基于树轮宽度重建漠河近百年1月份降水量

通过对大兴安岭地区漠河县樟子松(Pinus sylvestris var. Mongolica)树轮宽度分析,建立了漠河樟子松树轮宽度标准化年表与差值年表,通过分析标准化年表与该地区气温、降水、帕尔默干旱系数PDSI等气候因子之间的关系,发现树轮径向生长主要受降水控制,其中与1月份降水量相关性较好(r=0. 636,P 0. 000,n=57)。利用线性回归方程重建了1920—2016年1月份降水量,重建序列方差解释量达39. 6%(R_(adj)~2=38. 5%)。经"逐一剔除法"检验重建方程稳定可靠,重建方程为P_1=11. 733·STDt-6. 089。分析重建序列发现近97年1月份存在2个较湿阶段与4个较干阶段,20世纪后30年增加趋势显著。周期性分析表明近97年1月份降水量存在48a,16a,9. 7a,5~7a,2. 2~2. 5a等准周期,或与PDO等大尺度气候波动关系密切。     

黄泛区黄连木径向生长对气候要素的响应

利用黄泛区沙丘上散生的黄连木树轮宽度进行生态学研究,以便揭示研究区黄连木的径向生长与气候因子之间的关系.建立的树轮差值年表中有较高的平均敏感度、信噪比和样本总体解释量,表明年表中含有较多的高频气候变化信息.年表序列与气候因子(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月降水量和帕尔默干旱指数(PDSI))的相关结果表明:树轮宽度与前一年7月月平均气温和月平均最高气温以及当年6月月平均最高气温都呈显著负相关,而与前一年9月月平均最低气温和前一年12月、当年2月及6月降水量呈显著正相关,尤其与前一年7月月平均最高气温和当年2月降水量的相关性最高;与前一年11月至当年9月PDSI指数值都呈显著正相关,尤其6月和1-6月时段最突出.在此基础上,又对树轮序列中最窄和最宽年份进行了月均最高气温和月降水响应的实证分析,树轮宽窄变化与相关值最高的7月月平均最高气温和2月降水量及1-6月PDSI指数值的对照分析,并建立了树轮指数与1-6月PDSI指数的模拟方程.最后,利用树木出现的时间推断沙丘的形成应该与1938年花园口决堤有关.     

大兴安岭北部阿里河樟子松年轮气候响应及冬季降水重建

对大兴安岭阿里河地区樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)树轮年表与气候要素的响应关系进行了分析研究.结果表明:年轮指数与该地区前一年12月至当年1月平均降水存在显著的正相关关系.基于树轮宽度重建了阿里河1809年以来前一年12月至当年1月平均降水量回归方程,该方程解释了47%的冬季降水变化,且该序列与黑龙江省干湿变化存在较好的一致性.对重建序列的分析表明,该地区冬季降水变化存在4个偏干阶段和4个偏湿阶段.阿里河地区过去200a冬季降水存在干湿交替时期,即19世纪初期较干旱,中期较湿润,后期至20世纪初期较干旱,而20世纪中期较湿润,后期则相对偏干.同时,阿里河地区冬季降水存在85~38,5.0~4.5和2.2a显著的变化周期.     

利用树木年轮重建马鞍山地区7～9月降水量序列

利用采自马鞍山地区兴安落叶松(Dahurian Larch)树轮样芯,建立了树轮标准化年表.根据建立的年表,对马鞍山地区树木生长与月降水量进行了响应分析,重建了该地区1942年以来7~9月降水量序列.检验表明,重建方程稳定,重建序列可信.重建结果显示:马鞍山地区7~9月降水量有较小的逐年减小趋势;1942~1957年马鞍山地区降水量处在枯水期;1957~1989年马鞍山地区降水量处在丰水期;1989年往后马鞍山地区降水量又出现一个枯水期的变化过程.     

