西藏浪卡子地区树轮宽度特征值年表的建立

如何客观保留树轮序列的低频气候信息是树轮气候学研究的热点和难点问题.本文以西藏浪卡子地区大果圆柏(Sabina tibetic Kom.)的树轮宽度为资料,对新提出的特征值分析方法进行实例演示.通过构建不同树轮序列之间的协方差矩阵,计算其特征向量和特征值,并利用特征向量和主成分重建了特征值年表.将建立的特征值年表与传统的标准化年表(STD年表)和区域曲线标准化年表(RCS年表)进行比较,分析不同去趋势方法对树轮序列低频气候信息保留能力的差异.结果表明,相对STD年表,新建立的特征值年表与RCS年表能够较好地保留低频气候信息,显示了特征值分析方法在树轮气候学研究领域具有较高的应用潜力.     

基于树轮的阿勒泰地区1818-2006年1-2月降雪量重建与分析

依据采自新疆阿勒泰中东部地区的树木年轮样本,建立了该地区8个采点的树轮宽度年表.相关普查发现,标准化树轮宽度年表序列与该地区1-2月的降雪量存在明显的正相关关系,且具有显著的树木生理学意义.用义河山南(t)、卓勒萨依(t+2)和哈拉额尔齐斯(t+3)三个标准化树轮宽度年表序列可以较好地重建该地区1818-2006年189a来当年1-2月的降雪量,且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠.分析发现,阿勒泰地区189a来降雪量的重建序列具有5个偏少阶段和5个偏多阶段,并具有2.4a,3.3～3.4a和63a的显著干湿变化准周期.冬季降雪量的重建序列大致存在4个突变点,其中在1847年和1930年前后为降雪量由多到少突变,而在1901年和1986年前后是自少向多突变.     

1671—2006年伊犁尼勒克地区7—8月降水序列的重建与分析

通过对新疆伊犁尼勒克地区3个采点的雪岭云杉树轮宽度标准化年表与尼勒克气象站月降水的单相关普查发现,树轮宽度标准化年表与上年7—8月降水呈显著正相关,且具有明确的树木生理学意义.将树轮宽度标准化年表进行平均得到区域树轮宽度年表,再考虑到上年7—8降水对当年、次年及再次年树木年轮生长的影响,建立区域年表对上年7—8降水的重建方程,重建了1671—2006年336a来的7—8月降水序列,经多方面验证,重建结果是可信的.336a来,尼勒克地区7—8月降水经历了6个偏干阶段和7个偏湿阶段,其中偏湿年数多于偏干年数;最干旱年份为1713年,7—8月降水比多年均值偏少69.4%;最湿润年份为1783年,7—8月降水比多年均值偏多63.5%;7—8月降水长序列变化存在2.0a、2.2a、3.8a、4.9a、9.7a的显著准周期,且在1757年、1852年、1899年前后降水由多向少发生突变,1718年、1778年、1873年前后降水由少向多发生突变,1757年、1778年前后的突变与前人的研究结果相一致.     

树轮宽度记录的天山东段近200a干湿变化

利用采自天山东部两处不同地点上下限的西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledb.)树轮样芯,分别建立了树轮宽度年表.经相关普查和响应函数的计算表明,天山东段森林下限的树轮年表与该地区3~6月的降水和气温相关显著,通过定义湿润指数,以树轮宽度为指标,重建了天山东段巴里坤地区近200 a来春季至初夏湿润指数的演变历史,解释方差为42%.统计分析表明,重建的湿润指数序列与邻近气象站的器测资料计算得到的湿润指数序列呈显著的正相关关系.重建序列能较好地反映天山东段近200 a来春季至初夏的干湿变化,在200 a中有6个显著的湿润时段和7个显著的干旱时段.天山东段近200 a来3~6月湿润指数序列的显著周期是11 a,然后依次存在16 a、5 a、8 a、3 a和32 a的稳定周期.     

科尔沁沙地1826年以来榆树树轮宽度年表的建立及降水重建

利用10个采样点230个树木年轮样本,通过树轮分析程序,建立了科尔沁沙地区域1826～2008年共计183年长度的榆树树轮宽度年表.通过分析发现,水热条件与科尔沁沙地榆树生长关系密切.以标准年表及年表t+1年和t+2年序列重建了区域1826～2006年年降水.从过去181年来看,年降水重建序列具有2年、12年、18年和...     

