淺談青島園林植物物候研究

賀煒++劉曉磊++侯魯文

摘 要：生態(tài)、個性、繁榮、和諧、宜居是二十一世紀城市發(fā)展的共同目標。城市園林綠化，是城市中唯一有生命的不可替代的重要基礎設施，是最積極最長效的生態(tài)建設，是城市經(jīng)濟繁榮的永續(xù)資源。園林植物作為人與自然和諧的重要載體，在人與自然關系高度緊張的今天應當引起我們的高度重視。園林植物的物候學研究，是園林科研的基礎理論，是學科與行業(yè)發(fā)展的基石，對促進行業(yè)科技進步，實現(xiàn)學科的全面發(fā)展、協(xié)調發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關鍵詞：青島園林植物；物候研究

一、物候——大自然的語言

物候現(xiàn)象是指自然界中的生物和非生物受環(huán)境（氣候、水文、土壤等）影響而出現(xiàn)的以年為周期的自然現(xiàn)象。春柳的飄逸，夏荷的裊娜，秋楓的激情，冬梅的傲岸，如詩如畫，各具風韻，這都是物候現(xiàn)象。對氣候的季節(jié)變化，最初人們不是根據(jù)對天象的觀察，而是根據(jù)自然界生物和非生物對氣候變化的反應去捕捉氣候變化的信息?！拔锖颉币辉~初見于唐代文獻，如唐楊炯《登秘書省閣詩序》“平看日月，唐都之物候可知”、《論衡？變動》“天氣變于上，人物應于下矣”，這就是所謂“物候”。園林植物隨著四季氣候及環(huán)境的變化，而呈現(xiàn)出不同的生命活動現(xiàn)象，稱為植物的物候。

幾千年來人們一直是很關心物候的，在他們看來，暑去寒來、鳥語花開、秋天紅葉都是大自然的語言。杏花開了，就好象大自然在召喚農民趕快春耕；桃花開了，又好象在暗示農民趕快下種；春末夏初，布谷鳥開始唱歌，在農民耳里，它是在唱什么“阿公阿婆、割麥插禾”。很多地方的農民歷來是以物候來定季節(jié)和農時的?？梢哉f，物候是大自然告訴我們季節(jié)變化的最直接的語言。

二、物候研究的目的與意義

（一）物候，全球生態(tài)變化的“積分儀”

物候學一直關注自然界，特別是生物界季節(jié)性變化的現(xiàn)象和規(guī)律。在全球變化日益受到重視的今天，物候學則更加注重氣候變化對這些季節(jié)性現(xiàn)象和規(guī)律影響的研究。全球變暖，比人類更敏感的動植物被迫改變著自己的“生存方式”。桂花一年開了2次，候鳥冬季不再南飛，不少昆蟲開始“早生貴子”，某些珊瑚索性改了“食譜”……所有這些，都是生物界應對氣候變化的生存策略。要捕捉這些變化，有賴于動植物學家對于自然界的“望、聞、問、切”。反過來，從這一點一滴的變化中，科學家又得以探詢氣候乃至整個生態(tài)環(huán)境的全球之變。如此過程，正是物候學的研究范疇。

形象地說，物候現(xiàn)象是全球生態(tài)變化的“積分儀”和環(huán)境改變的“指示器”。通過多年的物候觀測研究，我們發(fā)現(xiàn)植物不僅忠實“記錄”了環(huán)境變化的全部信息，而且比任何人造儀器都要復雜和精密。隨著全球變暖的加劇，越來越多的植物將改變生活節(jié)奏，那些處于高海拔或緯度之巔的生物更將遭受滅頂之災，自然界原有的生態(tài)平衡將陷入一場危機。面對不斷出現(xiàn)的“生命中不能承受之暖”，各國科學家紛紛把關注的目光投向了物候變化。因此，物候研究迫在眉睫。

（二）物候研究是人與自然和諧相處的科研紐帶

園林植物物候期的觀察是研究樹木的形態(tài)特征和生態(tài)習性的重要手段，是多項園林科研的基礎性工作。根據(jù)物候觀測，掌握其發(fā)展規(guī)律，應用這些規(guī)律，對建設美麗中國，更好地確定城市園林建設發(fā)展規(guī)劃，構建科學的城市綠地系統(tǒng)，維護城市生態(tài)安全；立體利用物種資源，確定本地園林綠化鄉(xiāng)土樹種、適生樹種彰顯城市魅力；確定城市綠化各項栽培與管理措施；確定更加合理的園林植物種植設計；因地制宜、適地適樹、順應地域風土、開發(fā)設計資源；保存、發(fā)掘、延續(xù)園林科研歷史，傳承地方園林文化，善待自然要素，風景名勝資源；確定園林植物資源調查、園林樹種之引種、育種的選擇與方法，都具有現(xiàn)實的指導意義和深遠的歷史意義。

