塔里木盆地西缘近300年降水量变化重建

：昆仑山北坡西部山区是树木年轮气候研究的薄弱区域。本文在位于公格尔山北坡的喀山河流域山区采集了雪岭云杉的树芯标本,分析了树轮宽度标准年表对塔里木盆地西缘气候要素的响应关系,发现了该区域的树木径向生长主要受水分条件限制,标准年表与塔里木盆地西缘6站上年7月至当年6月平均降水量的相关系数达到0.692。利用树轮宽度年表和年降水量之间的线性回归方程重建了塔里木盆地西缘1715—2014年降水量序列,转换方程的方差解释量为48.0%,且稳定可信。重建的降水序列记录了21个极端干旱年和21个极端湿润年。重建降水量的31年快速傅里叶变换（FFT）滑动序列分析发现塔里木盆地过去300年降水序列存在5个偏干阶段1725—1750、1777—1806、1821—1843、1854—1887和1911—1990年）和6个偏湿阶段（1715—1724、1751—1776、1807—1820、1844—1853、1888—1910和1991—2014年）,20世纪80年代中期以来增湿趋势明显,且还在持续。塔里木盆地西缘干湿变化的韵律与相邻区域的树木年轮水分记录是一致的,几个显著的干湿阶段均能较好地对应,只是其变化幅度和持续的时间存在差异。 关键词：塔里木盆地;公格尔山;雪岭云杉;树木年轮;降水量     

天山山区树轮气候研究若干进展

由于分布广泛、分辨率高、定年准确和气候敏感性好等原因,树木年轮在重建过去区域、半球甚至全球气候环境变化中扮演着重要角色。天山地处中亚干旱区,气候变化波动大,对全球变化响应敏感,植物生长的干旱胁迫作用强烈,天山山区分布有大量雪岭云杉和西伯利亚落叶松等长龄且对气候敏感的针叶树种,因此天山山区是树轮气候研究的理想区域。天山山区树轮气候研究始于20世纪70年代,尤其是近10 a有了长足的进步,有关天山山区树轮气候研究已经在国际上有一定影响。本文通过综述国内外对天山山区树轮气候研究的现状和进展,总结了近200 a基于树轮资料的天山山区较为一致的气候变化规律,并为进一步开展天山山区树轮气候研究提出建议。天山山区未来树木年轮气候学研究应在开展大量不同区域树木年轮气候学重建基础上,尝试理解树木径向生长对气候的响应机理研究,同时选用不同数理方法和多树木年轮指标进行长时间尺度和大空间范围重建工作,并讨论中亚干旱区过去千年气候变化的影响机制。     

用于气候分析的树轮宽度资料获取技术方法与质量控制

结合气象行业标准《树木年轮气候研究树轮采样规范》（QX/T 90-2008）和树木年轮气候研究多年的实践经验,将树木年轮宽度气候分析中的树木年轮宽度资料采集步骤划分为野外采样、样本预处理、数据获取、数据交叉定年和年表研制。通过对树轮宽度资料采集过程中各个步骤及其质量控制的介绍,希望能为开展树木年轮宽度气候研究提供参考。     

用于气候分析的树木年轮密度资料获取方法与质量控制

通过结合气象行业标准《树木年轮气候研究树轮采样规范》(QX／T 90—2008)和DENDRO 2003树轮密度分析系统的多年使用经验,将树木年轮密度资料采集划分为树轮样本采集、样本处理、数据获取、数据交叉定年、树轮密度年表研制5个步骤。通过对密度资料采集过程中各个步骤的讨论,希望可以为将来制订规范的树轮密度资料采集技术方法提供参考。     

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。     

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。     

用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取方法与质量控制?

随着稳定同位素分析技术的进步和植物生理学研究的发展,稳定同位素在树轮气候研究中扮演着日益重要的角色。本文总结了用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取与质量控制方法。包括对分析树轮样品的要求、树轮纤维素提取实验流程、树轮同位素的质谱分析方法和稳定碳同位素数据的处理方法等。为树轮稳定同位素实验分析提供参考,便于获得可靠的树轮同位素数据,且能够进行不同实验室之间数据结果的对比,为建立树木年轮同位素网络奠定基础。     

