全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 远期摇 摇 圆园员源年 猿月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
全球气候变暖对凋落物分解的影响 宋摇 飘袁张乃莉袁马克平袁等 渊员猿圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
从系统到景观院区域物质流分析的景观取向 张晓刚袁曾摇 辉 渊员猿源园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
论湿地生态系统服务的多维度价值评估方法 宋豫秦袁张晓蕾 渊员猿缘圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
保幼激素在昆虫中的分子作用机理 金敏娜袁林欣大 渊员猿远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
岩画和壁画类文物微生物病害研究进展 李摇 强袁葛琴雅袁潘晓轩袁等 渊员猿苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 猿杂技术的图们江流域湿地生态安全评价与预警研究 朱卫红袁苗承玉袁郑小军袁等 渊员猿苑怨冤噎噎噎噎噎噎
跨界保护区网络构建研究进展 王摇 伟袁田摇 瑜袁常摇 明袁等 渊员猿怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
速生树种尾巨桉和竹柳幼苗耗水特性和水分利用效率 邱摇 权袁潘摇 昕袁李吉跃袁等 渊员源园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
三种增温情景对入侵植物空心莲子草形态可塑性的影响 褚延梅袁杨摇 健袁李景吉袁等 渊员源员员冤噎噎噎噎噎噎噎
气象要素及土壤理化性质对不同土地利用方式下冬夏岩溶作用的影响 刘摇 文袁张摇 强袁贾亚男 渊员源员愿冤噎噎
施用纳米碳对烤烟氮素吸收和利用的影响 梁太波袁尹启生袁张艳玲袁等 渊员源圆怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 灾燥则燥灶燥蚤图的林分空间模型及分布格局研究 刘摇 帅袁吴舒辞袁王摇 红袁等 渊员源猿远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
近自然毛竹林空间结构动态变化 仇建习袁汤孟平袁沈利芬袁等 渊员源源源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究 刁松锋袁邵文豪袁姜景民袁等 渊员源缘员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同林分起源的相容性生物量模型构建 符利勇袁雷渊才袁孙摇 伟袁等 渊员源远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
毛竹材用林林下植被群落结构对多花黄精生长的影响 樊艳荣袁陈双林袁杨清平袁等 渊员源苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
温度和 悦韵圆浓度升高下转 月贼水稻种植对土壤活性碳氮和线虫群落的短期影响
陈摇 婧袁陈法军袁刘满强袁等 渊员源愿员冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国东北地区近 缘园年净生态系统生产力的时空动态 李摇 洁袁张远东袁顾峰雪袁等 渊员源怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎
遥感与 郧陨杂支持下的盘锦湿地水禽栖息地适宜性评价 董张玉袁刘殿伟袁王宗明袁等 渊员缘园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
秦岭火地塘林区土壤大孔隙分布特征及对导水性能的影响 陆摇 斌袁张胜利袁李摇 侃袁等 渊员缘员圆冤噎噎噎噎噎噎
磷浓度对铜绿微囊藻尧大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响 马剑敏靳摇 萍袁郭摇 萌袁等 渊员缘圆园冤噎噎噎噎噎噎
普生轮藻浸提液对两种淡水藻类的化感抑制作用及其数学模型 何宗祥袁刘摇 璐袁李摇 诚袁等 渊员缘圆苑冤噎噎噎噎
北京永定河鄄海河干流河岸带植物的区系分析 修摇 晨袁欧阳志云袁郑摇 华 渊员缘猿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于河流生境调查的东河河流生境评价 王摇 强袁袁兴中袁刘摇 红袁等 渊员缘源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
应用 杂宰粤栽模型研究潮河流域土地利用和气候变化对径流的影响 郭军庭袁张志强袁王盛萍袁等 渊员缘缘怨冤噎噎
长白山不同海拔树木生长对气候变化的响应差异 陈摇 力袁尹云鹤袁赵东升袁等 渊员缘远愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系 李摇 英袁李月丛袁吕素青袁等 渊员缘苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同放牧梯度下呼伦贝尔草甸草原土壤碳氮变化及固碳效应 闫瑞瑞袁辛晓平袁王摇 旭袁等 渊员缘愿苑冤噎噎噎噎噎
南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素 武摇 婕袁李玉环袁李增兵袁等 渊员缘怨远冤噎噎噎噎
资源与产业生态
跨国土地利用及其生态影响 陆小璇 渊员远园远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆愿愿鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿园鄢圆园员源鄄园猿
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 图们江河流中段要要要图们江位于吉林省东南边境袁发源于长白山东南部的石乙水袁河流的绝大部分是中国与朝鲜的
界河袁下游很小一段为俄罗斯与朝鲜的界河袁并由这里流入日本海袁我国珲春距离日本海最近的地方仅有 员缘噪皂遥 图
们江是我国重要的国际性河流之一袁随着我国经济的迅速崛起袁图们江地区进入到多国合作联合开发阶段袁湿地生
态系统处于中度预警状态袁并有向重度预警发展的趋势袁生态安全面临的威胁越来越严重遥 对该区域进行湿地生态
安全评价与预警研究袁可为图们江流域生态环境的可持续发展提供依据遥 图中河道的远方为朝鲜尧河道近方为
中国遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 6 期
2014年 3月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.6
Mar.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(41171166,40672107,40171132);河北省自然科学基金(D2013205038);中国科学院战略性先导科技专项
(XDA05120202)
收稿日期:2013鄄04鄄18; 摇 摇 修订日期:2013鄄11鄄07
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lyczhli@ aliyun.com
DOI: 10.5846 / stxb201304180736
李英,李月丛,吕素青,许清海.石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系.生态学报,2014,34(6):1575鄄1586.
