气候变化对家燕物候期的影响分析.docx

? ? 气候变化对家燕物候期的影响分析 ? ? 王 燕，戴 晨，曹 晨 （1.镇江市气象局，江苏 镇江 212003；2.丹徒区气象局，江苏 镇江 212100） 物候是指生物长期适应温度条件的周期性变化，如草木荣枯、候鸟去来。物候现象与气候等环境因素息息相关，物候对全球变暖的响应正在成为物候研究的一个新的热点领域。鸟类是日常生活中最常见和活跃的生态系统组成部分之一[1-2]，对气候和环境的改变反应相当敏感，可看作气候变化的指示器之一[3]。研究气候变化对鸟类的影响已成为国内外关注的焦点[4-5]。 家燕是全球性的迁徙鸟种，也是大自然的捕虫专家，依赖人类建筑物营巢，具有重要的生态和文化价值[6]。家燕也是我国常见的一种夏候鸟，每年春季由南方越冬地迁往北方进行繁殖。繁殖结束后，秋季又迁徙到南方越冬。气候变暖使得鸟类繁殖期提前[7-8]并影响着候鸟的迁徙时间[9-10]。 在全球变暖的大背景下，镇江地区的气候也发生了相应的改变，并对迁飞经过的家燕物候期产生影响。镇江地区研究家燕物候期变化方面的文章相对较少，尤其是气候变化对其影响的分析少见。本文通过对迁飞经过镇江市农业气象研究所家燕始见、绝见期观测资料的分析，研究了家燕始见、绝见和间隔期的变化特征，以期掌握家燕物候的变化特征，为动物生态研究、生态环境保护的开展提供重要的指导。同时，研究气候变化对家燕物候期的影响为全球气候变化研究提供重要佐证，也为可持续发展和当地农业生产等应用研究提供科学参考。 1 资料与方法 1.1 资料来源 镇江市1984—2019年家燕物候资料（始见、绝见期）及同期气象资料（气温、降水、日照）均来源于镇江市农业气象研究所。镇江市农业气象研究所是国家农业气象观测基本站，自1984年1月1日至今由农业气象观测员对家燕活动状态进行观测记录。观测方法根据《农业气象观测规范》对物候观测的规定，观测记录每年家燕的始见、绝见日期。家燕每年春季最早飞来巢窝的日期为家燕始见日期，即可记录日、月。秋季家燕离巢飞往南方的日期为绝见期。 1.2 研究方法 物候期采用儒略日换算方法，即物候期出现的日期为从1月1日到物候期的实际天数。采用一次线性方程对研究对象（气候、物候）的变化趋势进行拟合，方程中的系数采用最小二乘法加以确定，并分别做线性趋势的显著性检验。 对各气象要素与家燕物候期进行相关分析，相关系数采用Pearson相关系数法，并做显著性检验。 2 镇江地区气候变化与家燕物候变化特征分析 2.1 镇江地区气候变化特征分析 从表1可知，近36 a镇江市平均气温呈极显著的上升趋势，日照时数呈弱减少趋势，但未通过显著性检验。累积降水量呈弱增加趋势，也未通过显著性检验。四季的平均温度均呈极显著的上升趋势，其中以春季最为显著，增温幅度达0.8℃/10 a。日照时数整体呈减少的趋势，主要是近年来大气污染严重，导致云量和气溶胶增多，进而增强了大气对太阳光的反射及吸收作用，使太阳辐射减小，日照时数下降[11]。其中秋季的总日照时数减少最明显，其他季节的变化不显著，累积降水量变化趋势均不明显。 表1 1984—2019年各气候因子的趋势变化倾向率 2.2 家燕物候变化特征分析 近36 a镇江市家燕始见期最早出现在3月10日（1989年），最晚出现在6月4日（1997年），两者相差86 d。平均出现在4月13日。 1984—2019年，始见日期在波动变化中呈提前的趋势，线性趋势表明，始见日期表现出以4 d/10 a的速率提前（图1）。 图1 家燕始见期变化趋势 绝见日期最早出现在7月4日（1987年），最晚出现在10月25日（1985年），两者相差113 d。平均出现在9月20日。 1984—2019年，绝见日期在波动变化中呈推后的趋势，线性趋势表明，绝见日期表现出以5 d/10 a的速率推后（图2）。 图2 家燕绝见期变化趋势 家燕停留期为3—10月，近36 a家燕停留期（始见、绝见期间隔日数）随月份变化而呈波动变化趋势，平均停留期为160 d。1985年停留时间最长，为199 d，1987年停留时间最短，为71 d，两者相差128 d。停留期在波动变化中呈显著的上升趋势，速率为9 d/10 a，并通过0.05的显著性检验（图3）。 图3 家燕间隔期变化趋势 3 家燕始见、绝见期的年际波动特征 采用下列标准确定家燕物候期年际波动特征是否异常： 式中，Xi表示某年家燕的始见、绝见日期，是家燕多年平均始见、绝见日期，Si表示家燕始见、绝见日期的标准差。如果|Xi-|=0，说明该年家燕始见、绝见日期没有波动。当|Xi-|＜Si时，表示该年家燕始见、绝见日期属于正常年份。其中，-Si＜（Xi-）＜0，表示该年家燕始见、绝见日期正常偏早，当0＜（Xi-）＜Si时，表示该年家燕始见、绝见日期正常偏晚。当