不同生境和去趋势方法下的祁连圆柏径向生长对气候的响应

利用青海不同生境祁连圆柏树木年轮样本,采用3种不同去趋势方法建立树轮年表,结合青海30个气象站的气象资料,分析不同生境和去趋势方法下祁连圆柏径向生长对气候的响应差异。结果表明,祁连山区,生长季前期的平均气温是祁连圆柏树木径向生长的主要限制性因子,NEP树轮标准化宽度年表与生长季前期冬季平均气温相关最好;在柴达木盆地,生长季降水量是该地区树木径向生长的限制性因子,SPL树轮年表对生长季降水量相关较好;在青南高原,祁连圆柏径向生长对春季温度响应最为敏感,而SPL年表与春季温度呈现明显的负相关关系,相关系数达-0.606;而在青海东部地区,祁连圆柏树木径向生长对气候的响应总体不显著。位于青海西部和北部的柴达木盆地和祁连山区祁连圆柏径向生长受西风气候的影响显著,尤其是柴达木盆地,其气候受西风主导;而青南高原受西南季风影响更为显著,该地区祁连圆柏径向生长同时受西南季风气候和海拔高度两方面影响;在青海东部,祁连圆柏径向生长受东亚季风影响更为显著。     

阿尔泰山主要针叶树种树木径向生长及其对气候变化的响应

本研究以阿尔泰山富蕴地区的西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松为对象,获取2个树种基部断面生长增量和树轮宽度年表与气候因子的相关系数,对比分析了相似生境下2个树种的径向生长特征及其对气候变化的响应。结果表明: 西伯利亚云杉基部断面生长增量总体高于西伯利亚落叶松,但西伯利亚落叶松的径向生长增加趋势更为显著。近60年来,上年快速生长期的高温对研究区内西伯利亚云杉的径向生长有限制作用,而当年6月较高的气温则有利于西伯利亚落叶松生长。西伯利亚落叶松的径向生长与当年1月气温呈负相关。分段相关分析显示,这种情况在1980年代中期气候变暖以后表现得更为明显。滑动相关分析表明,在气候变化背景下研究区内西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松径向生长对气温和降水量的响应在近年来均有所增强。     

罗霄山南部4个针叶树种生长特征及其气候响应对比分析

为了解影响罗霄山南部树木径向生长的主要气候要素, 该研究运用树木年轮气候学研究方法, 建立罗霄山南部4个针叶树种的树轮宽度标准化年表, 阐明影响该区域4个针叶树种径向生长的主要气候要素, 研究各树种在气温突变前后的径向生长特征及其对气候要素响应的异同。结果表明: 年表特征参数显示, 福建柏(Fokienia hodginsii)与其他树种相比, 其树轮宽度年表所包含的气候信息可能较少。与气候要素的相关分析显示, 铁杉(Tsuga chinensis)的径向生长同时受气温和降水的影响: 与上年10月的降水量呈显著正相关关系, 与气温的响应总体上呈负相关关系; 资源冷杉(Abies beshanzuensis var. ziyuanensis)仅与上年8月的降水量呈显著正相关关系; 马尾松(Pinus massoniana)与上年3月和当年1月的最高气温呈显著正相关关系, 与上年7月和当年8月的最低气温呈显著负相关关系; 福建柏仅与当年3月的降水量呈显著正相关关系。气温发生突变后, 4个树种树轮宽度指数的变化趋势相同, 均呈下降趋势, 除资源冷杉外, 各个树种的径向生长对气候要素的响应总体上有所增强, 且升温后产生的干旱胁迫抑制了各树种的生长。     

树轮灰度与树轮密度的对比分析及其对气候要素的响应

通过对比新疆巩乃斯地区艾肯达坂采样点雪岭云杉5种树轮灰度年表与其对应4种密度年表的特征参数、年表曲线及其在全频域、高频域及低频域上的相关系数,发现早材平均灰度和晚材平均灰度的变化能够较好的反映早材平均密度和晚材平均密度的变化,而年轮最大灰度和年轮最小灰度的变化对年轮最小密度和年轮最大密度的变化则反映较差.与这一地区气象资料的相关分析结果表明,当年5月至8月平均最高气温与年轮平均灰度年表的相关性最好且具有明确的树木生理学意义,最高单相关系数为-0.542 (P＜0.0001,n=51).证明了树轮灰度在历史时期气候变化研究中的应用潜力,同时也为将来在这一地区开展利用树轮灰度重建历史时期气候变化打下了基础.     

乌鲁木齐河山区树木年轮-积温关系及≥5.7℃积温的重建

为了研究云杉树木年轮生长与环境温度的关系,计算出天山乌鲁木齐河山区大西沟气象站9种类型的36 9个积温因子序列和9个差值树轮年表的2 7个年轮指数序列,用逐步回归方法建立积温与年轮指数序列间的关系。结果表明大西沟气象站≥5 .7℃积温与树木生长的关系最为密切。对≥5 .7℃的积温进行对数变换,使用提取主分量在回归方法建立其与年轮场的4个主分量间的转换函数,该转换函数可解释196 2～1992年大西沟气象站≥5 .7℃积温方差的5 5 %。交叉检验表明该转换函数是稳定的。由此重建出了1796～1991年≥5 .7℃积温长序列。≥5 .7℃积温长序列完整地经历了7个偏多及7个偏少阶段,存在着3.32、34、3.84、9、4 .36及6 .5 3a的变化准周期。≥5 .7℃积温变化具有两个基本特征:一是偏冷年出现的频率大于偏暖年,二是暖年出现的频率多于冷年。两个最暖年出现在1917年及194 4年,其≥5 .7℃积温分别为4 15 .6℃和386 .0℃,两个最冷年出现在180 3年及196 1年,≥5 .7℃积温分别是2 6 .5℃和2 6 .9℃。最显著的≥5 .7℃积温减少趋势出现在180 6～185 2年,减少率为15 .2℃/10 a,显著水平为0 .0 0 0 3。最显著的≥5 .7℃积温增加趋势出现在195 8～1987,积温增多率是16 .6℃/10 a,显著水平达到0 .0 0 3。Mann- Kendall突变检测     

树轮记录的青海过去300年5-6月平均最高气温时空变化

利用位于青海不同地理单元的新建立的12个树轮年表和青海30个气象站的气象资料,采用REOF方法,分析了青海地区气温场和树轮宽度场特征;重建了青海过去300年5—6月平均最高气温。分析表明,青海气温场和树轮宽度场第一特征向量相关系数为-0.465(P0.01),两场的第一特征向量表现为同步变化,气温场和树轮宽度场第一特征向量高值中心位于青海北部的祁连山区和柴达木盆地,而低值中心位于青南高原西南部和东南部;过去300年青海气温大致可分为5冷5暖的变化阶段,存在5个明显的持续增温时段和4个持续降温时段,增温缓慢,降温迅速。最冷的时段为1830s—1840s年代,最长的偏冷期为19世纪末20世纪初,最暖的时段都发生在1930s—1950s年代,最长的偏暖期为18世纪末19世纪初。20世纪60年代以来,青海5—6月平均最高气温持续上升,尤其是80年代到现在,青海地区平均最高气温呈现急剧持续上升;过去300年青海地区5—6月平均最高气温具有2.1、3.1、8.5、25.5a和68.0a的变化准周期;青海5—6月平均最高气温受西风和印度季风影响较大;青海气候场重建序列的变化特征在一定程度上可代表青藏高原大部分地区甚至印度季风区5—6月平均最高气温。