Li Y, Li Y C, L俟 S Q, Xu Q H.The dispersion of airborne pollen and its relationship with major climatic parameters in Shijiazhuang.Acta Ecologica Sinica,
2014,34(6):1575鄄1586.
石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系
李摇 英,李月丛*,吕素青,许清海
(河北师范大学资源与环境科学学院, 河北省环境演变与生态建设重点实验室, 石家庄摇 050024)
摘要:石家庄市 2007—2009连续两年空气花粉分析表明:受植物花期影响,春季以木本植物花粉为主,夏、秋季以草本植物花粉
为主,不同类型花粉通量存在一定年际差异。 松属、杨属、胡桃属等当地花粉含量占花粉组合的 80.0%以上,桦木属、栎属、虎榛
子属等区域花粉含量低于 20.0%,显示空气花粉能较好地反映周围植被,但也受区域植被的影响。 依据空气花粉通量变化规
律,石家庄市主要空气花粉类型通量从高到低排在前 5位的依次为:胡桃属、悬铃木属、蒿属、杨属、藜科,均为高致敏类型,花粉
过敏症患者在其花期或通量较高时期应早作防范。 空气花粉百分含量与气候因子之间的(CCA)分析结果显示,其主要受风速
与水汽压影响;不同季节主要花粉类型通量与气候因子的相关分析表明:春季和秋季空气花粉通量主要受气温和水汽压的影
响,夏季主要受相对湿度和水汽压的影响,冬季与气候因子相关较弱。
关键词:石家庄市;空气花粉组合;气候因子;CCA分析;相关分析
The dispersion of airborne pollen and its relationship with major climatic
parameters in Shijiazhuang
LI Ying, LI Yuecong*, L譈 Suqing, XU Qinghai
College of Resources and Environmental Sciences Hebei Normal University; Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Development of Hebei
Province, Shijiazhuang 050024, China
Abstract: The airborne pollen analysis results in Shijiazhuang indicate that the characteristics of airborne pollen
assemblages are generally similar from 2007 to 2009 with arboreal pollen dominated pollen assemblages in spring and
herbaceous pollen in summer and autumn. In pollen assemblages, local pollen types ( e. g. Juglans, Pinus, Populus,
Platanus, Rosaceae) account for sixty percent of total taxa, and more than eighty percent of pollen sum; while regional and
extra-regional pollen types (e.g. Betula, Quercus, Ostryopsis) account for forty percent of total taxa, and less than twenty
percent of pollen sum, suggesting that airborne pollen mainly coming from local vegetation,while influenced by regional
vegetation. In addition, sorted by the change of pollen influxes from high to low, Juglans, Platanus, Artemisia, Populus
and Chenopodiaceae occupied the top five positions in Shijiazhuang. If you are allergic to these pollen types, please take
care in the periods of their high influx values. The CCA analysis results between pollen percentages and climatic parameters
show that the pollen percentages of most taxa are obviously influenced by wind speed and vapor pressure. Wind speeds
usually have significant positive correlations with the percentages of Pinus, Quercus, Betula, Juglans, Platanus,
Elaeagnus, Ostryopsis, and significant negative correlations with the percentages of Artemisia, Chenopodiaceae, Urtica+
Humulus and Compositae. Vapor pressures often have significant positive correlations with the percentages of Leguminosae,
Chenopodiaceae, Urtica+Humulus, and significant negative correlations with the percentages of Compositae and Juglans.
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Correlation analyses between major pollen taxa influxes and climatic parameters in different seasons indicate that pollen
influxes are mainly influenced by air temperature and vapor pressure in spring and autumn and by relative humidity and
vapor pressure in summer. No significant correlation can be found between pollen percentage and any climate parameters in
winter. However, the influxes of different pollen taxa are controlled by different climatic parameters in different seasons. E.
g., in the spring, the pollen influxes of Populus are only influenced by vapor pressure; while Juglans, Platanus show only
significant positive correlations with the air temperature of February to April; Pinus, Quercus show significant positive
correlations both the temperature and vapor pressure; Pollen influxes of Poaceae and Cereals show significant positive
correlations with air temperature and wind speed. In summer, relative humidity show significant negative correlations with
the influxes of Pinus, Quercus, Platanus and Ostryopsis, and vapor pressure show significant negative correlations with the
influxes of Juglans, Ostryopsis and Rosaceae. In autumn, the pollen influxes of Poaceae, Cereals, Artemisia,
Chenopodiaceae, Urtica+Humulus have significant positive correlations with temperature and vapor pressure.
