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。     

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     

山西芦芽山地区树木年轮记录的1676 AD以来5～7月温度变化

在山西芦芽山地区采取了符合国际树轮库要求的油松样本,通过交叉定年和应用区域生长模型,建立长度为328 a的标准宽度年表.根据RCS序列所揭示的气候低频变化特征,确定1676 AD以来夏季温度可划分为两个时段:1676—1865 AD和1866—2003 AD.在1676—1865 AD时期,夏季温度变化主要表现为“冷强暖弱”,其中1710—1720s为最冷时段.1866—2003 AD时期,夏季温度呈现出“总体持续变暖,冷暖交替频繁”的变化特征.     

树轮记录的青藏高原西南部过去644年的降水变化

位于青藏高原西南部的谢通门地区, 是典型的高原半干旱地区之一, 研究其降水变化特征具有重要意义。利用谢通门地区的大果圆柏(Sabina tibetica Kom.)树轮宽度资料, 分析了树轮宽度对气候要素的响应特征。研究发现, 制约树木径向生长的主要因子是年总降水。为兼顾分析气候序列在高低频域的变化特征, 利用标准化年表通过方差匹配方法和采用差值年表通过线性回归方程转换, 分别重建了谢通门公元1360~2013年间(644年)的年(上一年7月至当年6月)降水变化。基于标准化年表的重建结果表明, 谢通门降水序列存在明显的年代际气候变化韵律, 相对于平均值偏湿的持续时段发生在公元1360~1368年、1505~1599年、1631~1640年、1654~1797年、1825~1836年、1890~1901年和1975年之后; 偏干的持续时段发生在公元1369~1504年、1600~1630年、1641~1653年、1798~1824年、1837~1889年和1902~1974年。与林周地区降水序列、高原南部区域降水序列和亚洲季风区PDSI网格重建中提取的邻近4个格点数据的平均序列对比发现, 过去共同的640年内(公元1360~2000年)青藏高原南部地区经历了相同的干湿变化过程, 在年代际尺度上变化一致, 可能受到相同的气候驱动因子控制。空间相关性分析也表明, 谢通门地区年降水变化具有一定的空间代表性, 可以反映青藏高原西南部地区的降水变化。多窗谱分析(MTM)检测出该重建序列在过去644年中存在128a、3.5a、2.9a、2.5a和2.1a的显著周期。     

青海都兰过去2000年来的气候重建及其变迁

根据青海都兰地区树木年轮样本建立了目前我国最长的年轮年表序列。通过年表与气候要素间相关函数、响应函数及响应面分析,选择了可被重建的气候因子,建立了重建方程,恢复了青海都兰地区历史时期的平均温度;并分析讨论了近2 000年来该地区的气候变化。阐述了这个地区的冷暖交替及周期循环。对一些重大气候事件,如中世纪暖期、小冰期和近一个世纪以来的升温等,逐个事件进行了剖析。并与全球温度变化进行了对照。都兰温度曲线为青藏高原东部地区提供了一个较好的气候变化信息表。     

福建沙县马尾松树轮宽度与夏季亚洲-太平洋涛动指数的关系

根据采自福建沙县萝卜岩保护区的树轮样本,建立了一个长度为207年的树轮宽度标准化年表。通过相关分析发现,树轮宽度标准化年表序列与夏秋干旱季节温度存在显著的负相关。同时,还发现树轮宽度标准化年表序列与夏季亚洲-太平洋涛动指数(IAPO)具有良好的相关性,相关系数为0.60(pIAPO,重建值对实测值的解释方差为42.70%,F=13.66。交叉检验表明重建结果是稳定可靠的。夏季IAPO重建序列具有102年、13.0年、9.8年、5.1年、2.9年、2.6年、2.3年、2.2年、2.0年的周期变化,与影响福建地区的较大尺度气候环流周期变化具有良好的一致性。通过对比分析,发现本研究所重建的夏季IAPO序列与另一夏季IAPO重建序列具有良好的同步性。     

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.     

树轮记录的1808年以来神农架地区平均气温的变化

利用采自神农架林区的巴山冷杉树轮样本建立了树轮宽度标准年表（STD）,年表的可靠时段是1808年至2017年（SSS>0.85）。与气候要素进行相关分析发现,树轮年表与多个月份的平均气温相关显著,其中与前一年9月至当年5月（P9C5）平均气温的相关性最高,达到0.56（p < 0.01）。在此基础上,利用STD年表重建了神农架地区过去210年以来P9C5平均气温的变化。重建结果显示,在过去210年间,该地区先后经历了4个偏暖阶段和4个偏冷阶段。空间相关分析结果表明重建序列在1959~2017年间具有较好的时空代表性。此外,该重建结果与邻近地区其他基于树轮资料重建的温度序列有较好的对应关系,进一步验证了该重建序列的可靠性。多窗谱分析结果显示该地区气温变化包含2~8 a周期、准11 a周期、准17 a周期、准27 a周期和准84 a周期。重建序列与海表温度（SST）的空间相关分析结果进一步表明,厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）,太平洋年代际涛动（PDO）和北大西洋涛动（NAO）是可能的周期驱动因子。

     

树轮宽度指示的神农架地区过去172年的冬春季温度变化

利用神龙架林区两个样点的巴山冷杉(Abies fargesii Franch)建立了一条新的可靠的树轮年表。该年表与区域2月、3月、4月和6月的温度呈显著正相关关系(P P <0.01)。基于该年表重建了神农架地区过去172年来的冬春季温度变化, 发现过去170多年来共有6个低温时段, 分别为1848~1859年、1869~1874年、1888~1900年、1927~1932年、1938~1973年和1979~1994年。与研究区周边树轮记录的冬春季温度变化的对比发现, 1870s之前本文树轮记录的低温事件与秦岭山脉东部地区树轮所记录的低温事件较一致, 在1920s以后则与大别山地区及江西湖南地区树轮所记录的低温事件较一致。通过对比3条重建序列的趋势变化发现, 神农架地区的温度开始变暖的时间要早于大别山地区与江西湖南地区, 且升温的幅度也更大。最后通过对区域冷期与暖期500hPa高度场的合成分析得出, 区域低温事件主要受乌拉尔高压的影响。     

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。     

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.     

