Abstract: Abnormal meteorological events occur frequently under global climate change. As another unusual meteorological event, a warm-dry climate occurred in North China in spring 2016 after the extreme cold-wet weather in spring 2010. Phenological observations of the flowering phenology of Viburnum from 2009 to 2016 showed that flowering onset was advanced in the warm-dry spring in 2016, but flowering duration was never shortened over the observation years; and the variance in threshold on flowering onset, active accumulated temperature and flowering duration of species with narrow altitude spanning, for V. macrocephalum and V. opulus, for example, were very wide, whereas species with large altitude spanning, such as V. prunifolium, V. lantana and V. carlesii, presented limited plasticity on flowering onset, active accumulated temperature and flowering duration; moreover, the relative flowering onset among these 3 species did not change, whatever meteorologically occurred in spring over several years. As well, the allocation of assimilation on shoots increased by significantly increased shoot diameter and simultaneously increased leaf growth rate as compared with the normal year. However, leaves became much thinner than the normal year. The assimilation was allocated more to those leaves far from fruits experiencing a warm-dry event. Study of the flowering phenology responsive to extreme meteorological events at a given hierarchy can reveal an environmental plasticity of flowering during extreme climate change and provide basic information for classical phenological research.
1 研究方法1.1 观测区域观测地点为中国科学院植物研究所荚蒾专类园, 该园位于北半球中纬地带(116°28ʹ E, 39°48ʹ N), 海拔76 m, 土壤pH值为0.8, 年平均温度12-13°C, 年平均降水量400-800 mm, 属于温带大陆性季风气候。观测所需的详细气象数据由北京市专业气象台提供。
1.2 物种选择为揭示异常气象事件下的花期物候在年际及属内种间的响应差异, 及其与地理分布和系统学的关联, 我们选择了地理分布梯度差异较大的5种荚蒾属植物, 即琼花(Viburnum macrocephalum Fort)、欧洲绣球(V. opulus Linn)、李叶荚蒾(V. prunifolium Linn)、黑果荚蒾(V. lantana Linn)和红蕾荚蒾(V. carlesii Hem- sl) (表1)进行观测, 并与2009-2011年的观测结果(陈莉等, 2012)进行比较分析。 表1 Table 1 表1 表1 荚蒾属观测物种的地理分布、引种信息及所属分类组系(徐炳声, 1988; Yang et al., 2011) Table 1 The geographic distributions, introduction background and taxonomic affiliation of investigated Viburnum (Xu, 1988, in Chinese; Yang et al., 2011)
Species
Latitude and altitude
Original distribution
Introduction site
Introduction year
Taxonomic affiliation
Viburnum opulus
39°02′-55°93′ N; 1000-1600 m
Northwestern China, Central America, Central Russia, Most of Europe and Northwestern America
Romania
1956
Sect.9 Opulus
V. macrocephalum
25°09′-32°04′ N; 60-160 m
Southeastern China
Nanjing, China
1984
Sect.1 Viburnum
V. prunifolium
26°75′-44°75′ N; 250 m
Southeastern America
New York, America
1982
Sect.1 Viburnum
V. lantana
21°54′-53°33′ N; 250-3410 m
Most of Europe, Northwestern America and Southeastern Asia
Hungary
1957
Sect.1 Viburnum
V. carlesii
