【摘 要】
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受人类活动的影响,全球气候变暖日趋严重,并导致全球范围降水格局的变化。这些变化严重影响陆地生态系统结构和功能,并反馈影响气候变化过程。植物物候作为植物对气候变化的感应器,对于气候变化十分敏感。大量研究表明气温和降水变化会显著影响植物的返青、开花、结实、黄枯等物候阶段的发生时间,以及生长季长度,但是关于气候变化幅度的季节差异对植物物候的影响还缺乏充分的关注,给陆地生态系统结构和功能对气候变化响应与反
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受人类活动的影响,全球气候变暖日趋严重,并导致全球范围降水格局的变化。这些变化严重影响陆地生态系统结构和功能,并反馈影响气候变化过程。植物物候作为植物对气候变化的感应器,对于气候变化十分敏感。大量研究表明气温和降水变化会显著影响植物的返青、开花、结实、黄枯等物候阶段的发生时间,以及生长季长度,但是关于气候变化幅度的季节差异对植物物候的影响还缺乏充分的关注,给陆地生态系统结构和功能对气候变化响应与反馈的预测提出了巨大的挑战。因此,本研究选择我国北方典型草原为研究对象,通过控制实验,定量区分非生长季及生长季气候变暖与降水增加对该生态系统植物各物候阶段的开始时间、结束时间及持续时间的影响;同时通过测定温湿度及植物功能性状的变化,探讨植物物候对气候变化的响应机理。主要结果如下:（1）非生长季增温处理对生长营养物候的影响仅体现在生长季结束时间（EGS）上,使2020年EGS显著提前了2.0天,但未显著影响生长季开始时间（BGS）及生长季长度（LGS）。非生长季增温处理对植物繁殖物候的影响比较小,仅改变了少数物种的开花时间和结实时间,比如推迟了扁蓿豆（Pocockia ruthenia）的始花期和结实结束时间,提前了2019年地蔷薇（Chamaerhodos erecta）和2020年胡枝子（Lespedeza bicolor）的始花期。但是非生长季增温对于大多数物种的繁殖物候并无显著影响。（2）生长季增温对BGS无显著影响,但推迟了2020年EGS,延长了2020年的GSL。生长季增温提前了大多数物种的始花期和结实开始时间,并推迟了2020年胡枝子、冰草（Agropyron cristatum）、克氏针茅（Stipa krylovii）的结果结束时间,延长了扁蓿豆、胡枝子、冰草的花期长度及大多数物种的果期长度。（3）非生长季增水显著影响了生长营养物候,但是其效应呈现显著的年际变化。2019年非生长季增水使BGS和EGS分别推迟了6.3天和1.9天,LGS缩短4.4天;但是2020年非生长季增水使BGS提前11.9天,EGS推迟3.1天,LGS延长15.0天。非生长季增水对调查物种的始花期无显著影响,但提前了2019年地蔷薇和2020年丝叶苦荬菜（Ixeridium graminifolium）、冰草的末花期,缩短了2020年扁蓿豆（3.5天）、地蔷薇（2.9天）、冰草（3.0天）的花期长度,并推迟了少数物种的结实时间。（4）生长季增水对EGS无显著影响;使2019年BGS显著推迟,LGS显著缩短;但是使2020年BGS提前,LGS延长。生长季增水提前了部分物种的开花时间和结实时间,延长了2019年菊叶委陵菜及2020年地蔷薇、菊叶委陵菜的花期长度和2019年丝叶苦荬菜、2020年胡枝子、丝叶苦荬菜、克氏针茅的结实期长度,缩短了2019年扁蓿豆的花期长度和果期长度。（5）生长季增温与非生长季增水处理对生长季物候有显著的交互影响。在不进行非生长季增水时,生长季增温使BGS显著提前了5.5天、EGS推迟了3.2天、LGS延长了8.7天。但是在非生长季增水处理背景下,生长季增温使BGS推迟了4.1天、EGS提前了1.2天、LGS缩短了5.3天。非生长季增温与非生长季增水处理对BGS、EGS产生显著的交互作用。在不进行非生长季增水时,非生长季增温使得BGS推迟了2.2天、对EGS无显著影响。在进行非生长季增水时,非生长季增温则使得BGS、EGS分别提前了3.5天、2.9天。此外,不同因子之间同样对某些繁殖物候存在显著的交互影响,但是这种交互作用格局因物种而异,并无一致趋势。（6）大多数物种的株高与植物的繁殖物候存在显著相关关系。菊叶委陵菜、扁蓿豆、胡枝子的始花期与株高呈显著负相关关系,扁蓿豆、胡枝子的结果结束时间与株高呈显著正相关关系。冷蒿（Artemisia frigida）的比叶面积与结果结束时间呈正相关关系,其余物种的比叶面积与植物物候的各指标均无显著相关关系。综上所述,本研究阐述了内蒙古典型草原植物各物候阶段的开始时间、结束时间及时间分配对非生长季与生长季气候变暖与增水的响应,并发现降水变化主要影响生长季的开始时间和结束时间等生长营养物候,增温则主要影响开花和结果等繁殖物候。此外,不同季节的温度与降水变化对植物物候存在交互影响。这些结果表明,在气候变化对植物物候的研究中,应同时考虑温度与降水的变化,并考虑不同季节温度和降水变化对植物物候调控尺度的差异和交互作用。本结果可以为陆地生态系统响应气候变化研究提供部分数据支持。
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