全 文 ：书民勤荒漠区草场植被对气温和降水的响应
常兆丰１，２，３，韩福贵１，２，３，仲生年１，２，３
（１．甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外观测研究站，甘肃 民勤７３３３００；２．甘肃省荒漠化防治重点实验室，
甘肃 兰州７３００７０；３．甘肃省治沙研究所，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：为了揭示荒漠草场植被响应气候变化的特征，本研究运用民勤荒漠区１９７４年以来的物候观测资料和２００２
年以来的植被样方观测资料以及同期气象资料，分析了荒漠草场植被对气温和降水变化的响应。用线性趋势线及
其回归显著性表示变化趋势的显著性，用相关系数表示２组变量的相互关系。数据分析采用ＳＰＳＳ１３．０软件完
成。结果表明，１）民勤荒漠区１９６１年以来的年平均气温升高速率大于全球水平和中国近百年来水平；２）植物对气
温变化的响应主要表现春季物候提前，秋季物候推迟，生长季延长；植被对降水量变化的响应主要表现为植被盖度
和纯盖度随降水量减少而降低；３）植被盖度及纯盖度主要与年降水量正相关；植株密度主要与９月份降水量正相
关；４）春季气温的升高对植物物候的影响大于秋季。
关键词：气温；降水；植物物候；植被盖度；草场植物；民勤荒漠区
中图分类号：Ｓ８１２．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１２）０３０２１３１０
近些年来，全球气温变暖已成为一个全世界广泛关注的问题。ＩＰＣＣ（政府间气候变化专门委员会）第四次评
估报告称，１９０６－２００５年全球地表平均温度上升了０．７４℃，２０世纪后半叶北半球平均温度是近１３００年中最高
的２０年［１］。如果未来全球平均增温达到１．５～２．５℃（相对于１９８０－１９９９年），将有２０％～３０％的物种可能面临
灭绝的风险；如果升温幅度超过３．５℃，则有高达４０％～７０％的物种可能灭绝［２］。全球变暖会导致降水增加，模
拟结果显示，气温每上升１℃，全球平均降水增加１１５％～３１０％［３，４］。Ｋｉｔｏｈ等［５］发现印度洋夏季季风降水随着
全球变暖显著增加。
近百年来中国气温上升了０．４～０．５℃，略低于全球平均的０．６℃，中国西部特别是西北的陕、甘、宁、新变暖
的强度高于全国平均值［６，７］。陕甘宁地区５０年来年均温呈明显上升趋势，冬春季气温增幅较大，降水呈减少趋
势［８］。中国大范围明显的降水增加主要发生在西部地区，其中以西北地区尤为显著［９］。中国学者研究证明，西北
干旱区的降水量与全球平均气温变化之间存在一定的对应关系［１０，１１］。
植物是响应区域性气候变化最灵敏的指示物［１２，１３］。然而有关植被对气候变化响应以植物物候的研究居
多［１３１５］。其次是从模型模拟角度研究植物响应气候变化的［１６］。欧洲地区早春气温每升高１℃，植物生长季提早
约７ｄ，年均温升高１℃，生长季长度延长５ｄ［１７，１８］。Ｍｅｎｚｅｌ［１９］对欧洲国际物候园收集的１９５９－１９９６年的资料分
析表明，春季物候期提前了６．３ｄ，秋季物候期推迟了４．５ｄ。北京地区４８种木本植物的开花始期１９９０－２００７年
与１９６３－１９８９年相比提前了５．４ｄ［２０］。Ｐｉａｏ等［２１］基于归一化植被指数预测：中国温带森林年平均气温每升高
１℃，春季植物生长季就提前７．５ｄ，秋季叶变色期就推迟３．８ｄ。
周刊社等［２２］研究了西藏怒江流域高寒草甸气候生产潜力对气候变化的响应，代微然等［２３］研究了干旱对假
俭草（犈狉犲犿狅犮犺犾狅犪狅狆犺犻狌狉狅犻犱犲狊）光响应曲线的影响，邹亚丽等［２４］研究了温度和湿度对紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻
狏犪）土壤氮矿化的影响。干旱荒漠气候响应全球变暖的方式不同，干旱荒漠区的许多生态环境方面的问题可能
与气温变暖密切相关［２５］。李晓兵等［２６］利用１９８３－１９９９年的ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ资料，分析了中国北方地带性植