34°01′-41°63′ N; 0-1300 m
North Korea and Japan
New York, America
1982
Sect.1 Viburnum
表1 荚蒾属观测物种的地理分布、引种信息及所属分类组系(徐炳声, 1988; Yang et al., 2011) Table 1 The geographic distributions, introduction background and taxonomic affiliation of investigated Viburnum (Xu, 1988, in Chinese; Yang et al., 2011)
2 结果与讨论2.1 2016年春季的异常暖旱由于未见关于2009年和2011年春季气候异常的气象学报道, 故将其视为正常年份。与2009年相比, 2016年1-4月的旬最高温度、旬最低温度和旬温差总体偏高。其中3月下旬的旬最高温度、旬最低温度和旬温差与正常年份相比差异最大, 比2009年同期分别高出6.2°C、2.74°C和3.52°C。同时2016年2月下旬至4月上旬无降雨, 降水量比2009年同期明显减少(图1), 因此2016年春季气候相对暖旱。另一次气候异常发生在2010年春季, 出现了40年来的异常低温, 并且同期降雨明显偏多, 形成了气象上公认的异常冷湿气候(丁德平等, 2010; 王遵娅等, 2011; 陈莉等, 2012)。 图1https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_1.png图1 物候观测年份2009-2011年及2016年的1-5月最高温度(A)、最低温度(B)、均温差(C)和总降雨量(D) (以旬为时间尺度统计, 气象数据来自北京市专业气象台) 其中2010年和2016年春季分别发生了40年来异常冷湿和50年来异常暖旱气象事件(王遵娅等, 2011; 王文峰, 2016)。 Figure 1 Meteorological parameters in phenological observations from January to May in 2009-2011 and 2016 including ten-day maximum temperature (A), ten-day minimum temperature (B), ten-day mean temperature different (C) and ten-day total precipitation (D) (To analyze data at ten-day scale, which were from Beijing Meteorological Observatory) The extreme climatic events occurred in the spring of 2010 and 2016, which was characterized by extreme cold-wet in 2010 and warm-drought in 2016 respectively (Wang et al., 2011; Wang, 2016) (in Chinese). Figure 1https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_1.png图1 物候观测年份2009-2011年及2016年的1-5月最高温度(A)、最低温度(B)、均温差(C)和总降雨量(D) (以旬为时间尺度统计, 气象数据来自北京市专业气象台) 其中2010年和2016年春季分别发生了40年来异常冷湿和50年来异常暖旱气象事件(王遵娅等, 2011; 王文峰, 2016)。 Figure 1 Meteorological parameters in phenological observations from January to May in 2009-2011 and 2016 including ten-day maximum temperature (A), ten-day minimum temperature (B), ten-day mean temperature different (C) and ten-day total precipitation (D) (To analyze data at ten-day scale, which were from Beijing Meteorological Observatory) The extreme climatic events occurred in the spring of 2010 and 2016, which was characterized by extreme cold-wet in 2010 and warm-drought in 2016 respectively (Wang et al., 2011; Wang, 2016) (in Chinese).
图1 物候观测年份2009-2011年及2016年的1-5月最高温度(A)、最低温度(B)、均温差(C)和总降雨量(D) (以旬为时间尺度统计, 气象数据来自北京市专业气象台) 其中2010年和2016年春季分别发生了40年来异常冷湿和50年来异常暖旱气象事件(王遵娅等, 2011; 王文峰, 2016)。 Figure 1 Meteorological parameters in phenological observations from January to May in 2009-2011 and 2016 including ten-day maximum temperature (A), ten-day minimum temperature (B), ten-day mean temperature different (C) and ten-day total precipitation (D) (To analyze data at ten-day scale, which were from Beijing Meteorological Observatory) The extreme climatic events occurred in the spring of 2010 and 2016, which was characterized by extreme cold-wet in 2010 and warm-drought in 2016 respectively (Wang et al., 2011; Wang, 2016) (in Chinese).