Key Words: Shijiazhuang; airborne pollen assemblages; climatic parameters; CCA analysis; correlation analysis
摇 摇 孢粉作为古环境研究的代用指标,在恢复古气
候、古植被方面具有不可替代的作用。 现代花粉研
究是利用孢粉资料重建古气候古植被的基础,对正
确解释化石花粉谱具有重要意义。 空气花粉作为现
代花粉研究的重要组成部分[1],是认识花粉传播和
散布规律、探究花粉与植被定量关系的重要前提和
基础[2],同时也是预报农作物产量、评估大气环境的
方法和指标之一[3]。
关于空气花粉国内外已有较多研究,如花粉产
量与花粉散布特征[4鄄6]、致敏花粉调查[7鄄8]、空气花粉
浓度预报[9鄄10]、空气花粉与气候因子之间的关
系[11鄄14]以及特殊天气对空气花粉的影响[15鄄16]、空气
花粉估算方法[17鄄18]、花粉散布规律分析模型[19鄄21]等
方面。 目前有关河北省石家庄市空气花粉散布规律
及与气候关系研究资料不多,仅王刚生等[22]、宗惠
军等[23]对 20世纪 80年代空气致敏花粉进行过简单
研究,之后未见类似报道。 时过 20a,石家庄市的绿
化植物种类已经改变,因而研究现在空气花粉组成
状况,不仅对了解花粉与植被和气候定量关系,而且
对了解本区主要空气花粉类型意义重大。
本文以石家庄市为研究区,通过分析 2007—
2009年收集的空气花粉样品,试图揭示本区域空气
花粉散布规律,探讨不同季节影响不同植物类型花
粉通量的气候因子,确定空气花粉与气候的定量关
系,为重建本地区古气候、古植被及正确解释化石孢
粉组合提供现代过程依据,同时也为本地区花粉过
敏症的预防提供参考。
1摇 研究区概况
石家庄市地处河北省中南部,位于北纬 37毅
27忆—38毅47忆,东经 113毅30忆—115毅20忆之间,平均海拔
77.9 m。 地貌单元属太行山山前冲洪积平原[24]。 本
区属于暖温带半湿润大陆性季风气候,四季变化明
显,年平均气温 11—14 益,年平均降水量 450—550
mm,降水季节差异明显,主要集中于夏季[24]。 自然
植被区划属于暖温带落叶阔叶林[25]。
采样点位于石家庄市区东部原河北师范大学东
校区(38毅2忆17义N,114毅31忆57义E)内,院内主要木本植
物有 毛 白 杨 ( Populus tomentosa )、 油 松 ( Pinus
tabuliformis)、胡桃 ( Juglans regia)、法桐 ( Platanus
orientalis)、雪松 ( Cedrus deodara)、白蜡 ( Fraxinus
chinensis)、臭椿(Ailanthus altissima)等。 草本植物主
要为杂草禾本科(Poaceae)、莎草科(Cyperaceae)及
三叶草(Trifolium)等。
石家庄市区常见植物除以上提及的类型外,还
包括大叶黄杨(Buxus megistophylla)、国槐( Sophora
japonica)、侧柏(Platycladus orientalis)、丁香(Syringa
oblata )、 海 棠 ( Malus spectabilis )、 樱 花 ( Prunus
serrulata)、金叶女贞 ( Ligustrum vicaryi)、紫叶小檗
(Berberis thunbergii)、月季 ( Rosa chinensis)、桧柏
(Sabina chinensis)、泡桐(Paulownia fortunei)、龙爪槐
(Sophora japonica)、玉兰(Magnolia denudate)、垂柳
(Salix babylonica)、碧桃(Prunus persica)等[26]。
市区周边多为栽培植被, 主要种植小麦
( Triticum aestivum )、 玉 米 ( Zea mays )、 高 粱
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(Sorghum vulgare)、棉花(Gossypium hirsutum)等[27];
市区西部近山区保留有少量自然植被,在海拔
1500 m以上生长有华北落叶松 ( Larix principis
rupprechtii)、红桦(Betula albo鄄sinensis)、白桦(Betula
platyphylla)、毛榛 ( Corylus mandshurica ) 等;海拔
800—1500 m 生长油松、蒙古栎(Quercus mongolica)
等;海拔 800 m 以下主要为槐( Sophora spp.)、酸枣
(Ziziphus spp.)、荆条(Vitex negundo)等[26]。
2摇 研究方法
2.1摇 野外样品采集
空气花粉采用 Tauber型花粉捕捉器收集。 捕捉
器高 30 cm,开口直径 5.2 cm,放置在一个四周开阔
的建筑物楼顶(距地面约 10 m),设置 2 个平行取样
点。 自 2007年 3月 6日到 2009年 3月 4日,平均每
15 d收放 1次,共回收样品 86个。
2.2摇 实验室处理和统计鉴定
花粉提取处理采用常规的 HCl鄄NaOH鄄HF 处理
方法[16],化学处理前每个样品加入 1 粒石松孢子片
(27637依563粒 /片),以计算花粉通量。
花粉统计鉴定在 400 倍日本 Olympus BX鄄 51 光
学生物显微镜下进行,每个样品鉴定统计花粉 400
粒以上或直至样品全部鉴定完。 花粉鉴定主要参考
《中国植物花粉形态》 [28]、《内蒙古草地现代植物花
粉形态》 [29]以及河北师范大学现代花粉标本及图
版,以确保鉴定的准确性。
2.3摇 花粉百分比和通量计算方法
由于放置的 2个收集器的花粉组合和花粉通量
