滇西不同海拔云南松径向生长对气候水文要素的响应

利用滇西地区两个不同海拔采样点的云南松树轮样本,建立树轮宽度标准化年表,研究其径向生长对气候和水文要素的响应。结果表明:滇西云南松径向生长主要受降水量、气温和径流量的影响,其中高海拔(2413.3 m)云南松径向生长受夏季高温的制约和季风季节径流量影响,而低海拔(1062.6 m)云南松径向生长受生长季的降水量和全年径流量影响。滇西高海拔云南松径向生长对气温变化的响应受温度阈值影响表现出不稳定性;低海拔云南松径向生长对降水量和径流量的响应,在20世纪80年代均受到东亚夏季风的减弱而出现波动。滇西不同海拔云南松径向生长与亚洲夏季风活动及厄尔尼诺存在联系。     

小兴安岭红松和鱼鳞云杉径向生长对气候变化的响应

基于树木年代学方法,利用小兴安岭低海拔阔叶红松林优势树种红松和鱼鳞云杉树轮宽度资料,分别建立年轮宽度年表,探讨影响2个树种径向生长的关键气候因子.结果表明:2个树种对气候因子的响应存在差异,红松较鱼鳞云杉对气候因子的响应更加敏感,更适合用于年轮气候学研究;响应函数分析表明,红松径向生长与当年6月平均温度呈显著负相关,与当年6月降水量呈显著正相关,而鱼鳞云杉与气候因子未表现出显著相关关系;空间相关分析揭示,红松年表具有较大的空间代表性,相关性最高出现在研究区域附近;升温导致的干旱胁迫是限制红松树木生长的主要原因,如果未来全球气温进一步增加,将对红松产生不利的影响;一些大尺度的大气-海洋变化的耦合作用可能对小兴安岭红松径向生长产生影响.     

亚热带杉木径向生长对气候因子的响应

杉木(Cunninghamia lanceolata)是亚热带地区主要造林树种之一,其在区域碳循环和缓解气候变化中起着重要的作用。以亚热带地区6个站点(荆关、马鬃岭、分宜、将乐、东风、高峰)杉木人工林为研究对象,建立树轮标准化年表,分析树木年轮年表与气候因子的关系,解析不同研究区杉木径向生长对气候变化的响应机制,探讨不同站点杉木对干旱事件的响应策略,为该地区杉木人工林的经营管理提供理论依据。研究结果表明,6个研究区杉木树轮宽度对气候变化的平均敏感度大于0.15,样本总体代表性大于0.85,均处于可接受水平,表明6个站点的杉木样本具有区域代表性,适用于进行气候相关分析。杉木径向生长主要与生长季的平均温度和降水量、上一年夏季的最低温度正相关,与当年夏季最高温度负相关,高峰站点的径向生长与7—10月的相对湿度显著正相关,其他地点径向生长与月相对湿度相关性较弱,分宜、东风和高峰站的径向生长与干旱指数显著正相关,其他地点的杉木树轮宽度与干旱指数相关性较弱。干旱事件对6个站点杉木生长均产生了负面影响,胸高断面积增长(Basal area increment, BAI)呈先上升后下降的趋势,在生长后...     

山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来, 全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰, 已成为最重要的生物多样性避难所, 也具有较高的生态服务价值, 在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响, 山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理, 以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应, 将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况, 总结了物种海拔迁移的研究进展, 重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足, 比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性, 以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理, 评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应, 主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后, 展望了未来在此领域研究中应注意的问题, 提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施, 强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域, 加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度, 重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。     