全球变化背景下天山西部雪岭云杉径向生长和水分利用效率对气候要素的响应

全球气候变暖和大气CO2浓度(Ca)急剧上升已成为不争的事实,并对森林生态系统有着深远的影响,全面理解森林生态系统对全球变化的响应至关重要。中亚干旱区特有树种雪岭云杉(Picea schrenkiana Fisch. et Mey)树轮稳定碳同位素(δ13C)和水分利用效率(iWUE)对气候变暖和大气CO2浓度急剧上升的响应缺乏研究。本研究利用天山西部伊犁河流域的雪岭云杉树轮样本,使用树木年代学方法和树轮稳定碳同位素技术,建立树轮宽度年表、稳定碳同位素(δ13C)以及内禀水分利用效率(iWUE)序列,分析了树轮δ13C和iWUE的长期变化特征,探讨了树轮δ13C和iWUE对气候的响应规律以及iWUE与树轮宽度的关系。结果表明,主要的气候因子并没有强烈地限制树木径向生长;夏季平均气温对树轮δ13C分馏有重要影响,iWUE的长期变化受到全球Ca增加和升温趋势影响,但直接影响iWUE年际变化的主要因素是饱和水汽压亏缺(VPD)。全球升温和Ca增加导致了iWUE的持续升高,但并没有导致雪岭云杉树木径向生长的明显增加。     

新疆西北部萨吾尔山西伯利亚落叶松树轮宽度的气候响应特征

树木生长对气候变化的响应研究不仅能为全球变化背景下森林生态系统的响应提供关键参数，也是树轮气候学研究的基础。本文利用位于新疆西北部萨吾尔山南坡的西伯利亚落叶松树木年轮宽度资料，建立了不同海拔高度的4个树轮宽度年表，采用相关分析和冗余分析法分析了树轮年表特征及其对气候的响应特征。结果表明：（1）不同海拔西伯利亚落叶松树轮宽度年表均具有较高的敏感度和一致性，可能包含较为丰富的气候信息。树轮年表参数有较一致的规律性：平均敏感度、标准差和信噪比随海拔高度降低逐渐增大；反映树轮对环境要素响应滞后效应的一阶自相关系数随海拔高度降低而减小。（2）随着海拔高度的降低，树轮宽度年表与生长季温度（5—9月）的正相关逐渐减弱，直至变为负相关；与反映水分状况的气象要素（降水量、相对湿度和水汽压）由不显著相关变为显著正相关（P<0.01）。萨吾尔山南坡海拔2000~2100m是西伯利亚落叶松树轮宽度对气候响应关系发生转折的关键高度。（3）位于下树线区域西伯利亚落叶松树轮宽度受年降水量（上年7月至当年6月）和当年生长季（5—7月）最高气温共同影响，具备开展区域干旱指数重建的潜力。     

天山北坡东部树轮宽度和稳定碳同位素的环境响应分析

在天山北坡东部森林上限采集雪岭云杉样本,建立了树轮宽度年表和稳定碳同位素序列,采用相关函数分析了树轮宽度与木垒气象站温度和降水的关系,发现这一区域的树轮宽度主要受到水分条件的限制,但由于采样点位于森林上限,温度也限制了树木的生长,导致了树轮宽度记录降水信息能力减弱。树木年轮稳定碳同位素序列反映了工业革命以来,由于化石燃料燃烧,大气CO2浓度增加,大气δ13C降低的事实。将树轮δ13C序列进行校正后与木垒月气象资料的相关分析表明,树轮碳同位素序列与温度和降水的关系较为复杂,可能受到多种因素的共同影响。这一区域森林上限的树轮碳同位素并不是反映气候变化的最好指标。     

巴丹吉林沙漠西南缘胡杨(Populus euphratica)径向生长对气候的响应

利用2014年采自巴丹吉林沙漠西南缘的胡杨样本,建立了该地区胡杨树轮年表,选用相关函数法结合高台气象站历年逐月降水和温度(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、平均地温)等主要气候因子,分析巴丹吉林沙漠西南缘胡杨树轮对气候的响应;研究表明,黑泉乡胡杨树轮宽度标准化年表与生长季平均气温相关较好,具有明显的正相关关系。而生长季3-9月的平均气温与胡杨树轮宽度年表的相关高达0.629(P<0.0001),3-9月的平均气温可能是该地区胡杨树木径向生长的主要限制性因子且具有明确的树木生理学意义。     