相近,故取其平均值,两年共计有 43 组数据。 花粉
百分比和通量计算方法如下:
A=M1 /M2伊100%
式中,A为花粉百分比,M1为某一类型花粉数量,M2
为同一样品鉴定出的花粉总数。
椎=(N伊I1) / ( I2伊S) [30鄄31]
式中,椎为花粉通量(粒·cm-2·a-1),N 为某一类型花
粉数量;I1为加入的石松孢子数;I2为鉴定的石松孢
子数;S为花粉捕捉器开口面积。
为与本研究样品收集时间相对应,对公式进行
以下变形[16,32]:
B=椎伊(T / 15)
式中,B为花粉通量(粒·cm-2·15d-1);T 为样品收集
天数(因样品收集天数不一致,为统一时间单位除以
15)。
2.4摇 气象数据收集
本研究气象数据来自于中国气象科学数据共享
服务网[33],收集了 2007—2009 年石家庄市的气温、
降水量、相对湿度、风速、水汽压等气象因子的日数
据。 分析时按照样品收集时间间隔,计算降水量的
累加值,及其他因子的平均值。
2.5摇 数据处理
孢粉百分比图和通量图采用 Tilia 软件( version
1.7.16)绘制,并在 CorelDRAW软件(version 12.0)中
修改润色。 利用 PC鄄ORD 软件(version 5.0)对数据
进行 多 重 响 应 置 换 过 程 分 析 ( multi鄄response
permutation procedures, MRPP ),在 CANOCO 软件
( version 4. 5 ) 进 行 典 范 对 应 分 析 ( canonical
correspondence analysis,CCA),在 SPSS 软件( version
17.0)中进行 Spearman相关性分析。
3摇 研究结果
3.1摇 花粉百分比的基本特征及年际差异
86个样品共鉴定出孢粉类型 82个。 其中,乔木
花粉类型 26 个,以杨属(Populus) (0—93.6%,平均
8.7%)、胡桃属(Juglans)(0—55.1%,平均 7.8%)、悬
铃木属 ( Platanus) ( 0—44. 5%,平均 4. 6%)、松属
(Pinus)(0—50%,平均 5.6%)、栎属(Quercus) (0—
18.5%,平均 2.1%)等为主;灌木花粉类型 12 个,以
蔷薇科(Rosaceae) (0—40.3%,平均 3.0%)、虎榛子
属(Ostryopsis) (0—16. 2%,平均 0. 9%)、胡颓子属
(Elaeagnus)(0—5.7%,平均 0.6%)等为主;草本花
粉类型 40 个,以蒿属(Artemisia) (0.2%—72.8%,平
均 22.2%)、藜科(Chenopodiaceae) (0.2%—61.4%,
平均 13.4%)、荨麻+葎草属(Urtica+Humulus) (0—
38.1%,平均 5. 8%)、农作物禾本科( Cereals) (0—
51郾 5%,平均 5. 1%)、杂草禾本科 ( Poaceae) ( 0—
12郾 7%,平均 3.8%)、菊科(Compositae) (0—16.4%,
平均 2. 9%)、葡萄科 ( Vitaceae) ( 0—12. 9%,平均
2郾 0%)、豆科(Leguminosae) (0—32.7%,平均 1.8%)
等为主;蕨类孢子类型 4 个,含量较低,最高不超过
20%(图 1)。
7751摇 6期 摇 摇 摇 李英摇 等:石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系 摇
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图 1摇 石家庄 2007—2009年不同月份空气花粉百分比图
Fig.1摇 The airborne pollen percentages in different months from 2007 to2009 in Shijiazhang
摇 摇 两年中不同类型花粉百分比峰值及出现时间存
在差异。 2008—2009 年与 2007—2008 年相比,杨
属、胡桃属、藜科和荨麻+葎草属百分比峰值略有下
降,其他则均有不同程度增加(表 1)。 松属与荨麻+
葎草属花粉百分比峰值出现时间较前一年推迟半个
月,胡桃属、悬铃木属和农作物禾本科与前一年出现
时间一致,其他均提前半月至 1月。
表 1摇 2007—2008年及 2008—2009年主要花粉类型百分比和通量峰值及出现时间
Table 1摇 The peak values of percentage and influx and appearing time of major pollen taxa in Shijiazhang
花粉类型
Pollen taxa
百分比峰值 / %
Percentage maximum
2007—2008年 2008—2009年
通量峰值 / (粒·cm-2·15d-1)
Influx maximum
2007—2008年 2008—2009年
松属 Pinus 5月初—5月底 14.4 5月底—6月初 50.0 5月初—5月底 251 5月初—5月底 81
栎属 Quercus 5月初—5月底 16.5 4月底—5月初 18.5 5月初—5月底 287 4月底—5月初 178
杨属 Populus 3月初—3月底 93.6 1月底—2月底 72.0 3月初—3月底 449 3月初—3月底 330
胡桃属 Juglans 4月初—4月底 51.5 4月初—4月底 44.0 4月初—4月底 613 4月初—4月底 1213
悬铃木属 Platanus 4月初—4月底 28.6 4月初—4月底 44.5 4月初—4月底 340 4月初—4月底 1225
农作物禾本科 Cereals 5月底—6月底 37.9 6月初—6月底 51.5 5月底—6月底 162 6月初—6月底 54