树轮记录的青藏高原南部过去526年降水变化特征

利用位于南木林的大果圆柏树轮宽度资料,分析了树轮宽度对气候要素的响应关系,研究结果发现制约树木径向生长的主要因子是年总降水.基于一元线性回归模型建立的转换方程(方差解释量为45.94%),重建了南木林1485-2010年的年总降水(上一年7月至当年6月).重建结果表明:南木林降水存在明显的年代际的气候变化韵律,相对于平均值偏湿的持续时段发生在公元1490-1510,1530-1550,1620-1640,1680-1720,1740-1750,1840-1850,1880-1910,1960-1990年,相对于平均值偏干的持续时段发生在公元1520,1560-1610,1650-1670,1730,1760-1830,1860-1970,1920-1950,1990年以后.与林周地区及高原南部区域降水序列对比发现,过去500年内青藏高原南部地区经历了相同的干湿变化过程,在年代际尺度上变化一致,可能受到相同的气候驱动因子控制.     

祁连山东部地区高分辨率气候记录研究

利用采自祁连山东部的祁连圆柏树芯样本 ,建立标准化年表 ,并将标准年表的树轮指数与采样点附近的天祝乌鞘岭气象站的温度和降水进行响应函数和相关函数分析 .结果表明 ,树轮标准年表序列与当地 3～ 4月份降水成显著正相关 ,相关系数达 0 .5 2 5 ,不同检验分析方法均说明 ,祁连圆柏树轮宽度年表可以用来重建这一地区近 2 80年来的春季降水变化 .重建的近 2 80年来研究区少雨春季与毗邻的河西走廊干旱区旱灾的历史记录相吻合 ;研究还发现 ,祁连山东部地区春季降水对近 10 0年来全球变暖出现明显的相反响应 ,春季降水有明显的减少趋势 .奇异谱和功率谱分析表明 ,近 30 0年来研究区春季降水主要有准 19a和 15 a两个显著周期     

秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应

【目的】秦岭是以太白红杉(Larix chinensis)为代表的典型温带针叶林分布区,也是受全球气候变化影响最为显著和敏感的地区之一,为了解该区树木生长对气候变化的敏感性,分析了秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应。【方法】基于树木年代学方法,利用鳌山高山林线太白红杉树木年轮宽度资料,建立树轮宽度年表,明确影响太白红杉径向生长的关键气候因子。【结果】太白红杉对气候变化反应较为敏感,年表包含较多的气候信息,适用于树轮气候学研究。相关分析表明,太白红杉径向生长与上年6月以及当年2月和6—7月气温呈显著正相关,与上年5月和当年1、6月降水量呈显著负相关。空间分析发现太白红杉树轮宽度年表对于评估采样点周边较大范围地区6月气温变化特征具有很好的空间代表性。【结论】一些大尺度的大气-海洋变化的耦合作用可能对秦岭地区太白红杉的径向生长产生影响。     

利用树木年轮重建小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量

利用树轮宽度指数作为代用资料,分析了小五台山地区树木径向生长与气候要素变化的响应关系,发现小五台山地区树木径向生长受晚冬及春季降水影响显著,呈显著的正相关关系,树木生长对降水量的响应明显超过对温度的响应.在响应分析的基础上,重建了小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量,重建方程的稳定性较好,可解释重建变量方差的48.02%.重建结果表明,小五台山地区过去100多年中经历了4个主要的偏干期:1903-1911,1927-1932,1940-1943和1992-1996年;4个主要的偏湿期:1895-1898,1912-1920,1933-1936和1948-1950年;自20世纪80年代以来,小五台山地区干旱年发生比例明显增加,由之前的13.95%增加到24.00%,而湿润年的比例则由13.95%降到12.00%;重建的降水序列存在显著的方差突变.     

使用 MiVnt图像分析系统进行树木 年轮细胞特征研究的尝试

以芦芽山白杄(Picea meyeri)的树轮样本作为对象,尝试使用MiVnt图像分析系统观测树轮细胞特征.建立了包含树轮宽度、细胞数目、细胞大小、最大细胞大小、最小细胞大小、早材细胞数目、晚材细胞数目在内的7个树轮年表.结果表明,树轮宽度、细胞数目和早材细胞数目年表具有较高的气候信息质量.晚材细胞数目年表与其余年表之间具有负相关关系,表明细胞特征可以体现与树轮宽度不同的气候信息.除晚材细胞数目年表外,其余年表均与生长季气温呈负相关,与降水呈正相关,体现了土壤干旱对树木生长的限制.晚材细胞数目年表与生长季末期的降水显著负相关,体现了生长季末期气候条件对形成层细胞的影响.本文是研究树木生长与气候因子关系的有益补充.     

