祁连山中部祁连圆柏林线树木生长与积雪响应关系研究

对青海省东北部祁连县周边的冰沟、青羊沟和扎麻什林线地区的祁连圆柏进行了树芯采集, 建立了祁连山中部3个样点林线处祁连圆柏的树轮宽度年表. 相关分析显示, 树轮宽度与前一年积雪深度和当年3-6月积雪面积呈显著负相关. 同时, 建立了树轮宽度与前一年9月份积雪深度的转换函数方程, 解释方差为35.9%, 树轮-雪深重建数据能较好的反映积雪深度变化. 重建序列显示, 自1740年以来, 研究区共有3个积雪深度高值时段, 分别为1740-1780年、1825-1880年和1910-1980年. 并且, 在长时间尺度上, 积雪深度变化与祁连山地区以及中国西部其他地区的冰川进退有较好的对应关系. 另外, 积雪深度在年际变化和长期变化上都与温度变化表现为负相关.     

土壤养分对作物茎叶稳定碳同位素组成和生物产量的影响

在盆栽条件下 ,对甘肃省河西地区 3个灌漠土的养分限制因子进行了研究 ,并在此基础上对高粱茎叶组织稳定C同位素组成 (δ13 C)和生物产量进行了比较分析。 3种土壤的养分限制因子分别为 :金昌小井子农场土壤为P、N、Mn、Zn ,各元素缺乏程度为P >Mn >Zn >N ;武威湖里土壤为P >N ;武威白云土壤为N >Zn >Mn。作物茎叶δ13 C值的变化规律为 :3种土壤的最佳处理 (OPT)的作物茎叶δ13 C值均高于各自的其余处理 ,小井子农场、武威湖里及武威白云作物茎叶组织的δ13 C值分别为 - 12 .0‰ ,- 12 .3‰及 - 12 .3‰ ,与不施肥条件 (CK)相比作物δ13 C值的增加幅度分别为 16 .6 3%、17.15 %和 13.17%。在所有减元素处理中 ,作物茎叶组织δ13 C值与其对应的生物产量表现为相同的变化趋势 ,在最佳处理中 ,土壤养分充足、作物生长状况良好 ,因而作物茎叶组织δ13 C值最高 ,而在所有减元素处理中 ,由于减元素使得其处理的营养不足影响作物生长 ,进而引起作物茎叶δ13 C值的降低。小井子农场土壤的高粱茎叶δ13 C值 -N及 -P处理分别为 - 13.8‰及 - 13.7‰ ,武威湖里 -P处理为 - 14 .8‰ ,居最低 ,武威白云 -N及 -Zn分别为 - 13.4‰及 - 13.3‰。在加元素处理中 ,3种土壤的高粱茎叶组织δ13 C和生物产量的关系较为复杂。     

喜马拉雅冷杉和林芝云杉年轮稳定碳同位素气候意义比较

对采自西藏东南部的喜马拉雅冷杉和林芝云杉交叉定年后 ,进行了过去 1 0 0年的年轮δ13 C分析。结果表明 :冷杉和云杉年轮δ13 C序列记录了大气CO2 浓度升高引起大气CO2 的δ13 C下降的全球性趋势 ,但两者的响应程度不同。冷杉和云杉年轮δ13 C高频变化包含共同的气候环境变化信息 ,但在细节变化上存在差异。在对气候变化的响应上 ,两者记录的信息可以进行相互比较 ,以便利用不同地区不同树种的δ13 C进行大区域气候重建。     

沙坡头油蒿和柠条叶片δ13C和N含量的季节变化特征

通过对腾格里沙漠东南缘沙坡头人工固沙区油蒿和柠条叶片稳定碳同位素分辨率(△)和N含量的测定,研究了不同种植方式下油蒿和柠条叶片△和N含量的季节变化及其关系.结果表明:在不同种植方式下,两种植物的△与N含量在不同月份之间均存在显著差异.油蒿叶片△极显著高于柠条的:在不同种植方式下,油蒿单种下△显著高于混种,柠条则反之.油蒿叶片N含量极显著低于柠条的:不同种植方式下柠条叶片N含量无显著差异,而单种油蒿叶片N含量则显著低于混种.在△与N含量的关系中,柠条叶片△与N在两种生境、单种和混种下均极显著正相关,说明柠条叶片N含量可以作为其△的替代指标;而油蒿叶片△与N在单种下为正相关,混种及两种生境分别呈不显著正相关及弱的负相关关系,表明植物叶片△与N含量的季节变化及其关系在不同微生境有所差异.     

