天山东树轮年表的响应函数

本文利用由美国亚利桑那大学年轮实验室研制的响应函数计算程序，对干旱的天山东端的１３个树轮年表，计算了其响应函数。通过对这些响应函数的分析，提示了这些年表对气候响应的特征，得出一些有益的结果，对今后该的气候重建及年轮标本采集工作，具有一定的参考价值。     

浑善达克沙地榆树年轮结构对气候变化的响应

以浑善达克沙地榆树为材料,采用年轮气候学分析方法,研究年轮结构特征及其时序列变化,分析年轮宽度、早材宽度和晚材宽度年表的敏感度、信噪比等基本统计量以及年轮结构指标对气候因子的响应,目的是为浑善达克沙地过去气候重建提供依据。结果表明：沙地榆具有典型的环孔材结构,早晚材界限明显。年轮结构指标中的早材宽度、晚材宽度与年轮宽度时序列变化趋势基本一致,特别是晚材宽度与年轮宽度间的相关系数达到0.98[WTBX]（P＜0.001）。[WTBZ]年轮宽度年表和晚材宽度年表的平均敏感度、信噪比以及样本总体代表性明显高于早材宽度年表。通过差值年表和标准化年表各指标的比较,认为差值年表更适合用于年轮气候学分析。用差值年表的年轮指数值与温度和降水进行相关分析和响应函数分析,沙地榆的年轮结构指标与多项气候因子间存在显著的相关关系,说明沙地榆的年轮结构指标可以用来重建该地区的过去气候。     

新疆阿尔泰山森林上树线树轮宽度的气候响应

利用阿尔泰山南坡森林上树线西伯利亚落叶松(Larix sibirica)树芯样本,建立了4个采样点的树轮宽度年表。树轮标准化年表与气候的相关分析结果表明,位于阿尔泰山中部的塔尔阿沙（TEA）年表与其东南端的巴腊朔克萨依（BLS）年表之间的相关系数最大（R=0.411,P<0.01）,4个树轮年表中高频变化的同步性要强于低频变化。阿尔泰山森林上树线树轮宽度年表的气候响应显示,位于阿尔泰山脉西北端的阿库里年表（AKL）树轮生长的主要气候限制因子为气温;位于中部的TEA年表和吐孜巴依（TZB）年表影响其树轮宽度的主要气候因子是降水,气温也有一定的影响;位于东南端的BLS年表的主要气候限制因子为降水。随着树轮采样点沿阿尔泰山体自西北至东南,气温变化对森林上树线树木年轮宽度生长的影响逐渐减弱,而降水的作用则逐渐增强。     

新疆霍城地区树轮年表的建立及气候意义

通过对霍城地区5个树轮年表多项统计特征参数的对比,表明差值树轮年表对气候变化研究具有应用潜力.在5个差值树轮年表中,阿里比萨依和霍尔果斯年表包含了较多的气候信息.将5个差值树轮年表与附近的霍城和霍尔果斯气象站1960-2005年逐月降水和气温资料进行相关普查.结果发现:2个低海拔树轮差值年表的平均年表与2站当年5月降水呈正相关,且相关性好;而3个上树线树轮差值年表的平均年表与2站上年12月的平均气温呈正相关,且相关性好,其正相关均具有明显的树木生理学意义.对代表性较好的阿里比萨依差值树轮年表进行31年滑动平均发现,其年轮指数具有6高5低的阶段性变化,其变化与伊犁河1818-1990年的丰枯变化具有较好的一致性.     

利用树轮车表重建和预测天山北坡牧草产量

新疆是我国五大牧区之一。以前,由于牧草产量资料和气候资料短缺,难以据此用统计学方法做出2000年以前的牧草产量预报。本文试图另辟新径,利用北重中山带的树木年轮年表,与低山带牧草产量受相同气候因子制约的特点,由年表延长牧草产量序列,进行未来数十年牧草产量变化趋势的预测,并发现1989～2000年将是一个牧草产量较低的时期,可供北重畜牧业的远景规划提供参考依据。     