2.2 春季气候异常时的花期响应格局花期响应格局上, 5种荚蒾在花期长短和始花期的可塑性方面变化更为明显。从花期时长的年际变化来看, 与正常年份(2009年)相比, 冷湿(2010年春)和暖旱(2016年春季)年份, 荚蒾的花期时长表现与正常年份相当或有延长。同时我们发现相对于2009年正常年份, 在年际不同的气象事件发生时, 李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾的花期长短都未发生明显的变化(图2)。欧洲绣球和琼花则表现出花期长短变化的年际不确定性。其中, 欧洲绣球的开花时间在暖旱年份比冷湿年份更长, 琼花的开花时间则在暖旱和冷湿年份比正常年份更长(图2)。 图2https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_2.png图2 2009-2016年春季气候变化中的荚蒾花期物候响应格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) (A) 春夏气候正常(2009年); (B) 春季发生冷湿气象事件(2010年); (C) 春季发生暖旱气象事件(2016年)。图中黑色条形左端对应的日期为始花期, 右端对应的日期为末花期, 长度为花期长度。 Figure 2 The flowering phenological patterns of Viburnum responsive to climatic change in the spring from 2009 to 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) (A) Normal year (2009); (B) The flowering onset delayed in the cold-wet spring of 2010; (C) The flowering onset advanced in the warm-drought spring of 2016. The left and right end of black bar corresponding to the date of flowering onset and flowering fading respectively, and the length of bar show- ing the duration of flowering. Figure 2https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_2.png图2 2009-2016年春季气候变化中的荚蒾花期物候响应格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) (A) 春夏气候正常(2009年); (B) 春季发生冷湿气象事件(2010年); (C) 春季发生暖旱气象事件(2016年)。图中黑色条形左端对应的日期为始花期, 右端对应的日期为末花期, 长度为花期长度。 Figure 2 The flowering phenological patterns of Viburnum responsive to climatic change in the spring from 2009 to 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) (A) Normal year (2009); (B) The flowering onset delayed in the cold-wet spring of 2010; (C) The flowering onset advanced in the warm-drought spring of 2016. The left and right end of black bar corresponding to the date of flowering onset and flowering fading respectively, and the length of bar show- ing the duration of flowering.
图2 2009-2016年春季气候变化中的荚蒾花期物候响应格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) (A) 春夏气候正常(2009年); (B) 春季发生冷湿气象事件(2010年); (C) 春季发生暖旱气象事件(2016年)。图中黑色条形左端对应的日期为始花期, 右端对应的日期为末花期, 长度为花期长度。 Figure 2 The flowering phenological patterns of Viburnum responsive to climatic change in the spring from 2009 to 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) (A) Normal year (2009); (B) The flowering onset delayed in the cold-wet spring of 2010; (C) The flowering onset advanced in the warm-drought spring of 2016. The left and right end of black bar corresponding to the date of flowering onset and flowering fading respectively, and the length of bar show- ing the duration of flowering.
与2009年正常年份相比, 2016年春季暖旱时荚蒾的始花期和末花期均提前(图2)。另外, 在不同的气象事件发生年份, 我们发现李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾的始花期和末花期都相对固定(图2)。例如, 这3种荚蒾在2010年春季冷湿时花期同步延迟了15-17天; 2016年春季暖旱时花期又同步提前了1-6天。从始花期的年际变化幅度来看, 无论经历了2010年的春季冷湿还是2016年的春季暖旱, 李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾的始花期(17-23天)变幅都较小(图3; 表2), 琼花和欧洲绣球的始花期(32-33天)则变幅较大(图3; 表2)。 图3https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_3.png图3 2016年(A)春季暖旱和2010年(B)春季冷湿的气象事件中荚蒾始花期的变化幅度(以正常的2009年为参照点, 其中2010年的数据来自陈莉等(2012)) 图中负值为2016年春季暖旱时荚蒾始花期相对于2009年正常年份均提前, 正值为2010年春季冷湿时荚蒾始花期相对于2009年均延迟。 Figure 3 The variance magnitude of flowering onset responsive to the climatic extremes over the warm-drought in spring of 2016 (A) and cold-wet in spring of 2010 (B) (Refe- red to data of normal 2009, which data for 2010 were from Chen et al. (2012)) Negative values indicating the advanced flowering onset in 2016 and the positive for the delay in 2010 compared to the reference year 2009. Figure 3https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_3.png图3 2016年(A)春季暖旱和2010年(B)春季冷湿的气象事件中荚蒾始花期的变化幅度(以正常的2009年为参照点, 其中2010年的数据来自陈莉等(2012)) 图中负值为2016年春季暖旱时荚蒾始花期相对于2009年正常年份均提前, 正值为2010年春季冷湿时荚蒾始花期相对于2009年均延迟。 Figure 3 The variance magnitude of flowering onset responsive to the climatic extremes over the warm-drought in spring of 2016 (A) and cold-wet in spring of 2010 (B) (Refe- red to data of normal 2009, which data for 2010 were from Chen et al. (2012)) Negative values indicating the advanced flowering onset in 2016 and the positive for the delay in 2010 compared to the reference year 2009.
