新疆伊犁乌孙山北坡树轮灰度年表的建立及气候意义

利用2006年采自新疆伊犁乌孙山北坡3个采点的树轮样本,建立了树轮宽度年表,采用树轮图像分析法进一步建立了3种宽度年表和5种灰度年表。宽度年表对比发现,树木年轮对气候响应南疆强于北疆,北疆其它地方强于伊犁地区,而乌孙山北坡与伊犁其它地区比较,树轮宽度对气候的响应较敏感。树轮图像分析法建立的8种年表特征进行对比发现,恰依恰孜宽度年表对气候的响应最为强烈;而阿乌里亚乔克标准化灰度年表对气候的响应较好。相关分析表明,全轮灰度、早材灰度和最大灰度与4、5月气温相关较好。4月降水和实测宽度、全轮宽度以及早材宽度相关较好,而6月降水与全轮灰度和早材灰度相关较好。早材宽度对气候的响应强于晚材宽度;全轮灰度和早材灰度对气候的响应较好。利用树轮图像分析所得到的8个树轮参数年表可增加气候重建代用指标,提高气候重建的精度。     

天山巩乃斯河源区树轮年表特征

利用树轮资料建立了天山巩乃斯河源区5个树轮采点的宽度年表,并对各采点的标准化年表进行特征分析。结果表明：巩乃斯林场5个采点年表的平均敏感度都较低,这与该区的降水丰富、土壤层较厚、坡度较小有关。阿尔先沟、东站、南站A、南站显著水平达到0.01的自相关分别达到9阶、6阶、5阶和6阶,反映该区气候对树木生长影响的＂滞后效应＂非常明显。巩乃斯林缘采点的标准化年表在5个采点中平均敏感度最高、一阶自相关最小,样本对总体的代表性、信噪比、第一主成分方差都为最高,表明该年表的质量最好。标准化年表与新源站月气象资料的相关分析发现,年表与生长季及其前期的降水呈正相关,而与夏季平均最高气温呈显著负相关关系,其相关时段也具有明显的生理学意义。巩乃斯林缘采点的标准化年表所含的气候信息最为丰富,与新源气象站上年7月至当年4月的降水相关系数达0.62,而其余4个点记录更多的记录了低频气候信息,年表经5点平滑处理后与月气象资料相关明显增大。     

新疆伊犁尼勒克地区树轮宽度年表特征分析

通过对尼勒克地区3个树轮宽度标准化年表有关参数的对比分析,证明萨克巴依顿年表和唐布拉年表比霍仕布拉克年表包含更多的气候信息。将这3个树轮宽度标准化年表与附近的尼勒克气象站1960--2008年月平均降水组合资料进行相关分析,结果表明：尼勒克3个树轮宽度标准化年表的年轮指数与尼勒克地区上年7—8月的降水呈显著正相关,其中唐布拉年表（TBL）的年轮指数与上年7—8月降水相关最佳,相关系数为0．575,达0．00002的极显著性水平,且二者的正相关具有明确的树木生理学意义。研究还发现,尼勒克3个树轮宽度标准化年表的低频信息含量均多于高频信息的含量,在0．05显著性水平上,普遍存在2～3a的变化准周期,且平均年表存在7个高指数阶段和7个低指数阶段。     

浑善达克沙地白扦树轮宽度早晚材年表对比分析

利用浑善达克沙地白音敖包采集的白扦树芯样本,使用传统宽度测量手段和图像分析手段建立了研究区域采样点的全轮、早材、晚材宽度年表。对比分析结果表明,研究区域内基于图像分析手段和传统宽度测量手段所获取的全轮宽度数据不存在明显差异。基于图像分析手段建立的全轮、早材及晚材宽度年表之间在全频域、高频域和低频域的相关系数均呈显著正相关,且三种年表在低频变化上比在高频域更为一致。过去142年以来,全轮、早材、晚材宽度年表均具有2个低值阶段和2个高值阶段,且3个年表间的高低值变化阶段基本一致。与当地气象资料的相关分析结果显示,全轮、早材、晚材宽度年表均对气温表现出负相关,对降水变化的响应则不明显。而早材宽度与气温表现出的较高相关系数还说明了基于图像分析手段获取的该种数据具有作为气候代用资料的价值。     

浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表对比分析

利用浑善达克沙地白音敖包采集的白扦树芯样本,使用传统宽度测量手段和图像分析手段建立了研究区域采样点的全轮、早材、晚材宽度年表。对比分析结果表明,研究区域内基于图像分析手段和传统宽度测量手段所获取的全轮宽度数据不存在明显差异。基于图像分析手段建立的全轮、早材及晚材宽度年表之间在全频域、高频域和低频域的相关系数均呈显著正相关,且3种年表在低频变化上比在高频域更为一致。过去142 a以来,全轮、早材、晚材宽度年表均具有2个低值阶段和2个高值阶段,且3个年表间的高低值变化阶段基本一致。与当地气象资料的相关分析结果显示,全轮、早材、晚材宽度年表均对气温表现出负相关,对降水变化的响应则不明显。而早材宽度与气温表现出的较高相关系数还说明了基于图像分析手段获取的该种数据具有作为气候代用资料的价值。     

