树轮考古学研究进展

本研究论述纲要列举了树轮考古学定义或概念及学科发展梗概,交叉定年科学方法的建立,包括年轮序列格式匹配法、桥接法和骨架图定年法,长链(长历史记录)年表的追索和建立长年表,树轮考古学在人类文化遗产研究中的成果包括:(1)2000—2007年期间有关国际学术会议展示出树轮考古学研究的成果;(2)树轮考古学在人类文化遗产研究中的成果;(3)各大学实验室有关树轮考古学的研究成果。并提出了对树轮考古学的思考与展望,旨在为以后相关研究提供指导。     

树木径向生长主要去趋势方法与误差分析

树轮因其定年准确、分辨率高、连续性强、样本分布广泛等优势,已被广泛应用于历史气候的重建、生长-气候响应关系和林线动态等研究。树轮形成不仅取决于自身的生长发育,还受温度、降水、光照等环境因子的影响。不同去趋势方法影响树轮年表的质量和其中所含的不同频域气候信号,选择适合的生长趋势拟合方法以及误差分析,从而能从树轮资料中获取较多的气候信息并保证精度是树木年轮气候学研究的关键环节。文中综述了树木年轮气候研究中的主要生长趋势拟合方法,分析了不同方法的优缺点与适用性,并对年表的误差进行了分析,指出在未来树轮气候学研究中生长趋势拟合应注重多种方法和多种误差的结合分析。     

树木年轮学在考古学中的应用述评

木材是人类的重要资源,作为薪材和加工材料在古人的生产与生活中发挥了关键作用。对考古遗址中出土的木炭、干木材与饱水木材等遗存进行树木年轮学研究,可为文化遗存的年代、气候环境变迁与木材利用等研究提供独特的视角。文中梳理了树木年轮学在考古学中应用的相关研究,从木材遗存的定年、碳十四年代校正、历史气候与环境考古、森林开发与木材利用史以及新技术发展5个方面介绍了国际上树轮考古学的研究前沿,结合国内树轮考古学的现状对其研究趋势进行预测,并提出发展建议。     

长白山火烧红松年表特征分析

树木年轮学方法在交叉学科的广泛应用促进了火灾史的相关研究,主要表现在采用大样本的交叉定年方法和根据早、晚材受灼烧伤程度的差异,来判断火灾发生的季节2个方面。首先树木年轮学提高了定年的准确性,使人能够深入了解火灾的范围和危害程度(Barrett et al.,1988;Romme et al.,1989;Bergeron,1991);其次,树轮资料提供的长时间干扰信息,有助于解决火山活动对气候的影响(Cook et     

川西亚高山森林岷江冷杉树轮碳稳定同位素对气候要素的响应

利用四川卧龙亚高山暗针叶林岷江冷杉树木年轮样本资料,建立树轮宽度年表,对比宽度年表,提取树木年轮(简称树轮)碳稳定同位素(δ13C)序列和去趋势序列(DS),研究岷江冷杉树轮碳稳定同位素序列对气候要素的响应关系.结果表明:岷江冷杉(1904-2009年)树轮碳稳定同位素变化范围为-23.33‰～-26.31％‰,平均值为-24.91‰,变异系数为-0.025;相关分析表明,岷江冷杉δ13C序列(DS)与前一年11月和当年1月的月平均气温显著正相关(P≤0.05),与前一年1月和当年2,11月的月平均气温极显著正相关(P≤0.01),冬季平均气温对岷江冷杉树轮碳稳定同位素的响应最为敏感,是研究过去环境变化的良好载体,与当年1月降水量显著正相关(P≤0.05),与全年的月平均相对湿度相关性不显著(P≥0.05).     