基于遥感数据定位老龄树群

在野外找到老龄树群,是树木年轮气候学研究的一个关键环节.目前还没有在大尺度空间上连续的高精度的树龄数据可供使用,尝试建立一种基于遥感数据定位老龄树群的方法 .以30 m分辨率的卫星Landsat 8 OLI(Operational Land Imager)遥感影像一景为例,首先在该影像范围内收集了22个已发表的树轮宽度年表长度数据,根据经纬度定点提取年表对应的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)值,然后用R语言建立树轮宽度年表的长度与NDVI之间的一元线性回归模型,利用遥感影像数据良好的监测地表空间异质性的能力,实现对树轮年表长度在空间上连续的高分辨率的估算.将该信息作为树龄的一种近似替代,可以辅助树木年轮工作者快速、准确、定量地寻找到老龄树群.     

青海省互助县北山森林公园树轮宽度特征的气候因子分析

使用SPSS统计学软件和EXCEL的数据处理功能对青海互助北山国家森林公园云杉树轮数据进行统计学及树轮气候学分析,计算树轮宽度年表的主要特征参数,分析当地树木年轮序列对气候响应的敏感性,从中提取影响树木生长的气候信息,获取该地区近30年的气候因子分布规律,结果显示:北山国家森林公园的云彬树木年轮序列包含有较多的气候信息,气候因子是树木生长的限制因子;通过因子分析可知,近十年来的降雨量相对较少,气温增高导致蒸发量加大,该地区的树木的生长量有所减少.     

长白山红松和鱼鳞云杉年轮细胞 尺度参数对气候要素的响应

利用红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var.komarovii)这2树种分布上限的树轮样本,分别建立细胞个数(CN)、平均细胞腔直径(MLD)、最大细胞腔直径(MAXLD)及树轮宽度(TRW)标准年表,并分析了各树轮年表与1958—2002年月气温、月降水量的相关关系,从细胞尺度上揭示2树种径向生长对气候要素的响应.结果表明,红松和鱼鳞云杉的CN与TRW均有很好的相关性;MLD、MAXLD能够反映与TRW不同的气候信息,主要表现在红松MLD、MAXLD与前一年10月气温呈现正相关关系,鱼鳞云杉MLD、MAXLD与当年8月降水呈现正相关关系;气温和降水均是红松和鱼鳞云杉径向生长的限制因子,红松生长主要受到前一年冬季气温和降水及生长季6、7月气温的影响,而鱼鳞云杉生长主要受到生长季前期2月气温及生长季初期4月降水的影响.     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

山东沂山油松年轮宽度年表的建立及其气候响应

以沂山油松为样本,建立油松标准化年表,在此基础上分析年轮宽度与气候因子的关系.结果表明:当年5月份平均气温和平均最高温都与油松年表呈显著负相关(P<0.05),而当年6月份平均气温和平均最高温都与油松年表呈极显著负相关(P<0.01);当年7月份降水量与油松生长呈显著正相关(P<0.05);当年5-6月平均相对湿度与油松年表呈显著正相关(P<0.05),且当年8-10月平均相对湿度与油松年表呈极显著正相关(P<0.01).研究表明,在本地区树木生长季内,降水越多,气温越低,越促进树木生长.     

依据陕西秦岭镇安树木年轮重建3～4月份气温序列

根据秦岭南坡冷杉(Abies Chensiensis)树轮宽度,重建了过去251 a镇安地区3～4月平均气温序列.重建序列的方差解释量达48.58%,其与该地区1741～1980年旱涝指数显著负相关,10 a滑动平均后,r=-0.286(N2=229,α=0.0001),1900年以后更高达-0.718(N3=75,α=0.0001),表明3～4月平均气温可视为当年出现旱涝灾情的预警信号.即:气温较低时,当年容易出现旱情;气温较高时,易出现涝.功率谱分析表明重建序列含有准18.46,2.76,2.73,2.70,2.67,2.64和2.26 a的周期.同时3～4月平均气温与赤道太平洋1～4月海面平均温度(SST14)遥相关(r=0.205,N4=120,α=0.024).     