近40年河北坝上地区杨树人工林径向生长对气候变化的响应差异

运用树木年轮气候学方法,研究近40年河北坝上地区健康和衰退小叶杨人工林径向生长对气候响应敏感性差异,揭示健康和衰退杨树生长与气候关系的时间变异规律。结果表明：（1）衰退杨树径向生长对温度、降水等气候因素响应较健康杨树敏感。衰退杨树年表中的气候信号较强,与当年生长季（4、8-10月）的气温因素呈显著负相关,与上一年休眠期（9月-当年1月）和当年生长季（7月）的降水和相对湿度呈显著正相关。健康杨树年表中气候信号较弱,主要与上一年冬季（12月）和当年生长季（4月）的气温因素呈显著负相关,与上一年生长末期（8-11月）降水和相对湿度呈显著正相关。（2）从各年表与帕默尔干旱指数（PDSI）的响应强度来看,衰退杨树生长更易受夏季干旱胁迫影响。衰退杨树年表与上一年9月-当年3月、6-10月的PDSI呈显著正相关,而健康杨树径向生长与PDSI呈弱的正相关。（3）1975-2017年间,随气温升高,健康和衰退杨树生长对温度的敏感性下降;健康杨树生长对降水和PDSI的敏感性较为稳定,适应能力强,而衰退杨树生长对降水和PDSI的敏感性增强,适应能力变弱。综上所述,干旱胁迫是限制衰退杨树生长的主要因素,而健康杨树生长受气候影响较弱,能适应当地气候条件。衰退杨树对气候变化响应较健康杨树明显,在气候变暖背景下,衰退杨树生长的气候限制因子由温度转变为水分,导致河北坝上地区遭受干旱灾害时发生退化的趋势更加明显。     

云南小中甸地区丽江云杉径向生长对气候变化的响应

丽江云杉原始林是云南省香格里拉县小中甸地区的主要森林类型.本文采用树轮年代学的方法分析了丽江云杉年轮宽度对气候变化的响应;选取相对保守的结果负指数曲线或线性回归拟合生长趋势建立年表,进行了不同时间尺度的气候因素与差值年表(RES)序列的相关及响应函数分析,并利用特征年分析了产生宽窄年轮的原因.结果表明:研究区丽江云杉的径向生长与温度升高在1990-2008年存在一定的“分离现象”;上一生长季的水热状况是限制丽江云杉当年生长的主要气候因子,特别是上年7月的气温对当年径向生长具有负反馈作用,而上年7月的充足降水则促进当年的径向生长;上年生长季温度与降水变化的相反趋势是导致宽窄年轮形成的主要原因;丽江云杉的生长对帕尔默干旱指数(PDSI)的变化不敏感.     

东北南部蒙古栎径向生长对气候变化的响应——以千山为例

蒙古栎是东北森林中最重要的阔叶树种之一.本研究利用树木年代学方法研究中国东北南部千山地区蒙古栎的径向变化,结合1951—2010年的温度和降水等气象数据,利用相关函数分析了树木生长与气候变化的关系,揭示蒙古栎径向生长对气候响应规律.结果表明：研究区4—7月的降水量与蒙古栎年轮宽度呈显著正相关,是限制该地区蒙古栎径向生长的主要限制因子;5月极端最高温度与蒙古栎年轮宽度呈显著负相关,也是影响蒙古栎生长的关键因素.研究期间,蒙古栎年轮宽度与4月降水量的相关显著且稳定,自20世纪80年代开始蒙古栎径向生长对夏季温度的响应敏感性逐渐减弱,对温度的响应表现出从响应夏季温度向响应春季温度的转变.     

樟子松和落叶松径向生长对气候变化的响应

在全球变暖的背景下,升温可能会影响树木的生长,导致森林生态系统的平衡受到干扰。本研究利用树轮年代学方法中的生长-气候响应函数、滑动相关分析,探讨大兴安岭漠河地区樟子松和落叶松径向生长的限制因子,以及二者径向生长对快速升温的响应。结果表明: 樟子松和落叶松的径向生长受温度和降水的共同作用,樟子松对气候变化的响应比落叶松更为敏感,对气候因子的敏感性比落叶松更稳定。樟子松径向生长与当年生长季月均温及月均最低温呈显著正相关,而落叶松与冬季月均温及月均最高温呈显著正相关。冬季降水促进樟子松生长,前一年生长季后期降水抑制落叶松的径向生长。1990年快速升温后,降水对樟子松的限制作用由升温前的负相关转变为升温后的显著正相关,高温对樟子松的抑制作用大于促进作用;高温对落叶松的抑制作用增强,降水对落叶松的限制作用也在升温后增强,生长速率显著下降,二者生长速率与温度和降水的相关性变化存在明显差异。本研究可为大兴安岭森林生态系统管理与保护提供科学依据。     