树木径向生长对气候的响应研究进展

随着我国树木年轮学的发展,针叶乔木、阔叶乔木和灌木越来越多树种被应用于树轮-气候响应研究,使得研究区也延伸到了森林以外的区域。本文收集和梳理了我国学者发表的关于树木径向生长对气候响应的研究,从不同角度论述了树木径向生长对气候响应的复杂性,并对未来树轮-气候响应研究进行展望。在气候变暖的背景下,环境的强烈变化让树木生长对气候的响应变得更加复杂,为了更准确地评估未来气候变化情景下外界环境对树木生长的影响及不断拓展我国树木年轮学的研究范围,我国的树木年轮学应继续探索更多的适宜树种,不断完善我国树木年轮资料库,充分发挥树木年轮学在应对未来气候变化和森林生态保护的应用潜力和科研价值。     

树木年轮与气候变化关系研究

综述树木年轮分析在温度、降水序列和大气CO2浓度变化研究中的应用概况,着重探讨气候变化对树轮宽度、密度和稳定同位素组成的影响,如温度、降水对树木生长的"滞后效应"、"幼龄效应",并就树轮年代学在气候变化研究中存在的问题和研究前景作简要探讨,提出今后年轮气候学的研究应结合中、小时间尺度的树木生理生态学特性进行,需阐明树木和环境各因子之间的相互作用机理及量化关系,应加强各类代用资料与仪器观测记录结果的对比分析,并加强对年轮气候模型的验证,研究方法应由经验性分析转向机理性研究,并注重多学科知识的综合运用.     

哈巴雪山高山松径向生长对气候变化的响应

基于树木年轮学方法,在哈巴雪山海拔上、下限采集高山松年轮样本,建立差值年表并分析其与气候因子关系,以揭示影响该区域高山松(Pinus densata)径向生长的主要气候因子。结果表明:海拔上限高山松径向生长主要受上年8月水热状况影响,还与当年3月平均最高温呈显著正相关、与5月平均温和6月降水均呈显著负相关;海拔下限高山松径向生长主要受当年5月水热状况影响,还与上年12月降水呈显著正相关;哈巴雪山高山松径向生长与气候因子关系较为稳定。通过对横断山区树轮研究的补充,可为未来气候变化下森林保护提供理论依据。     

江苏农博园湿地松径向生长对气候变化的响应

依据树木年代学方法，以江苏农博园湿地松人工林作为研究对象，获取年轮宽度资料，建立年轮宽度年表，探讨影响该树种径向生长的主要气候限制因子。结果表明：湿地松径向生长对气候因子的响应比较敏感，适合用于年轮气候学研究；相关函数分析表明，湿地松径向生长与上年和当年5月平均气温呈显著负相关，与上年5月降水量呈显著正相关。滑动相关进一步表明，升温导致的干旱胁迫是限制湿地松生长的主要原因，如果未来全球气温进一步升高，将对湿地松生长产生不利的影响。     

三峡库区秭归县不同海拔马尾松径向生长对气候的响应

利用采自三峡库区秭归县不同海拔高度的马尾松树轮样芯,分别建立树木年轮宽度年表.包括标准年表和差值年表,并对2种年表进行比较.运用相关函数及单年分析等树木年轮学方法,研究秭归县马尾松在不同海拔高度处的径向生长与气候变化的关系.最后通过多元回归得出不同海拔高度处马尾松年轮指数与气候因子的关系模型.结果表明:在正常的气候条件下,海拔300 m处马尾松生长受上年6和10月份降雨量和湿润指数的影响,与当年气候因子的关系不显著;海拔600 m处马尾松生长与上年6月份温度呈显著相关,还受当年7月份的月平均降雨量和湿润指数的影响;海拔900 m处马尾松生长不仅与当年2月份温度呈显著相关,还受当年12月份月平均降雨量和湿润指数的影响,单年分析进一步印证了这种关系.     