蒿属 Artemisia 9月初—9月底 50.6 8月底—9月初 72.8 8月底—9月初 416 9月初—9月底 390
藜科 Chenopodiaceae 8月初—8月底 61.4 7月初—7月底 53.9 8月底—9月初 145 8月底—9月初 105
荨麻+葎草属 Urtica+Humulus 8月底—9月初 38.1 9月初—9月底 18.3 8月底—9月初 367 9月初—9月底 121
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3.2摇 花粉通量变化的基本特征
3.2.1摇 不同季节花粉通量变化特征
2007—2009两年中,木本花粉主要出现于春季的
3—5月;草本花粉全年均有出现,以夏末秋初的 8—9
月数量最多(图 2)。 2007—2008 年与 2008—2009 年
春季花粉总通量分别达 4469和 6288粒·cm-2·15d-1,
主要以木本植物花粉为主,但不同乔木类型花粉通
量峰值出现时间存在差异。 初春(3—4 月)主要为
杨属,仲春(4—5 月)主要为胡桃属和悬铃木属,晚
春(5—6月)主要为松属、桦木属和栎属。 春季灌木
花粉也出现年度峰值,2007—2008 年与 2008—2009
年分别达 105和 695粒·cm-2·15d-1,以蔷薇科、虎榛
子属和胡颓子属花粉为主。
夏季花粉通量明显低于春季。 2007—2008 年与
2008—2009年分别为 2149和 922粒·cm-2·15d-1。 主
要以草本植物花粉为主,但不同草本类型花粉通量
峰值出现时间也有差别,5月底至 7月初以农作物禾
本科为主;7 月底至 8 月底以蒿属、藜科和荨麻+葎
草属为主。
秋初花粉通量较高,之后迅速降低。 2007—
2008年与 2008—2009年秋季花粉总通量分别为 777
和 1206粒·cm-2·15d-1,主要为草本植物花粉,类型以
蒿属、藜科和荨麻+葎草属为主,木本花粉进一步
减少。
冬季花粉通量全年最低, 2007—2008 年与
2008—2009年冬季花粉总通量分别为 302 和 159
粒·cm-2·15d-1。 花粉类型以蒿属和藜科为主。
两年不同季节总花粉通量对比显示, 2008—
2009年总通量略高于 2007—2008 年,春季、秋季也
表现为 2008—2009 年高于 2007—2008 年,但夏季、
冬季则低于前一年。
图 2摇 石家庄 2007—2009年不同月份空气花粉通量图
Fig.2摇 Airborne pollen influxes in different months from 2007 to 2009 in Shijiazhang
9751摇 6期 摇 摇 摇 李英摇 等:石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系 摇
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3.2.2摇 花粉通量年际差异
2008—2009 年较 2007—2008 年多数花粉类型
通量均有所降低(图 2),但胡桃属和悬铃木属花粉
显著增加,花粉通量是上一年的近两倍。 除栎属(提
前半月)、蒿属(推迟半月)、荨麻+葎草属(推迟半
月)外,两年中主要花粉类型的通量峰值出现时间基
本与前一年同期(表 1)。 两年花粉通量对比结果还
显示(图 3),春季和夏末秋初是两个花粉通量高峰
期。 2007—2008 年总花粉通量为 7898 粒·cm-2·
15d-1,该年春季出现两个峰值,第 1 个峰值出现在 4
月初,为 1189粒·cm-2·15d-1,以胡桃属和悬铃木属为
主,第 2 个峰值出现在 5 月初,为 1740 粒·cm-2·
15d-1,以松属和栎属为主;夏末秋初的峰期出现在 8
月底,峰值为 962 粒·cm-2·15d-1,以蒿属、荨麻+葎草
属和藜科为主。 2008—2009 年与 2007—2008 年相
比,花粉总通量略有增高,为 8646 粒·cm-2·15d-1。 但
该年春季峰期仅出现在 4 月初,为 2755 粒·cm-2·
15d-1,同样以胡桃属和悬铃木属为主,而在 5月虽仍
以松属和栎属为主,但通量较低,不形成明显峰值;
该年夏末秋初的峰值出现时间略晚于前一年(9 月
初),总通量也低于前一年(662粒·cm-2·15d-1),但主
要花粉类型与前一年一致。
图 3摇 石家庄 2007—2008 年与 2008—2009 年不同季节花粉总
通量对比
Fig.3摇 Airborne pollen total influxes in different seasons from
2007 to 2009 in Shijiazhang
4摇 讨论
4.1摇 空气花粉组合与植被的关系
空气花粉来自于植物,并受到一定环境因素的
影响。 空气孢粉组合可以反映植物的花期,如春季
出现的乔木花粉高峰期与夏末秋初出现的草本花粉
高峰期均与植物花期相对应(图 3)。 此外,空气孢
粉组合还受到区域植被的影响[34鄄35]。 根据植被分布
情况,松属、杨属、胡桃属、悬铃木属、蔷薇科、蒿属、
藜科、杂草禾本科、菊科、豆科和葡萄科等 49 个科属
在采样点周围有分布,为当地花粉,占总鉴定类型的
59.8%,但在花粉组合中,占花粉总数的 80%以上,说
明当地花粉是周围植被的真实反映;农作物禾本科、
荨麻+葎草属、桦木属、栎属、虎榛子属和胡颓子属等
33个科属在采样点周围未见分布,为区域花粉,占总
鉴定类型的 40.2%,但在花粉组合中,占花粉总数的
20%以下,其中农作物禾本科和荨麻+葎草属等草本
植物多见于市区周边农田,桦木属、栎属和虎榛子属
等木本植物多见于西部山区,显示花粉组合主要受
当地植被影响,但来自太行山等地的区域花粉对空
气花粉组合有一定影响。
