北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系

Relationship between spring phenological traits and biological characteristics of woody plants in Beijing

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摘要植物物候是植物生活史中的重要性状,也是指示气候与自然环境变化的重要指标,现已成为全球变化领域的研究热点之一.传统物候研究多假设物候由气候因素决定,如气温、降水、光照等,并主要从植物物候的年际变化角度探讨了气候因素对物候特征的影响.然而,不同物种的物候存在较大差异表明植物物候还与自身生物学特性(如系统发育和功能性状)有关,但植物生物学特性如何影响植物物候仍缺乏深入研究.基于北京地区44种木本植物1965—2018年的展叶始期和开花始期观测资料,以展叶始期和开花始期的3类物候特征(平均物候期、物候对温度的响应敏感度和物候期的积温需求)为例,探究植物物候特征与系统发育和功能性状的关系.首先,利用系统发育信号Blomberg′s K和进化模型检验植物物候特征是否具有系统发育保守性,并通过系统发育信号表征曲线直观表达植物物候特征的进化模式;之后,利用广义估计方程分析植物生活型、传粉型与物候特征的关系,以揭示不同植物的资源利用方式及生存策略的差异.研究发现:(1)除展叶始期的温度敏感度外,其余物候特征的进化均受随机遗传漂变和自然选择力的共同作用,可推断物候特征具有系统发育保守性,即亲缘关系越近的物种物候特征越相似.(2)开花始期的系统发育信号强度比展叶始期更大,表明繁殖物候的系统发育可能比生长物候更保守.(3)植物展叶始期及其积温需求与生活型密切相关.灌木比乔木的展叶时间早、积温需求少.植物开花始期与传粉型相关,风媒植物开花显著早于虫媒植物.研究成果有助于深入理解物候变化的生物学机制,对于丰富物候学的理论研究有重要意义,同时对植物保护也具有重要的指导价值.

作者高新月 ^[1] 戴君虎 ^[2] 陶泽兴 ^[3] 学术成果认领

作者单位中国科学院地理科学与资源研究所,陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101;中国科学院大学,北京 100049 ^[1] 中国科学院地理科学与资源研究所,陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101;中国科学院大学,北京 100049;中国-巴基斯坦地球科学研究中心,中国科学院-巴基斯坦高等教育委员会,伊斯兰堡 45320, 巴基斯坦 ^[2] 中国科学院地理科学与资源研究所,陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101 ^[3]

关键词展叶始期开花始期系统发育功能性状北京

栏目名称

城市生态调查评估与生态管理专栏

DOI 10.5846/stxb202110152913

发布时间 2023-01-16

基金项目

国家重点研发计划（2018YFA0606102）；国家自然科学基金（41901014）