差巴嘎蒿（ Artemisia halodendron ）和小叶锦鸡儿（ Caragana microphylla ）物候的气候响应

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00034

摘要/Abstract

摘要：

植物物候可敏感、精确地反映气候变化，反映生态系统对环境变化的响应和适应。为探究半干旱沙质草地优势灌木物候对气候变化的响应，通过定位观测得到了科尔沁沙地2种优势灌木差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）和小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）的物候时序变化，同时收集同期气候数据，采用偏最小二乘回归（PLS）方法，分析了该区域优势灌木物候对气候变化的响应。结果表明：2005—2019年，科尔沁沙地多数月份呈现出气温、降水、太阳辐射增加的趋势。随着时间的推移，2种优势灌木的展叶期显著提前（P<0.05），秋季叶变色、落叶期显著推迟（P<0.05），生长季延长（P<0.05）。温度的变化使差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿展叶期提前，秋季叶变色、落叶期推迟，生长季延长。降水变化使其秋季落叶推迟，生长季延长。太阳辐射对优势灌木差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿关键物候期的影响与温度和降水作用方向相反，即展叶期推迟，秋季叶变色、落叶期提前，生长季缩短。温度和降水是半干旱沙质草地优势灌木差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿展叶期提前，秋季叶变色、落叶期推迟，生长季延长的关键气候因子。

关键词: 物候, 科尔沁沙地, 气候变化, 偏最小二乘回归, 优势灌木

Abstract:

Plant phenology is one of the most sensitive and accurate indicators of climate change， and it can reflect the response and adaptation of ecosystems to environmental changes. In order to explore the meteorological driving factors of dominant shrub phenological change in semi-arid sandy grassland. We collected the phenological observation data and corresponding meteorological data from 2005 to 2019 recorded by Naiman Desertification Research Station. We used the partial least squares regression （PLS） method to analyze the effects of meteorological variables， such as temperature， precipitation and solar radiation on shrub phenology. The results showed that： temperature， precipitation， and solar radiation increased in most months in Horqin Sandy Land during 2005-2019. The leaf unfolding of two dominant shrubs was significantly advanced （P<0.05）， leaf discoloration and senescence was significantly delayed （P<0.05）， the length of growing season was significantly prolonged （P<0.05）. Over the past 15 years， the change of temperature made Artemisia halodendron and Caragana microphylla show a trend of earlier leaf unfolding， later leaf discoloration， later senescence and longer growing season. The change of precipitation made the later senescence and longer growing season of A. halodendron and C. microphylla. With the increase of solar radiation， A. halodendron and C. microphylla showed a trend of later leaf unfolding， earlier leaf discoloration，earlier senescence and shorter growing season. In conclusion， the effects of solar radiation on A. halodendron and C. microphylla were in the opposite direction to the effects of temperature and precipitation. Temperature and precipitation were the key meteorological factor to advance the leaf unfolding， delay the leaf discoloration and senescence， as well as prolong the length of growing season of A. halodendron and C. microphylla in the semi-arid sandy grassland.

Key words: phenology, Horqin Sandy Land, climate change, partial least squares regression, dominant shrubs

中图分类号:

Q948

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图/表 5

表1 观测站主要气候因子各月变化过程（2005—2019年）

Table 1 Main climate factors changes at observation station （2005-2019）

因子		1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
平均气温	年变化速率/℃	0.160	-0.120	0.172	0.193	0.100	-0.005	0.100	-0.034	-0.002	-0.096	-0.067	0.090
	R²	0.081	0.058	0.142	0.124	0.135	0.001	0.376^**	0.063	0.001	0.200^*	0.030	0.039
最高气温	年变化速率/℃	0.183	-0.156	0.238	0.320	0.137	-0.003	0.125	-0.063	-0.027	-0.097	-0.053	0.107
	R²	0.084	0.061	0.186	0.189	0.139	0.001	0.405^**	0.084	0.017	0.119	0.013	0.043
最低气温	年变化速率/℃	0.115	-0.106	0.086	0.071	0.054	-0.064	0.081	0.049	0.031	-0.026	-0.071	0.032
	R²	0.045	0.045	0.044	0.028	0.087	0.135	0.135	0.073	0.022	0.028	0.043	0.006
降水量	年变化速率/mm	0.012	0.032	0.055	-1.107	0.532	0.256	-0.512	4.344	1.095	-0.024	0.091	0.080
	R²	0.034	0.008	0.002	0.079	0.013	0.001	0.004	0.208^*	0.019	0.001	0.027	0.270^**
太阳辐射	年变化速率/(MJ·m^-2)	7.470	9.259	18.598	20.675	23.694	32.556	32.365	23.841	24.095	18.543	13.538	11.222
	R²	0.191	0.172	0.328^**	0.298^**	0.289^**	0.374^**	0.400^**	0.251^*	0.364^**	0.375^**	0.442^**	0.393^**

图1 科尔沁沙地半干旱沙质草地优势灌木不同物候期年际变化

Fig.1 Inter-annual changes of phenology of dominant shrub in the semi-arid sandy grassland of Horqin Sandy Land

图2 科尔沁沙地半干旱沙质草地优势灌木生长季长度年际变化

Fig. 2 Inter-annual changes of the length of growing season of dominant shrub in the semi-arid sandy grassland of Horqin Sandy

图3 科尔沁沙地差巴嘎蒿物候期与气象因子PLS回归分析（VIP值大于0.8用黑色填充）

Fig.3 Results of PLS regression correlating phenology of Artemisia halodendron. Coefficients filled by black indicate VIP>0.8

图4 科尔沁沙地小叶锦鸡儿物候期与气象因子PLS回归分析（VIP值大于0.8用黑色填充）

Fig.4 Results of PLS regression correlating phenology of Caragana microphylla. Coefficients filled by orange indicate VIP>0.8

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