早在 20 世纪 80 年代,就有学者对石家庄市空
气花粉散布规律进行调查研究。 王刚生等[22]和宗
惠 军 等[23] 分 别 对 1985—1986、 1986—1987 与
1988—1989年石家庄市空气花粉组成进行了调查研
究,均指出石家庄空气花粉出现春秋两个高峰。 其
中 1985—1986年空气花粉含量较高的类型依次为:
杨属(17.18%)、蒿属(12.87%)、禾本科(10.01%)、
柳属( Salix) ( 7. 96%)、大麻 +葎草属 ( Cannabis +
Humulus)(7.5%)、藜科(6.85%)、松属(4.95%)、槐
属(Sophora) (4.2%)、苔草属(Carex) (3.6%)、梧桐
属(Firmiana)(3.15%),主要致敏花粉为蒿属、禾本
科、藜科植物花粉[22]。 而目前石家庄市城市绿化植
被已有较大改变,法国梧桐、蔷薇科等多种乔灌木等
成为市区主要绿化树种,杨树、柳树等比例明显降
低。 本研究显示,按石家庄市 2007—2009 两年空气
花粉通量由高到低排序,前 10 位依次为:胡桃属
(17.87%)、悬铃木属(13.67%)、蒿属(13.29%)、杨
属(10.86%)、藜科(6.68%)、蔷薇科(5.75%)、荨麻+
葎草属(5.02%)、松属(3.88%)、栎属(3.70%)、农作
物禾本科(2.39%)。 相较于 20a 前,胡桃属、悬铃木
属花粉排序明显前移且含量增加,杨属、禾本科排位
后移且含量下降,柳属、槐属含量降低,移出前 10
位,蒿属、藜科、松属基本持平。 这与采样点周围植
被的差异有关,但更主要的原因是绿化植物种类的
改变。 其中含量较高的悬铃木属、蒿属、藜科均为高
致敏花粉类型[36鄄37],其峰期分别出现在 4—5 月与
7—9月,因此在这些月份花粉过敏症患者应引起足
够重视,较少外出或外出时采取必要防护措施。
0851 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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4.2摇 空气花粉组合与气候因子的关系
为更好理解气候因子对花粉组合的影响,根据
空气花粉百分含量与出现频率,本文选取了 18 个主
要花粉类型(占总百分含量的 94.67%),采用多响应
置换过程分析方法(MRPP)探讨了主要花粉类型百
分比与通量对不同季节不同气候因子的响应程
度[38]。 结果表明,石家庄市不同季节空气花粉百分
比与通量变化存在显著差异(P<0.0001)。
为进一步探究主要类型花粉百分含量的受控气
候因子,应用典范对应分析(CCA)研究两者的相互
关系[39]。 结果显示(表 2),花粉百分含量主要受风
速和相对湿度影响(与风速呈显著正相关,与相对湿
度呈显著负相关),其次与气温、水汽压有一定的正
相关性,与降水量相关度不大。 经蒙特卡罗(Monte
Carlo)检验表明只有风速(P = 0.002)、水汽压(P =
0郾 006)与主要花粉类型百分含量存在显著相关,气
温(P= 0.468)、降水量(P = 0.928)、相对湿度(P =
0郾 582)均未通过检验。 因此本文选取风速、水汽压
与主要花粉类型百分含量作 T鄄值双序图[40](图 4),
结果表明松属、栎属、桦木属、胡桃属、悬铃木属、胡
颓子属、虎榛子属均与风速呈显著正相关,显示木本
空气花粉组成受风速影响更为显著。 蒿属、藜科、荨
麻+葎草属、菊科等草本植物均与风速呈显著负相
关,其中藜科、荨麻+葎草属还与水汽压呈显著正相
关;菊科、胡桃属与水汽压呈显著负相关;其他类型
对风速、水汽压的响应不显著。 2008—2009年度花
表 2摇 石家庄 2007—2009年空气花粉百分比组合 CCA分析结果
Table 2摇 CCA analysis results of air pollen percentage from 2007 to 2009 in Shijiazhang
排序轴
Axis
特征值
Eigenvalue
花粉类型和气候因子
与排序轴相关系数
Species鄄environment
correlations
气候因子与排序轴相关系数
Inter set correlations of environmental variables with axes
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind
speed
水汽压
Vapor
pressure
1 0.320 0.807 -0.178 -0.272 -0.590* 0.710* -0.428
2 0.111 0.718 0.597* 0.204 0.183 0.312 0.566*
3 0.063 0.381 -0.122 -0.093 -0.207 0.072 -0.080
4 0.027 0.365 -0.136 0.012 0.109 0.013 -0.048
图 4摇 石家庄 2007—2009年主要花粉类型与风速、水汽压的 T鄄value双序图
Fig.4摇 T鄄value biplot of main pollen types and wind speed aqueousvapor pressure from 2007 to 2009 in Shijiazhang
1851摇 6期 摇 摇 摇 李英摇 等:石家庄市空气花粉散布规律及与气候因子的关系 摇
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粉通量略高于 2007—2008 年度的主要原因可能就
与该年平均风速(1.5 m / s)略高于上一年(1.4 m / s)
有关。 此外,风速也是导致 2007 年春季花粉通量双
峰值、2008年单峰值的主要原因之一。 2007 年 5 月