巴仑台地区两个树轮宽度年表的建立

通过对比巴仑台地区的2个标准化树轮宽度年表和乌鲁木齐河山区的9个标准化树轮宽度年表的多项主要特征参数.结果表明:巴仑台地区年表所含的气候信息有可能多于乌鲁木齐河山区年表.通过年表间相关分析发现,巴仑台地区年表与乌鲁木齐河山区年表都在0.01水平上两两相关,表明可能存在更大范围的气候信息.因为夫斯坦沟年表与乌鲁木齐河山区年表的相关系数较高,所以其可能比萨色克沟年表包含有更多的天山山区的气候信息.通过对比年表间高低频信息含量,可知巴仑台地区树轮年表所含高低频信息总量的平均值高于乌鲁木齐河山区树轮年表,且夫斯坦沟年表与乌鲁木齐河山区树轮年表都是高频信息含量高于低频信息含量.     

祁连山中部青海云杉上下限树轮宽度年表对气候的响应差异

通过建立和比较祁连山中部青海云杉(Picea crassifolia)生长上限和下限的树轮宽度指数年表,发现青海云杉年表的平均敏感度(M.S.)、样本量的总体解释信号(EPS)、第一主分量(PCA1)、和标准差(S.D.)以及信噪比(SNR)都表现出上限小于下限的规律。相关分析结果表明在森林下限,青海云杉的生长主要受降水的限制,而上限处青海云杉生长的限制因素不明确,并不是单一的降水或温度;通过对上下限年表做窗口为31年的逐年滑动相关后发现,青海云杉下限年表之间的相关性比较稳定;而上限年表之间的相关性有显著差异,这可能是由于随时间变化上限年表所包含气候信号不同所致。     

树木年轮~(13)C/~(12)C比率记录的树木生长与生态环境关系的研究

树木年轮1 3C/1 2 C对气候的响应是一个复杂的过程 ,气候影响树木的光合作用、呼吸作用等生理过程 ,进而影响树木代谢物质的生成和流动及其同位素的分馏。对树木生长和树轮稳定碳同位素含量与生态环境之间关系的响应的全面分析研究 ,可以更为准确的获得树木年轮同位素1 3C/1 2 C比率与历史气候环境变迁关系的资料。本文在总结前人研究结果的基础上 ,得出以下几点结论 :1 .生态环境决定树木叶片的气孔导通度 ,而导通度又影响植物同化速率 ,进而影响树轮中稳定碳同位素的比率 ;2 .大气CO2 的浓度影响植物对水分的利用效率 ,而植物对水分的利用直接影响树木光合作用的速率 ,进而植物碳同位素比率记录了环境CO2的浓度的变化规律 ;3.植物同化速率和气孔导度与气候要素 ,如温度、湿度、降水、光照及风等气候要素有关 ;4.树木年轮1 3C/1 2 C比率与生态环境的响应的众多研究结果表明稳定碳同位素同环境的相关既存在空间差异也存在树种差异。     

树轮记录的过去517a博州中东部年平均最低气温变化

利用采自博州中东部山区上树线JPK采样点的雪岭云杉树轮样本,分析了其年表特征及对气候响应。结果表明:采样点树轮宽度标准化年表与博乐和精河气象站上年12月至当年11月平均最低气温具有很好的正相关关系。用JPK采点树轮宽度标准化年表序列,重建了博州中东部地区年平均最低气温,相关系数0.586,方差解释量达34.3%(调整自由度后为33.0%)。过去517年来,博州中东部地区平均最低气温变化存在7个偏冷阶段和7个偏暖阶段。重建序列具有3a、3.8a和5a左右的准周期,并且在1568年前后、1667年前后、1708年前后、1734年前后和1845年前后发生了突变。     