树木年内径向生长对干旱事件的响应——以贺兰山油松为例

在贺兰山苏峪口国家森林公园,利用径向生长测量仪监测2017和2018年2个生长季内、2个海拔(2010和2330 m)油松的径向生长,研究树木径向生长对干旱的响应。结果表明: 2018年6月的干旱事件使得油松径向生长速率减慢,生长量减小;而7—8月的降水使油松的径向生长重新激活。2018年油松的径向生长主要发生在6—8月,相比2017年延长一个月。油松径向生长与气候因子的响应关系在不同海拔间没有明显的差异。生长季早期干旱对树木径向生长有抑制作用,生长季中后期降水对树木径向生长具有促进作用。该区的气候重建工作中应当充分考虑8月的气候要素对树轮宽度的影响。     

澜沧江源区高山柏径向生长对气候变化的响应

为探究澜沧江源区气候变化对高山柏（Sabina squamata）径向生长的影响,在该区巴青县、杂多县和囊谦县分别对高山柏进行采样。运用树木年轮学方法测定3个样地高山柏逐年树轮宽度和胸高断面积增量（BAI）,建立高山柏树轮宽度标准年表并分析其对气候变化的响应。研究结果表明,1986-2019年,澜沧江源区年平均温度呈快速上升趋势（0.43℃/10a,P<0.01）,年平均最低气温（0.57℃/10a,P<0.01）的上升速率明显高于年平均最高气温（0.33℃/10a,P<0.01）,而年降水量呈不显著的上升趋势（2.39 mm/a,P>0.10）。气候变暖背景下,澜沧江源区高山柏树轮宽度呈上升趋势（P<0.01）,2000-2019年生长速率（（0.37±0.16） mm/a）较1986-1999年（（0.20±0.09） mm/a）增加了85%;BAI亦上升显著,在1986-1999年一直呈上升趋势（（12.16±5.16） mm²/a）,2000-2019年处于平稳快速生长阶段（（22.49±8.84） mm²/a）,表现出稳定且持续的生长能力。高山柏树轮宽度标准年表与气候因素的相关性显示：澜沧江源区高山柏径向生长对温度的响应明显强于降水,与多数月份（上年6月-当年10月）的降水呈不显著正相关,而与多数月份的温度呈显著正相关。与月平均最高温度和平均温度相比,高山柏径向生长与月平均最低温度的相关性更为显著（P<0.01）。在气候暖湿化背景下,近30年澜沧江源区高山柏径向生长进入快速生长时期,树轮宽度和BAI均呈快速生长特征,表明该区域气候条件更加适宜高山柏生长。     

Responses to climate change in radial growth of Picea schrenkiana along elevations of the eastern Tianshan Mountains,northwest China

