乌鲁木齐河山区树木年轮一积温关系及≥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369个积温因子序列和9个差值树轮年表的27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1962～1992年大西沟气象站≥5．7℃积温方差的55％。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6．53a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1944年,其≥5．7℃积温分别为415．6C和386．0℃,两个最冷年出现在1803年及1961年,≥5．7℃积温分别是26．5℃和26．9℃。最显著的≥5．7℃积温减少趋势出现在1806～1852年,减少率为15．2℃／10a,显著水平为0．0003。最显著的≥5．7℃积温增加趋势出现在1958～1987,积温增多率是16．6℃／10a,显著水平达到0．003。Mann—Kendall突变检测指出≥5．7℃积温在1835年发生由暖向冷的突变。≥5．7℃积温重建序列对天山山区积温变化的代表性以中段为最佳。     

树轮宽度记录的额尔齐斯河上游地区过去291年的降水变化

利用采自额尔齐斯河上游6个采点的西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb)树轮样本建立了区域树轮宽度年表。与气候要素的相关分析表明,该地区树木径向生长主要受降水制约,区域树轮宽度年表与富蕴气象站上年7月至当年6月的降水总量相关显著。在此基础上建立了转换方程,重建了额尔齐斯河上游地区1722—2012年上年7月至当年6月的降水总量,方差解释量高达55.1%(调整自由度后为54.2%)。重建结果显示,该地区过去291年间存在9个降水偏多的时期和8个降水偏少的时期。降水重建序列还存在2.1a和3.2a的显著周期及2.3、21.6、24.3a的较显著周期,并且在1876—1877年及1983年前后发生了降水突变。空间相关分析表明,重建的上年7月至当年6月降水量对额尔齐斯河上游阿勒泰地区的降水量具有很好的空间代表性。此外,重建结果还与周边地区其他基于树轮资料重建的降水序列的干湿变化有较好的一致性。     

新疆赛里木湖流域过去373年降水变化的树轮记录

利用采自天山西部赛里木湖流域的树木年轮标准化宽度年表,重建了赛里木湖流域过去373年上年8月到当年7月的降水变化,重建序列的解释方差达到39.8%,多方验证表明,重建结果是稳定可靠的。分析历史降水变化特征表明,赛里木湖流域过去373年的降水经历了6干7湿的阶段变化,其中,持续最长的干旱阶段为1762—1791年,而最为干旱的阶段为1841—1865年;持续最长的湿润阶段为1794—1840年,而最为湿润的阶段为1734—1761年间;赛里木流域历史降水存在3个极端湿润年(1749,1876和1924年)和4个极端干旱年(1714,1775,1847和1917年),1910年代为最干旱的十年;降水变化存在11—12a、3.0a、2.5a、2.1a和2.0a的变化准周期;赛里木湖流域过去373年的降水的阶段变化、周期变化和极端降水年份均与天山北坡中西部和中亚天山山区降水变化具有很好的一致性,本研究的降水重建序列能较好的代表天山北坡中西部和中亚大部分区域历史降水变化。     

阿尔泰山南坡树轮宽度对气候变暖的响应

在全球气候变暖的背景下,中高纬度地区出现了树轮宽度对气候的响应分异现象,在阿尔泰山南坡的森林上限,西伯利亚落叶松树轮宽度对生长季温度敏感,该区域树轮宽度对气候要素是否存在响应分异现象还不确定。建立了哈萨克斯坦境内阿尔泰山南坡的西伯利亚落叶松树轮宽度年表,利用树轮资料和卡通卡拉盖气象站的气象资料,分析了该站1932年以来的温度和降水变化趋势,并利用相关函数分析了树轮宽度对气候要素的响应特征以及对温度响应关系的变化。结果表明:1932年以来该站温度上升趋势明显,特别是冬季的升温最为显著,降水呈微弱的下降趋势;研究区树轮宽度与6月的温度显著正相关,相关系数达到0.60以上,该相关生理学意义明显;滑动序列相关分析表明,树轮宽度对6月温度的响应较为一致,没有出现明显的响应分异现象。还发现了1992年是一个响应异常的年份,是否与1991年的P inatubo火山爆发有关还有待深入研究。     

开都河流域天山桦树轮宽度年表的建立及其气候响应

利用开都河流域中段采集的天山桦树芯样本,建立了这一采样点的树轮宽度年表。该年表的特征参数与其他地区已有的桦木树轮宽度年表相近,且能较好地反映研究区内天山桦树轮宽度变化的基本特征。该年表与研究区内雪岭云杉树轮宽度年表间的相关分析表明,两者在全频域、高频域及低频域上均存在显著正相关。树木生长气候响应分析结果显示,天山桦树轮宽度与降水量的相关则不显著;而与上年12月呈显著正相关(r= 0.346,P < 0.01,n=59),与当年6月的平均气温呈显著负相关(r=-0.312,P < 0.01,n=60)。该年表存在2.1、4.0a和~50a变化准周期,并且其与3月多元El Nio-Southern Oscillation (ENSO)指数存在相似的变化趋势。     