图3 2016年(A)春季暖旱和2010年(B)春季冷湿的气象事件中荚蒾始花期的变化幅度(以正常的2009年为参照点, 其中2010年的数据来自陈莉等(2012)) 图中负值为2016年春季暖旱时荚蒾始花期相对于2009年正常年份均提前, 正值为2010年春季冷湿时荚蒾始花期相对于2009年均延迟。 Figure 3 The variance magnitude of flowering onset responsive to the climatic extremes over the warm-drought in spring of 2016 (A) and cold-wet in spring of 2010 (B) (Refe- red to data of normal 2009, which data for 2010 were from Chen et al. (2012)) Negative values indicating the advanced flowering onset in 2016 and the positive for the delay in 2010 compared to the reference year 2009.
表2 Table 2 表2 表2 荚蒾始花期和花前活动积温(≥0°C)在2010年春季冷湿和2016年春季暖旱的变化幅度 Table 2 The variance magnitude of flowering onset and activity accumulated temperature over the cold-wet in spring of 2010 and the warm-drought in spring of 2016
Species
Flowering onset (day)
Activity accumulated temperature (°C)
Viburnum macrocephalum
33
294.9
V. opulus
32
351.9
V. prunifolium
17
8.1
V. lantana
23
90.4
V. carlesii
18
31.4
表2 荚蒾始花期和花前活动积温(≥0°C)在2010年春季冷湿和2016年春季暖旱的变化幅度 Table 2 The variance magnitude of flowering onset and activity accumulated temperature over the cold-wet in spring of 2010 and the warm-drought in spring of 2016
2.3 花前活动积温的年际差异从表2可以看出, 年际花期物候模式变幅小且种间变化相对固定的3个物种(李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾), 其花前活动积温都未发生明显改变; 而年际物候模式变化大的2个物种, 其花前活动积温的年际变化也较大。相对于2009年正常年份, 在花期特征相对固定的李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾中, 即使是花前活动积温年际变化最大的李叶荚蒾, 其变幅也仅为10.13%。而对于物候模式变化大的琼花, 在2010年春季冷湿时花前活动积温增加了39.1%; 在2016年春季暖旱时花前活动积温减少了10.1%。同样, 欧洲绣球在2010年和2016年, 花前活动积温分别降低了12.8%和42.8% (图4)。 图4https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_4.png图4 荚蒾花前积温(≥0°C)在2009年、2010年(春季冷湿)和2016年(春季暖旱)的变化格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) Figure 4 The patterns of activity accumulated temperature (≥0°C) over 2009-2016, of which cold-wet occurring in spring of 2010 and warm-drought in spring of 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) Figure 4https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_4.png图4 荚蒾花前积温(≥0°C)在2009年、2010年(春季冷湿)和2016年(春季暖旱)的变化格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) Figure 4 The patterns of activity accumulated temperature (≥0°C) over 2009-2016, of which cold-wet occurring in spring of 2010 and warm-drought in spring of 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012))
图4 荚蒾花前积温(≥0°C)在2009年、2010年(春季冷湿)和2016年(春季暖旱)的变化格局(其中2009和2010年的数据来自陈莉等(2012)) Figure 4 The patterns of activity accumulated temperature (≥0°C) over 2009-2016, of which cold-wet occurring in spring of 2010 and warm-drought in spring of 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012))
2.4 花期营养生长动态观测结果显示, 春季气候暖旱时荚蒾枝条的同化产物分配增加, 枝条增粗明显。2016年5月中旬黑果荚蒾有果枝和无果枝的直径比2011年正常年份分别高出43.48%和27.68%; 欧洲绣球有果枝和无果枝直径比2011年正常年份分别高出82.26%和121.6% (图5 A1, A2, B1, B2)。同样, 在春季暖旱时叶片的生长速率加快, 叶面积更大但叶片更薄; 远果叶的同化产物分配显著增加。2016年春季暖旱时, 黑果荚蒾和欧洲绣球的叶面积增长速度比2011年正常年份总体明显加快, 叶面积也明显增大并出现了明显的停长拐点。而2016年春季暖旱并未导致叶片厚度高于正常年份(图6 A1, A2, B1, B2)。从同化产物的分配上看, 2016年5月中旬暖旱时, 黑果荚蒾和欧洲绣球的远果叶叶面积远高于近果叶, 分别高出17.96和33.78 cm², 而在气候正常的2011年两者同期远果叶叶面积仅分别高出近果叶7.90和4.37 cm², 远果叶与近果叶之间的叶面积差距增大(图7 A1, A2, B1, B2)。 