长白山阔叶红松林共存树种径向生长对气候变化的响应

利用树木年轮学方法,通过研究长白山阔叶红松林建群树种红松和先锋树种山杨生长特征及其对气候因子 的响应,以期揭示不同物种对气候因子的响应差异。结果表明:红松和山杨对气候因子响应关系存在差异。红松 主要受上年冬季温度和降水的负作用,山杨主要受到生长季末降水的限制作用。在极端情况下,上一年冬季的高 温和较多降水以及当年生长季高温是导致红松形成窄轮的主要原因,而上一年生长季的较多降水和当年春季高温 是影响山杨生长的主要原因。因此,树木生长—气候因子的关系具有一定的物种特性。此外,还发现随着温度上 升和降水格局的改变,春季降水对红松生长的正效应以及月最低温度对红松和山杨的负效应将逐渐突显,这可能 是导致红松适宜区面积缩小的主要因素。      

干旱区降水格局改变的生态效应及其复杂性

全球气候变化下,降水格局变化及其生态效应研究是加强认识干旱区水分循环与荒漠植物演替和适应等的关键。综述了干旱区降水格局变化对土壤水分分布和植物生长的影响,分析了不同降水格局下前期土壤水分和养分条件、植物类型、根系分布、水分吸收模式、物候和年龄等对植物生长的影响,指出由于干旱区降水格局变异性较大以及其生态效应受多因素影响,干旱区降水格局变化的生态效应十分复杂。目前研究通常未考虑降水格局变化的季节变异以及非生长季降水的作用,这可能会导致明显的偏差或错误。因此,为更好预测干旱区降水格局变化的生态效应,必须加强降水格局增加的季节差异对植物生长的影响研究,并重视非生长季降水的作用。     

广西红椎树干径向生长研究

【目的】评估红椎Castanopsis hystrix树干径向生长日变化和季节变化特征,探讨其径向生长的影响因子及作用机制,丰富南亚热带树木径向生长动态的观测数据,提高全球气候变化下红椎生长的可预测性。【方法】利用树干径向变化记录仪,连续记录不同分化等级红椎树干径向生长变化过程,同步监测气象环境因子,分析树干径向生长与各因子之间的相关关系。【结果】年尺度上的红椎树干径向生长月均日变化循环模式均为夏季模式,优势木的径向变化峰值、谷值和振幅明显大于一般木和被压木。红椎树干径向累积生长表现为"S"型曲线。树干径向累积生长量表现为优势木最大(7 138μm),一般木次之(2 466μm),被压木最小(267μm)。径向最大生长速度及其出现时间在不同样树间均存在较大差异,优势木、一般木和被压木树干径向生长的最大速度分别为46.14、12.21和1.70μm·d~(-1),分别出现在一年中的第146、163和190天。优势木主要生长时期为一年中的第59～331天,一般木为第73～317天,被压木不存在主要生长时期。Pearson相关系数、主成分分析和偏相关分析表明,影响优势木树干径向生长的气象环境因子主要有日均相对空气湿度(RH)、日降雨量(P)和深度为20 cm土壤的日均含水率(φ_(s20));影响一般木树干径向生长的气象环境因子主要有日均相对空气湿度、日降雨量、深度为20 cm土壤的日均含水率和日均辐射(SR);得出优势木和一般木的树干径向日生长量(SRI)模型分别为SRI=0.955RH+1.909P-418.406φ_(s20)和SRI=-0.002SR+1.101RH+1.139P-579.751φ_(s20),R~2分别为0.525和0.342。【结论】不同分化等级红椎树干径向生长月均日变化循环模式一致,但径向累积生长量、径向最大生长速度及其出现时间、对气象环境因子的响应在不同样树间均存在较大差异。     

老爷岭红松和胡桃楸径向生长对气候变化的响应

为研究老爷岭地区红松和胡桃楸径向生长对气候变化的响应,采集红松(Pinus koraiensis)和胡桃楸(Juglans mandshurica)生长轮样品,建立年表进行分析。结果表明:红松和胡桃楸径向生长对气候的响应存在差异,红松径向生长与当年生长季和6月的平均温度、平均最高温度呈极显著负相关(p0.01),与相同时间段降水呈极显著正相关,径向生长还与上年9月的最高温度呈显著正相关(p0.05);胡桃楸径向生长与上年秋季、冬季和上年9、11月的降水呈显著正相关。1980年开始的快速升温,导致红松生长减缓,胡桃楸生长加速。快速升温后,生长季和当年6、7月温度对红松生长抑制作用增强,降水对红松生长的促进作用增强;上年秋季和上年9月温度对胡桃楸生长的促进作用增强,降水对胡桃楸的促进作用减弱。研究表明,升温加剧造成的干旱胁迫抑制了红松生长,而升温导致的胡桃楸光合能力增强和生长季延长促进了其生长。     

