【摘 要】
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[目的]植物物候能指示自然环境中的气象和水文变化.采用SW模型模拟木本植物的物候期,分析SW模型的有效性和适用性;结合植物生物学特性分析SW模型模拟效果差异产生的原因,为今后物候模型及物候期研究提供基础.[方法]基于沈阳、北京、西安、洛阳等10个站点观测的地面物候数据(叶芽开放期、展叶始期、开花始期和叶变色期)与气象数据,利用模拟退火法对SW模型的参数进行了估计,并对模型进行内部检验及交叉检验,评价模型的准确度及适用性.[结果]研究区域各地近50年的气温呈上升趋势.除洛阳、德州外其余地点春季物候期均为显著
【机 构】
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北京林业大学生态与自然保护学院,北京 100083;中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京 100101
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[目的]植物物候能指示自然环境中的气象和水文变化.采用SW模型模拟木本植物的物候期,分析SW模型的有效性和适用性;结合植物生物学特性分析SW模型模拟效果差异产生的原因,为今后物候模型及物候期研究提供基础.[方法]基于沈阳、北京、西安、洛阳等10个站点观测的地面物候数据(叶芽开放期、展叶始期、开花始期和叶变色期)与气象数据,利用模拟退火法对SW模型的参数进行了估计,并对模型进行内部检验及交叉检验,评价模型的准确度及适用性.[结果]研究区域各地近50年的气温呈上升趋势.除洛阳、德州外其余地点春季物候期均为显著提前趋势.其中,泰安的紫薇开花始期提前最为显著,以每10年?4.96?d的速度提前,北京的银杏叶芽开放期提前趋势最不显著,以每10年?0.72?d速度提前.秋季叶变色期表现为推迟,秦皇岛紫薇叶变色期以每10年1.05?d速度推迟,北京地区植物叶变色期以每10年0.12?～?0.49?d的速度推迟.SW模型对春季物候期模拟效果优于对秋季物候期的模拟,且乔木模拟效果略优于灌木.该模型对加拿大杨展叶始期模拟最为准确,决定系数(R2)为0.958,均方根误差(RMSE)为3.5?d;灌木中对紫丁香开花始期模拟效果最优,其R2为0.942,RMSE为3.6?d.与春季物候期模拟相比,秋季叶变色期的模拟偏差较大,R2仅为0.030?～?0.574.[结论]在过去的50年内,随着温度的升高,多数站点春季物候期表现出提前趋势,秋季物候期则表现为推迟,在物种间和区域间的变化存在差异.SW模型适用于不同生活型物种的物候期模拟且模拟效果差异不显著;该模型对不同物候期的模拟效果不同,其中展叶始期和开花始期的模拟最为准确,其次是叶芽开放期,叶变色期模拟准确度则最低.这表明仅考虑温度因子的SW模型不能真实模拟秋季物候期,应耦合光周期和降水等因子改进模型,以提高模型模拟的准确度.
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