怒江上游河谷川西云杉树轮宽度指示的气候水文变化

使用树轮年代学的研究方法,对采自青藏高原怒江上游河谷川西云杉进行研究,建立了1761-2016年的树轮宽度年表。通过对树轮差值年表与1960-2016年间的气候数据进行相关普查,发现树轮差值年表与区域上一年8月到当年6月的月降水量相关性最强,相关系数达0. 655。利用该年表重建了研究区过去171年(1846-2016年)上一年8月到当年6月的月降水量变化,经相关检验,降水重建具有较好的可信性。经分析,重建序列中存在3个极端干旱年和4个极端湿润年;研究区经历了5次湿润期和5个干旱期,其中最长湿润期间为1890-1913年,最长干旱期间为1914-1948年;该降水重建序列存在1. 9～2. 0年、2. 3年、2. 5～2. 6年、2. 7～2. 8年的准周期变化;空间相关分析表明该重建序列能够表征研究区大范围的降水量变化;另外,流域水文变化和树木生长变化存在联系,说明怒江上游河谷川西云杉径向生长不仅仅包含了降水信号,而且同时包含了水文信号。     

天山北坡呼图壁河流域近313年降水的重建与分析

分析发现,天山北坡呼图壁河流域树轮年表与呼图壁气象站上年8月至当年7月的平均降水相关性较好,最高单相关系数为o.484(a=0.001),且具有明显的树木生理学意义.利用赛热克巴依萨、希热克久热特、喀音萨依的标准化年表能够较好地重建呼图壁河流域近313年的上年8月至当年7月平均降水序列,方差解释量达41%,并通过交叉检验表明重建结果稳定可靠.     

石羊河上游地区树轮年表与NDVI关系分析

在石羊河上游地区选择4个样点,采集160余根青海云杉样芯,经过固定、打磨、交叉定年和测量等工作,建立研究区的树轮宽度年表。利用美国NASA戈达德航天中心的GIMMS/NDVI数据,建立研究区1982-2006年逐月标准化植被指数（NDVI）序列。发现研究区NDVI年内变化为单峰型,5-8月为生长季,年际间变化则有波动减少的趋势。经过相关性分析后发现,树轮年表与非生长季（上一年9月到当年4月）降水呈显著正相关,非生长季[WTBX]NDVI[WTBZ]与非生长季的降水呈较明显负相关。分析NDVI与年表关系后发现,生长季[WTBX]NDVI[WTBZ]与树轮年表相关性较差,而非生长季NDVI与年表相关性较好且为负相关（r=-0.667,p<0.01）。     

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.     

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。     

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。     

西伯利亚落叶松树轮稳定碳同位素对气候的响应

利用采自阿尔泰山南坡东段正格采点的西伯利亚落叶松树轮样本,建立树轮宽度年表,对比宽度年表,按照树轮稳定碳同位素研究步骤,提取树轮稳定碳同位素序列（δ¹³C）和去趋势序列（DS）。分析表明：阿尔泰山南坡东部近160 a西伯利亚落叶松树轮δ¹³C变化于-22.8‰～-25.4‰,平均值为-24.0‰,变差系数-0.017。相关分析表明：正格采点树轮宽度序列对各气候要素相关不显著;树轮去趋势序列（DS）对前期气候因子的响应也不敏感;在生长季内（5~9月）,树轮去趋势序列（DS）与富蕴气象站平均气温、平均最高气温和平均相对湿度有较好的相关性,树木生长季内的平均气温、平均最高气温与树轮去趋势序列（DS）显著正相关,6~7月平均最高气温与去趋势序列（DS）相关达到0.611（P<0.000 001);与生长季内平均相对湿度呈负相关关系,其中6~7月相对湿度与去趋势序列（DS）相关最高(r=-0.493, P<0.001),与7月降水量呈负相关关系(r=-0.459, P<0.01)。生长季内的平均最高气温和相对湿度对阿尔泰山西伯利亚落叶松树轮δ¹³C的响应最为敏感,阿尔泰山西伯利亚落叶松树木碳同位素分馏的主要控制因子为6~7月的平均最高气温,降水对树轮稳定碳同位素影响不大,相对湿度对树轮稳定碳同位素没有直接影响。     

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。     

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。     

采用树轮图像分析法重建过去气候变化

通过分析温泉气象站的气候资料与博尔塔拉河流域3个采点的树轮灰度参数相关关系发现,树轮的最大灰度参数与降水相关性较高,最高单相关系数达0.502.并利用该灰度参数构建方程,重建了近百年来温泉气象站冬春季(1～5月)的降水序列,并通过检验证明该方程是稳定可靠的.由此说明,利用树轮灰度参数重建历史时期气候变化具有可行性.     

用树木年轮重建阿勒泰西部5～9月365年来的月平均气温序列

根据新疆阿勒泰西部地区5个采点的树木年轮样本,建立了该地区的树轮年表。通过相关普查发现,自回归年表序列与该地区当年5~9月的月平均气温存在明显的正相关关系,且具有树木生理学意义。用沙勒哈(t 1),吉克音(t,t 2)3个树轮自回归年表序列,可较好地重建该地区365年来当年5~9月的月平均气温,且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠。通过分析发现,阿勒泰西部地区365年来的重建月平均气温序列具有5个偏冷阶段和5个偏暖阶段,并且具有13~14年和7年的显著冷暖变化准周期。重建月平均气温序列在1684,1706,1746,1767,1802,1839,1859,1881,1909年和1949年前后发生过突变。     

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。     

Drought fluctuations based on dendrochronology since 1786 for the Lenglongling Mountains at the northwestern fringe of the East Asian summer monsoon region

The Lenglongling Mountains(LLM)located in northeastern part of the Tibet Plateau,belong to a marginal area of the East Asian summer monsoon(EASM)and are sensitive to monsoon dynamics.Two tree-ring width chronologies developed from six sites of Picea crassifolia in the LLM were employed to study the regional drought variability.Correlation and temporal correlation analyses showed that relationships between the two chronologies and self-calibrated Palmer Drought Severity Index(sc_PDSI)were significant and stable across time,demonstrating the strength of sc_PDSI in modeling drought conditions in this region.Based on the relationships,the mean sc_PDSI was reconstructed for the period from 1786 to 2013.Dry conditions prevailed during 1817–1819,1829–1831,1928–1931 and 1999–2001.Relatively wet periods were identified for 1792–1795 and 1954–1956.Spatial correlations with other fourteen precipitation/drought reconstructed series in previous studies revealed that in arid regions of Northwest China,long-term variability of moisture conditions was synchronous before the 1950 s at a decadal scale(1791–1954).In northwestern margin of the EASM,most of all selected reconstructions had better consistency in low-frequency variation,especially during dry periods,indicating similar regional moisture variations and analogous modes of climate forcing on tree growth in the region.