基于树轮灰度年表的伊犁地区北天山南坡气候研究

利用新疆西部伊犁北天山南坡,霍城县、伊宁县、尼勒克县三县行政区内3个采点的树轮样本,研制出树木年轮宽度年表。通过对相关参数的对比分析,表明分水岭年表可能包含有更多的气候信息。运用树木年轮气候学基本原理和方法进行分析发现：树木年轮对气候响应南疆强于北疆,北疆其它地方强于伊犁地区,而伊犁北天山南坡与伊犁其它地区比较,树轮宽度对气候的响应较敏感。     

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.     

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。     

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.     

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。     

气候变暖对黑龙江省五大连池兴安落叶松径向生长的影响

【目的】龙门石寨熔岩台地是五大连池火山群演替顶极群落兴安落叶松天然林的主要分布地。探讨近51年(1968—2018年)龙门石寨兴安落叶松树木径向生长对气候变暖的响应特征,进而为了解气候变暖背景下五大连池火山群植被演替趋势提供科学依据。【方法】采用Mann-Kendall检验方法确定研究区近51年气温变化的趋势和可能发生气温突变的年份,运用树轮气候学方法分析1968—1981年和1982—2018年两个时间段兴安落叶松径向生长对气候变化的响应特征。【结果】五大连池近44年(1975—2018年)平均气温呈增加趋势,且1981年为研究区年均气温升高的突变点。气候变暖后兴安落叶松年轮指数和胸高断面积增量都下降,年轮指数呈上升的趋势,而胸高断面积增量处于下降趋势,但均不显著。树木径向生长对于气温升高的响应出现了“分离效应”。水热条件共同控制兴安落叶松树木生长,但气温是径向生长的主要影响因子,气候变暖显著改变了兴安落叶松径向生长与气候因子的响应模式,树木径向生长对年平均气温、年平均最低气温和寒冷指数的响应敏感性显著增强。研究期上一年11月的降水以及当年2、3月和生长季前(4—5月)的平均最低气温是决定兴安落叶松年轮宽度的主要因素。【结论】1981年后五大连池气候显著变暖,气候变暖未显著改变兴安落叶松的径向生长,升温造成的干旱胁迫可能是树木径向生长对气温变化响应的“分离效应”及气候变暖后树木径向生长与气候因子的响应显著改变的重要原因。     

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.     

解读树轮

树木伐倒后,在树墩上可以看到一圈圈宽窄不一、深浅相问的同心圆环,这就是人们熟知的树木年轮,简称树轮或年轮,又称生长轮或生长层,是植物的形成层周期性生长的结果,也是多年生木本植物的形态特征之一。     

木札岭华山松树轮宽度年表的建立及其气候响应

研究秦岭东部地区树轮对气候因子的响应,为该区域森林资源管理及抚育更新提供数据,并为气候重建提供参考。     

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.     

基于遥感图像的森林景区空间结构分析研究

探究某森林公园空间结构,为该森林景区中树木的稳定生长提供依据。取整个景区的一部分作为研究样地,进一步将其平均分割成6个正方形的小样方,并进行标记,构成调查网络,通过ASD采集的遥感图像信息对样地中每株树木的胸径、树高、冠幅等信息进行检测,并测定其位置。通过竞争指数、混交度、大小比数、半方差函数对森林景区空间结构进行分析。分析了竞争指数的半方差函数、森林景区树种空间隔离程度和森林景区林木大小分化程度。结论如下：竞争指数在北侧的异质性高于南侧,北侧树木空间占据能力较弱,更有助于树木生长;研究区域树种空间配置相对简单,混交程度相对偏低;处于林分中层和下层的树木被相邻较粗的树木包围,生长状态不好。     