被类型荒漠草原植被分布区的气候变化及其对植被的影响；李卫红等［２７］研究了干旱荒漠区草地植物群落地上生
物量时空分布对地下水的响应；刘兴元等［２８］研究了草地生态系统服务功能及价值评估方法；孙慧兰等［２９］分析了
第２１卷 第３期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２１３－２２２
２０１２年６月
收稿日期：２０１１０５１１；改回日期：２０１１０７１１
基金项目：国家９７３前期（２０１１ＣＢ４１１９１２）和甘肃省自然科学研究基金（１０１０ＲＪＺＡ１３３）资助。
作者简介：常兆丰（１９５７），男，甘肃会宁人，研究员，硕士。Ｅｍａｉｌ：ｃｚｆ１２３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
新疆伊犁河流域牧草气候生产潜力的时空特征；郭承录等［３０］分析了石羊河流域下游民勤绿洲草地退化问题。
除此之外，很少有关于荒漠植物对气候变化响应的研究，更没有人从植被群落样方定位监测角度研究植物或
植被生长状况对气候变化的响应。
气候变化将使一些植物分布范围减少甚至消失，而使另一些植物分布范围扩大［３１］。荒漠草场植被是一种很
重要的植被类型，在荒漠生态系统中占有极其重要的地位。那么，荒漠草场植被是如何响应气候变化的呢？研究
荒漠草场植被对气候变化的响应，对荒漠区草场管理和应对气候变化都具有十分重要的意义。民勤荒漠区气候
响应全球变暖敏感［３２］，本研究运用甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站连续３６年的植物物候
资料和连续９年的植被群落样方定位观测资料进行初步分析。
１ 材料与方法
１．１ 研究区概况
民勤荒漠区位于中国西北甘肃省黄河以西的石羊河下游，腾格里沙漠西部边缘，西北面为巴丹吉林沙漠，地
理位置１０１°５９′～１０４°１２′Ｅ，３８°０８′～３９°２６′Ｎ。境内沙漠、戈壁、盐碱滩地和低山残丘占土地面积的９４．２％，绿
洲占５．８％。年平均日照时数２７３１．５ｈ，平均气温７．８℃，降水量１１６．５ｍｍ，蒸发量２３８３．７ｍｍ，干燥度５．８５，
平均风速２．４ｍ／ｓ，年平均≥１７ｍ／ｓ的大风日数２７．４ｄ，属于典型的干旱荒漠气候，生态环境正在迅速退化［３３］。
观测区民勤沙生植物园（１０２°５９′Ｅ，３８°３４′Ｎ），位于民勤西沙窝，平均海拔１３７８ｍ。当地在汉代以前曾有广
阔的水域，汉代以来出现沙漠化，生态环境逐渐退化，现为连绵起伏的沙丘，地下水位深２２～２３ｍ，天然分布的植
物以沙旱生的灌木、小灌木和草本植物为主，一般盖度在１５％以下，乔木均为人工种植［３３］。
１．２ 材料与观测方法
气温、降水和空气相对湿度等气象资料运用民勤治沙综合试验站气象场１９６１－２０１０年的观测数据；物候资
料运用民勤沙生植物园１９７４－２００９年物候观测数据，包括１５个观测物候（表１）。芽膨大期为乔木和灌木芽的
鳞片开始分开，显露淡色的线形或角形时的日期。芽开放期为当芽的鳞片裂开，芽的上部出现新鲜色尖端或形成
新的苞片且伸长的日期。展叶始期为当芽从芽苞中发出卷曲着或按叶脉褶折的小叶并出现１～２片叶片展平的
日期。展叶盛期为当观测植株上有半数枝上的小叶完全平展的日期。花蕾或花序蕾期为在前１年形成的芽，当
第２年春季芽开放后露出花蕾或花序蕾的日期。开花始期为在观测的同种植株上有５０％以上植株有１朵或同
时有几朵花的花瓣开始完全开放的日期。开花盛期为观测植株上有５０％以上的花蕾都展开花瓣或５０％以上的
荑花序散出花粉的日期。开花末期为植株上只留有极少数花的日期。种子或种子成熟期为当植株上有５０％
果实成熟或种子变为成熟时的颜色的日期。落果始期为果实开始脱落的日期。变色始期为植株叶子秋季开始变
黄的日期。落叶始期为植株秋季开始落叶的日期。
植物（植被）资料运用２００２－２０１０年定位样方观测数据，其中沙蒿（犃狉狋犲犿犻狊犻犪犪狉犲狀犪狉犻犪）２个，麻黄（犈狆犺犲犱狉犪
狆狉狕犲狑犪犾狊犽犻犻）２个，梭梭（犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀）＋白刺（犖犻狋狉犪狉犻犪狋犪狀犵狌狋狅狉狌犿）３个，梭梭样方２个，样方大小
