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。     

树木年轮记录的新疆新源350a来温度变化

利用位于天山西部伊犁河谷巩乃斯河源区的雪岭云杉树轮宽度资料,分析了树木径向生长与相邻气象站点气象资料的关系,发现树轮指数与新源气象站7-8月的降水正相关,与7-8月最高气温显著负相关,且存在明显的滞后效应,表明这一区域树木生长主要受水份条件限制。生长季期间的高温导致蒸发量增加,不利于树木当年和次年的生长。利用树轮宽度年...     

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。     

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。     

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）。     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1. 0数据集和日值气象数据,结合极端气温指数,辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法,探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征,研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明:①1982-2015年中国北方生长季NDVI以0. 002·(10a)^-1的速率上升(P <0. 05),ESMD(极点对称模态分解方法)显示生长季NDVI波动上升;针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势,栽培植被增速最快,针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。②空间上,NDVI显著增加区域超过全区的33%,主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区;显著下降区域仅占12%,主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③极端气温指数中,除TNmean(日最低气温平均值)和TNn(日最低气温极低值)呈上升趋势外,其余冷极值指数均呈下降趋势;所有暖极值指数均呈上升趋势;其他指数中,DTR(气温日较差)呈减小趋势,GSL(生长季日数)呈增加趋势。④中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明,冷极值指数中NDVI与FD0(霜冻日数)、TN10p(冷夜日数)、TX10p(冷昼日数)呈显著负相关(P <0.05),与TNmean呈显著正相关(P <0.01);NDVI与所有暖极值指数呈正相关,与TR20(热夜日数)、TXmean(日最高气温平均值)、TX90p(暖昼日数)以及TN90p(暖夜日数)存在显著相关性(P <0. 05);NDVI与GSL呈显著正相关(P <0.05)。⑤天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异,主要与SU25(夏季日数)呈显著负相关(P <0.05)。     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1.0数据集和日值气象数据，结合极端气温指数，辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法，探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征，研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明：① 1982—2015年中国北方生长季NDVI以0.002·（10a）^-1的速率上升（P<0.05），ESMD（极点对称模态分解方法）显示生长季NDVI波动上升；针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势，栽培植被增速最快，针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。② 空间上，NDVI显著增加区域超过全区的33%，主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区；显著下降区域仅占12%，主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③ 极端气温指数中，除TNmean（日最低气温平均值）和TNn（日最低气温极低值）呈上升趋势外，其余冷极值指数均呈下降趋势；所有暖极值指数均呈上升趋势；其他指数中，DTR（气温日较差）呈减小趋势，GSL（生长季日数）呈增加趋势。④ 中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明，冷极值指数中NDVI与FD0（霜冻日数）、TN10p（冷夜日数）、TX10p（冷昼日数）呈显著负相关（P＜0.05），与TNmean呈显著正相关（P＜0.01）；NDVI与所有暖极值指数呈正相关，与TR20（热夜日数）、TXmean（日最高气温平均值）、TX90p（暖昼日数）以及TN90p（暖夜日数）存在显著相关性（P＜0.05）；NDVI与GSL呈显著正相关（P＜0.05）。⑤ 天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异，主要与SU25（夏季日数）呈显著负相关（P＜0.05）。     

天山北坡中段雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

分析树木径向生长对气候变化的响应，有利于准确预测未来森林的动态变化。天山北坡中山带广泛分布着以雪岭云杉（Picea schrenkiana）为单优树种的温带针叶林，本研究采集该处高海拔雪岭云杉树芯样本，用树木年轮学方法探究雪岭云杉径向生长对气候因子及干旱事件的响应特征。结果表明：（1）1960—2020年，雪岭云杉树轮宽度指数呈极显著上升趋势，未出现生长衰退现象，表明近期雪岭云杉生长状况良好。（2）雪岭云杉树轮宽度主要与当年6—8月气温，4月降水及除当年7月外的各月scPDSI显著正相关；滑动相关显示，雪岭云杉树轮宽度与气候因子的关系不稳定，1991年后，云杉对气候因子的正响应进一步加强。（3）雪岭云杉径向生长变化百分率在1879—1880年低于-25%，表明其在1879—1885年发生了生长衰退；随干旱频率和强度的增加，雪岭云杉应对干旱事件的抵抗力和恢复力下降，当云杉长时间处于水分较充足的环境而遭受突发干旱事件时，会导致其抵抗力严重下降，易发生生长衰退。综上所述，在气候变化背景下，升温在近期仍有利于该区域高海拔雪岭云杉径向生长，但升温过程中伴随着干旱频率和强度的增加，将使雪岭云杉的抵...     

阿尔泰山南坡西伯利亚落叶松生长量与气候变化的关系

研究西伯利亚落叶松生长量与气候因子之间的相互关系,对预测气候变化对森林系统的影响具有重要意义。文中利用相关性分析与多元回归分析的方法分析了西伯利亚落叶松生长量对气候因子变化的响应特征。结果表明:落叶松材积生长量与降水量呈极显著正相关(p<0.01),相关系数达到0.998,说明降水是影响落叶松生长的主要限制因子;落叶松材积生长量与年平均气温、年平均最高气温呈显著负相关(p<0.05),说明温度的升高不利于西伯利亚落叶松的生长;而落叶松材积生长量与年平均最低温度呈负相关,但相关性不明显;而降水和温度的共同作用对西伯利亚落叶松生长的影响更显著。     

树轮记录的中天山150年降水变化特征

位于伊犁河谷东端的巩乃斯河源区,是新疆乃至中国西北地区降水最为丰富的地区之一。利用位于巩乃斯河源区的雪岭云杉树轮宽度资料,分析了树轮宽度对山区气候要素的响应关系,发现制约树木径向生长的主要因子仍然是水分条件。利用一元线性回归模型建立树轮宽度标准化年表与巴音布鲁克站和天山积雪雪崩站上年7月到当年6月降水平均值的转换方程,重建了这一区域150年来的降水变化历史,该转换方程的方差解释量达到55.8%,较好地通过了统计检验,重建降水序列与伊犁地区旱灾历史记录吻合。对150年降水序列的变率特征分析表明,降水变率在1910年前后明显增大,表明极端降水事件发生频率增加。研究区降水变化趋势与整个天山山区的降水变化趋势一致,但没有记录20世纪20年代发生在我国北方大范围的干旱事件。