Tree growth is largely driven by climate conditions in arid and alpine areas. A strong change in climate from warm-dry to warm-wet has already been observed in northwest China. However, little is known about the impacts of regional climate variability on the radial growth of trees along elevations of the eastern Tianshan Mountains. Consequently, we developed three tree-ring width chronologies of Schrenk spruce (Picea schrenkiana Fisch. et Mey.) ranging in elevation from 2159 to 2552 m above sea level (a.s.l.), which play an important role in the forestry ecosystem, agriculture, and local economy of Central Asia. In our study, the correlation analyses of growth-drought using the monthly standardized precipitation-evapotranspiration index (SPEI) at different temporal scales demonstrated that drought in growing season was the main factor limiting tree growth, regardless of elevation. The relationships between radial growth of Schrenk spruce and main climate factors were relatively stable by moving correlation function, and the trend of STD chronologies and basal area increment (BAI) also showed a synchronous decline across the three elevations in recent decades. And meanwhile, slight differences in responses to climate change in radial growth along elevations were examined. The drought stress increased as elevations decreased. Radial growth at the higher elevation depended on moisture availability due to high temperature, as indicated by the significant negative correlation with mean temperature in the late growing season of the previous year (August-September, p < 0.001). However, radial growth at the lower elevation were restricted by drought stress due to less precipitation and higher temperatures, as demonstrated by the significant negative correlation with mean temperature but positive with total precipitation in the early growing season of the current year (April-May, p < 0.05). In addition, the decline of radial growth (BAI) at the higher elevation (3.710 cm² yr⁻¹/decade, p < 0.001) was faster than that of the middle elevation (2.344 cm² yr⁻¹/decade, p < 0.001) and the lower elevation (3.005 cm² yr⁻¹/decade, p < 0.001) since 2000, indicating that the trees at higher elevation of a relatively humid environment were more susceptible to the effects of climate change due to their poor adaptability to water deficit. Therefore, the forest ecosystems would be suppressed as a result of increasing drought stress in the future, especially in the high-elevation forests of arid and semi-arid areas.     

祁连山中部祁连圆柏年内径向生长对气候因子的响应

通过对祁连山中部葫芦沟流域的祁连圆柏连续采集微树芯,对其形成层活动和径向生长动态进行了连续两年的监测研究。结果表明,2012年细胞壁加厚和细胞成熟阶段开始时间分别发生在6月26日和7月24日,比2013年细胞壁加厚（6月22日）和细胞成熟阶段（6月26日）开始时间分别晚5 d和28 d。2012年细胞扩大、细胞壁加厚和细胞成熟阶段结束时间分别为7月16日、8月9日和9月8日,比2013年各阶段结束时间分别晚7、28 d和24 d。2012年最大细胞分裂速率为0.33细胞/d,共形成20.9个细胞,细胞分裂速率和木质部细胞总数均高于2013年。通过与附近气象站记录的气象数据进行对比,发现祁连圆柏生长开始时间在温暖年份显著早于寒冷年份,说明祁连圆柏的径向生长开始时间与温度有关。但2013年春季和夏初的高温导致区域干旱程度加剧,使祁连圆柏生长结束时间显著早于2012年,并导致2013年的木质部细胞总量和生长速率都小于2012年。研究表明,在寒冷干旱地区,尽管升温会使生长季提前,但升温导致的干旱胁迫可能对树木的生长速率和木质部细胞总量产生重要影响。     

不同海拔和坡向马尾松树轮宽度对气候变化的响应

以马尾松树轮样芯为材料,利用树木年代学方法分别建立低海拔(260 m)、中海拔(460 m)、高海拔(690 m)及阳坡(270 m)、阴坡(265 m)处马尾松标准及差值年表,将树轮宽度指数与气候因子进行相关及冗余分析,并建立马尾松径向生长量与气候要素的最优多元回归模型,分析福建将乐地区树木径向生长特征及其与气候的关系随海拔及坡向的变化规律.结果表明:该区域马尾松径向生长在海拔梯度上主要受降水量影响,在坡向水平主要受温度影响;120个气候变量中,上年12月降水量及当年2月极端最低气温分别在海拔及坡向处与马尾松径向生长呈显著负相关.该研究定量描述气候变化对亚热带地区马尾松径向生长的影响,为气候变暖背景下将乐地区马尾松林的栽植及管理提供科学依据.     