新疆伊犁地区夏季平均最高气温的重建和分析

根据采自伊犁地区天山的树木年轮样本,建立了该地区的树轮年表。通过单相关普查发现,自回归树轮年表序列与夏季(6~8月)的平均最高气温呈明显的负相关关系。并且具有明确的树木生理学意义。利用新源上限(XNAUt 1)、巩留下限(GUt 1)和特克斯上限(TUt 1)3个自回归树轮年表序列,可较好地重建伊犁天山东部在该时段的月平均最高气温。经交叉检验可知,所得重建方程是稳定可靠的,重建的温度序列是可信的。通过分析发现:伊犁天山东部300年来夏季月平均最高气温大致经历了8个偏暖阶段和8个偏冷阶段;具有2.9,3.4,4,49.5,58,59,68年的变化准周期;存在5次气温突变:1729-1733年、1867-1871年、1929-1934年前后气温由高向低突变;1841-1846年、1903-1906年前后气温由低向高突变。     

塔城西伯利亚落叶松树轮密度的气候响应研究

根据树轮密度实验的基本原理,选取新疆最具代表性的针叶树种西伯利亚落叶松,设计出一套完整的树轮密度实验流程,对Dendro2003树轮密度分析系统的校正系数进行计算,得出落叶松校正系数为0.761.通过与单芯校正系数的比对,发现在大样本量的条件下,采用此校正系数对树轮密度值进行校正,产生的误差很小,并通过实验获取的密度数...     

Reconstructing the annual precipitation variation since 1899 based on tree-ring width in the western Hedong sandy land of Ningxia

Based on the analysis of the correlation between the tree-ring width of Pinus tabulaeformis and the climate factors in the western Hedong sandy land of Ningxia, a conversion equation between the annual precipitation and the tree-ring width since 1899 was reconstructed. The results of cross verification indicated that the conversion equation is stable and the reconstructed results are reliable. The result of reconstructed annual precipitation showed the remarkable fluctuation of precipitation and dry-to-wet variation before the 1940s. The smaller fluctuation and high frequent changes of precipitation occurred during the period of 1940s-1980s and after the 1980s the change trend of the precipitation became high periodic extent and low frequent. The study found that there were some coincidences with the climate change in Changling Mountains, Helan Mountains and the east of Qilian Mountains. The relatively dry periods in the beginning of 20th century, 1920s to 1930s, the end of the 20th century and 2004 to 2006 in the western Hedong sandy land of Ningxia accelerated the desertification, while the relatively humid period during the periods of the 1910s-1920s, 1930s-1940s and 1990s is favorable to prevent and control the desertification, and to weaken the climate warming and drying. The periods of annual precipitation variation in the western Hedong sandy land of Ningxia since 1899 are approximately 2-4 years, 5-7 years and 10 years.     

哈萨克斯坦阿尔泰山树木径向生长及其对气候要素的响应

针对哈萨克斯坦阿尔泰山南坡西伯利亚云杉（Picea obovata）和西伯利亚落叶松（Larix sibirica）开展树轮研究，建立树轮年表，计算年平均树轮宽度值和年平均断面积生长量（BAI），并分析在1988年发生升温突变前后，这2个树种树轮宽度指数变化趋势，及其树木径向生长对气候因子的响应。结果表明：在升温突变前后，2个树种树轮宽度指数变化趋势一致。但是，在升温突变后，其变化趋势均由不显著增加转为显著下降。即树木径向生长减缓；升温突变后，2个树种树木径向生长对降水的响应有所减弱，而对气温的响应有所增强，并且发生了树轮指数和气候因子间相关性“正负转换”的情况。     

天山不同海拔雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

为研究不同海拔雪岭云杉(Picea schrenkiana)径向生长对气候要素的响应关系,分别在新疆伊犁尼勒克喀什河流域森林低、中、高海拔采集雪岭云杉树芯样本,建立不同海拔雪岭云杉树轮宽度年表。树轮年表与气象资料相关分析结果显示:影响3个采样点树木径向生长的气候因子主要是平均气温和相对湿度,对降水响应微弱。高、低海拔树轮径向生长对气温和相对湿度的响应相同,均对气温正响应,与相对湿度负响应,中海拔则与高低海拔相反。自1991年研究区气候突变后,雪岭云杉径向生长发生“生长分异”,高、低海拔树轮宽度指数呈显著下降,而中海拔呈显著上升。气候突变点前后,树木径向生长主要对气温和相对湿度响应关系不稳定,中海拔对5—9月的气温的正相关和对相对湿度的负相关显著增强,而低、高海拔主要与7—8月的气温转为显著负相关,与1—2月、7—8月相对湿度的正相关显著加强。根据雪岭云杉对气候要素的响应模式,气温的快速升温会加快水分蒸发,相对湿度随之下降,从而引起的干旱加剧对低、高海拔林区雪岭云杉生长产生负面影响,而适宜的增温可能对森林中部雪岭云杉生长具有促进作用。     