平均风速(1.9 m / s)明显高于 2008 年同期(1.7 m /
s),较低的风速不利于该时段开花的松属和栎属的
花粉传播,使得其数量较少,峰值不明显。
为探讨不同季节不同花粉类型其受控气候因
子,为此对石家庄市两年的主要花粉类型通量与不
同季节气候因子进行了 Spearman 相关性分析,结果
见表 3。
早春花期的杨属只与水汽压呈负相关;仲春花
期的胡桃属和悬铃木属与 5 种气候因子均无显著相
关关系。 高祺等[41]在研究气候变暖对石家庄春季
物候的影响中提出,早春、仲春植物物候与 2—4 月
气温相关性最大,晚春物候与春季气温相关性最大。
为此,做了 2008 年 2—4 月份气温与春季乔木花粉
通量的相关分析,发现胡桃属和悬铃木属与 2—4月
份气温、水汽压呈显著正相关。 2008—2009 年度
2—4月水汽压明显高于上一年同期(高 3.5 hPa),可
能是该年胡桃属和悬铃木属花粉通量较高的主要原
因。 晚春花期的松属、栎属、虎榛子属与气温、水汽
压呈正相关。 2008—2009 年度晚春较低的温度(低
2.1 益)可能是松属和栎属花粉含量较低,且该年此
时段乔木花粉峰值不明显的重要原因。 此外,草本
植物中的杂草禾本科、农作物禾本科与春季气温、风
速也呈正相关,与吕素青等[37]对黄土高原空气花粉
研究结果相似。
夏季空气花粉含量降低,草本植物花粉通量与
气候因子关系不显著,仅荨麻+葎草属与风速呈负相
关。 木本植物花粉通量反而受气候因子控制明显,
其中松属、栎属、胡桃属和虎榛子属均与相对湿度呈
负相关,胡桃属、蔷薇科和虎榛子属还与水汽压呈负
相关,与前人研究结果一致[42鄄43]。 2008—2009 年夏
季气温低(低 0.8 益)、降水量多(多 272.1 mm)、相
对湿度高(高 2.8%),不利于花粉散布以及夏末秋初
开花植物花粉囊的开裂[42],这可能是导致 2008—
2009年度夏季花粉通量低于上一年且夏末秋初花粉
通量峰期推后、峰值降低的主要原因。
秋季空气花粉中的草本植物花粉类型,如杂草
禾本科、农作物禾本科、蒿属、藜科、荨麻+葎草属均
与气温、水汽压呈正相关。 杂草禾本科和荨麻+葎草
属还与降水量呈正相关。 前人[44鄄45]对北京地区秋季
空气花粉研究认为,秋季花粉通量主要与平均气温、
水汽压、相对湿度、降水量呈正相关,与风速呈负相
关。 但本研究显示秋季花粉通量与相对湿度、风速
相关不明显,可能与研究时段石家庄市秋季相对湿
度变化不明显、风速较低有关。 2008—2009 年秋季
花粉总通量略高于 2007—2008 年与气候因子的影
响密切相关,从两年的气象条件对比看出,该年秋季
气温高(高 0.7 益)、水汽压高(高 0.1 hPa),这可能
是造成这种现象的原因。
由于冬季空气中花粉含量低,主要花粉类型通
量与冬季气象因子相关性均较差。
表 3摇 石家庄 2007—2009年主要花粉类型不同季节花粉通量与对应时段气候因子的相关分析
Table 3摇 The correlation between the main pollen taxa influxes and the climate factors in different seasons from 2007 to 2009
花粉类型
Pollen
taxa
春季 Spring
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
夏季 Summer
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
松属 Pinus 0.839** 0.377 -0.231 0.549 0.790** -0.016 -0.495 -0.593* 0.324 -0.473
栎属 Quercus 0.796** 0.395 -0.207 0.61 0.760* -0.079 -0.107 -0.565* 0.379 -0.396
杨属 Populus -0.370 -0.129 -0.406 -0.061 -0.758* 0.011 -0.232 -0.277 0.181 -0.153
胡桃属 Juglans 0.079 0.08 0.055 0.152 0.176 -0.462 -0.374 -0.703** 0.379 -0.725**
悬铃木属 Platanus 0.273 0.197 0.03 0.316 0.333 0.071 -0.275 -0.445 0.368 -0.335
蔷薇科 Rosaceae 0.321 0.326 -0.103 0.419 0.406 -0.316 -0.256 -0.534 0.484 -0.561*
虎榛子属 Ostryopsis 0.685* 0.178 0.067 0.438 0.867** -0.144 -0.558* -0.683* 0.567* -0.598*
胡颓子属 Elaeagnus 0.565 0.222 0.049 0.445 0.675* -0.022 0.036 -0.215 0.446 -0.293
杂草禾本科 Poaceae 0.663* -0.13 -0.463 0.684* 0.506 0.159 -0.313 -0.192 -0.115 -0.143
农作物禾本科 Cereals 0.809** 0.139 -0.681 0.793** 0.462 -0.341 -0.324 -0.467 -0.088 -0.434
2851 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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续表
花粉类型
Pollen
taxa
春季 Spring