图5https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_5.png图5 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球枝条生长的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1) , (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的枝条生长; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的枝条生长。黑色实线为花期。 Figure 5 Growing dynamics of shoots for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) The shoots of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) The shoots of V. opulus in 2011 and 2016. Black solid line refers to the flowering length for each species. Figure 5https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_5.png图5 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球枝条生长的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1) , (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的枝条生长; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的枝条生长。黑色实线为花期。 Figure 5 Growing dynamics of shoots for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) The shoots of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) The shoots of V. opulus in 2011 and 2016. Black solid line refers to the flowering length for each species.
图5 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球枝条生长的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1) , (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的枝条生长; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的枝条生长。黑色实线为花期。 Figure 5 Growing dynamics of shoots for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) The shoots of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) The shoots of V. opulus in 2011 and 2016. Black solid line refers to the flowering length for each species.
图6https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_6.png图6 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球比叶重(SLW)的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的比叶重; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的比叶重 Figure 6 Specific leaf weight (SLW) for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) SLW of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) SLW of V. opulus in 2011 and 2016 Figure 6https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_6.png图6 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球比叶重(SLW)的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的比叶重; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的比叶重 Figure 6 Specific leaf weight (SLW) for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) SLW of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) SLW of V. opulus in 2011 and 2016
图6 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球比叶重(SLW)的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的比叶重; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的比叶重 Figure 6 Specific leaf weight (SLW) for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) SLW of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) SLW of V. opulus in 2011 and 2016