树轮记录的西北季风边缘区干旱变化

祁连山东部位于亚洲季风西北边缘区,对气候变化十分敏感。由于该区位于半干旱区,降水的变化直接影响人类社会经济的发展,所以研究该区干旱变化情况及其机制非常重要。 利用采自祁连山东部西北季风边缘、地处半干旱区的吐鲁沟地区的油松树轮样芯,建立了树轮宽度年表,时间跨度为1866-2003AD。树轮宽度年表与气象因子相关分析结果显示树木生长主要响应生长季内的降水和干旱变化。该年表与附近区域利用树轮宽度重建的帕尔默干旱指数（PDSI）进行对比,结果显示严重的干旱时间发生在1920s-1930s、1966年、1974年、1982年和1990s和21世纪初。多窗谱分析研究表明,该区年表序列存在显著的2~4 a周期（P<0.05）,该周期与ENSO变率吻合,与在贺兰山、祁连山其他地区、兴隆山及贵清山研究结果一致,表明这些区域可能受共同气候因子的影响。     

树轮记录的天山南坡阿克苏河过去300a径流变化特征

利用采自天山南坡阿克苏河上游5个采样点的树木年轮样本,建立了5个树木年轮宽度年表．树轮宽度年表与近48a阿克苏河径流资料相关普查表明,阿克苏河年径流量与树轮标准化宽度年表显著相关,最高单相关系数达0．611（α〈0．00001）．利用该年表重建了阿克苏河过去300a的年径流量系列,经多方面验证表明,重建结果具有较好的可...     

树轮记录的阿尼玛卿山区过去 830年夏半年最高温变化*

利用采自黄河源区阿尼玛卿山的祁连圆柏(Juniperus prezewalskii)样芯,采用国际规范的树轮学研究方法对所有树轮样芯进行了精确定年。针对各样芯不同的生长趋势分别采用负指数函数、线性函数和样条函数拟合与树龄有关的树木生长趋势。对个别在样芯中存在缺失段或缺失年轮过多难以准确判定缺失位置的样芯,采用"搭桥"的方法建立完整序列,最后用ARSTAN软件计算合成树轮宽度年表,最长序列为1532a,在满足复本要求的基础上建立了长度为830a的树轮宽度年表,并对年表的基本统计特征进行了分析。初步的分析结果表明该年表的年轮指数与研究区夏季温度成显著负相关,并在此基础上重建了研究区过去830年来夏半年(4~9月)平均最高温的变化。重建序列包含有大量的高频变化信息,又有十分显著的低频变化趋势。研究区在重建时段内经历了3个较为显著的降温期,其中1820s~1900s的降温趋势不同于该时期全球平均温度的升高趋势。另外,分析表明在重建时段内升温期较短,但是升温幅度大于降温幅度,迅速升温可能导致研究区严重干旱事件的发生。     

基于树轮水文研究的提孜那甫河径流量长期变化

西昆仑山北坡山区分布的雪岭云杉是开展树轮水文研究的良好载体,为重建历史水文变化提供了重要的代用资料。分析了西昆仑山北坡雪岭云杉树轮宽度年表对提孜那甫河径流量的响应特征,发现树轮宽度年表与提孜那甫河年径流量(上年8月至当年7月)的显著正相关关系,建立了二者之间的一元线性回归方程,重建了提孜那甫河1665~2013年径流量序列。重建径流量序列中存在7个枯水期和8个丰水期。重建径流量序列平均值为27.87 m3/s,与实测期平均值接近,但重建序列中的极端旱涝的强度和发生频率均更高。基于树木年轮宽度重建更长时间的径流量序列,对于流域水资源科学管理和分配以及下游水库和防洪工程等项目建设的风险评估等具有重要意义。     

山西五鹿山油松树轮宽度年表的建立及过去百余年5～6月平均气温变化

利用采自山西五鹿山国家自然保护区内的两组油松样本共79根树芯,建立了研究区1893 ～ 2008年的树轮宽度年表.统计相关分析表明,油松树轮宽度生长主要受5～6月平均气温(r=-0.55,p＜0.001)和同期降水总量(r=0.38,p＜0.001)的共同影响,其中5～6月平均气温对树木径向生长的影响更为显著.因此,五鹿山树轮宽度年表可以用来指示5～6月平均气温的变化.在过去105年的有效年表时段(1904 ～ 2008年)里,研究区共出现3个高温时段(1924～ 1932年、1966 ～1978年和1999～2002年)和2个低温(1937～1951年和1986 ～1996年)时段,这些高、低温时段可以与周边其他地区树轮重建的气温序列中的高、低温时段相匹配.自1990年以来研究区气温呈逐步上升趋势,但是这一时段的气温仍在历史气温波动范围之内.空间相关分析表明该树轮宽度年表对研究区及周边较大范围的5～6月平均气温都有一定的指示意义.     