陕北黄土区油松径向生长对气候因子的响应

【目的】探究气候因子对油松径向生长的影响机制,为在半干旱黄土区构建稳定、可持续的油松人工林生态系统提供依据。【方法】采集陕西吴起县典型油松(Pinus tabuliformis)人工林样地平均木的胸径和根茎处的圆盘样本,并从吴起县气象站获取当地1970-2009年的降水量和气温资料,利用树轮年代学和年轮气候学的相关方法,研究该地区气候因子对油松径向生长的影响机制。【结果】(1)生长季前降水量和生长季气温是影响研究区油松人工林生长及稳定性的关键限制性因子,且气温主要通过影响油松林土壤水分条件来影响年轮宽窄;(2)油松径向生长与前一年雨季中后期(8-10月)和当年1月降水量,尤其是当月10mm的有效降水量呈显著正相关(P0.05),而对于当年3月,只与10mm的有效降水总量显著相关(P0.05);(3)油松径向生长与前一年9月及当年5,8月平均气温呈显著负相关(P0.05),与当年4月的月平均最低气温呈显著正相关(P0.05)。【结论】陕北黄土区吴起县油松人工林对气候因子的敏感期为前一年生长季后期(8-10月)和当年生长季初期(4-5月)。     

杉木径向生长动态对气侯的响应

为了解南方亚热带季风气候条件下杉木径向生长对气候因子的响应机制，用径向生长测量仪于2017年7月-2019年7月进行监测，用Compertz函数对年内生长过程进行拟合，以21 d为窗口将日径向生长量与气候要素每隔1 d进行滑动相关分析。结果表明:1)杉木的径向生长于3月初开始大幅度增加，11月趋于稳定，其中4月的径向生长累积量最大，而生长速率在5月初达到最大值；2)径向生长量与生长季开始阶段(3-4月)、结束阶段(9-10月)的降水量呈显著正相关，与相对湿度呈显著正相关，与7-8月平均温度显著负相关。因此在生长季开始阶段适当加大灌溉力度能促进杉木的径向生长。     

甘肃兴隆山青杄林树干径向生长及其对气象因子的响应

以甘肃兴隆山国家级自然保护区林区顶级群落青杄为研究对象，利用甘肃兴隆山森林生态系统国家定位观测研究站2018-2020年度气象和不同径阶树木径向生长的数据，探究该区顶级群落青杄树干径向生长规律。结果表明，青杄树干径向生长与大气温湿度和热通量显著正相关，与土壤含水量和光合有效辐射呈负相关，与土壤温度不相关；青杄4-6月为快速生长期，7-10月进入缓慢生长期，11月至次年3月缓慢收缩；7:00-12:00为青杄树干收缩阶段，12:00-16:00，为膨胀阶段，16:00之后半径逐渐增加，在4:00达到最大值并持续至7:00，随后进入下一轮周期；降水条件下，不同胸径青杄较晴朗天气均表现出长周期，收缩期（SP）持续时间显著减少，膨胀恢复期（RP）时段加长，甚至表现出生长期（IP）周期持续的现象；青杄的生长受到上一年生长季末温度和降水的显著影响，这种影响主要是由树木体内养分积累状况造成的。     

暖温带马尾松茎干径向变化特征及其对环境因子的响应

探究短时间（月、日）尺度上马尾松生长动态变化及其与环境因子之间的关系,为理解和预测气候变暖对马尾松生长的影响提供科学依据。从2019年6月-2020年5月,通过树干径向生长测量仪（DENDROMETER）和小型气象站,对马尾松茎干年内径向变化和同期环境数据进行连续监测。结果表明:1)马尾松茎干径向日变化呈现昼缩夜胀的基本规律,马尾松茎干半径在8:00-16:00下降到最小值,16:00至次日8:00上升到最大值,年内径向变化范围为-54.4~38.1 μm。2)马尾松月累积茎干径向变化量存在2个峰值,分别出现在6月和9月,为943.3 μm和823.6 μm。3)在非生长季（11月至次年2月）,马尾松日径向变化量与土壤含水量、空气湿度、降水量存在正相关关系（P<0.05）,与VPD存在负相关关系（P<0.01）。在生长季初期（3-5月）,马尾松日径向变化量与空气温度、土壤温度和VPD呈极显著正相关（P<0.01）,与土壤含水量呈极显著负相关。但在生长季中后期（6-10月）,马尾松日径向变化量与空气温度、土壤温度和VPD的相关关系由正转负,与土壤含水量的相关关系由负转正。这种转变主要是因为生长季初期,较高的温度和土壤含水量有利于马尾松日径向变化量的增加,而生长季中后期,过高的温度和较低的土壤含水量则抑制马尾松日径向变化量的增加。研究结果有助于进一步了解暖温带马尾松树木茎干的径向变化及其对环境变化的响应特征,为判断马尾松未来的生长趋势提供科学依据。     

