?qū)Νh(huán)境變化的響應(yīng)模式不同，因而依據(jù)植物個體物候很難準(zhǔn)確預(yù)測群落物候?qū)Νh(huán)境變化的響應(yīng)模式，所以應(yīng)該加強(qiáng)群落物候的地面觀測研究。盡管放牧是天然草地的主要利用方式，但當(dāng)前仍然缺乏放牧如何影響氣候變化對物候序列影響的研究；尤其是由于研究方法和技術(shù)等限制，也缺乏未來氣候變化條件下地上與地下物候同步性、物候變化非線性及其機(jī)理的研究。4