为：梭梭样方和白刺样方１０ｍ×１０ｍ，沙蒿样方和麻黄样方２ｍ×２ｍ。调查时间为每年９月下旬，调查指标主
要有植物种类、植株高度、密度、冠幅和土壤水分等。植物观测样方和物候观测样地与气象观测场相距１～４ｋｍ。
１．３ 数据处理方法
春季物候期包括芽膨大期、芽开放期、展叶始期、展叶盛期和花蕾花序期，平均开始于４月１日，平均结束于
５月２日。秋季物候期包括叶初变色期、叶全变色期、落叶始期和落叶末期共４个物候期，平均开始于９月２８
日，平均结束于１０月２８日。物候开始日期和物候结束日期用Ｊｕｌｉａｎｄａｙｓ表示，数据分析采用ＳＰＳＳ１３．０软件
完成，回归趋势线和相关系数检验的置信水平均为９５％。
２ 结果与分析
１９６１－２０１０年研究区年平均气温为显著增暖趋势（犘＜０．０５），增暖速率为０．１２℃／１０ａ（图１ａ）；年降水量以
３．４６ｍｍ／１０ａ的速率增加，但增加趋势不显著（犘＞０．０５）（图１ｂ）；年平均空气相对湿度以１．８３％／１０ａ速率增
大（犘＜０．０１）（图１ｃ）；１９７４－２００９年植物春季物候开始日期显著提前（犘＜０．０１），提前速率为１．８２ｄ／１０ａ（图
４１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３
１ｄ）；植物秋季物候结束日期显著推迟（犘＜０．０１），推迟速率为１．３９ｄ／１０ａ（图１ｅ）。２００２－２０１０年９月植被盖度
为显著下降趋势（犘＜０．０５），下降速率为－４．１６％／１０ａ，植被纯盖度亦表现为下降趋势（犘＜０．０５），下降速率为
－２．５３％／１０ａ（图１ｆ）。
表１ 民勤沙生植物园物候观测牧草植物
犜犪犫犾犲１ 犕犪犻狀犳狅狉犪犵犲狆犾犪狀狋狊狅犫狊犲狉狏犲犱狅狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犻狀犕犻狀狇犻狀犫狅狋犪狀犻犮犪犾犵犪狉犱犲狀
科Ｆａｍｉｌｙ 类型Ｔｙｐｅ 序号Ｎｏ． 植物名Ｐｌａｎｔｓ
榆科Ｕｌｍａｃｅａｅ 乔木Ａｒｂｏｒ １ 白榆犝犾犿狌狊狆狌犿犻犾犪
豆科Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ 乔木Ａｒｂｏｒ ２ 刺槐犚狅犫犻狀犻犪狆狊犲狌犱狅犪犮犪犮犻犪
３ 紫穗槐犃犿狅狉狆犺犪犳狉狌狋犻犮狅狊犪
灌木Ｓｈｒｕｂ ４ 柠条锦鸡儿犆犪狉犪犵犪狀犪犽狅狉狊犺犻狀狊犽犻犻
５ 中间锦鸡儿犆犪狉犪犵犪狀犪犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪
草本 Ｈｅｒｂａｇｅ ６ 紫花苜蓿犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪
７ 甘草犌犾狔犮狔狉狉犺犻狕犪狌狉犪犾犲狀狊犻狊
８ 苦豆子犛狅狆犺狅狉犪犪犾狅狆犲犮狌狉狅犻犱犲狊
柽柳科Ｔａｍａｒｉｃａｃｅａｅ 灌木Ｓｈｒｕｂ ９ 长穗柽柳犜犪犿犪狉犻狓犲犾狅狀犵犪狋犪
茄科Ｓｏｌａｎａｃｅａｅ 灌木Ｓｈｒｕｂ １０ 黑果枸杞犔狔犮犻狌犿狉狌狋犺犲狀犻犮狌犿
蒺藜科Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ 灌木Ｓｈｒｕｂ １１ 白刺犖犻狋狉犪狉犻犪狋犪狀犵狌狋狅狉狌犿
菊科Ａｓｔｅｒａｃｅａｅ 灌木Ｓｈｒｕｂ １２ 沙蒿犃狉狋犲犿犻狊犻犪犪狉犲狀犪狉犻犪
藜科Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ 小乔木Ｓｍａｌａｒｂｏｒ １３ 梭梭犎犪犾狅狓狔犾狅狀犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀
２．１ 植物物候与气温的关系
２．１．１ 响应气温变化的敏感物候 ３６年间植物春季物候提前６．３７ｄ，秋季物候推迟４．８７ｄ，生长期延长了
１１．２４ｄ。分析结果表明，植物物候变化与气温变化关系密切，而与降水量变化和空气湿度变化的相关性均不显
著（犘＞０．０５）。
１３种植物１５个物候，芽膨大期提前与当月平均气温升高均为显著负相关（犘＜０．０５），花蕾花序期提前与当
月平均气温升高为显著负相关（犘＜０．０５）的植物种数为９２．３％（１２种），芽开放期提前和展叶始期提前均与当月