长白山北坡不同林型内红松年表特征及其与气候因子的关系

运用树木年轮学的基本原理和方法,选取了长白山北坡保存完好的典型性植被阔叶红松林,探讨了杨桦红松林和椴树红松林内建群种红松(Pinus koraiensis)径向生长对气候要素的响应.结果表明,长白山北坡红松的径向生长对降水较为敏感,杨桦红松林和椴树红松林中,红松年轮宽度均与当年7月以及上一年9月的降水呈显著正相关关系.不同林型内红松的生长与气候因子的关系也有差异.椴树红松的年轮宽度还与上年7月的降水显著负相关,与当年3、4月份的平均气温呈显著正相关.而杨桦红松林内红松年轮宽度和平均温度没有显著的相关关系.特征年分析进一步验证了响应函数相关分析的结果,即当年生长季以及上年生长季末的降水充足促进了红松的径向生长;椴树红松林中,初春温度的升高有利于红松的生长.     

长白山山杨年轮年表及其与气候变化的关系

以长白山自然保护区内设立面积为1 hm2的固定样地内山杨为主要研究对象,介绍了使用RESISTOGRAPH树木针测仪获取年轮宽度的过程,并使用COFECHA对获取的年轮宽度进行的交叉定年和控制检验.结果表明,获得的山杨宽度年表轮宽指数与该地区月平均气温达到显著相关(P＜0.05),生长季气温与树轮径向宽度正相关性显著,从而影响了山杨的生长,冬季低温则制约树木的生长,当年生长季前4月份的温度为树木萌发需要的积温提供基础;从山杨宽度年表轮宽指数与该地区月降水量的关系可看出,树木生长季的降水量对树木生长产生一定影响,其中上一年9月份由于降水的减少使其与树轮宽度表现出显著负相关,而秋冬季节降水量的增加可促进下一年树木径向生长.     

将乐国有林场杉木径向生长及其对气候的响应

【目的】杉木是我国南方特有的用材树种,其具有良好的绿化效果,同时也具有较高的经济价值。本文主要对不同时间尺度上杉木径向生长动态及其与气候因子的关系展开研究,为科学经营研究区杉木提供参考依据。【方法】本研究利用径向生长测量仪对福建省将乐国有林场杉木进行了为期4年（2017年7月—2021年6月）的连续监测,对其径向生长量进行分析,确定生长季,同时进行偏相关分析及滑动相关分析探究温度、湿度、降水量等气候因子对杉木径向生长的影响。【结果】（1）杉木具有周期性的日径向改变,主要体现在3个阶段（第1个阶段是收缩、第2个阶段是恢复、第3个阶段是增长）;杉木径向变化的季节动态经历了低谷期、上升期和稳定期;杉木的径向变化年际间存在差异,但径增长的时间序列和累积变化趋势基本是一致的。（2）拟合并分析杉木累积径向生长曲线可以确定福建将乐杉木的生长季为每年2—9月。（3）平均相对湿度、降水量、最低温度和平均温度是主要的影响因子,且杉木净增量与降水量具有显著正相关的关系,温度在适宜杉木径向生长的范围内越高越利于生长,但高于或低于这个范围均会起抑制作用;滑动相关分析结果表明随着生长季时间的变化,相关系数呈现先增...     