天山北坡精河1615—2007年径流量变化的树轮记录

中国天山北坡西部精河流域山区的树木年轮记录了气候与水文变化过程,利用树轮宽度重建流域径流量长期变化历史对艾比湖湿地自然保护区生态保护和流域水资源利用具有重要意义.建立了精河流域山区2个采样点的天山云杉树轮宽度年表,分析其对流域气象和水文要素的响应特征,建立了树轮宽度标准年表与精河水文站上年9月到当年8月径流量的线性转换方程(R2=37.5%, P<0.001),重建了公元1615—2007年的径流量变化历史.丰枯年份和持续丰枯期分析表明:精河出山口径流量重建序列包含7个丰水年和11个枯水年,且发生了13次持续丰水期和10次持续枯水期.多窗谱分析发现径流量序列在99%的置信水平上存在56.8 年、6.9 年、3.8 年、3.4 年、2.0~2.1 年周期,其中6.9 年对应厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的周期,同时还发现了重建序列与南方涛动指数的显著负相关(r =-0.329,n=56),表明研究区径流量受大尺度海气耦合模式的影响.精河径流量序列与天山北坡玛纳斯河和乌鲁木齐河的丰枯阶段以及天山山区、伊犁地区降水变化的干湿阶段较好的对应,表明天山北坡水文和气候变化的大尺度环流背景和驱动因子一致.     

阿尼玛卿山不同海拔祁连圆柏树轮宽度年表特征对比分析

利用阿尼玛卿山地同一坡面的不同海拔高度获取的4组树木年轮样本,建立了不同海拔梯度的树轮宽度指数年表.各年表中较高的信噪比SNR和样本总体解释量EPS表明,各采样点树木中含有较多的共同环境信息,从低海拔向高海拔的递减反映了高海拔小生境差异对树木生长影响较大;平均敏感度和标准差随海拔升高呈先递减后递增的趋势.气候因子对整个坡面的树木生长起着主导影响,其中气温的作用更大一些.可靠年表的平均序列长度随海拔升高变短,表明树木生长是沿着山坡逐渐向上迁移的.不同海拔树轮宽度可靠年表间高频变化一致,10 a滑动的高生长和低生长的不一致则反映了低频变化的差异.相关分析表明,生长在森林上限的树木对环境因子的响应滞后于森林下限,生长在最大降水高度附近的树木对环境因子响应的敏感性最低.     

树轮年代学的若干进展

树轮年代学是一门研究树木木质部年生长层，以及利用年生长层来定年的科学。由于树轮不仅是一种定年工具，它本身还可提供树轮生成时的环境要素信息，为一种环境变化的代用资料。在全球变化特别是在过去全球气候变化研究中，树轮年代学受到愈来愈广泛的重视，在近期内取得了长足的、惊人的进展。本文仅在树轮长年表的建立，树轮年代学生物基础研究──模式研究，利用树轮对环境要素变化的研究，以及树轮的图像分析等几个与环境变化研究相关的方面和本学科目前研究热点的若干进展，予以概要的论述。     

以树轮宽度重建九寨沟1750年以来 冬半年平均最低温度*

利用四川九寨沟地区树轮宽度年表对该地区1750A.D.以来的冬半年(上年11月到当年3月)平均最低温度进行模拟重建,重建方程的方差解释量为46.2 ％ (调整自由度后为45.1 ％ )。结果表明,九寨沟地区在重建期间平均最低温度较低的时段主要有1814~1844年和1937~1984年两个阶段; 而平均最低温度较高的时段主要有1795~1813年和1984年至今两个时期,其中1984年之后的升温时段尤为显著,与川西其他地点冬季温度重建非常相近。计算显示,与尼泊尔Kathmandu冬半年平均气温(上年10月到当年2月)相比,九寨沟地区冬半年平均最低温度存在显著2年滞后(r=0.27, p<0.0001),而1825年前后及1970年前后两个冬季低温时段在两个地点大体是一致的,这些现象表明青藏高原周边地区冬半年温度变化的趋同性。功率谱分析表明,九寨沟地区冬半年平均最低温度2.11~6.86a的准周期与ENSO周期比较一致,而18.46a准周期则显示了该地气温变动与天文准19a周期有一定关系。     