Sensitivity of Siberian larch forests to climate change

The Northern Hemisphere's boreal forests, particularly the Siberian boreal forest, may have a strong effect on Earth's climate through changes in dominant vegetation and associated regional surface albedo. We show that warmer climate will likely convert Siberia's deciduous larch (Larix spp.) to evergreen conifer forests, and thus decrease regional surface albedo. The dynamic vegetation model, FAREAST, simulates Russian boreal forest composition and was used to explore the feedback between climate change and forest composition at continental, regional, and local scales. FAREAST was used to simulate the impact of changes in temperature and precipitation on total and genus‐level biomass at sites across Siberia and the Russian Far East (RFE), and for six high‐ and low‐diversity regions. Model runs with and without European Larch (Larix decidua) included in the available species pool were compared to assess the potential for this species, which is adapted to warmer climate conditions, to mitigate the effects of climate change, especially the shift to evergreen dominance. At the continental scale, when temperature is increased, larch‐dominated sites become vulnerable to early replacement by evergreen conifers. At the regional and local scales, the diverse Amur region of the RFE does not show a strong response to climate change, but the low‐diversity regions in central and southern Siberia have an abrupt vegetation shift from larch‐dominated forest to evergreen‐conifer forest in response to increased temperatures. The introduction of L. decidua prevents the collapse of larch in these low‐diversity areas and thus mitigates the response to warming. Using contemporary MODIS albedo measurements, we determined that a conversion from larch to evergreen stands in low‐diversity regions of southern Siberia would generate a local positive radiative forcing of 5.1±2.6 W m^?2. This radiative heating would reinforce the warming projected to occur in the area under climate change.     

极小种群野生植物密叶红豆杉(Taxus fuana)径向生长对气候的响应

了解树木生长对气候的响应对过去气候重建和预测其对未来气候变化的响应都至关重要。就珍稀濒危树种而言,这还会有助于对其的有效保护。在中国红豆杉属珍稀濒危植物中,密叶红豆杉（Taxus fuana）分布面积最小,野外生存压力大,属于极小种群植物。本研究运用年轮生态学方法,对西藏吉隆地区开热和吉普两地的密叶红豆杉种群进行树轮盘采样,分析了吉隆地区密叶红豆杉径向生长与温度和降水相关气候因子的相关性,旨在揭示影响密叶红豆杉生长的主要气候因子。结果表明,两个种群径向生长对温度的响应不同。开热种群密叶红豆杉径向生长与各月温度多呈显著正相关;吉普种群密叶红豆杉径向生长与各月温度的相关性较弱,且多为负相关,尤以3月份的最显著。两个种群的径向生长对降水的响应也不同。冬季休眠期（12月）的降水对开热种群密叶红豆杉径向生长呈负相关,而生长季初期（5月）和生长季末期（9月）的降水呈正相关。各月的降水对吉普种群密叶红豆杉的径向生长未表现出显著的影响。研究结果可为探讨气候变化下密叶红豆杉的适宜分布区、以及密叶红豆杉的保护和可持续管理提供参考。     

普达措国家公园四种针叶树径向生长对气候因子的响应

运用树木年代学的原理和方法,对普达措国家公园大果红杉、长苞冷杉、高山松和麦吊云杉4个优势针叶树种的年轮宽度进行测量,建立年轮宽度差值年表。分析年表与香格里拉气象站的日、月气候数据的相关性,研究4个优势针叶树种的径向生长对气候因子的响应。结果表明: 大果红杉的年生长速率最高,长苞冷杉的年生长速率最低;4种针叶树径向生长对气候因子的响应存在物种特异性,大果红杉与气候因子的相关性最强,麦吊云杉的径向生长对气候因子的响应不敏感;长苞冷杉树轮宽度年表与上年冬季(11、12月)和当年夏季(7月)的平均温度呈显著正相关;大果红杉树轮宽度年表与生长季早期(6月)温度呈显著正相关,与同期降水量和相对湿度呈显著负相关;而高山松树轮宽度年表与生长季早期(5月)的降水量和相对湿度呈显著正相关,与同期最高温度呈显著负相关,表明高山松的径向生长主要受生长季早期水分可利用性的影响。