呼伦贝尔沙地不同树龄樟子松对气候的响应

【目的】对呼伦贝尔沙地不同树龄樟子松年表的特点及其径向生长与气候因子的关系进行探讨,分析不同树龄樟子松对气候响应的差异性,为该地区沙地樟子松的年轮气候学和不同树龄组沙地樟子松的经营管理提供一定的理论依据。【方法】采用COFECHA、ARSTAN程序建立标准年表,利用呼伦贝尔沙地两个样地的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)样芯,划分成3个不同树龄组,运用DendroClim2002进行标准年表与气候因子响应分析。【结果】从不同树龄组的年表统计特征值发现,平均敏感度(MS)相差不大,都含有较高的气候信号。不同树龄组的一阶自相关(AC₁)是逐渐递增的,不同树龄组的信噪比(SNR)和样本代表性(EPS)都以中龄组最高,老龄组最低。从响应分析的结果来看,低龄组对气温的敏感性最高,老龄组对降水的敏感性最强。中龄组受前一年6月、7月的降水和最低气温共同影响显著,与6月的平均气温也呈显著负响应,同时与前一年12月的降水呈显著负响应。【结论】呼伦贝尔沙地不同树龄组樟子松的径向生长受气候条件的响应不尽相同,老龄组树木的生长对前一年12月的降水最为敏感,达到响应系数的最高值,低龄组和中龄组的生长都出现了与6月气温之间的负响应关系,这些是否与全球变暖、大兴安岭地区气候暖干化趋势加强有关,还需要进一步的研究。     

浙江天童受损常绿阔叶林实验生态学研究(Ⅵ):不同干扰下植被恢复初期主要优势种叶性状及其生态适应

以浙江天童国家森林公园人工模拟受损常绿阔叶林样地为研究地点,分析了不同干扰下(择伐大树、清理下木、皆伐、皆伐及去除表土层)植被恢复初期5种主要优势树种最大净光合速率(Amax,net photosynthesis based on area)、比叶面积(SLA,specific leaf area)和叶片氮、磷含量(N,P,leaf nitrogen and phosphor concentration)等叶性状,以期揭示不同树种对干扰的生态适应性.结果表明:(1)干扰后光照强度的增加导致叶片SLA降低,Amax和叶N含量增加;(2)表土层的去除使得土壤磷有效性的减少,从而导致叶P含量的下降,但对Amax的影响较小;(3)高Amax,SLA以及叶N,P含量的落叶树种山鸡椒(Litsea cubeba)具有很强的资源获取能力和高的生产力,从而在植被恢复早期占据竞争优势.木荷(Schima superba)叶N,P含量最低,但在不同干扰下Amax都高于其他常绿树种,且与叶N含量之间存在具有显著正相关性.干扰样地中石栎(Lithocarpus glaber)叶N含量较对照显著增加,并维持在较高水平,与Amax存在显著正相关性,且其叶片抵御强光伤害的能力较强.米槠(Castanopsis carlesii)的Amax,SLA,叶N,P含量均为中等水平,其Amax和SLA对环境具有较强的可塑性,但叶N含量在各样地中较为稳定.栲树(Castanopsis fargesii)的叶性状可塑性较差,Amax小,且利用高光强的能力弱.     

浙江天童受损常绿阔叶林实验生态学研究(Ⅳ):土壤种子库在受损常绿阔叶林恢复初期中的作用

模拟了常绿阔叶林的4种不同受损程度(间伐大树,清理下木,清除地上植被以及植被和表土完全破坏),于2003年10月在天童国家森林公园内各设置1个受损样方.通过分析土壤种子库萌发格局、种类组成及其与受损样地第一年恢复物种的相似性,探明土壤种子库在受损常绿阔叶林恢复初期中的作用.结果表明,(1)在16个0.5 m×0.5 m的取样面积上,土壤种子库共萌发出995株幼苗,密度为248.75粒/m~2,分属21科27属28种,其中乔木7种,灌木8种,藤本4种,草本9种.(2)土壤种子库对4种干扰方式的样地物种恢复贡献率为:Ⅰ号(0.467)Ⅳ号(0.389)Ⅱ号(0.368)Ⅲ号(0).(3)檫木(Sassafra tzumu)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、大青(Clerodendrum cyrtophyllum)和山鸡椒(Litsea cubeba)等先锋种可通过土壤种子库大量更新;米槠(Castanopsis carlesii)和石栎(Lithocarpus glaber)等虽具有种子库,但数量少;而南酸枣(Choerospondias axilliaris)和香樟(Cinnamomum camphora)等种子不能通过土壤种子库实现更新.研究表明土壤种子库对天童地区受损常绿阔叶林的恢复作用比较有限.     