图7https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_7.png图7 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球叶面积的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的叶面积; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的叶面积 Figure 7 Leaf area for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) Leaf area of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) Leaf area of V. opulus in 2011 and 2016 Figure 7https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-3-297/img_7.png图7 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球叶面积的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的叶面积; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的叶面积 Figure 7 Leaf area for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) Leaf area of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) Leaf area of V. opulus in 2011 and 2016
图7 2011年和2016年黑果荚蒾和欧洲绣球叶面积的动态变化(其中2011年的数据来自陈莉等(2012)) (A1), (A2) 黑果荚蒾2011年和2016年的叶面积; (B1), (B2) 欧洲绣球2011年和2016年的叶面积 Figure 7 Leaf area for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) Leaf area of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) Leaf area of V. opulus in 2011 and 2016
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... 荚蒾属(Viburnum)植物隶属忍冬科, 该属有200种, 遍布全球, 我国有74种(徐炳声, 1988).物种多样性和地理分布的广泛性表明, 该属物种具有较强的适应能力和较高的环境适合度.当前我们选择具有较大地理分布和分类跨度的5种荚蒾, 重点针对2016年春季的异常暖旱气象事件, 对花期物候和生长发育状况进行快速跟踪观测, 并与历史观测数据(陈莉等, 2012)相对比, 旨在认知专属植物的花期物候变化格局, 了解花期生殖和营养生长的环境可塑性及其与自然地理分布的关系. ... ... 为揭示异常气象事件下的花期物候在年际及属内种间的响应差异, 及其与地理分布和系统学的关联, 我们选择了地理分布梯度差异较大的5种荚蒾属植物, 即琼花(Viburnum macrocephalum Fort)、欧洲绣球(V. opulus Linn)、李叶荚蒾(V. prunifolium Linn)、黑果荚蒾(V. lantana Linn)和红蕾荚蒾(V. carlesii Hem- sl) (表1)进行观测, 并与2009-2011年的观测结果(陈莉等, 2012)进行比较分析. ... ... 由于未见关于2009年和2011年春季气候异常的气象学报道, 故将其视为正常年份.与2009年相比, 2016年1-4月的旬最高温度、旬最低温度和旬温差总体偏高.其中3月下旬的旬最高温度、旬最低温度和旬温差与正常年份相比差异最大, 比2009年同期分别高出6.2°C、2.74°C和3.52°C.同时2016年2月下旬至4月上旬无降雨, 降水量比2009年同期明显减少(图1), 因此2016年春季气候相对暖旱.另一次气候异常发生在2010年春季, 出现了40年来的异常低温, 并且同期降雨明显偏多, 形成了气象上公认的异常冷湿气候(丁德平等, 2010; 王遵娅等, 2011; 陈莉等, 2012). ... ... The flowering phenological patterns of Viburnum responsive to climatic change in the spring from 2009 to 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) (A) Normal year (2009); (B) The flowering onset delayed in the cold-wet spring of 2010; (C) The flowering onset advanced in the warm-drought spring of 2016. The left and right end of black bar corresponding to the date of flowering onset and flowering fading respectively, and the length of bar show- ing the duration of flowering. ... ... The variance magnitude of flowering onset responsive to the climatic extremes over the warm-drought in spring of 2016 (A) and cold-wet in spring of 2010 (B) (Refe- red to data of normal 2009, which data for 2010 were from Chen et al. (2012)) Negative values indicating the advanced flowering onset in 2016 and the positive for the delay in 2010 compared to the reference year 2009. ... ... The patterns of activity accumulated temperature (≥0°C) over 2009-2016, of which cold-wet occurring in spring of 2010 and warm-drought in spring of 2016 (The data for 2009 and 2010 are from Chen et al. (2012)) ... ... Growing dynamics of shoots for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) The shoots