RECENT TRENDS IN TREE-RING RECORDS FROM HIGH ELEVATION SITES IN THE ANDES OF NORTHERN PATAGONIA

A new set of tree-ring records from the Andes of northern Patagonia, Argentina (41° S) was used to evaluate recent (i.e., last 250 years) regional trends in tree growth at upper treeline. Fifteen tree-ring chronologies from 1200 to 1750 m elevation were developed for Nothofagus pumilio, the dominant subalpine species. Samples were collected along three elevational transects located along the steep west-to-east precipitation gradient from the main Cordillera (mean annual precipitation >4000 mm) to an eastern outlier of the Andes (mean annual precipitation >2000 mm). Ring-width variation in higher elevation tree-ring records from the main Cordillera is mainly related to changes in temperature and precipitation during spring and summer. However, the response to climatic variation is also influenced by local site factors of elevation and exposure. Based on the relationships between Nothofagus growth and climate, we reconstructed changes in snow cover duration in late spring and variations in mean annual temperature since A.D. 1750. Abrupt interannual changes in the mean annual temperature reconstruction are associated with strong to very strong El Niño-Southern Oscillation events. At upper treeline, tree growth since 1977 has been anomalously high. A sharp rise in global average tropospheric temperatures has been recorded since the mid-1970s in response to an enhanced tropical hydrologic cycle due to an increase in temperature of the tropical Pacific. Temperatures in northern Patagonia have been anomalously high throughout the 1980s, which is consistent with positive temperature anomalies in the tropical Pacific and along the western coast of the Americas at c.a. 40° S latitude. Our 250-year temperature reconstruction indicates that although the persistently high temperatures of the 1980s are uncommon during this period, they are not unprecedented. Tropical climatic episodes similar to that observed during the 1980s may have occurred in the recent past under pre-industrial carbon dioxide levels.     

宁夏近百年来的气候变化及突变分析

以宁夏北部地区近百年来的降水量、气温距平资料以及全区各季有仪器观测以来的温度降水资料为基础，利用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法，分析了宁夏近百年来气候变化的阶段性和突变特点。结果表明：近百年来宁夏气候大概经历了五个主要阶段；80年代中期年平均气温及秋冬季平均气温发生改变；60年代左右年降水量发生突变；70年代中后期全区秋季降水量出现突变。     

吉尔吉斯斯坦西天山上下林线树轮对气候的响应差异

利用2012年10月采自吉尔吉斯斯坦西天山chon-kyzyl-suu附近的森林上线和下线两个采样点的雪岭云杉树轮样本,建立了上下线树轮宽度年表,结合近百年CRU（0.5?.5）气温和降水资料,分析该地区森林上下线树轮对气候响应的异同。研究表明,森林上下线树轮年表一致性较好,尤其是窄轮出现年份基本相同;对气温响应方面,森林上线树轮年表与春季尤其是4-5月份平均温度显著负相关;而森林下线树轮年表与夏季尤其是6-7月平均气温显著相关。降水方面,树轮年表与上年7月到当年6月降水相关最好,森林下线年表与上年7月到当年6月的降水量相关系数超过0.61;上线也达到了0.49。与中国境内雪岭云杉对气候响应基本相同,位于吉尔吉斯斯坦的西天山北坡树轮宽度同样对降水的响应更为敏感,尤其在森林下线;降水可能是该地区树木生长的主要限制性因子,降水对森林下线树轮径向生长起决定性作用。空间相关分析表明,树轮年表能较好的代表西天山大部分区域上年7月到当年6月的降水量,尤其是西天山北坡吉尔吉斯斯坦境内。     

Interdecadal modulation of the relationship between ENSO,IPO and precipitation: insights from tree rings in Australia

Australian climate-proxy reconstructions based on tree rings from tropical and subtropical forests have not been achieved so far due to the rarity of species producing anatomically distinct annual growth rings. Our study identifies the Australian Red Cedar (Toona ciliata) as one of the most promising tree species for tree-ring research in Australasia because this species exhibits distinct annual tree rings, a prerequisite for high quality tropical dendroclimatology. Based on these preliminary studies, we were able, for the first time in subtropical and tropical Australia, to develop a statistically robust, precisely dated and annually resolved chronology back to AD1854. We show that the variability in ring widths of T. ciliata is mainly dependent on annual precipitation. The developed proxy data series contains both high- and low-frequency climate signals which can be associated with the El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Interdecadal Pacific Oscillation (IPO). A comparison of different data sets (Brisbane precipitation, tree rings, coral luminescence record from the Great Barrier Reef, ENSO and IPO) revealed non-stationary correlation patterns throughout the twentieth century but little instability between the new tree-ring chronology and Brisbane precipitation.     

Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature

We utilize a variety of climate datasets to examine impacts of two mechanisms on precipitation in the Greater Horn of Africa (GHA) during northern-hemisphere summer. First, surface-pressure gradients draw moist air toward the GHA from the tropical Atlantic Ocean and Congo Basin. Variability of the strength of these gradients strongly influences GHA precipitation totals and accounts for important phenomena such as the 1960s–1980s rainfall decline and devastating 1984 drought. Following the 1980s, precipitation variability became increasingly influenced by the southern tropical Indian Ocean (STIO) region. Within this region, increases in sea-surface temperature, evaporation, and precipitation are linked with increased exports of dry mid-tropospheric air from the STIO region toward the GHA. Convergence of dry air above the GHA reduces local convection and precipitation. It also produces a clockwise circulation response near the ground that reduces moisture transports from the Congo Basin. Because precipitation originating in the Congo Basin has a unique isotopic signature, records of moisture transports from the Congo Basin may be preserved in the isotopic composition of annual tree rings in the Ethiopian Highlands. A negative trend in tree-ring oxygen-18 during the past half century suggests a decline in the proportion of precipitation originating from the Congo Basin. This trend may not be part of a natural cycle that will soon rebound because climate models characterize Indian Ocean warming as a principal signature of greenhouse-gas induced climate change. We therefore expect surface warming in the STIO region to continue to negatively impact GHA precipitation during northern-hemisphere summer.     

民勤西沙窝生态气候变化特征

（１）分析得到勤试验站１３个观测指标中的１４５个统计项中的前６个主成分最大载荷因子的多年变化特征是：年日照时数７０￣８０年代持续下降;年平均气温６０￣８０年代下降;年大风日数呈波浪式上升;年最大风速有增无减;８月降水量相对稳定。当地的气候环境在８０年代中期以前朝良性方向发展,８０年代中期以来进一步恶化。（２）年沙法暴日数的多年变化特征与年日照时数有较大的相似性;年平均最高气温、年平均地温和７月份极     

阿尔泰山中部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用阿尔泰山中部地区3个采样点的树轮宽度资料,建立年表,对比3个树轮宽度标准化年表（STD）相关特征参数及年表与气候的响应,结果表明：大东沟（DDG）年表和二道房子（EDF）年表的平均敏感度和信噪比等参数均较大,表明2个年表含有较丰富的气候信息。2个年表的显著性水平达到0.01的自相关大多在4阶以内,表明气候对阿尔泰山中部树轮宽度生长的影响主要表现在当年及其后的3 a,其＂滞后效应＂较明显。位于阿尔泰山中部森林中下部林缘的大东沟树轮宽度年表（DDG）与上年11月-当年4月的降水量有显著的正相关（r=0.503,p〈0.001）;而位于阿尔泰山中部森林上树线附近的哈依萨萨依树轮宽度年表（HYS）对当年6-7月的月平均最低气温有明显的正相关（r=0.462,p〈0.001）,但同时与当年1月的降水有很好的响应。     

Variation of atmospheric aerosol optical depth and its relationship with climate change in China east of 100°E over the last 50 years

Understanding the role of aerosols in global and regional climate change requires the long-term measurements of aerosol optical properties. We use an indirect method to infer aerosol optical depths (AODs) based on atmospheric visibility and water vapor pressure measured at 504 key climate stations in eastern China (east of 100° E) over 1951–2002. Inferred AODs are compared with the MODIS satellite measurements for year of 2002. Results show that AODs averaged over 1951–2000 exhibit large values in Sichuan Basin and Changjiang River Delta, and there are two belts of high AODs, one from Beijing to South China by the middle reaches of Changjiang River and the other from Beijing to Changjiang Delta. Inferred AODs in eastern China show the lowest value in 1960s, increase dramatically in 1980s, and reach maximum in 1990s. The ratios of the regional and decadal mean AOD in 1950s, 1960s, 1970s, 1980s, and 1990s to that in 1960s are 1.085, 1.0, 1.066, 1.195, and 1.22, respectively. Statistical analysis shows that variations in AODs correlate with the changes in precipitation and air temperature in eastern China over the past 50 years. Correlation coefficients between annual mean AOD and precipitation are 0.39, 0.37, and 0.57 in the upper (Sichuan Basin), middle, and lower reaches of the Changjiang River, respectively. In the Sichuan Basin, the increase in annual mean AOD correlates with the reduction in air temperature with a correlation coefficient of ?0.33 at 95% confidence level.     

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。