杏树蒸腾与降水和冠层微气象因子的关系

利用热扩散植物液流技术(TDP)测定时间步长10min的杏树蒸腾数据,结合同步观测到的降水量和果树冠层微气象因子值,分析华北低山丘陵区杏树蒸腾耗水规律及其与降水、微气象因子关系。结果表明:1)杏树蒸腾速率具有明显昼夜变化特征,在夜晚杏树蒸腾速率很低,白天随着太阳辐射强度的逐渐增加,气温逐渐升高,蒸腾速率逐渐增强;而后,太阳辐射强度减弱,温度降低,蒸腾速度减小。且在同一生长期内晴、多云天气日的蒸腾速率高于阴天天气日。2)杏树在生长季(4—9月)、非生长季(1—3月、10—12月)蒸腾耗水量分别为294.4、68.4mm,分别占全年的81.1%、18.9%。从4月起,杏树的蒸腾耗水量迅速增加,5月和6月达到全年的峰值,此后杏树耗水量逐渐减小。3)年际总降水与杏树蒸腾量的比值为1.6,大于1.0,周年降水可以满足杏树蒸腾耗水的需要,但供(降水量)求(蒸腾量)比各月间差异很大。4)回归分析表明:杏树在主要生长期内蒸腾速率与冠层净辐射、空气温度、湿度、风速等气象因子有很好的相关性(R2=0.833),各气象因子与杏树蒸腾速率的相关程度为冠层净辐射相对湿度空气温度风速。     

气候变化对不同纬度兴安落叶松径向生长的影响

以大兴安岭地区3个不同纬度地区的兴安落叶松为研究对象,建立不同纬度兴安落叶松年轮宽度年表;探索1967—2005年间,不同纬度气候因子变化规律,对气候因子和年轮宽度年表进行相关性分析。结果表明:1967—2005年间,大兴安岭不同纬度地区温度均显著上升,降水量未呈现出显著性变化;1927—2007年间,高纬度兴安落叶松树木径向生长显著增加,与此相反,中纬度和低纬度地区兴安落叶松径向生长变化不明显;温度是影响兴安落叶松径向生长的主要因子,降水变化对兴安落叶松径向生长的影响较小;高纬度地区气候变暖后,降水量的下降抑制了该地区兴安落叶松的径向生长。     

雪松年内径向生长节律研究

研究树木年内径向生长规律(intra-annual radial growth)可以为树木生长对气候变化响应研究提供高分辨率基础数据。以雪松为研究对象,采用微树芯技术通过室内制作石蜡切片的方法观察雪松形成层和木质部细胞在生长季期间的活动过程,运用Gompertz函数模拟雪松径向生长的过程,探讨分析洛阳地区针叶树雪松树木年内径向生长节律,并结合气象数据,分析温度、降水量与年内径向生长的关系。结果表明:1）在生长季期间,形成层和扩大加厚期细胞活动呈现双峰分布,木质部细胞积累过程呈现“S”型曲线。2）通过Gompertz函数模拟雪松生长过程,发现在第162天,径向生长细胞个数和长度均出现最大值,分别为1.15个/d、36.7 μm/d。年内平均累计生长细胞个数达到178.3个,年内平均累计生长量达到5 276.7 μm。3)年内径向生长的进程受日均气温和日均降水量的共同影响,温度在生长季不同时期表现为不同的相关性,降水量在生长季期间表现为正相关。     

雌雄异株植物生长释放/抑制判定及其气候解释

利用树轮学方法,以长白山雌雄异株植物红豆杉、山杨和水曲柳为研究对象,通过判定雌雄异株树种生长释放/抑制事件及其与气候因子的关系,以期揭示物种属性和性别因素对树木生长释放/抑制事件的影响及其对气候响应机制的差异性。结果表明:3种雌雄植株的生长释放事件大多发生在幼龄阶段,生理特征差异也可能导致不同雌雄植株发生生长释放事件的时间和频率存在一定差异性。性别因素对山杨和红豆杉雌雄植株的生长释放存在显著影响,山杨雌株和红豆杉雄株对外界环境干扰更为敏感,水曲柳雌雄株对环境干扰的响应差异不明显;山杨更易受到外界环境干扰发生生长释放事件;水曲柳植株发生生长释放/抑制事件可能与林窗干扰有关。红豆杉和山杨的生长释放事件与气候因子具有显著相关关系,红豆杉雄株与温度、降水则存在显著正相关关系(P0.05),山杨雄株与温度、降水则存在显著负相关关系(P0.05),山杨雌株与降水呈显著负相关关系(P0.05),植株的生长释放/抑制事件对气候的响应与树木径向生长--逐月气候因子的关系有所不同。因此应当考虑生长--气候因子之间的非线性关系以及物种和性别因素对生长--气候关系的影响,以期完善植株生长对气候的响应机制。      

大青山区不同植被下的土壤水分动态

在1个生长季内通过对大青山不同植被下的土壤水分的连续观测,研究大青山不同植被下的土壤水分时空动态变化规律.结果表明:土壤水分按时间变化可划分为3个时期,土壤失水期(4月-6月)、土壤聚水期(7月-9月)和土壤水分持续稳水期(10至翌年3月).在空间上,各样地土壤含水量随土层深度自上而下可划分为,水分活跃层、水分调节层和水分相对稳定层.不同植被土壤水分平均值的大小依次为:山杨>虎榛子辽东栎混交林>虎榛子>油松>蒙古扁桃.     