Tree ring dating using oxygen isotopes: a master chronology for central England

Ring‐width dendrochronology, based on matching patterns of ring width variability, works best when trees are growing under significant environmental (climatic) stress. In the UK, and elsewhere in the temperate mid‐latitudes, trees generally experience low stress, so dating is more difficult and often fails. Oxygen isotopes in tree rings passively record changes in the isotopic ratios of summer precipitation, so they carry a strong common signal, which offers potential for cross‐dating. A master chronology covering the period 1200–2000 ce was constructed using the oxygen isotope ratios of the latewood cellulose of oak samples from central England. Two independent chronologies, developed to verify the isotopic signal, were combined (n = 10 trees) and the method was evaluated by dating timbers of known age and historical timbers that could not be dated by ring‐width dendrochronology, from both within and beyond the central England region. The agreement between samples and the master chronology is exceptionally strong, allowing the dating of timbers with far fewer rings than is normally the case for ring‐width dendrochronology. Tree‐ring oxygen isotope values are more suited to correlation analysis than tree‐ring widths, so it is possible to provide t‐values that conform to Student's t‐distribution and can be converted into probabilities of error. A protocol for assigning dates using ‘stable‐isotope dendrochronology’ is proposed, which has the potential to revolutionize the dating of wooden structures and artefacts, allowing the dating of short and invariant ring sequences from young, fast‐grown trees. Such samples are commonplace throughout the historical building and archaeological records and were, until now, considered impossible to date. © 2019 The Authors. Journal of Quaternary Science Published by John Wiley & Sons Ltd     

利用树轮宽度资料重建东天山木垒地区降水量

利用树轮宽度年表重建了东天山木垒地区自公元1727年来上年8月至当年6月降水量, 调整自由度后的方差解释量为36% (1962~2007年)。过去281年来, 木垒地区降水量变化存在5个偏干阶段(1742~1777年、1808~1832年、1853~1876年、1908~1934年和1975~1992年)和4个偏湿阶段(1778~1807年、1833~1852年、1877~1907年和1935~1974年)。与代表大范围降水变化的重建序列对比表明, 该降水量重建序列与北疆降水变化的3个偏湿期(1778~1807年、1833~1852年和1935~1974年)和2个偏干期(1808~1832年、1853~1876年)存在一致。功率谱分析显示该重建序列存在14.3年、10.9年的显著准周期(p <0.05)。相关分析结果显示, 该重建序列代表了东天山区域局地降水量变化情况, 且与邻近的中天山巩乃斯地区降水变化最为相似。随着空间距离的加大, 该重建序列与自东北向西南方向上天山不同区域降水变化的相关性逐渐减弱。     

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

     

青海都兰地区1835年来的气候变化──来自树轮资料

根据在青海都兰地区采集的树轮所建立的树轮年表资料，分析了年表与气候要素间的相关关系，讨论了1835年来的冷暖变化，得出：在近2000年间，该地区有10次冷期和11次暖期。其中，最长的暖期是819～1086年间，持续长达268年，显示了中世纪暖期某些特征；最长的冷期是623～818年间，长达196年。而且，持续时间在100年以上的暖期只有两次，而冷期有5次。作者认为，在这1835年间，该地区是以寒冷气候为主的，但是自小冰期以来，气候明显转暖，这种变暖的趋势一直持续到现在。     

利用树轮资料重建天山中段南坡巩乃斯地区公元1777年来平均最高气温变化

利用年轮平均灰度年表重建了天山巩乃斯地区自公元1777年来当年5月至8月平均最高气温,方差解释量达41%(调整自由度后为39%).过去232年来,巩乃斯地区平均最高气温变化存在2个偏冷阶段和1个偏暖阶段。重建序列具有154年、77年、2.7年和2.3年的准周期, 并且在1842年前后、1880年前后、1923年前后发生了突变。与北半球平均最高气温网格点资料和多种涛动指数的相关性分析表明,巩乃斯地区平均最高气温变化不仅反映了区域气候变化,对于大范围气候变化也存在一定程度上的响应。     

关于青藏高原2485年温度的季节和空间代表性问题

利用树轮宽度重建的青藏高原东北部2485年年均温度曲线一经发表就引起了学界很大关注。本文就该温度曲线的空间代表性问题进行了再次分析,该研究的样本来自青海乌兰和都兰地区,有一定的空间覆盖度。尽管宽度年表用于年均温度重建,但是我们也指出,它与冬半年(上年9月~当年3月)平均温度也显著高相关(r=0.686,p<0.0001)。重建温度曲线不仅与青藏高原东北部地区,而且与我国中北部地区的气象台站同期平均温度记录显著相关。本文进一步通过重建曲线与不同时空尺度CRU TS3.1网格点资料的相关分析,证明2485年年均温度曲线具有一定的全球空间代表性。