云阳县柏木生长与气候变化和虫害发生的关系

应用树木年轮生态学方法研究三峡库区云阳县柏木生长动态,通过交叉定年并滤除遗传因子对生长的影响,建立柏木标准年表和残差年表,并进行年表与气候因子相关性分析。结果表明:云阳县柏木年轮生长与当年春季平均温度之间存在极显著负相关关系,与1,2月的月平均温度之间存在显著负相关关系;月降雨量和湿度指数对柏木生长没有显著影响。柏木鞭角华扁叶蜂的发生与标准年表的相关分析表明柏木叶蜂的发生总面积、柏木感虫率与柏木生长存在显著相关关系。通过多元回归得出云阳柏木年轮指数与气候因子的关系模型,用于柏木生长的预测模拟。     

祁连山地区青海云杉年轮宽度对气候变化的响应

以祁连山区青海云杉(Picea crassifolia)为样本,建立了青海云杉树木年轮宽度年表,应用相关分析和响应函数分析等年轮气候学方法,研究了青海云杉径向生长对气候变化的响应。结果表明:青海云杉年轮宽度与当年3-8月的平均气温呈正相关关系,特别是与3月平均气温的相关性最为显著(P<0.05);与当年3、5月的降水量呈显著的正相关关系(P<0.05);与当年4月日照时数呈显著的正相关关系。响应函数分析表明:青海云杉年轮宽度与上年10月和当年3、5月平均气温、上年12月和当年5、8月降水量、当年4、7月的日照时数存在显著的相关性(P<0.01)。综合来看,祁连山区青海云杉生长同时受春季温度、夏季降水和春季日照的影响明显。     

暖温带幼林树轮宽度气候变化响应分析--以山东蒙山黑松树轮气候研究为例

根据采自山东蒙山地区两组幼龄黑松树木年轮样本,研制出单点和区域树轮宽度年表,分析了蒙山黑松树轮宽度年表的统计参数和径向生长的气候限制因子,并尝试重建相关密切的气候因子,探讨蒙山黑松径向生长与大范围气候变化的关联。研究结果表明,（1）蒙山黑松树轮宽度年表的统计参数都比较高,说明蒙山黑松树轮宽窄变化包含有较多的气候环境变化信息。（2）蒙山黑松径向生长变化与当年4-9月降水量呈显著正相关。同时,当年5-7月异常高温也对蒙山黑松径向生长变化产生显著抑制。通过黑松树轮宽度年表对4-9月降水量的模拟重建结果表明蒙山黑松具有较大树轮气候研究潜力。（3）蒙山黑松树轮宽度生长与太平洋大范围气候波动存在显著关联。     

温度和降水对树木年轮宽度影响研究进展

文章概括了温度和降水对树木年轮宽度的影响,分析了树木年轮学的研究方法和最新研究进展,探讨了目前树木年轮学研究中的不足。目前树木年轮学研究主要集中于对偏远和高寒地区天然林林缘木或边缘木的研究,对人工林研究甚少。树木年轮研究对取样环境的严格要求,使研究工作受到限制,不能充分反映气候变化对林木年轮生长的影响,应充分考虑林分密度等林分结构对林木径向生长的影响,扩大研究领域。在不同季节气候因子对人工林年轮宽度影响机理方面有必要深入研究。     

杉木北缘产地林木径向生长与气候因子的关系研究

摘要：杉木是中国南方湿润地区的主要造林树种之 一 。研究杉木生长与气候响应关系,对预测未来气候变化背景下杉 木的生长特点具有重要意义 。本研究以安徽霍山县茅山林场现存百年杉木林为研究对象,利用人工钻取的 58支杉木树轮 样芯,基于树轮交叉定年技术,构建了杉木树轮标准化年表,分析树轮宽度与气候要素间的关系,以探讨杉木分布北缘林木 径向生长对气候的响应关系 。结果表明:杉木年轮宽度与当年 4 月 降水量以及 9 月 日 照 时数均呈正相关关系 。 多元线性 回归及优势度分析得出,当年 4月 降水和 9月 日 照时数分别贡献了杉木生长的 9.6%和 12.1% 。 由上可知,杉木北缘产地 的杉木在生长季早期生长主要依赖于水分供应,而在生长季晚期则主要依赖于光照。     