（三）物候科研成果的重要價值

物候研究是人類認知自然的基礎。自然界賦予人類生存的大地多種多樣的自然景象，其中的物種多樣性是生態(tài)園林之魂。在整個生態(tài)系統(tǒng)中，動物和植物具有比我們人類更高的敏感性，它們已經(jīng)感知到正在發(fā)生的變化，并已經(jīng)在調整著自己的行為，而氣候本身也以各種方式在我們的星球上刻下烙印。理論上講，全球變化引起生態(tài)因子變化，特別引起主導氣候要素的變化，結果影響到陸地生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。在該過程中，生態(tài)因子變化往往首先改變植物物候期的出現(xiàn)時間和物候期長度，進而影響到生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動。

因此，物候與生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)之間的關系是最近幾年生態(tài)學和全球變化生物學的關注焦點。物候學理論和研究成果在生態(tài)系統(tǒng)結構和功能分析、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)變化研究上均得到很深入的應用，在全球生態(tài)學研究中正在發(fā)揮越來越大的作用，物候學已經(jīng)融入全球變化的各個研究領域。

三、青島地區(qū)物候觀測研究歷程

青島的物候觀測始于建國前。建國后，物候觀測主要安排在嶗山縣氣象站進行。80年代初期也曾改在市區(qū)中山公園進行。記錄結果為：青島市區(qū)物候“春分”時節(jié)，迎春花盛開，至3月26日前后楊柳開始發(fā)芽。4月15日杏花盛開，到4月20日左右，櫻花也爭先開放。“谷雨”之后，刺槐發(fā)芽；“立夏”到來，紫藤開花；“小滿”時節(jié)，在5月25日前后，刺槐花盛開；“芒種”薔薇開花；“小暑”過，棉花開；“立冬”時節(jié)，草木凋零。時到“大雪”，水始結冰。90年代初期，青島的氣象部門選擇了對物候變化反映敏銳的七種植物（櫻花、刺槐、紫藤、桃、杏、蒲公英、法桐）進行了系統(tǒng)的記錄。

青島園林植物的物候研究起源于原青島市園林科研所，王金生、牟淑英等園林前輩曾做過多種園林植物的觀測記錄，但因受單位改制等因素影響，沒能長期的堅持，科研成果未經(jīng)整理、鑒定。

青島園林植物物候研究與生態(tài)應用課題組成立于2007年，在經(jīng)過前期4年物候觀測的基礎上，2011年課題正式由市建委立項。課題由青島市果樹園藝總場牽頭組織青島氣象臺等單位進行聯(lián)合攻關，實行課題負責人制?？蒲腥藛T在青島市園林植物最為集中的中山公園、植物園、八大關風景區(qū)、中國海洋大學魚山校區(qū)；在山東省植物物種最為豐富的嶗山；在青島地理區(qū)位最北部的萊西市，選擇月湖公園；國家氣象局指定的農業(yè)物候觀測站——膠州市氣象局物候觀測種植區(qū)，建立四個基準觀測站。按照統(tǒng)一的觀測方法組成園林植物物候觀測網(wǎng)，對物候現(xiàn)象同時進行觀測。

課題組歷經(jīng)8年長期不懈的努力，取得了一批較為豐碩的科研成果，于2015年底終于完成了全部科研任務，并順利通過了市科技局組織的成果鑒定。

四、青島園林植物物候研究的獨特價值

青島的地理區(qū)位及典型的海洋性氣候特點決定了其物候觀測研究的獨特價值。眾所周知，青島因三面環(huán)海，海洋的熱容量比陸地大一倍多，海水溫度可直接調節(jié)青島的氣候，故冬季較內陸溫暖，夏季又格外涼爽，這就形成了青島氣候的基本特點“春遲、夏涼、秋爽、冬長”。