西昆仑山两种针叶树种径向生长及其对气候变化的响应

利用西昆仑山的雪岭云杉和昆仑圆柏树芯样本,建立其树轮宽度年表。通过分析两种针叶树种树木径向生长特征与气候要素的相关关系,探讨了树种间的树木生长气候响应异同及响应关系的稳定性。结果表明：研究区域内的雪岭云杉和昆仑圆柏年表间存在显著正相关。两种针叶树种在1994年气温突变前树轮宽度年表指数和基部断面生长增量（BAI）呈上升趋势,在气温突变后年表和BAI则呈下降趋势,并且昆仑圆柏的树木径向生长速率高于雪岭云杉。与气候要素的相关性分析结果表明,雪岭云杉径向生长与上年生长季（5—6月和8—10月）和当年生长季（3—6月和10月）气温呈显著负相关,而昆仑圆柏径向生长与上年10月和当年生长季前期（4—6月）气温呈显著负相关;两者均与当年春季降水呈显著正相关。滑动相关分析结果显示,上年和当年生长季气温对两个树种树木径向生长的负响应在增强,特别是在当年生长季前期更为显著。此外,当年生长季前期降水对树木径向生长的促进作用也在增强。在有可能的气候突变年份（1994年）之后,两种针叶树种对气温和降水的响应敏感性均有所增强,并且雪岭云杉对气温的响应敏感性强于昆仑圆柏,而对降水响应敏感性要弱于昆仑圆柏。     

气候变暖背景下云南西北部大果红杉径向生长衰退及其气候驱动因子分析

气候变化背景下森林生态系统的内部结构和功能发生转变,并减弱了其固碳能力,评估与预测森林生态系统对气候变化响应势在必行。基于采自云南西北部的大果红杉树木年轮样本,建立树轮宽度标准化年表,运用相关分析、空间相关、波谱分析等方法,探讨了滇西北大果红杉径向生长的主控因子及其对气候变化的响应。结果表明：(1)温度是限制滇西北大果红杉树轮径向生长的主要因素,季节性高低温变化交替影响大果红杉树轮径向生长。(2)相对湿度变化与滇西北大果红杉树轮的径向生长紧密关联,对滇西北大果红杉树轮的径向生长起促进作用。(3)波谱分析结果显示滇西北大果红杉径向生长呈周期性变化,受ENSO等外强迫影响显著。(4)气候变暖背景下,滇西北大果红杉的径向生长出现衰退趋势。研究结果为加强云南西北部天然林保护和构建西南绿色生态屏障提供了基础性资料。     

川西雅江地区过去567年3—8月干旱变化的树轮重建

使用零信号去趋势法建立了四川甘孜州拉日玛采点川西云杉标准化树轮宽度年表。结果表明: 云杉树轮年表与雅江3—8月一个月时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI1)间存在显著正相关。由树轮年表当年与次年序列重建了雅江地区1442—2008年3—8月SPEI1指数变化,方差解释量达42.8%。重建序列主要揭示了历史时期SPEI1的低频变化。川西雅江地区3—8月SPEI1在过去567年中存在1442—1465年、1516—1601年和1836—2008年3个偏湿阶段,位于其间的为2个偏干阶段;重建序列在1455—1762年间存在显著变干趋势,而1833—1950年具有显著变湿趋势,1959—2008年的变湿趋势最为明显;3—8月SPEI1重建值在1512、1733、1767、1831、1941、1957和1975年发生了从干旱向湿润的突变,而在1684年与1961年则相反。与周边气候重建序列的对比显示,川西雅江地区3—8月SPEI1重建序列的低频变化与青藏高原东北部年降水量和祁连山东段北坡SPEI05指数的变化具有一定相似性。该重建序列对青藏高原东部及青海南部的3—8月SPEI1变化具有较好的代表性。     

不同树高处树轮密度变化特征及其对气候的响应

以伊犁南部山区雪岭云杉风倒木为对象,研究了1.3、5、10、15、20 m树高处树轮圆盘样品的最大密度、最小密度、早材平均密度、晚材平均密度4种树轮密度年表,结合当地气象观测资料进行相关分析,研究树干不同高度树轮密度对气候要素的响应特征。结果表明: 同一树高下4种密度参数在整体上表现出较高的相关性,其中10、15、20 m树高相对显著;不同树高处晚材平均密度的一致性相对较好;不同树高处树轮密度对气候要素的响应存在差异,15 m树高处最大密度、晚材平均密度对上年7—9月、当年5—9月平均气温具有较好的响应。因此,在1.3 m处采集雪岭云杉样本存在对气温响应估计偏低的可能。     

用西伯利亚落叶松年轮最大密度重建和布克赛尔5—8月份平均最高温度

利用采自和布克塞尔铁布克山二号沟的西伯利亚落叶松树轮样本,研制出树轮最大密度年表(MXD)和年轮宽度年表(TRW),分析了其年表特征和气候响应特点。结果表明,该样点的落叶松树轮最大密度年表与和布克塞尔气象站5-8月份平均温度和平均最高温度度均具有很好的正相关关系,最高单相关系数为0.660。用铁布克山二号沟的最大密度差值年表序列,可较好地重建和布克塞尔地区1795-2007年来春夏季平均最高温度距平,47 a重建值对实测值的解释方差达43.5%,且方程稳定。重建结果揭示,在和布克赛尔地区,20世纪平均最高温度距平要高于20世纪以前的平均最高温度距平,20世纪前中期平均最高温度距平出现了明显的上升,并且在重建的时段的末期,5-8月份平均最高温度距平表现出上升趋势。