of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) The shoots of V. opulus in 2011 and 2016. Black solid line refers to the flowering length for each species. ... ... Specific leaf weight (SLW) for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) SLW of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) SLW of V. opulus in 2011 and 2016 ... ... Leaf area for Viburnum lantana and V. opulus in 2011 and 2016 (The data for 2011 are from Chen et al. (2012)) (A1), (A2) Leaf area of V. lantana in 2011 and 2016; (B1), (B2) Leaf area of V. opulus in 2011 and 2016 ...
... 物候观测年份2009-2011年及2016年的1-5月最高温度(A)、最低温度(B)、均温差(C)和总降雨量(D) (以旬为时间尺度统计, 气象数据来自北京市专业气象台) 其中2010年和2016年春季分别发生了40年来异常冷湿和50年来异常暖旱气象事件(王遵娅等, 2011; 王文峰, 2016). ... ... Meteorological parameters in phenological observations from January to May in 2009-2011 and 2016 including ten-day maximum temperature (A), ten-day minimum temperature (B), ten-day mean temperature different (C) and ten-day total precipitation (D) (To analyze data at ten-day scale, which were from Beijing Meteorological Observatory) The extreme climatic events occurred in the spring of 2010 and 2016, which was characterized by extreme cold-wet in 2010 and warm-drought in 2016 respectively (Wang et al., 2011; Wang, 2016) (in Chinese). ... ... 2010年, 北方地区经历了40年一遇的春季冷湿的极端气象事件(王遵娅等, 2011). 2016年, 该地区平均气温比常年高1-2°C, 成为1961年以来历史同期的第2高值, 并且同期降雨减少了20%-80% (王文峰, 2016), 又发生了春季暖旱的异常气象事件(王素萍等, 2016; 王文峰, 2016).大量研究早已证实, 气温是影响花期物候最为关键的气象因子(陆佩玲等, 2006), 正如春季升温会使诸多物种的花期提前一样(Menzel et al., 2006; 陈彬彬等, 2007; 丁抗抗等, 2010; 李琪等, 2010; 王连喜等, 2010; Beaubien and Hamann, 2011), 荚蒾的花期在变暖的春季整体提前也理所当然.不仅如此, 近年的研究更加细化了增温对花期提前的影响作用.例如, Matthews和Mazer (2016)研究表明, 花期物候可能对春季的最低温度更为敏感, 最低温度升高时会使开花提前.同时, 较大的温差也有利于提前打破花芽休眠(毛丽萍等, 2012; 何东等, 2013), 这是因为土壤冰晶在春季最高和最低温度升高时会更快融化, 从而使严苛的低温环境得到改善(张宝成和白艳芬, 2015).虽然降水对花期早晚的影响表现各异(Abu-Asab et al., 2001; Crimmins et al., 2010), 但从新近降水与气温的互作研究看, 增温时降水的减少也可能不影响花期的提前(Matthews and Mazer, 2016), 并且暖旱可能比暖湿气候对物候提前的影响更加强烈(Siegmund et al., 2016), 这些都为暖旱春季荚蒾花期提前提供了更为精准的解释. ... ... ; 王文峰, 2016).大量研究早已证实, 气温是影响花期物候最为关键的气象因子(陆佩玲等, 2006), 正如春季升温会使诸多物种的花期提前一样(Menzel et al., 2006; 陈彬彬等, 2007; 丁抗抗等, 2010; 李琪等, 2010; 王连喜等, 2010; Beaubien and Hamann, 2011), 荚蒾的花期在变暖的春季整体提前也理所当然.不仅如此, 近年的研究更加细化了增温对花期提前的影响作用.例如, Matthews和Mazer (2016)研究表明, 花期物候可能对春季的最低温度更为敏感, 最低温度升高时会使开花提前.同时, 较大的温差也有利于提前打破花芽休眠(毛丽萍等, 2012; 何东等, 2013), 这是因为土壤冰晶在春季最高和最低温度升高时会更快融化, 从而使严苛的低温环境得到改善(张宝成和白艳芬, 2015).虽然降水对花期早晚的影响表现各异(Abu-Asab et al., 2001; Crimmins et al., 2010), 但从新近降水与气温的互作研究看, 增温时降水的减少也可能不影响花期的提前(Matthews and Mazer, 2016), 并且暖旱可能比暖湿气候对物候提前的影响更加强烈(Siegmund et al., 2016), 这些都为暖旱春季荚蒾花期提前提供了更为精准的解释. ...
南京市木本植物花期对气候变化的响应研究 1 2015
... 我们还注意到在花期物候的种间相对变化中, 无论春季发生何种气象事件(冷湿或暖旱), 李叶荚蒾、黑果荚蒾和红蕾荚蒾的相对始花期都未发生明显的年际变化(图2).本研究结果中此3个物种花前活动积温的年际保守性(图4)无疑为其花期的相对稳定性提供了充分的解释.此外, 利用花前积温具年际保守性的物种还可准确推测特定年份花期的早晚(刘克长等, 1991; Ansquer et al., 2008; Chung et al., 2009; 王言鑫, 2015).与花前积温保守性巧合的是, 这3个物种也是系统进化树中的近缘种(Winkworth and Donoghue, 2004), 但遗憾的是, 我们未能从已有的研究中找到近缘物种与花前积温年际保守性的关联.另外, 从观测的5种荚蒾来看, 无论春季出现冷湿还是暖旱的气象事件, 其花期时长都未表现比正常年份更短.琼花和欧洲绣球反而在异常年份出现花期延长, 这显然为传粉者在气候异常情况下造访提供了更多的机会, 进而为荚蒾属植物广泛分布提供繁殖保障. ...