温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ13C的气候意义

详细了解多树种树轮碳同位素组成(δ¹³C)对气候的响应机制是进行古气候重建的基础. 利用川西高原温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ¹³C序列, 探讨了气候环境要素对两树种δ¹³C的控制作用及利用该指标进行气候重建的潜力. 结果表明: 铁杉和高山松树轮δ¹³C序列之间存在差异, 其原因可能与树种本身的生理特性有关; 当去除大气CO₂浓度引起的低频影响后, 两树种年轮碳同位素分辨率(Δ¹³C)序列之间的相关程度有所加强, 且呈显著相关关系, 说明气候要素对两树种的(Δ¹³C有类似的控制作用. 温度和水分与两树种(Δ¹³C序列密切相关, 但二者对(Δ¹³C起控制作用的时段和强度因树种的不同而存在差异. 其中, 温度对铁杉(Δ¹³C影响的关键时期为前一年12月至当年2月, 对高山松影响的关键时期为当年4~7月; 水分对铁杉和高山松(Δ¹³C起控制作用的关键时期分别为当年2~4月和3~5月. 可见在温暖湿润区, 树轮碳同位素分馏因树种的不同而不同, 且受多个气候要素共同作用, 但最优多元回归方程的解释方差最大仅38.5%. 因此, 在温暖湿润的川西高原单独利用树轮δ¹³C进行气候要素重建受到一定限制.     

树轮稳定氮同位素记录的进展与展望

树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响。树轮稳定氮同位素比率（δ¹⁵N）与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足。本文综述了树轮稳定氮同位素的分馏机理与测定方法,解析了树轮δ¹⁵N在样品预处理和测试中需要关注的问题,系统梳理与归纳了基于树轮δ¹⁵N进行气候变化、环境演变和人类活动氮排放研究的进展。指明中国树轮稳定氮同位素研究潜力及其在未来亟需着重发展的方向,旨在推动森林生态系统氮循环时空特征深入研究。     

新疆昭苏云杉树轮纤维素δ13C的气候意义

依据树轮纤维素δ13C测定数据,分析了其气候意义. 结果表明,树轮Δ13C与气候诸要素之间有明显的相关性,包括降水、相对湿度、温度、日照时间(或太阳辐射)等,部分原因可归咎于云杉是一种浅根系植物、其生长对气候的变化较为敏感,因为它生长过程中所必需的各种养分和水分均是根系吸收的. 分析表明,温度与树轮Δ13C的相关性是它们与相对湿度或降水之间交互相关的结果,日照时间与树轮Δ13C呈正相关与光呼吸有关. 利用树轮Δ13C与降水之间的函数关系,恢复了近300 a来新疆昭苏地区的降水变化,恢复的系列与历史文献记录和树轮指数所揭示的降水历史有较好的对应性.     

西藏林芝冷杉树轮稳定碳同位素对气候的响应

对采自西藏林芝的喜马拉雅冷杉进行交叉定年后, 建立树轮δ13C序列. 将δ13C序列去除生长趋势和大气CO2浓度升高导致大气δ13C下降影响得到Δ13C, 利用附近气象资料, 分析了Δ13C对气候要素的响应. 结果表明: 冷杉Δ13C的高频振荡与季节的气温、降水、空气相对湿度显著相关, 并存在强的滞后效应. 冷杉Δ13C序列与降水和空气相对湿度关系密切, 在树木生长初期4月和9～11月, 降水和空气湿度对年轮生长影响较大; 除3月年平均最低温度和年平均温度的11、 12月对年轮Δ13C有一定影响外, 温度对年轮生长影响小于降水和相对湿度的影响.     

不同格网密度的DSM/DEM对影像分类精度的影响研究

在无控制点的卫星影像正射校正中,大多采用DSM/DEM数据作为辅助数据来消除或限制因地形起伏引起的形变,然而经不同格网密度的DSM/DEM正射校正后的影像对后续处理会产生不同程度的影响,如对地物分类精度产生影响。针对这一问题,本文分别采用不同的DSM/DEM数据(China DSM 15 m、ASTER GDEM 30 m和SRTM 90 m)对资源三号影像进行正射校正,然后对正射校正后影像利用支持向量机进行分类,比较正射校正后影像结果的分类精度。结果表明:在相同重采样方法下,影像经China DSM 15 m DSM正射校正后结果的分类精度优于ASTER GDEM 30 m DEM和SRTM 90 m DEM。     

大兴安岭北部多年冻土区落叶松和樟子松生长的气候响应差异研究

以大兴安岭北部根河、呼中和汗马冻土区落叶松和樟子松为样本,建立了五个树轮宽度年表,并计算获取了五个样点的树轮截面积指数（BAI）序列。树轮BAI-气候响应关系分析表明,气温为这一地区落叶松和樟子松生长的主要限制因子;但落叶松和樟子松对气候变化的响应存在差异。落叶松BAI与3月平均气温,樟子松BAI与前一年12月至当年4月平均气温均呈显著负相关。考虑到水热综合影响,落叶松BAI控制因子由1957-1990年与其呈显著正相关的1月份SPEI转变为1991-2013年与其呈显著正相关的1-4月SPEI和与其呈显著负相关的3月份平均气温;樟子松BAI控制因子则由1957-1990年与其呈显著负相关的2月和8月份平均气温转变为1991-2013年与其呈显著正相关的7月份降水量和6-7月SPEI。结果表明,在全球变暖背景下,水热环境改变使得冻土区树木生长限制因子发生变化。