A 352-year record of summer temperature reconstruction in the western Tianshan Mountains,China, as deduced from tree-ring density

Three robust tree-ring density chronologies were developed for the western Tianshan Mountains of northwestern China. The chronologies were significantly correlated and form a regional chronology (GLD). The GLD had significant and positive correlations with temperature of warm seasons. Based on this relationship, the mean minimum temperatures of May to August were reconstructed using the GLD chronology for the period AD 1657 to 2008. The temperature reconstruction exhibited temperature patterns on interannual to centennial timescales, and showed that the end of the 20th century is the warmest period in the past 352 years. The reconstructed temperature variation has a teleconnection with large-scale atmospheric–oceanic variability and captures long- and broad-scale regional climatic variations.     

基于树轮宽度重建川西南137年秋冬季平均气温变化

在全球气候变暖背景下,青藏高原东南缘的川滇横断山高海拔地区秋冬季温度变化已经成为区域气候变化研究热点。为了更好地了解长时间尺度下秋冬季平均气温变化对树木生长的影响,本文运用泸沽湖地区丽江云杉(Picea likiangensis)树轮宽度资料,建立了标准年表。并基于气温与树轮宽度指数的关系,重建了过去137年来川西南地区的秋冬季平均气温波动历史。重建序列存在2个暖期(1911~1927 A.D.,1992~2015 A.D.)、1个冷期(1939~1991 A.D.)。与其他树轮序列、沉积记录及历史记录的比较和空间相关分析,显示重建结果可靠,且具有区域代表性。集合经验模态(EEMD)分解得到2 a、19 a和54 a的周期控制序列冷暖波动。厄尔尼诺-南方涛动(ENSO),太阳黑子,太平洋年代际涛动(PDO)和北大西洋涛动(NAO)可能是以上周期的驱动因子.     

树轮记录的过去384a乌鲁木齐河源7月温度变化

利用采自乌鲁木齐河源上树线跃进桥东采样点的雪岭云杉树轮样本,分析了其年表特征和气候响应特点.结果表明:采样点树轮早材密度标准化年表与和大西沟气象站7月份平均最高温度具有很好的正相关关系.用跃进桥东采样点的早材密度标准化年表序列,可较好地重建乌鲁木齐河源1623-2006年的7月平均最高温度,1959-2006年48 a...     

Tree-ring dates on two pre-Little Ice Age advances in Glacier Bay National Park and Preserve, Alaska, USA

Two interstadial tree ring-width chronologies from Geikie Inlet, Glacier Bay Southeast, Alaska were built from 40 logs. One of these chronologies has been calendar dated to AD 224–999 (775 yr) crossdating with a living ring-width chronology from Prince William Sound, Alaska. Trees in this chronology were likely killed through inundation by sediments and meltwater from the advancing Geikie Glacier and its tributaries ca. AD 850. The earlier tree-ring chronology spans 545 yr and is a floating ring-width series tied to radiocarbon ages of about 3000 cal yr BP. This tree-ring work indicates two intervals of glacial expansion by the Geikie Glacier system toward the main trunk glacier in Glacier Bay between 3400 and 3000 cal yr BP and again about AD 850. The timing of both expansions is consistent with patterns of ice advance at tidewater glaciers in other parts of Alaska and British Columbia about the same time, and with a relative sea-level history from just outside Glacier Bay in Icy Strait. This emerging tree-ring dated history builds on previous radiocarbon-based glacial histories and is the first study to use tree-ring dating to assign calendar dates to glacial activity for Glacier Bay.     

利用树轮资料重建青海都兰地区过去1835年的气候变化

根据青海都兰地区树木年轮样本,建立了上前我国最长的年轮年表序列（１８３５a）,系 统地与所在地区气候资料进行了综合分析。通过响应函数计算得出,该年表对温度因子的反映更为第三一些。在响应面分析中发现,温度、降水与年轮宽度的关系呈现出随温度和降水的不同而不同。在温度低而降水量少的情况下,其线性相关性明显;但在温度较高和降水量较多时,树轮与两要素间的关系就显得不明显。另外,还对该年表玮秋季平均温度的关系进