2010年中国气候概况 4 2011
... 由于未见关于2009年和2011年春季气候异常的气象学报道, 故将其视为正常年份.与2009年相比, 2016年1-4月的旬最高温度、旬最低温度和旬温差总体偏高.其中3月下旬的旬最高温度、旬最低温度和旬温差与正常年份相比差异最大, 比2009年同期分别高出6.2°C、2.74°C和3.52°C.同时2016年2月下旬至4月上旬无降雨, 降水量比2009年同期明显减少(图1), 因此2016年春季气候相对暖旱.另一次气候异常发生在2010年春季, 出现了40年来的异常低温, 并且同期降雨明显偏多, 形成了气象上公认的异常冷湿气候(丁德平等, 2010; 王遵娅等, 2011; 陈莉等, 2012). ... ... 物候观测年份2009-2011年及2016年的1-5月最高温度(A)、最低温度(B)、均温差(C)和总降雨量(D) (以旬为时间尺度统计, 气象数据来自北京市专业气象台) 其中2010年和2016年春季分别发生了40年来异常冷湿和50年来异常暖旱气象事件(王遵娅等, 2011; 王文峰, 2016). ... ... Meteorological parameters in phenological observations from January to May in 2009-2011 and 2016 including ten-day maximum temperature (A), ten-day minimum temperature (B), ten-day mean temperature different (C) and ten-day total precipitation (D) (To analyze data at ten-day scale, which were from Beijing Meteorological Observatory) The extreme climatic events occurred in the spring of 2010 and 2016, which was characterized by extreme cold-wet in 2010 and warm-drought in 2016 respectively (Wang et al., 2011; Wang, 2016) (in Chinese). ... ... 2010年, 北方地区经历了40年一遇的春季冷湿的极端气象事件(王遵娅等, 2011). 2016年, 该地区平均气温比常年高1-2°C, 成为1961年以来历史同期的第2高值, 并且同期降雨减少了20%-80% (王文峰, 2016), 又发生了春季暖旱的异常气象事件(王素萍等, 2016; 王文峰, 2016).大量研究早已证实, 气温是影响花期物候最为关键的气象因子(陆佩玲等, 2006), 正如春季升温会使诸多物种的花期提前一样(Menzel et al., 2006; 陈彬彬等, 2007; 丁抗抗等, 2010; 李琪等, 2010; 王连喜等, 2010; Beaubien and Hamann, 2011), 荚蒾的花期在变暖的春季整体提前也理所当然.不仅如此, 近年的研究更加细化了增温对花期提前的影响作用.例如, Matthews和Mazer (2016)研究表明, 花期物候可能对春季的最低温度更为敏感, 最低温度升高时会使开花提前.同时, 较大的温差也有利于提前打破花芽休眠(毛丽萍等, 2012; 何东等, 2013), 这是因为土壤冰晶在春季最高和最低温度升高时会更快融化, 从而使严苛的低温环境得到改善(张宝成和白艳芬, 2015).虽然降水对花期早晚的影响表现各异(Abu-Asab et al., 2001; Crimmins et al., 2010), 但从新近降水与气温的互作研究看, 增温时降水的减少也可能不影响花期的提前(Matthews and Mazer, 2016), 并且暖旱可能比暖湿气候对物候提前的影响更加强烈(Siegmund et al., 2016), 这些都为暖旱春季荚蒾花期提前提供了更为精准的解释. ...
3 2011
... 荚蒾属(Viburnum)植物隶属忍冬科, 该属有200种, 遍布全球, 我国有74种(徐炳声, 1988).物种多样性和地理分布的广泛性表明, 该属物种具有较强的适应能力和较高的环境适合度.当前我们选择具有较大地理分布和分类跨度的5种荚蒾, 重点针对2016年春季的异常暖旱气象事件, 对花期物候和生长发育状况进行快速跟踪观测, 并与历史观测数据(陈莉等, 2012)相对比, 旨在认知专属植物的花期物候变化格局, 了解花期生殖和营养生长的环境可塑性及其与自然地理分布的关系. ... ... 荚蒾属观测物种的地理分布、引种信息及所属分类组系(徐炳声, 1988; Yang et al., 2011) ... ... The geographic distributions, introduction background and taxonomic affiliation of investigated Viburnum (Xu, 1988, in Chinese; Yang et al., 2011) ...