树木年轮蓝光强度研究进展

蓝光强度是一种新的反映树轮密度的指标,自2002年提出以来,由于其操作简便且可能提供木质素密度的信息,在重建北半球高纬度、高海拔地区夏季气温变化方面展现出巨大潜力。对蓝光强度的原理和试验方法进行了概述,并对国外蓝光强度研究所取得的进展进行总结。通过对其存在的几个亟待解决的问题及现有的解决方案的论述,进一步明确蓝光强度的研究潜力,尤其是针对在国内开展蓝光强度研究的可能性进行了探讨。     

为促进农村小康建设而奋斗——纪念《农村科学实验》杂志创刊四十周年

岁月如梭。当时光的脚步迈入2004年12月时，《农村科学实验》这棵植根于吉林大地上的科普之树刻上了第40道年轮——她已创刊四十年了!     

漫谈树木的年轮

无论是针叶材还是阔叶材的横切面,都有许多围绕髓心的同心圆木纹,这些环状轮纹在学术上称之为生长轮,是树木在一个生长季节内所分生的一层木质部。有些树的环状轮纹很容易看出来,有些树的环状轮纹却很模糊。在温带和寒带生长的树木,随着四季气候的变化,一年仅有一度生长。春天开始活动,秋末冬初结束。每年只形成一圈木质层,生长轮和年龄是一致的,所以又称为年轮。在热带和亚热带地区,气候变化不大,树木的生长受雨季和旱季影响,一年中可形成几圈木质层,故不能称生长轮为年轮。当一个生长季节的正常生长受到阻碍时,可以形成双轮或复轮,这样的…     

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。     

西藏色季拉山西藏红杉径向生长对气温和降水波动的响应

[目的]基于色季拉山地区特有树种西藏红杉年轮样芯,研究西藏红杉径向生长对气温和降水量的波动响应。[方法]利用树木年代学的方法,结合TASP-Win及ARSTAN程序建立标准年表,采用Pearson及bootstrap的计算方式将年轮宽度指数与1961—2020年气温及降水分别进行相关分析。[结果]径向生长在气温波动前后存在较大的差异。在气温波动前西藏红杉与前一年8月,当年1月及6月平均气温呈正相关（P<0.05）,与前一年9—10月及12月平均降水呈正相关,与前一年8月降水呈负相关,与1月至12月的相对湿度呈显著正相关（P<0.01）。在气温发生波动后,与当年3—12月平均气温呈负相关,与前一年8月及当年6月降水为显著正相关。[结论]藏东南地区的气候条件极为特殊,气候的波动导致水热条件发生变化是限制西藏红杉径向生长的主要原因,在非生长季,气温短暂的变化对树木径向生长同样有着显著的影响。     

木材年轮间细胞尺寸数学关系的建模理论

在总结国内外木材年轮细胞几何尺寸计算理论的基础上,研究木材年轮间相关参数与细胞断面形状数学关系的基础理论。通过细胞模型的几何尺寸定量计算细胞与年轮的相关参数,定性地解释木材生长变化的年轮间细胞变化的几何特征。由于绝大多数木材年轮的相关参数随细胞壁尺寸变化而改变,在微观观察年轮间的细胞几何尺寸变化可以定量地描述木材材性的变化。在宏观分析同一树种年轮的不同变化时,采用细胞尺寸差异比较,根据细胞模型形状计算出各树种和材种间尺寸和密度的不同,根据细胞密度显著的变化从微观解释木材强度的变化,将使我们从微观理论的高度来认识木材宏观性质的变化,为木材年轮细胞描述理论开创新的研究领域。     

