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.     

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.     

海拉尔樟子松年轮生长与北大西洋涛动/北极涛动的联系

目的研究蒙古高原东部海拉尔樟子松年轮宽度与大尺度气候驱动北大西洋涛动/北极涛动的关系。方法使用相关系数分析方法探讨树轮宽度年表、实测气象数据及北大西洋涛动指数/北极涛动指数的相互作用;使用功率谱分析周期信号。结果 11年滑动平均后,海拉尔樟子松年轮宽度与北大西洋涛动/北极涛动相关关系在1960s发生转变,由显著负相关(1873~1957)变为显著正相关(1958~2003)。树轮宽度与北大西洋涛动指数/北极涛动指数在实测时段内均与年平均温度和年降水总量显著相关。北大西洋涛动/北极涛动对树木径向生长和区域降水的影响存在显著的滞后效应。谱分析表明树轮宽度年表和北大西洋涛动指数/北极涛动指数具有相近的准周期信号。结论十年尺度上,北大西洋涛动/北极涛动通过温度和降水显著影响蒙古高原东部海拉尔樟子松的径向生长。     

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。     

红花尔基樟子松径向生长对生长期温度的响应研究

目的探究红花尔基樟子松树木径向生长对不同界限器测日均温度的响应特征。方法使用树轮年代学的方法建立符合国际研究范式的3种年表即标准年表(STD)、差值年表(RES)和自回归年表(ARS);使用相关分析方法确定树木年轮宽度年表与海拉尔气象站不同界限温度生长期参数(初日时间、终日时间、持续时间和活动积温)的响应关系。结果树木径向生长对不同界限温度表现出较大差异。其中3个年表与5~6.5℃的初日位序和5~5.5℃持续时间日位序显著相关(P0.05),且ARS年表相关强度均高于同期STD和RES年表。树轮年表与终日和活动积温日位序相关较低,均未达到显著水平。结论不同界限温度的初日时间和持续时间的位序变化对红花尔基樟子松径向生长有重要影响,且其阈值出现在5~6℃的波动范围。ARS年表响应程度更强体现了研究区樟子松树木具有较强的共同扰动趋势,符合采样实际。     

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.     

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。     

利用树轮宽度重建西藏中部地区植被指数变化

利用西藏中部大果圆柏的树轮宽度资料,建立了宽度年表.分析了树轮宽度指数、归一化植被指数和当雄月气象要素三者间的关系.结果表明树木的径向生长和区域归一化植被指数对气候要素的响应关系一致,与上年7-8月和当年5-6月的降水量显著正相关,与当年5-6月的温度显著负相关.由于共同受气候因素的制约,树轮差值年表与西藏中部地区7-8月平均归一化植被指数的相关系数达到0.714,二者之间的线性转换方程的方差解释量达到了51.5%,逐一剔除检验证明了方程稳定可信.1565-2006年的归一化植被指数重建序列的分析表明,近20a来的归一化植被指数是整个序列最高的时段,与西藏拉萨、林芝等地的植被指数上升的趋势一致.西藏器测降水量资料和基于树轮重建的西藏中南部降水量序列均反映了近20a来降水量增加的事实.在近20a归一化植被指数升高、植被状况好转的同时,其变异系数随之增加.极端事件出现的频率增加,导致该区域畜牧业发展的风险增大.     

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。     

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.     

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.     

小波技术探测古油松年轮记录的太阳活动信号

利用小波技术以沈阳昭陵古油松为样本建立的古油松年轮宽度年表与太阳黑于活动为研究对象，分析了沈阳的古油松生长与太阳活动的关系。油松在5～8年、10-12年和20-30年周期段对太阳活动表现出积极的响应，呈现5．8、11.5和27.2年的强周期震荡,响应信号在太阳活动的主周期11．1年左右表现最强。太阳黑子活动对油松年轮宽度年表总的影响是负效应，是多种抑、促效应的复合。     

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.     

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.     

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。     

中国中西部地区树木年轮对20世纪20年代干旱灾害的指示

分析了青藏高原东北部的祁连圆柏(Sabina przewalskii Kom.)、内蒙古中部的油松(Pinus tabulaeformis Carr.)和关中地区华山松(Pinus armandii Franch.)树轮序列之间的关系及用它们来指示极端干旱事件时空演变特征的潜力.结果表明,研究区内相邻树轮年表之间以及相距较远的树轮年表之间存在显著的相关关系,这表明了区域性和大范围的气候变化对树木生长的影响,同时也暗示了在中国西北半干旱区建立大空间尺度上树轮网络的潜力. 在最近150年内,不同地区树木在20世纪20年代和30年代初都有明显的生长下降现象,但是树木生长开始下降的时期及下降的幅度具有区域性的差异.这段时期树木生长的下降反应了可能发生的干旱事件,而多方面的历史记录证实了这一推断.另外,树木生长的区域差异反应了干旱发生的时空特征.     

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。     

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