基于胡杨年轮的塔里木河下游地下水埋深历史重建

【目的】采用树木年轮技术重建塔里木河下游地下水历史变化动态过程,以期弥补塔里木河下游地下水埋深历史数据资料的不足,为干旱区内陆河流域地下水埋深重建研究提供一个新方法。【方法】以荒漠河岸林建群植物胡杨为对象,于2015年9月在塔里木河下游英苏断面共钻取胡杨年轮样芯58个,经Cofecha交叉定年程序和Arstan软件,选用48个样芯建立胡杨年轮宽度年表。采用滑动t-检验、M-K趋势检验、累积曲线分析胡杨轮宽指数和地下水埋深变化趋势,采用频率分布、方差分析、相关分析和线性回归,分析轮宽指数与气温、降水量、径流和地下水埋深关系。【结果】塔里木河下游英苏断面的胡杨树龄为40~80年,超过60年的树木均有不同程度的心腐现象,未发现100年以上木质部保存完好的胡杨;塔里木河下游胡杨年表突变时间分别为1957,1967,1975和2000年;区域气温和降水量对胡杨年轮宽影响并不显著;采用胡杨年轮宽度重建了塔里木河下游英苏断面近83年来的地下水埋深历史变化,其重建结果与区域水文记录基本一致。【结论】塔里木河下游胡杨年轮的形成受气温和降水量的影响不显著;胡杨年轮可作为研究塔里木河下游地下水位变化过程的一个新生态指标。     

间伐与气候对长白落叶松树轮宽度的影响

【目的】研究间伐及气候因子对长白落叶松树轮宽度的影响,以期了解全球气候变化背景下,树木生长对气候变化的响应,及人类营林措施对树木生长的影响。【方法】以长白落叶松为对象,建立以树轮宽度指标为因变量、包含间伐效应及气候因子的非线性混合模型。样地数据为20块人工林起源经自然演替形成的长白落叶松云冷杉针阔混交林间伐区组试验样地1987—2012年的调查数据。利用Lintab 6树轮宽度测量仪测量树轮宽度并通过COFECHA程序交叉定年后,共保留231条长白落叶松年轮条的年轮宽度数据。气候数据为样地附近多个气象站1964—2010年的线性插值数据。综合各部分数据的重叠时间段,选用1987—2010年的数据进行建模。【结果】形成层年龄、林分密度、单木竞争、间伐和气候因子均对长白落叶松树轮宽度指标有显著影响;第1次间伐时间在林龄20年左右,重度间伐(40%)后树轮宽度指标增量最大,中度间伐(30%)次之,轻度间伐(20%)的影响不显著,树轮宽度指标增长量在伐后1~2年达到峰值,并持续至伐后4年;第2次间伐时间在林龄26年左右,中度、轻度间伐均显著引起树轮宽度指标增加,其中中度间伐效果弱于轻度间伐,树轮宽度指标的增加在伐后4~5年达到峰值,并持续至伐后15年;气候因子中有7个变量对长白落叶松树轮宽度指标表现出显著影响,其中,7月最高气温和生长季大于5℃积温对树轮宽度指标影响最大,夏季热湿指数次之,冬季降水量、9月最低气温、4月平均温和5月降水量对树轮宽度指标影响较小;将样地与树木个体水平的随机效应引入模型后,模型决定系数相比只有固定效应时大幅提高,从0.37提高至0.73。【结论】对林龄20年的长白落叶松云冷杉混交林进行中高强度的间伐,能显著促进伐后4年内长白落叶松保留木的生长;低海拔长白落叶松生长受到显著的气候影响,最主要的限制因子是7月最高气温和生长季大于5℃积温;为精确预估全球气候变化背景下的树木生长,有必要建立气候敏感的树轮宽度模型。     