阿勒泰中部地区树轮宽度年表特征及其对气候的响应

利用采自阿勒泰中部地区6个低海拔(1354-1970m)样点的西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.) 或西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb)样本,建立各采点的树轮宽度指数年表。分析标准化树轮宽度年表的特征参数及对气候的响应表明：1.拜克托别标准化树轮宽度年表包含的气候信息最多,其次是大东沟前标准化树轮宽度年表。2.6个标准化树轮宽度年表与阿勒泰中部地区自建站以来的气象数据进行相关普查发现拜克托别及大东沟前标准化树轮宽度年表与6-8月降水量、4-8月降水日数呈显著正相关,石人东年表与7-8月平均最高气温呈显著负相关。这些相关具有明确的树木生理学意义。     

玛纳斯河流域不同海拔树轮宽度年表特征及其对气候响应的对比分析

利用位于玛纳斯河流域地区不同海拔高度的6个采样点的树木年轮宽度资料,建立其宽度年表,并分别将位于上树线区域的2个年表和下树线区域的3个年表合成,得到森林上树线年表（MNU）和下树线年表（MNL）,将涝坝湾年表作为森林中部年表（MNM）。对比3个树轮宽度标准化年表的特征参数及年表对气候的响应,结果表明：（1）样本总体代表性、平均敏感度、信噪比、第一特征向量百分比随着海拔的升高而递减。（2）高频信息量随着海拔的升高而递减,而低频信息量随着海拔的升高而递增。（3）气温是制约森林上树线年表（MNU）的主要气候限制因子;而对于森林下树线年表（MNL）与森林中部年表（MNM）来说,降水起直接的正向影响作用,气温则发挥间接的反作用,均具有明确的树木生理学意义[1]。     

用树轮密度及宽度资料重建新疆吉木萨尔县的季节降水和最高温度

依据新疆吉木萨尔县天山云杉树木年轮宽度、最大密度和最小密度标准化年表,讨论了晚材宽度、最大密度和最小密度,与月平均最高温度和降水的响应函数基本特征,采用逐步回归方法,确定了利用晚材宽度指数、最大密度指数和最小密度指数重建该地６～９月份降水,以及利用最大密度指数和最小密度指数重建该地４～９月份平均最高温度。重建结果可靠且与实际情况较为一致。分析发现,该地区在过去１５０年中,月平均最高温度和降水有明显的阶段性变化。     

博州中东部树轮宽度年表特征及对其气候响应

利用采自博尔塔拉蒙古自治州中东部山区9个采点的树轮样本,研制树轮宽度年表,分析9个树轮宽度标准化年表的统计特征及年表对气候的响应。结果表明:(1)位于森林中下部林缘的吉普克北、包尔克特沟西侧、小海子、胡苏木萨拉年表和森林上树线的吉普克年表包含的气候信息较多。(2)博州中东部山区气候对树木年轮生长的影响存在持续性,显著的持续年数大多表现在当年及其后的3 a。(3)9个年表间的互相关系数均超过了0.01的显著水平,森林中下部林缘年表间的相关性大于森林上树线。(4)森林上树线树轮宽度年表与上年12月至当年9月平均最低气温相关系数最大(R=0.583,显著性水平达0.000 1),其中与6月温度的相关最好,温度是影响森林上树线树轮宽度生长的主要气候限制因子。森林中下部林缘区域树轮宽度年表与上年6月至当年5月的降水量呈显著正相关(R=0.644,显著性水平达0.000 1),其中与6月降水量的相关最好,降水是影响森林中下部林缘树木年轮宽度生长的主要气候限制因子。     

呼图壁河流域树轮年表的建立及其特征分析

通过对呼图壁河流域地区6个标准化树轮年表统计参数的分析,发现喀音萨依树轮年表较其它年表可能包含了更多的气候信息,质量较好,而冰沟年表与其他年表的相关性最好,代表性强。在0．05的显著性水平上,冰沟年表树轮指数变化具有明显的具有63．3a,53．3a,31．8a,28．9a,3．7—3．0a和2．03—2．1a的变化准周期。以希勒木布尔克为代表的高海拔采点的年表的高频信息含量较高,而其低频信息含量则是以喀音萨依为代表的低海拔采点的信息含量较高。对年轮指数的观察发现20世纪以来指数在高水平上下波动,从一定程度上佐证了新疆天山山区近40a,特别是近10多年来向湿润发展的大趋势。