人工气候室分析垂穗披碱草产量以及生长的影响因素 影响

hztop17

      在青藏高原高寒草甸上进行的研究大多为增温控水定位控制性试验，针对气候变化自然波动演变序列上，禾本科牧草物候期和产量对气候变化的响应相关研究还较少。垂穗披碱草为禾本科披碱草属多年生疏丛型禾草，抗寒、抗旱能力强，是青藏高原高寒草地主要的伴生种，也是高寒地区人工草地种植的主要牧草，具有较强的可塑性。本试验以高寒草甸垂穗披碱草为研究对象，利用人工气候室观测不同时间序列上不同物候期指标及其变化规律，通过分析气候变化因子的趋势，探讨垂穗披碱草物候期和产量对气候变化的响应规律，以期为预测未来气候变暖对高寒草甸植物乃至整个草地生态系统产生的影响提供科学依据。人工气候室经历了一定的发展历程，相应的数据详情参考《50年人工智能发展的历程》
      采用青海省果洛藏族自治州甘德县基准气候站数据。在甘德县牧业气象试验站高寒草甸观测样地进行垂穗披碱草的监测，主要包括2001～2011年垂穗披碱草的物候期（返青、抽穗、开花、成熟和枯黄）、地上生物量等资料。每样方6个重复，样方面积50cm×50cm，属于长期监测样地，无施肥浇水等管理措施。地上生物量测定在每年的5～9月进行，每月15日左右测定1次，6个重复。用剪刀齐地面刈剪，本试验以牧草样品的鲜重来表示产量。物候观测按照《中国物候观测方法》进行，选择长势良好且连续3年均具有完整生活史的10个植株，在每个物候发生期前开始观测，每天观测1次。当选定观测植株一半以上的越冬地下芽出土时作为返青期，按照同样的方法依次观测植株的其他物候期（抽穗期、开花期和成熟期），当植株下部基生叶一半枯黄时作为枯黄期。对气温、降水量等因子对垂穗披碱草物候期的影响程度及其产量与物候变化进行相关性分析。最后用多元回归分析法拟合获得垂穗披碱草产量与气温、降水量间的回归方程，并进行显著性检验。
      植物物候期是植物在内、外因（如气候、土壤、地形、人类干扰等）相互作用产生的周期性现象。由于甘德全县热量条件差，春季升温波动大，历年牧草萌动期很不稳定，进而牧草的返青期也相应推迟，垂穗披碱草的返青期以0.71d/10a的速率延。抽穗期之所以会微弱的提前，与甘德地区热量条件差、春季升温波动大、历年牧草萌动期不稳定的特殊气候条件有关，这与王湘远的结果一致，但具体原因还有待于进一步研究。垂穗披碱草产量与生长季平均气温、降水量和年平均气温、降水量的相关分析显示，2001～2011年垂穗披碱草产量与生长季降水量和年降水量呈极显著正相关，相关系数分别是0.823、0.794（P＜0.01）；与生长季平均气温和年平均气温无显著关系。
      甘德地区垂穗披碱草产量与生长季降水量和年降水量的波动趋势一致，最高产量的年份降水量也出现了峰值，相关性分析显示，2001～2011年垂穗披碱草产量与生长季降水量和年降水量呈极显著正相关，与生长季平均气温和年平均气温无显著关系。尽管气温变化对牧草产量的影响不显著，但气温的波动与垂穗披碱草产量表现出比较一致的变化趋势，所以垂穗披碱草产量不仅与气温有关，与全年的水热匹配关系更密切。多元回归分析结果显示，生长季平均气温、降水量共同决定垂穗披碱草产量的高低，跟相关性分析的结果相符合。