Application and verification of simultaneous determination of cellulose δ13C and δ18O in Picea shrenkiana tree rings from northwestern China using the high-temperature pyrolysis method

Stable isotopes in tree-ring cellulose provide important data in ecological, archaeological, and paleoenvironmental researches, thereby, the demand for stable isotope analyses is increasing rapidly. Simultaneous measurement of cellulose δ¹³C and δ¹⁸O values from tree rings would reduce the cost of isotopic commodities and improve the analytical efficiency compared with conventional separate measurement. In this study, we compared the δ¹³C and δ¹⁸O values of tree-ring α-cellulose from Tianshan spruce (Picea schrenkiana) in an arid site in the drainage basin of the Urumqi River in Xinjiang of northwestern China based on separate and simultaneous measurements, using the combustion method (at 1050°C) and the high-temperature pyrolysis method (at 1350°C and 1400°C). We verified the results of simultaneous measurement using the outputs from separate measurement and found that both methods (separate and simultaneous) produced similar δ¹³C values. The two-point calibrated method improved the results (range and variation) of δ¹³C and δ¹⁸O values. The mean values, standard deviations, and trends of the tree-ring δ¹³C obtained by the combustion method were similar to those by the pyrolysis method followed by two-point calibration. The simultaneously measured δ¹⁸O from the pyrolysis method at 1400°C had a nearly constant offset with that the pyrolysis method at 1350°C due to isotopic-dependence on the reaction temperature. However, they showed similar variations in the time series. The climate responses inferred from simultaneously and separately measured δ¹³C and δ¹⁸O did not differ between the two methods. The tree-ring δ¹³C and δ¹⁸O values were negatively correlated with standardized precipitation evapotranspiration index from May to August. In addition, the δ¹⁸O was significantly correlated with temperature (positive), precipitation (negative), and relative humidity (negative) from May to August. The tree-ring δ¹³C and δ¹⁸O values determined simultaneously through the high-temperature pyrolysis method could produce acceptable and reliable stable isotope series. The simultaneous isotopic measurement can greatly reduce the cost and time requirement compared with the separate isotopic measurement. These results are consistent with the previous studies at humid sites, suggesting that the simultaneous determination of δ¹³C and δ¹⁸O in tree-ring α-cellulose can be used in wide regions.     

利用树轮重建玛纳斯河流域过去289 a降水变化

利用采自天山北坡中部玛纳斯河流域的树轮样本,建立了玛纳斯河流域合成的区域标准化年表。树轮-气候响应分析表明,玛纳斯河流域树木径向生长的主要限制性因子是上年7月至当年6月降水量。进一步利用该年表重建了玛纳斯河流域过去289 a的降水变化。历史降水变化特征分析表明,过去289 a的降水经历6干6湿的阶段变化,并存在着1810、1823、1824、1885、1910、1944、1945年和1977年8个干旱年;具有2.0~2.4 a、3.3~3.8 a、17.4 a、48.0 a和64.0 a变化准周期,并在1780年前后发生了由少到多的突变,在1807年前后与1830年前后发生了由多到少的突变;重建的过去289 a玛纳斯河流域降水变化与天山山区历史气候变化序列有较好的一致性,并且能够代表新疆北部和中亚大部分区域历史降水变化。     

生态输水对塔里木河下游胡杨主干径向生长量影响研究——以依干不及麻断面为例

借鉴树木年轮学的方法,运用LINTABTM6型树木年轮测定仪读取钻芯的年轮宽度,研究塔里木河下游的胡杨在生态输水前后主干径向生长量变化规律.结果表明:(1)输水前后胡杨主干径向生长量变化较明显.输水前(1990-1999年)径向生长量为1.078mm,而输水后(2000-2008年)是1.764mm,比输水前增加了0....