平均气温升高为显著负相关（犘＜０．０５）的植物种数均为８４．６％（１１种），展叶盛期提前与当月平均气温升高为显
著负相关（犘＜０．０５）的植物种数为７６．９％（１０种），开花始期提前与当月平均气温升高为显著负相关（犘＜０．０５）
的植物种数为６９．２％（９种），叶全变色推迟与当月平均气温升高为显著正相关（犘＜０．０５）的植物种数为６９．２％
（９种），其他物候的变化与当月平均气温显著相关的植物种数小于５０％（图２）。
物候变化与气温变化的相关分析结果显示出３个特征：一是气温对植物物候的影响是，物候发生当月平均气
温＞当年平均气温＞物候发生上月平均气温；二是敏感物候，物候提前与当月气温升高负相关的物候依次是：芽
初膨大期＞花蕾出现＞芽开放期和展叶始期＞展叶盛期＞开花始期＞开花盛期＞开花末期＞果实成熟期；物候
推迟与当月气温升高正相关的物候次序是：叶全变色期＞落叶末期＞叶初变色期和落叶始期；三是早春从芽膨大
向后，植物物候提前与当月气温升高的正相关关系逐渐减弱。
２．１．２ 物候对气温变化的响应 植物的春季物候从芽初膨大开始，秋季物候结束于落叶末期，从芽初膨大到落
叶末期的长度为植物的生长期（表１）。分析结果表明，植物生长期长度与３月气温的变化和年平均气温变化为
极显著正相关关系（犘＜０．０１）（图３），与４，５，６月气温变化为显著正相关关系（犘＜０．０５）（图３）。
植物的春季物候开始日期与３，４月气温和年平均气温为极显著负相关关系（犘＜０．０１）（图４），与１２月气温
为显著负相关关系（犘＜０．０５）。
植物的秋季物候结束日期与１０，５月和年平均气温为极显著正相关关系（犘＜０．０１）（图５），与６月气温显著
正相关（犘＜０．０５）（图５）。
５１２第２１卷第３期 草业学报２０１２年
图１ 气候、物候以及植被盖度变化趋势
犉犻犵．１ 犜狉犲狀犱狊狅犳犮犾犻犿犪狋犲，狆犺犲狀狅犾狅犵狔犪狀犱狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犮狅狏犲狉
ａ：１９６１－２０１０年平均气温变化趋势Ｔｒｅｎｄｏｆａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎ１９６１－２０１０；ｂ：１９６１－２０１０年降水量变化趋势Ｔｒｅｎｄｏｆａｎｎｕａｌｐｒｅ
ｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎ１９６１－２０１０；ｃ：１９６１－２０１０年空气湿度变化趋势Ｔｒｅｎｄｏｆａｉｒｈｕｍｉｄｉｔｙｉｎ１９６１－２０１０；ｄ：１９７４－２００９年春季物候开始日期变化Ｔｒｅｎｄ
ｏｆｐｈｅｎｏｌｏｇｙｓｔａｒｔｄａｔｅｉｎｓｐｒｉｎｇｉｎ１９７４－２００９；ｅ：１９７４－２００９年秋季物候结束日期变化Ｔｒｅｎｄｏｆｐｈｅｎｏｌｏｇｙｅｎｄｄａｔｅｉｎａｕｔｕｍｎｉｎ１９７４－２００９；ｆ：
２００２－２０１０年４种群落植被盖度和纯盖度变化Ｔｒｅｎｄｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅａｎｄｐｕｒｅｃｏｖｅｒａｇｅｉｎ２００２－２０１０．
２．２ 植被盖度与降水的关系
２．２．１ 植被盖度变化趋势 沙蒿群落样方的植被盖度在９５％的置信水平上表现为下降趋势（犘＜０．０５），下降速
率为－５．８３％／１０ａ；麻黄群落样方的植被盖度在９５％的置信水平上表现为下降趋势（犘＜０．０５），下降速率为
－１．６９％／１０ａ；梭梭群落样方的植被盖度和梭梭＋白刺群落的植被盖度在９５％的置信水平上下降趋势均不显著
（犘＞０．０５）（图６ａ）。
沙蒿群落样方的植被纯盖度在９５％的置信水平上表现为下降趋势（犘＜０．０１），下降速率为－３．５８％／１０ａ；
麻黄群落样方和梭梭群落样方以及梭梭＋白刺群落样方的植被纯盖度均在９５％的置信水平上下降趋势不显著
（犘＞０．０５）（图６ｂ）。
２．２．２ 植被盖度与降水量的关系 当地气候响应全球变暖的表现主要是气温升高（图２ａ），空气湿度增大（图
２ｃ），１９６１－２００９年空气湿度的增大与降水量增加显著相关（犘＜０．０５）［３４］。