大兴安岭南段华北落叶松人工林径向生长对气候变化的响应

【目的】华北落叶松是内蒙古大兴安岭南段主要的人工林树种,分析华北落叶松年轮宽度指数的变化以及与气象因子的相关性,以此判断华北落叶松人工林在大兴安岭南段地区的适应性,为可持续经营管理提供理论依据。【方法】赛罕乌拉是大兴安岭南段次生林的典型地段,并且是内蒙古最大的次生林区。在1986年种植的华北落叶松人工林区域内,按国际树木年轮库(ITRDB)的要求,2013年随机采集54棵华北落叶松108根树芯,其中死树14棵。运用树木年轮气候学方法,建立华北落叶松年轮宽度年表,利用相关函数分析1986-2013年的气温和降水气象因子与年表的相关性,揭示华北落叶松径向生长对气候响应规律。【结果】(1)华北落叶松径向生长与上一年5、7月的平均最高温和平均气温呈显著性负相关(P <0.05),与当年冬季11月的降水量具有显著性正相关(P <0.05),和其它月份也均成正相关但显著性不明显,表明华北落叶松主要受到冬季降水量的影响。(2)通过年轮与气象因子的响应分析得出,华北落叶松对气候的响应具有明显的"滞后性",具体表现为,干旱胁迫对当年树木的径向生长量影响不显著,对第2年树木的径向生长量影响显著。2006年发生极端干旱年,发生后的4年内华北落叶松发生死亡现象。【结论】大兴安岭南段华北落叶松人工林的径向生长主要受到当年冬季11月降水量的显著性影响。华北落叶松受到干旱胁迫时有明显的"滞后性",影响体现在第2年即形成窄轮。这可能意味着,随着未来干旱的加剧,冬季降水对华北落叶松的生长变得更加重要。     

气候变化对不同纬度马尾松径向生长的影响

以马尾松为研究对象,在南岭地区不同纬度(26°33′N,北部;25°47′N,中部;24°42′N,南部)分别设立样地,用生长锥法在树高1.3 m处钻取木芯,经晾干、打磨后,使用Lin Tab5型年轮测量分析系统进行轮宽测量,利用COFECHA程序对年轮宽度序列进行交叉定年,运用ARSTAN程序建立了树轮宽度年表;利用相关分析统计方法,对年轮宽度与气候因子的相关性进行研究。结果表明:北部地区马尾松径向生长主要受冬季和夏季温度的影响,冬季和夏季温度的升高均促进了马尾松的径向生长;中部地区马尾松的径向生长主要受冬季和夏季温度的影响,冬季温度的升高促进了马尾松的径向生长,但夏季温度的升高在一定程度上抑制了马尾松的径向生长;南部地区马尾松的径向生长主要受夏季温度的影响,夏季温度的升高抑制了马尾松的生长。降水对马尾松径向生长的影响只与南部地区显著相关,中部地区马尾松的径向生长与上年10月的降水相关,但不显著。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林水青树年轮宽度对气候变化的响应

【目的】研究云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林阔叶落叶树种水青树年轮宽度与气候因子关系,以期为进一步重建我国西南亚热带地区过去气候变化历史提供基础数据,为全球变化背景下水青树的分布和保护研究提供理论依据。【方法】1)用生长锥采集水青树样芯样品后,测量年轮宽度,并进行交叉定年;2)然后利用负指数和样条函数的方法去除生长趋势,最终完成标准年表的制作;3)将标准年表与景东地区的气候要素进行相关分析。【结果】水青树年轮宽度年表与当年2和6月的平均气温和极端最高气温显著正相关(P0.05),与当年2月的日照时数显著正相关(P0.05),而与当年2和3月的空气相对湿度极显著相关(P0.01);影响水青树径向生长的气候因素很多,生长季前期的气象要素是影响水青树径向生长的主要因素。【结论】在温暖潮湿的亚热带森林,水青树生长仍具有明显的季节性,利用其年轮研究种群生长动态及其与气候变化的关系具有很大潜力。