Response of tree-ring width to rainfall gradient along the Tianshan Mountains of northwestern China

By comparing the long-term tree-ring growths at various geographic scales, we can make clear the effects of environmental variations on tree growth, and get an understanding of the responses of forest ecosystems to the possible changes in global and regional climate. Radial tree-ring growth of Picea schrenkiana and its relationship to air temperature and precipitation were investigated across longi- tude transects on the north slopes of the Tianshan Mountains in northwestern China. Tree-ring samples were collected and residual chronologies were developed for three different regions along a gradient of decreasing precipitation from west to east. Response-function analysis was conducted to quantify the relationships between tree-ring chronologies and climate variables, such as monthly mean temperature and monthly precipitation from 1961 to 1998, using the PRECON software program. The statistical characteristics of the chronologies showed that the three chronologies constructed in this study con- tained significant environmental signals and were well suitable to reveal the impacts of climatic change on tree growth and forest productivity. Annual ring-width variations were similar among the three sites, but the variability was greatest in the east. This research showed that the growth trends of Picea schrenkiana in the Tianshan Mountains have not followed a uniform pattern. Response-function analy- sis indicated that there were significant correlations between tree growth and climatic factors in all the three regions, among which precipitation was the principal. With decreasing precipitation, the response of tree-ring widths to increasing temperature changed from a positive to a negative correlation. As for precipitation, the positive relationship to tree-ring width always dominates. It could be expected that with increased temperature and decreased precipitation, the importance of precipitation to tree growth would increase, and the response of tree growth to environmental changes would also increase. This study emphasizes the importance of regional-scale investigations into the biosphere-climate interac- tions. The results of this research indicated a substantial increment of tree-ring radial growth as a re- sult of warmer and wetter climate in the eastern regions. However, climate change will have less effect on forest growth and primary production in the western regions.     

X射线测定木材密度的基本理论和方法简介

<正> 木材是天然长成的具变异性的一种材料。木材构造的差异主要由不同细胞类型(管胞、射线细胞、导管和木纤维等)的数量比例和它们的尺寸,特别是细胞壁的厚度所决定,通常以木材密度来体现。木材密度同时又是一项重要的物理性能指标。凡影响木材构造的因子,均能影响木材密度。因此,密度除受遗传、生理、机械及环境因素的影响外,立地条件、树龄、树干不同部位等因素对木材密度亦有相当大的影响。 测定木材密度的常用方法是,在试样各相对面的中心位置,用千分尺分别测出弦向、径向和顺纹方向的尺寸,准确至0.01毫米,随即称重,准确至0.001克。然后将试样放入烘箱(103±2℃)内烘至恒重(最后两次重量之差不超过0.002克)。取出试样,放入玻璃干燥器称量瓶中,冷却至室温后再取出称重。若试样形状不规整或有裂缝,可用水银测容器或排水法测定其体积。上述测定密度的精度受体积测定限制,同时难以连续地了解木材中密度的细微变化(因试样本身有一定大小,测定结果实际上仅是这一试样内木材密度的近似平均值)。 近年来,为快速和准确地测定木材密度的连续变化,X射线测定木材密度的方法得到重视和发展。此法由法国林业研究中心的H.Polge教授于1963年最先倡用。加拿大、美国、日本、英国、智利、比利时、芬兰、爱尔兰、意大利、挪威、瑞士和澳大利亚等国均先后采用了X射线测定木材密度的方法,并建立了专用实验室。 为推广这一木材科学的新技术,本文对它的理论和方法作如下简介,并以我国的杉木[Cunninghamia lanceolata(lamb)Hook]测定为例说明它的应用。     

宝天曼自然保护区油松生长释放研究

利用采自宝天曼自然保护区的一组油松(Pinus tabulaeformis Carr.)树轮样芯,根据树木年轮学的基本方法测量油松样芯的年轮宽度并交叉定年,通过生长变化率的大小对生长释放事件进行了判定.结果显示77.78%的油松有过一次以上的生长释放事件,平均每棵油松的释放次数为4.6次;随着油松年龄的增长,林窗逐渐开放,油松生长释放次数逐渐增多,不同年龄段31～40 a、41～50 a、51～60 a、>60 a的油松,平均每株释放次数分别为1.6、3.6、4.6、11.3次;不同年龄的油松在1969和1999年左右出现了较大的生长释放事件.