６１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３
２００２－２０１０年的年平均气温变化趋势不显著（犘＞
图２ １９７４－２００９年各物候变化与气温变化显著相关的
植物种占全部植物种数的百分率
犉犻犵．２ 犘犲狉犮犲狀狋犪犵犲狅犳狆犾犪狀狋狊狅犳狊犻犵狀犻犳犻犮犪狀狋犾狔狉犲犾犪狋犲犱狋狅
狆犺犲狀狅犾狅犵犻犮犪犾犮犺犪狀犵犲狊犪狀犱狋犺犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犮犺犪狀犵犲狊
０．０５），下降速率为－０．０９℃／１０ａ。而同期降水量为显
著减少趋势（犘＜０．０１），４种植物群落样方平均，植被盖
度和纯盖度均与年降水量变化极显著正相关（犘＜
０．０１）（图１ｂ，图１ｆ）。
沙蒿和麻黄群落样方中只有灌木和草本２种生活
型。分析结果表明，沙蒿群落植被盖度及纯盖度的变化
与年降水量及６－７月降水量变化均为极显著正相关
（犘＜０．０１）（图７ａ，ｂ）。
梭梭人工林群落样方中有乔木、灌木和草本３种生
活型。梭梭群落植被盖度与９月降水量显著正相关
（犘＜０．０５），植被纯盖度的变化与年降水量变化为极显
著正相关（犘＜０．０１），与４－５月降水量显著正相关
（犘＜０．０５）（图７ｃ）。
梭梭＋白刺群落样方中亦有乔木、灌木和草本３种生活型。梭梭＋白刺群落的植被盖度与纯盖度均与年降
水量变化极显著正相关（犘＜０．０１），植被盖度及纯盖度与４－５月和６－７月降水量显著正相关（犘＜０．０５）（图７ｄ）。
图３ 植物生长期长度与气温变化的关系
犉犻犵．３ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犵狉狅狑犻狀犵狊狋犪犵犲
犪狀犱狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犮犺犪狀犵犲
７１２第２１卷第３期 草业学报２０１２年
图４ 春季物候开始时间与气温变化的关系
犉犻犵．４ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犑狌犾犻犪狀犱犪狔狊犪狀犱狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犮犺犪狀犵犲
图５ 秋季物候结束时间与气温变化的关系
犉犻犵．５ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犑狌犾犻犪狀犪狀犱狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犮犺犪狀犵犲
８１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３
图６ ４种植物群落的植被盖度和纯盖度
犉犻犵．６ 犘犾犪狀狋狊犮狅狏犲狉犪犵犲犪狀犱狆狌狉犲犮狅狏犲狉犪犵犲犻狀４犮狅犿犿狌狀犻狋犻犲狊
图７ ４种群落９个样方植被盖度和盖度与降水量的关系
犉犻犵．７ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀犮狅狏犲狉犪狀犱狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犪狀犱狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狆狌狉犲犮狅狏犲狉
犪狀犱狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犻狀４犮狅犿犿狌狀犻狋犻犲狊犻狀狆犾狅狋狊狅犳９
ａ：沙蒿样方犃．犪狉犲狀犪狉犻犪；ｂ：麻黄样方犈．狆狉狕犲狑犪犾狊犽犻犻；ｃ：梭梭样方犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀；
ｄ：白刺＋梭梭样方犎．犪犿犿狅犱犲狀犱狉狅狀＋犖．狋犪狀犵狌狋狅狉狌犿
９１２第２１卷第３期 草业学报２０１２年
２．３ 植株密度与降水的关系
２．３．１ 植株密度变化 各样方中的植株密度变化趋势均不显著（犘＞０．０５）。在９个样方中均有沙拐枣（犆犪犾犾犻