近60年鄱阳湖流域作物生长季昼夜温度和降水时空变化特征及其对农业生产的影响

以鄱阳湖流域1961—2019年25个气象站点的逐日气象数据,结合14个早稻站点、13个晚稻站点和12个油菜站点的物候期数据,分析了近60年鄱阳湖流域主要作物生长季昼夜温度和降水的时空变化特征.结果显示:(1)鄱阳湖流域近60年年平均温度升高了0.20℃/10a,夜间增温0.25℃/10a,白天增温0.17℃/10a;年降水量增加了58.60mm/10a,白天和夜间年降水增量相当.(2)早稻生长季平均温度升高了0.24℃/10a,白天和夜间增温幅度相近.(3)晚稻生长季平均温度升高了0.16℃/10a,夜间增温主要发生在晚稻移栽后.(4)油菜生长季平均温度升高了0.29℃/10a,夜间温度增幅大于白天;50％的站点油菜生长季降水量增加33.42mm/10a.研究结果为鄱阳湖流域生态系统和农业生产应对气候变化提供了科学依据.     

伏牛山森林植被资源对气候变化的响应分析

利用伏牛山地区国家基本气候观测站卢氏站1991—2020年的气象和林业部门的观测资料,进行伏牛山森林植被资源对气候变化的响应分析。结果表明,伏牛山森林植被生长季始期主要集中在3—4月份,生长季末期主要集中在9—10月份,生长季长度主要集中在5—7月份。伏牛山森林植被生长季始期提前,生长季末期推迟,生长季长度呈延长趋势。伏牛山森林植被生长季始期受2月和3月份平均气温影响最大,即春季气温升高导致生长季始期提前,其中：3月份平均气温升高对生长季始期提前的影响最大。降水对生长季始期影响作用具有较大的时间和空间差异。植被生长季末期主要受9月份降水和平均气温的影响,9月份气温升高或者降水增加都能导致生长季结束期推迟。     

宁夏六盘山华山松树干液流的动态研究

为了解华山松树干的液流特征及其对微气象因素的响应,2008年5月～10月份,在宁夏六盘山应用热扩散液流探针测定了华山松树干的液流速率,并同步监测了气象因子.华山松树干液流速率呈现出明显的季节变化规律:生长季前期(5月、6月)随着气温回升华山松树干液流速率迅速增加;生长季中期(7月、8月)树干液流速率达到整个观测期的蜂值(0.201 3ml/cm2/min、0.177 3 ml/cm2/min);生长季后期(9月、10月)树干液流速率受生理调节影响明显降低,到10月初中旬液流速率已经降至很低(0.033 2ml/cm2/min).华山松瞬时树干液流速率主要受饱和水汽压差的影响(R=0.933),而日均液流速率则主要受太阳辐射的影响(R=0.582).     

升温突变对杜香—兴安落叶松林生长的影响

以杜香—兴安落叶松为研究对象，运用Pearson相关分析和滑动相关分析等方法，探讨了树木径向生长与气候因子之间的相关关系，并分析了其对气候突变的响应。结果表明：（1）在突变检验中，年降水量没有发生明显的突变现象，年平均气温在1986年出现了突变点，与突变前相比温度升高了1.8℃；突变后的轮宽指数为1.05，明显大于突变前，说明升温促进了兴安落叶松的生长。（2）径向生长对温度的表现较为敏感，特别是受生长季温度的控制较为突出。在气温突变前后，径向生长与气候因子之间的相关性存在明显差异；突变前，径向生长与月气候因子之间的相关性不显著；而突变后，径向生长对降水量、平均气温和平均最低气温响应的敏感性均有所增强；径向生长与当年4月的降水量、当年5月和8月的平均气温、上年9月和8月的平均最低气温均呈显著正相关，而与当年5月的平均最低气温呈极显著正相关。（3）在滑动相关分析中径向生长对气温和降水量的反应都有所增强，特别是在冬季，气温对树木径向生长的负面影响更加明显，而在生长季前期，降水量对树木径向生长的促进作用更加显著。