1951—2020年兰州市...变化对园林树种适应性的影响_王红瑞.pdf

1951 2020年兰州市气候变化对园林树种适应性的影响DOI:10.19692/j.issn.1006-1126.20230312摘要：为给兰州市未来园林树种的选择及引种提供理论依据，通过物种分布模型（SDM），获取41种园林植物在世界范围内的地理分布坐标及坐标对应的气候因子，构建气候因子数据集，确定其最适气候范围及最适值；将其与兰州市近七十年（1951 2020年）的气候值进行对比，评估其在兰州市不同地区的适应性；通过计算各树种气候因子最适值与兰州市各时段气候值的欧式距离，计算各树种的适应性排名。结果表明，与1951 1985年相比，兰州市1986 2020年的年均气温升高0.56，年均降水量减少3.9 mm。兰州市范围内，西府海棠（Malus micromalus）和太平花（Philadelphus pekinensis）的适应性最高；随气候变化，市区和县区范围内寒冷湿润型树种的适应性排名上升，温暖湿润型树种排名下降；郊区范围内，温暖湿润型树种的适应性排名上升，寒冷湿润型树种排名下降。关键词：气候变化；物种分布模型；园林树种；适应性；兰州中图分类号：S732文献标识码：A收稿日期：2022-12-05基金项目：国家级大学生创新创业项目（202110733014）第一作者：王红瑞（2003），女，本科生，主要从事园林植物研究。通信作者：张亮（1981），男，硕士，讲师，主要从事园林植物研究。王红瑞，张亮，刘江乐（甘肃农业大学，甘肃兰州730070）Effects of Climate Changes on Adaptability of Landscape Tree Species inLanzhou from 1951 to 2020Wang Hongrui,Zhang Liang,Liu Jiangle(Gansu Agricultural University,Lanzhou,Gansu 730070,China)Abstract:In order to provide theoretical basis for selection and introduction of future landscape tree species inLanzhou,geographical distribution coordinates and corresponding climatic factors in the world of 41 landscapeplants were obtained through species distribution model(SDM),and climatic factor dataset was constructed todetermine optimal climatic ranges and values,which were compared with climatic values of Lanzhou in last 70years(1951 2020)to evaluate their adaptability in different areas of Lanzhou.By calculating Euclidean distances between optimal values of climatic factors of tree species and climatic values of different time periods inLanzhou,adaptability rankings of all tree species were calculated.Results showed that compared with 1951 1985,annual mean temperature of Lanzhou during 1986 2020 increased 0.56 and annual precipitation decreased 3.9 mm.In Lanzhou,Malus micromalus and Philadelphus pekinensis had higher adaptability.Withchange of climate,adaptability rankings of coldmoist tree species increased,and those of warmmoist tree species decreased in urban and county areas.In suburban areas,adaptability rankings of warmmoist tree speciesincreased,and those of coldmoist tree species decreased.Key words:climate change;species distribution model;landscape tree species;adaptability;Lanzhou第52卷第3期2023年 6 月广西林业科学Guangxi Forestry ScienceVol.52No.3Jun.2023第 3 期近年来，由于全球变暖的影响，全球自然灾害频发，全球变暖引起的一系列气候变化对于植物开花传粉和动物迁徙也造成一定影响1。植物物候期对气候变化的响应尤为明显，具体表现为植物花期提前，如英国近年观测到的植物第一次开花较20世纪80年代中期提前了近1个月2。在突尼斯东北部地中海森林地区，由于近年来气温上升、降水减少，其植被生长季长度平均缩短12.8天3。在北部高纬度地区，如美国中部、中国东北部及北非等区域，森林覆盖率的增加使得气候更加湿润，气温年较差变小，气候趋向温和，树木的生长季节得到一定的延长4。