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
夏季 Summer
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
蒿属 Artemisia -0.176 -0.258 -0.455 0.213 -0.333 -0.313 0.093 0.363 -0.28 0.121
藜科 Chenopodiaceae 0.455 0.049 -0.576 0.602 0.261 -0.209 -0.049 0.335 -0.385 0.126
荨麻+葎草属 Urtica+Humulus 0.345 0.049 -0.224 0.377 0.394 0.03 0.047 0.432 -0.564* 0.432
花粉类型
Pollen
taxa
秋季 Autumn
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
冬季 Winter
气温
Temperature
降水量
Precipitation
相对湿度
Relative
humidity
风速
Wind speed
水汽压
Vapor
pressure
松属 Pinus -0.758* -0.620 -0.345 0.212 -0.685* 0.370 -0.119 -0.624 0.624 -0.273
栎属 Quercus 0.127 -0.325 -0.260 0.733* 0.176 0.097 -0.448 -0.286 -0.036 -0.207
杨属 Populus -0.117 0.118 0.350 0.153 0.092 0.178 -0.845** -0.608 0.171 -0.608
胡桃属 Juglans -0.055 -0.006 -0.103 -0.103 -0.091 0.224 -0.300 -0.588 0.370 -0.394
悬铃木属 Platanus -0.188 -0.288 -0.224 -0.188 -0.164 0.018 -0.375 -0.164 -0.188 -0.176
蔷薇科 Rosaceae -0.669* -0.228 0.164 -0.219 -0.474 -0.030 0.420 0.365 -0.182 0.340
虎榛子属 Ostryopsis -0.529 -0.642* -0.574 0.455 -0.693* 0.000 0.151 0.109 -0.007 0.102
胡颓子属 Elaeagnus 0.387 0.491 0.153 -0.595 0.215 0.436 -0.101 0.202 -0.178 0.423
杂草禾本科 Poaceae 0.733* 0.632* 0.273 -0.273 0.697* 0.176 0.263 0.079 0.236 0.055
农作物禾本科 Cereals 0.709* 0.546 0.309 -0.091 0.758* 0.236 -0.238 -0.697* 0.564 -0.430
蒿属 Artemisia 0.842** 0.620 0.236 -0.067 0.794** 0.103 0.150 0.042 0.248 0.018
藜科 Chenopodiaceae 0.782** 0.546 0.224 -0.067 0.782** 0.018 -0.375 -0.345 0.055 -0.333
荨麻+葎草属 Urtica+Humulus 0.903** 0.767** 0.467 -0.236 0.903** -0.091 0.320 0.462 -0.377 0.450
摇 摇 **在 0.01水平显著相关(双侧检验); * 在 0.05水平显著相关(显著相关)
5摇 结论
(1)石家庄市空气花粉组成受植物花期影响明
显,花粉通量存在明显的季节差异,春季和夏末秋初
分别出现以乔木花粉为主和以草本花粉为主的两个
高峰期。 空气花粉组成中,当地花粉占花粉总数
80%以上,区域花粉占 20%以下。
(2)石家庄市空气花粉类型年际差异不大,但不
同月份主要花粉类型存在差异。 初春主要为杨属,
仲春主要为胡桃属和悬铃木属,晚春主要为松属、桦
木属、栎属,春末夏初主要为农作物禾本科,夏末秋
初至次年春季伊始主要为蒿属、藜科、荨麻+葎草属。
(3)随城市绿化树种的改变,石家庄市主要空气
花粉类型的排序较 20a 前发生一定变化,排在前 10
位的依次为:胡桃属、悬铃木属、蒿属、杨属、藜科、荨
麻+葎草属、松属、栎属、农作物禾本科。 其中悬铃木
属、藜科等高致敏花粉类型排序明显提前,蒿属持
平,花粉过敏症患者在其花期或通量较高时期应早
作防范。
(4)全年空气花粉组合受风速与水汽压影响明
显。 其中多数乔木花粉与风速呈显著正相关;蒿属、
藜科等常见草本花粉与风速呈显著负相关。 豆科、
藜科、荨麻+葎草属与水汽压呈显著正相关;菊科、胡
桃属与水汽压呈显著负相关。
(5)不同季节花粉通量与气候因子的相关分析
显示,胡桃属、悬铃木属花粉与当年 2—4月气温、水
汽压呈正相关;松属、栎属花粉与春季气温、水汽压
呈正相关。 杂草禾本科、农作物禾本科与春季气温、
风速呈正相关。 夏季木本植物花粉与相对湿度、水
汽压呈负相关。 秋季草本植物花粉与气温、水汽压
呈正相关。 冬季花粉通量与气候因子相关性不
显著。
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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本期责任副主编摇 薛建辉摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
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