不同时间尺度环境因子对黑河下游胡杨(Populus euphratica)径向生长的影响

本研究以黑河下游额济纳旗成熟的河岸胡杨林为对象,分析不同年龄胡杨(Populus euphratica)的年轮宽度序列与不同时间尺度环境因子的关系。结果表明:①在年尺度上,气温是影响胡杨径向生长的主要因子,但不同年龄胡杨对气温的响应有所不同。②在季节尺度上,休眠季气温越高越有利于壮龄胡杨的径向生长,而生长季气温越高越不利于老龄胡杨的径向生长。③在月尺度上,前一年3月和当年9月的平均气温越高,对壮龄胡杨的径向生长越有利,而当年10月平均气温越高,对老龄胡杨的径向生长越不利;前一年7月径流量的增加对老龄胡杨的径向生长有利,而当年2月径流量的增加对壮龄胡杨径向生长有利。综上所述,在季节和年等相对较长的时间尺度上,气温是影响胡杨径向生长量的主要因素,随着时间尺度的缩小,胡杨对环境因子的响应更为细化,并且表现出一定的滞后效应。径流量作为重要的环境因子在月尺度上才突显出来,前一年7月和当年2月的径流补给对胡杨径向生长有极大的促进作用。因此,在黑河统一调度管理过程中,可通过适度调增2月和7月洪水的下泄量来满足胡杨径向生长对水分的需求。     

基于自适应滤波算法的树木年轮测量方法

为提高树木年轮测量仪的测量精度,提出了一种自适应低通滤波算法对年轮测量仪的直流电机电流信号进行滤波处理。普通低通滤波算法滤波系数固定,当树木年轮宽度发生变化时,既可能保留了部分噪声信号,又可能滤去部分有效的树木年轮信号,因此降低了年轮测量仪的测量精度。自适应低通滤波算法的滤波系数可随滤波器输入值和输出值的变化自动进行调整,提高了噪声滤除效果,减少了有效信号损失。使用自主研发的年轮测量仪测量了大、中、小3种径阶的60个落叶松圆盘,记录直流电机原始电流信号,分别采用自适应低通滤波算法和普通低通滤波算法对原始电流进行滤波处理,根据滤波后的电流波形图,预估圆盘年龄,并计算2种滤波算法的年轮识别正确率。结果表明,自适应低通滤波器年轮识别正确率的平均值为89. 66%,普通低通滤波器年轮识别正确率的平均值为75. 84%;当平均年轮宽度变窄时,自适应低通滤波器的年轮识别正确率从95. 61%下降到82. 02%,下降了13. 59个百分点,而普通低通滤波器的年轮识别正确率从86. 37%下降到62. 30%,下降了24. 07个百分点。表明自适应低通滤波器年轮识别正确率高,自适应能力强,年轮识别精度稳定。     

庐山日本柳杉早材与晚材年轮宽度对气候变化的响应

  目的  研究庐山日本柳杉早材、晚材宽度与温度、降水量的相关关系,以揭示日本柳杉早材、晚材径向生长对气候的响应规律,了解这一区域气候变化对森林生态系统的影响,并为未来气候变化条件下日本柳杉的保护和造林区域选择提供依据。  方法  以庐山自然保护区的人工林针叶树种日本柳杉为研究对象,采用树木年轮学的方法对日本柳杉进行了树芯样品取样和处理,并建立早材、晚材标准年表,将树木标准年表与庐山地区的气候要素进行相关性分析。  结果  （1）早材年表各项统计特征均优于晚材年表,相比于晚材的径向生长,早材径向生长对月均温变化更加敏感。（2）该地区年均温度、年降水呈现显著增加的趋势,除了8月份以外,各个月份均温呈上升的趋势。（3）日本柳杉径向生长主要受温度影响,日本柳杉早材生长过程中气温的滞后效应尤为明显,夏季（7月）高温不仅阻碍当年早材年轮宽度的生长,还会影响到下一个生长季早材的形成。生长季时期（4—7月）降水量的增加有利于早材、晚材年轮的形成。  结论  不同季节温度、降水量变化影响早材、晚材年轮形成与生长。在未来气候变暖的背景下,庐山地区日本柳杉林可能出现生长下降的现象。