犵狅狀狌犿犿狅狀犵狅犾犻犮狌犿）分布，其中８个样方中的增加趋势显著，９个样方平均增加趋势为１．４９株／ａ（犘＜０．０１）；只
有沙蒿样方Ⅱ中有沙生针茅（犛狋犻狆犪犵犾犪狉犲狅狊犪）分布，减少趋势为－０．１５株／ａ（犘＜０．０１）；只有梭梭＋白刺样方Ⅱ
中有甘草分布，减少趋势为－０．４０株／ａ（犘＜０．０５）。
另外，在５个样方中有梭梭分布，其中有２个样方中的密度变化趋势显著（犘＜０．０５），但５个样方平均减少
趋势不显著（犘＞０．０５）；在５个样方中有虫实（犆狅狉犻狊狆犲狉犿狌犿狆犪狋犲犾犾犻犳狅狉犿犲）分布，其中有２个样方中的密度变化
趋势显著（犘＜０．０５），但５个样方平均减少趋势亦不显著（犘＞０．０５）；在４个样方中有刺蓬（犛犪犾狊狅犾犪犻犽狅狀狀犻犽狅狏犻犻）
分布，其中有２个样方中的密度变化趋势显著（犘＜０．０５），但４个样方平均减少趋势亦不显著（犘＞０．０５）；在３
个样方中有黄花矶松（犔犻犿狅狀犻狌犿犪狌狉犲狌犿）分布，其中有１个样方中的密度减少趋势显著（犘＜０．０５），但３个样
方平均减少趋势亦不显著（犘＞０．０５）。
２．３．２ 植株密度与降水量的关系 虽然各样方植株密度变化趋势不显著，但波动较大，其波动性与气温变化的
关系均不显著（犘＞０．０１），而与降水量关系密切，即沙蒿样方的植物密度Ⅰ和沙蒿样方Ⅱ的植物密度分区与８－９
月降水量之间为极显著正相关（犘＜０．０１）；麻黄样方Ⅰ的植物密度和麻黄样方Ⅱ的植物密度均与８－９月降水量
为极显著正相关（犘＜０．０１）；梭梭样方Ⅰ的植物密度和梭梭样方Ⅱ的植物密度均与８－９月降水量为显著正相关
（犘＜０．０５）；梭梭＋白刺样方Ⅰ的植物密度与８－９月降水量为显著正相关（犘＜０．０５），梭梭＋白刺样方Ⅱ的植物
密度和梭梭样方Ⅲ的植物密度均与８－９月降水量为显著正相关（犘＜０．０１）。
分别对各群落样方的植物统计结果表明：１）草本植物的密度对降水反应较敏感；２）植株对调查当月（９月）降
水量最为敏感，其次是年降水量，再次是４－５月降水量。
３ 讨论
当地植物的生长期长度大于其他文献的报道，尤其是春季物候提前幅度较明显。这主要与沙漠地区春季增
温敏感有关。沙漠地区植被盖度低，大面积沙面裸露。沙粒的比热０．９×１０５Ｊ／（ｋｇ·℃），仅为水的比热４．２×
１０５Ｊ／（ｋｇ·℃）的１／４．７，而沙粒的导热系数０．０３Ｗ／（ｍ·Ｋ），仅为水的导热系数０．５８Ｗ／（ｍ·Ｋ）的１／１９，因
此沙面增温迅速，夏季沙面温度可达７０℃以上［３３］。裸露的沙面将大量的太阳辐射反射到近地层大气中，因而沙
漠地区春季增温迅速，这便是沙漠地区气温响应全球变暖敏感主要原因所在。
当地１９６１－２０１０年降水增加趋势不显著（图１ｂ），而同期空气湿度显著增大（图１ｃ），年空气湿度变化与年降
水量变化显著正相关（犘＜０．０５）。分析结果表明，植物的春季物候变化与年空气湿度变化具有显著的相关关系
（犘＜０．０５），但植被盖度及纯盖度的变化与年空气湿度变化的相关关系并不显著（犘＞０．０５），这很可能与植物盖
度和植株密度的样方调查资料年限较短有关。
以色列的学者研究认为，水胁迫对荒漠区一年生植物的物候无影响而对开花期有微小的影响，水胁迫能加速
植物衰退［３５］。Ｇｈａｚａｎｆａｒ［３６］研究了阿曼北部砂砾质荒漠干涸河道的荒漠植物物候，结果表明，植物开花始期、花
持续期与降水量及其持续时间密切相关，而总降水量并不影响高位芽植物和地上芽植物的开花始期，一年生植物
开花和地下芽植物开始却受降水的影响。气候变暖会使得植物的春季物候提前，秋季物候推迟，生长期延长。而
在干旱荒漠区，干旱水胁迫又会使得植物的部分物候延迟，由此可见，气候变暖和干旱对干旱荒漠区植物物候的
交互作用是未来荒漠区植物物候学研究需要解决的重要问题之一。另外，随着全球变暖，植物生长期延长，由此
必然会引起荒漠草场生物量的变化，然而至目前，国内外尚缺乏有关全球变暖对干旱荒漠草场生物量影响的研
究。
本研究中荒漠草场植物物候观测年限较长，而植被样方调查资料年限较短，因此，关于荒漠植被盖度、密度对
气温和降水的响应只是初步的。
４ 结论
１）民勤荒漠区１９６１－２０１０年气温升高，空气湿度增大，而降水量增大趋势不显著。年平均气温升高速率大
于全球水平，也大于中国近百年来水平。