通过物种分布模型研究，气候变化对于高山物种的分布也造成一定影响，物种适应性发生变化5。2021年8月发布的IPCC第六次气候变化评估第一工作小组报告显示，由于人类活动（燃烧化石燃料及土地利用等）的影响，温室气体大量排放，2001 2020年的全球地表气温比1850 1900年升高0.99 6。气候变化对于城市园林植物的影响十分明显。由于热岛效应，上海市区园林植物的花期比上海郊区平均早2.2 天7。目前，为应对气候变化对动、植物的影响，国际上积极采取各种措施，如积极进行节能减排，推动实现碳中和；增加植被覆盖率，减缓二氧化碳过量排放引起的全球变暖8等。其中，城市园林植物在增加城市植被覆盖率、缓解城市热岛效应、抗风和滞尘等方面发挥着重要作用9-12。为保证城市园林生态景观的可持续发展，国际上开展了对于树种脆弱性的评估（Vulnerability assessment）。2019年，澳大利亚学者对22个城市的1 342种园林植物进行极端环境条件下的潜在脆弱性评估13，为城市园林植物的选择提供指导。2020年，加拿大学者Khan等14运用气候脆弱性矩阵对27种园林植物进行评估，为城市林业发展提供应对策略。2021年，墨西哥学者Barradas等15对园林植物的叶片进行分析，确定 15种优势树种对气候变化的适应性，优化气候变化背景下树种的选择。国内对园林植物开展的适应性评估研究较少。刘鸣等8,16对上海市近55年来气候变化引起的园林植物适应性变化进行研究，为上海市园林植物的选择提供参考。本研究对近年来气候变化背景下兰州市园林植物适应性进行定量分析，探讨气候变化对兰州市园林植物生长可能存在的影响及应对措施，为兰州市园林植物选择及引种提供参考。1材料与方法1.1研究区概况甘肃省兰州市（10235 10434E，3534 3659N）总面积1.31 104km2，常住人口436万，属温带大陆性气候，包括3县（榆中、皋兰、永登）5区（城关区、七里河区、安宁区、西固区、红古区）；其中，城关区为市区，榆中、皋兰和永登县为县区，七里河区、安宁区、西固区和红古区为郊区。1.2数据来源全球气候资料来源于 WorldClim（https:/worldclim.org）；兰州市气候资料来源于国家青藏高原科学数据中心（http:/）。树种地理坐标资料来源于GBIF（https:/www.gbif.org）。其中，气候因子数据通过兰州市范围内不同的地理坐标（榆中县2个，其他行政区各1个）提取获得，基本覆盖兰州市各县（区）（表1）。1.3研究方法根据实地调查及查阅相关文献，遴选41种常见的园林植物，对它们在世界范围内的地理坐标数据进行广泛、全面的收集（表2）。序号No.123456789地名Geographic name城关区 Chengguan district七里河区 Qilihe district安宁区 Anning district西固区 Xigu district红古区 Honggu district榆中县1 Yuzhong county 1榆中县2 Yuzhong county 2皋兰县 Gaolan county永登县 Yongdeng county缩写AbbreviationCGQQLHQANQXGQHGQYZX1YZX2GLXYDX经度Longitude/103.872103.758103.700103.491103.129104.116104.383103.950103.225纬度Latitude/36.07335.96236.11836.14636.25935.85536.24936.33836.583表1取样点地理坐标分布Tab.1Geographiccoordinatedistributionsofsamplingpoints王红瑞，张亮，刘江乐：1951 2020年兰州市气候变化对园林树种适应性的影响351广西林业科学第 52 卷序号No.1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041树种Tree species梓 Catalpa ovata木槿 Hibiscus syriacus连翘 Forsythia suspensa红瑞木 Cornus alba水栒子Cotoneaster multiflorus紫穗槐 Amorpha fruticosa沙棘 Hippophae rhamnoides接骨木 Sambucus williamsii迎春花 Jasminum nudiflorum槐 Styphnolobium japonicum小叶黄杨 Buxus sinica var.parvifolia金银忍冬 Lonicera maackii锦带花 Weigela florida臭椿 Ailanthus altissima香荚蒾 Viburnum farreri黄刺玫 Rosa xanthina珍珠梅 Sorbaria sorbifolia月季花 Rosa chinensis雪松 Cedrus deodara油松 Pinus tabuliformis刺柏 Juniperus formosana玉兰 Yulania denudata梣叶槭 Acer negundo碧桃 Prunus persica Duplex三角槭 Acer buergerianum红桦 Betula albosinensis山荆子 Malus baccata柽柳 Tamarix chinensis女贞 Ligustrum lucidum紫丁香 Syringa oblata冬青卫矛 Euonymus japonicus栾树 Koelreuteria paniculata杜松 Juniperus rigida杜仲 Eucommia ulmoides七叶树 Aesculus chinensis太平花 Philadelphus pekinensis西府海棠 Malusmicromalus毛白杨 Populus tomentosa刺槐 R