胡杨径向生长与气候环境响应分析

 胡杨作为内陆干旱荒漠地区树龄较长的阔叶树种,是开展过去气候环境变化研究的宝贵材料.为了探讨胡杨树轮生长指标与气候环境之间的相关关系,本文在综述胡杨树种概况和生长区域气候环境特征的基础上,以新疆艾比湖流域胡杨为研究材料,利用树木年轮气候学分析方法,建立了艾比湖地区181年来的胡杨宽度年表.对宽度年表与精河、蔡家湖气象站的温度、降水序列进行了相关分析,结果表明,树轮宽度指标与冬半年降水呈正相关关系,相关系数最大为0.408,两个气象站中,精河站与年表相关系数高于蔡家湖站.通过与其他学者在该地区的研究成果对比分析,发现艾比湖胡杨树轮宽度指数高低时段与艾比湖湖面变化有很好的一致性,这与艾比湖地区地下水和湖面变化有密切关系,与胡杨生长受地下水变化影响的研究结论一致.     

滇西北哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长对气候变化的响应

全球气候变化背景下森林生态系统对气候的响应是被广泛关注的科学问题。以滇西北哈巴雪山为研究区,利用不同海拔长苞冷杉树轮宽度资料建立树轮宽度差值年表,并与气候因子进行分析,以揭示影响哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长的关键气候因子。结果表明:高海拔长苞冷杉主要受上年11月最高温和当年2月降水影响,低海拔树木主要受当年5月干旱限制,当年10月温度升高促进树木生长;低海拔树木径向生长与气候因子关系相对高海拔更加稳定,气候重建潜力更高。未来气候变化将有利于高海拔树木生长,低海拔树木可能会受到暖干气候的限制出现生长下降。     

华山树轮代用降雨量的演变特征分析

利用中国华山树轮重建的中国北部和中部1600—1988年近400年4—7月的降雨代用资料,运用R/S分析,MHF小波变换方法,对中国北部和中部1600—1988年近400年4—7月的降雨量进行了分析,并对时间域内极端多雨值和极端少雨值也进行了分析。分析结果表明:近400年来,华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量整体比较稳定,极端多雨值序列和极端少雨值序列都有明显的减小趋势;华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量的有较弱的持续性,极端多雨值序列和极端少雨值序列都有较强的持续性;在整个时间域上,华山树轮代用降雨资料4—7月的降雨量具有明显的2a、19a和75—76a的振动周期,其中19a为主时间周期,且在长时间尺度上,目前正处于降雨偏少阶段。     

归一化植被指数与主要气候因子耦合关系研究

以我国归一化植被指数时间序列数据集和历年各气象台站气温和降水量等气候因子数据为基础,分析我国归一化植被指数、气温和降水量的时序变化特征,同时通过研究讨论我国归一化植被指数与气候因子之间的耦合关系.研究表明:MODIS-NDVI、气温、降水量三个因子的平均变化趋势相近,均表现出周期性.并且,MODISNDVI与气候因子具有正相关关系,气温影响降水量,而气温和降水量共同影响MODIS-NDVI,即影响植被长势和生物量的变化.     

树轮—气候响应研究中气象数据选择探究———以贺兰山油松为例

利用贺兰山同时存在高山气象站和山下气象站的条件,在高山气象站旁采集油松树轮样本,建立3种树轮年表,并选用标准年表分别与高山气象站和山下的阿左旗气象站的月降水量和月均温进行相关分析,探究利用山下气象站数据代替山上气候是否可行.结果表明,在贺兰山地区,用山下气象站数据代替高山气候,能较准确地反映树轮与月均温的响应显著的月份;而在反映树轮与月降水的响应关系时,则与真实情况有所差异.因此在树轮—气候的研究中,可以用山下气象站的数据代替山上的月均温,而不能代替月降水来进行相关分析.