０２２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３
２）荒漠草场植物对气温变化的响应是：春季物候提前，秋季物候推迟，生长季延长，植物的生长期长度大于其
他文献的报道；荒漠草场植被对降水量变化的响应是：植被盖度和纯盖度随年降水量减少而降低，植株密度随降
水量变化波动。
３）植被盖度及纯盖度主要与年降水量正相关，其次是与６－７月和４－５月的降水量正相关；植株密度主要与
９月降水量正相关，其次是８－９月降水量正相关。
４）物候提前的次序是：芽初膨大期＞芽开放期＞开花始期＞展叶始期和展叶盛期＞花蕾序出现＞开花盛期
＞开花末期＞果实成熟期；物候推迟的次序是：叶全变色期＞落叶始期＞叶初变色期＞落叶末期。春季气温的升
高对植物物候的影响大于秋季气温升高对物候的影响。
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ＣＨＡＮＧＺｈａｏｆｅｎｇ１，２，３，ＨＡＮＦｕｇｕｉ１，２，３，ＺＨＯＮＧＳｈｅｎｇｎｉａｎ１，２，３
（１．ＭｉｎｑｉｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｔｉｏｎｆｏｒＤｅｓｅｒｔＳｔｅｐｐｅＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｔｕｄｉｅｓ，Ｍｉｎｑｉｎ７３３３００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＧａｎｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＣｏｍｂａｔｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ；
３．ＧａｎｓｕＤｅｓｅｒｔＣｏｎｔｒｏｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｐｈｅｎｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｆｒｏｍ１９７４－２００９ｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄａｎｄｄａｔａｒｅｌａｔｉｎｇｔｏｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｓａｍｐｌｅｓａｎｄ
ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙｄｕｒｉｎｇ２００２－２０１０ｗｅｒｅｇａｔｈｅｒｅｄｔｏｅｌｕｃｉｄａｔｅｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｄｅｓｅｒｔｉｆｉｅｄｒａｎｇｅｌａｎｄｔｏａｉｒｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎｓ．１）Ｔｈｅｒｉｓｉｎｇｒａｔｅｏｆａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｄｅｓｅｒｔａｒｅａｓｉｎｃｅ１９６１
ｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔａｔｔｈｅｇｌｏｂａｌｌｅｖｅｌｏｒｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌ（Ｃｈｉｎａ）ｌｅｖｅｌｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔｃｅｎｔｕｒｙ．２）Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓ
ｏｆｄｅｓｅｒｔｐｌａｎｔｓｔｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｄｉｓｐｌａｙｅｄａｓ：ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｏｆｓｐｒｉｎｇｐｈｅｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｄｅｌａｙ
ｏｆａｕｔｕｍｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｇｒｏｗｉｎｇｄｕｒａｔｉｏｎ，ａｌｏｆｗｈｉｃｈｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｒｅｐｏｒｔｅｄｉｎ
ｔｈｅａｖａｉｌａｂｌｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．３）Ｂｏｔｈｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｎｄｐｕｒｅｃｏｖｅｒｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｎ
ｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇＪｕｎｅ－ＪｕｌｙａｎｄＡｐｒｉｌ－Ｍａｙ．Ｐｌａｎｔｄｅｎｓｉｔｙｗａｓｍａｉｎｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｉｎＡｕｇｕｓｔａｎｄＳｅｐｔｅｍｂｅｒ．４）Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｒｉｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｉｎｓｐｒｉｎｇｏｎｐｌａｎｔ
ｐｈｅｎｏｌｏｇｙｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎａｕｔｕｍｎ．Ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｏｆｐｈｅｎｏｐｈａｓｅｓ，ｆｒｏｍｈｉｇｈｅｒｔｏｌｏｗｅｒｉｎｏｒｄｅｒｗａｓ：
ｂｕｄｅｘｐａｎｓｉｏｎ＞ｂｕｄｏｐｅｎｉｎｇ＞ｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＞ｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｌｅａｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｌｅａｆｍａｔｕｒｉｔｙ＞
ｆｌｏｗｅｒｂｕｄａｐｐｅａｒａｎｃｅ＞ｐｅａｋｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＞ｔｈｅｅｎｄｏｆｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＞ｆｒｕｉｔｍａｔｕｒｉｔｙ．Ｔｈｅｄｅｌａｙｏｆｐｈｅｎｏｐｈａｓｅ，ｆｒｏｍ
ｈｉｇｈｅｒｔｏｌｏｗｅｒｉｎｏｒｄｅｒ，ｗａｓｓｅｑｕｅｎｃｅｄａｓ：ｆｕｌｌｅａｆｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ＞ｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｌｅａｆｆａｌ＞ｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆ
ｌｅａｆｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ＞ｅｎｄｏｆｌｅａｆｆａｌ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｐｌａｎｔｐｈｅｎｏｌｏｇｙ；ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅ；ｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ；Ｍｉｎｑｉｎ
ｄｅｓｅｒｔａｒｅａ
２２２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３