青島東依嶗山、西有大小珠山等山脈，均對冷暖空氣的流動起著屏障作用，致使方圓400里的嶗山南側與北坡氣候有“十里不同天”之稱。北坡如“關東”，10月初就見飄雪，凍冰早一個月；南側賽“江南”，不僅茶園片片，竹林茂密，且有熱帶、亞熱帶植物達幾十種。嶗山主峰高達1133米，是我國整條海岸線上的最高峰，它能強迫暖濕空氣抬升，加劇山區(qū)降水，故主峰的雨量較山下多近一倍。青島由于受特殊地理位置和海洋性氣候的影響，使其自然原生的園林植物在特殊環(huán)境條件下，表現(xiàn)出與眾不同的生物現(xiàn)象與園林觀賞特性。而研究和探索海洋性氣候條件下園林植物的物候演變，是我國植物物候觀測研究的空白。

因此，園林植物物候研究的地區(qū)性成果是國家重要的自然科學基礎理論數(shù)據(jù)，在植物學、生態(tài)學、景觀學等許多領域具有廣闊的應用價值。

五、課題研究取得的主要成果

城市生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律和環(huán)境質量，是由自然規(guī)律和人類影響疊加形成的。在不同時期觀測取得的地區(qū)性物候成果是一個城市生態(tài)演變的數(shù)據(jù)化體現(xiàn)。經(jīng)專家鑒定課題組取得的主要科研成果如下：

（一）對青島地區(qū)216種代表性的園林植物進行了連續(xù)8年的長時間序列觀測

觀測植物的品種、數(shù)量、周期居國內領先。通過大數(shù)據(jù)的誤差分析與區(qū)間算法，運用時間序列分析、薈萃分析、統(tǒng)計模擬、方差分析等多元研究手段，總結出青島園林植物的物候規(guī)律，最終完成《青島園林植物物候歷》的編制，建立了園林植物物候研究的“青島數(shù)據(jù)庫”。

（二）對多種珍貴及稀有園林樹種的重點觀測和研究

對國家一級重點保護植物：水杉（杉科、水杉屬）；列入《國家重點保護野生植物名錄》的樹種：杜仲（杜仲科、杜仲屬）、鵝掌楸（木蘭科、鵝掌楸屬）、櫸樹（榆科、櫸屬）、厚樸（木蘭科、木蘭屬）、猬實（忍冬科、猬實屬）、喜樹（藍果樹科、喜樹屬）；列入《中國珍稀植物名錄》的樹種：金錢松（松科、金錢松屬）、銀杏（銀杏科、銀杏屬）、玫瑰（薔薇科、薔薇屬）、文冠果（無患子科、文冠果屬）、瓊花（忍冬科、莢蒾屬）；列入《世界自然保護聯(lián)盟》（IUCN）2009年植物紅色名錄的珍貴花木紫玉蘭；在青島可以陸地越冬的稀有瀕危植物：金錢松、鵝掌楸、黃檀（豆科、黃檀屬）、厚葉石斑木（薔薇科、石斑木屬）、六道木（忍冬科、六道木屬）、紅楠，以及金絲吊蝴蝶、厚樸、棕櫚、耐冬、櫸樹等30多種珍貴園林樹種進行了重點觀測研究。此次研究對保護我市稀有瀕危物種資源起到重要作用。

由于青島歷史上特殊的殖民統(tǒng)治時期，引進了很多富有特色的園林觀賞植物如：日本厚樸、歐洲莢蒾、日本石巖杜鵑、西洋山梅花、歐洲山楂、美國紅楓、北美肥皂莢等，課題組對這些稀有外來觀賞樹種進行了首次觀測研究，填補了國內此類園林植物的物候學研究空白。

（三）課題組在繼承自然科學基礎理論的基礎上進行了原始創(chuàng)新

經(jīng)科技查新認證：在植物物候學研究方面首先提出了“芽始長度”的概念，形成了花期預報“花芽開放物候期推演法”的理論體系。

（四）利用5度以上有效積溫和多因子線性加權模型解決難題

運用5度以上有效積溫和多因子線性加權模型，解決了對日本早櫻（染井吉野 Prunus x yedoensis）進行花期預報的難題。在成果應用階段，利用“花芽開放物候期推演法”和“物候期不同氣象因子甄別法”兩種花期預報方法，成功為2014青島世園會進行了花期預報服務，取得了良好的社會效益。

（五）分享研究成果，促進行業(yè)交流

“重基礎、重實踐必將成功。基礎理論研究與實踐環(huán)節(jié)的深化，是科研工作中缺一不可的組成部分?！蔽覈麍@藝學家、中國工程院院士、山東農業(yè)大學教授束懷瑞先生對本課題組的勉勵，這將是我們做好今后工作的無窮動力。