柴达木盆地东缘祁连圆柏轮宽序列标准化

Standardization is one of the important procedures in dendroclimatology. We used abundant Qilian juniper （Sabina przewalskii Kom.） tree-ring samples from the eastern margin of the Qaidam Basin to develop a new standardization method, i.e. total growth curve （TGC）. The samples that contained the complete pith and reached to the growing culmination around the 40th-60th year were used to fit TGC, and the generalized negative exponential function was used to fit the curve. Usually, most cores cannot reach the arboreal pith for some reasons and it is difficult to determine the arboreal cambial age. The empirical model of initial radial growth （IRG） was employed to estimate the number of rings missing from the pith by the same data and IRG model explained 90.9% of the variance. When developing the chronology, the cambial ages of cores that contained the complete pith were regarded as beginning from the first year and others were determined by the numbers of missing and included rings in the core. Standardization was accomplished by dividing each tree-ring series by corresponding TGC. The chronologies developed by TGC can retain more low-frequency variational information and TGC helps to develop more reliable tree-ring width chronology.     

青海沙利克山祁连圆柏千年树轮宽度序列的变化特征

利用功率谱、奇异谱和小波分析等方法对在青海沙利克山建立的两条祁连圆柏 (Sabi naprzewalskiiKom )千年树轮宽度序列进行了变化特征的分析 ,发现在低频变化上都存在2 0 0年的最显著周期和百年左右的显著周期 ;各种周期存在不同的演变特征 ,2 0 0年周期在15～ 17世纪最为盛行 ,百年左右的周期变化自 18世纪初以来较为突出。 15世纪下半叶是轮宽序列千年来最突出的低值期 ,它主要体现了 2 0 0年周期的变化 ,而 2 0世纪后期的高值区则主要是百年左右周期变化的作用。轮宽序列的低频变化与太阳活动的长期变化之间存在较好的对应关系 ,说明祁连圆柏年轮宽度序列所指示的气候低频变化可能受太阳活动的影响。     

祁连山中部祁连圆柏生长与更新方式的树轮记录

选择祁连山中部50m×15m的祁连圆柏样方进行树轮生态学取样与分析。分析结果表明,样方内大部分祁连圆柏的树龄小于250年,最近几年有大量幼苗萌生。祁连圆柏的径生长方式各有异同,大部分祁连圆柏在生长过程中出现1次以上生长释放事件,1970¹980年间出现生长释放的频率最高,占总释放次数的35%,轮宽年表也显示祁连圆柏的轮宽指数自1970s以来持续上升。另外,相关分析结果表明,温度是影响采样点区域祁连圆柏径向生长的主要环境因子,较高的温度有利于树木生长,6、7月份的降水也与树木径向生长呈显著正相关。在全球变暖的背景下,如果能积极开展植树造林,并有效控制人类活动的干扰,该区域祁连圆柏林更新状况将会显著改观。     

柴达木东缘山地千年祁连圆柏年轮定年分析

针对中国干旱区生长的树木缺失轮和伪轮多等具体情况,及常规树轮定年方法应用于中国干旱地区时所遇到的问题,本文以柴达木盆地东缘山地上生长的千年祁连圆柏树轮定年工作为例,详细探讨了在中国干旱地区建立树轮定年年表的方法体系及技术路线,对常规的工作方法提出新的改进。这包括：采样中要采集不同树龄、不同小生境且大复本量的样本;交叉定年工作要按一定的工作程序;安放缺失轮时要同时考虑窄轮和宽轮变化的一致性;用多种方法对定年和轮宽量测值进行检验等。这些方法的具体应用有助于在中国干旱地区建立定年准确、千年尺度的树轮年表。     

祁连山中段树木年轮低频气候信息提取方法探讨

对现有的区域曲线标准化方法（RCS）进行改进,提出区域生长曲线标准化方法(Regional Growth Curve Standardization, RGCS),以尽多保留树轮序列中的低频气候信息。利用祁连山中段的树轮样本,分别建立了STD、RCS和RGCS年表,并将RGCS年表与STD、RCS年表进行对比分析。结果表明：RGCS年表保留低频信息能力最强,RCS年表次之,STD年表则相对较弱,且RGCS年表有着更好的对温度信号的响应能力。     

阿尼玛卿山地祁连圆柏径向生长对气候的响应

通过对阿尼玛卿山地5 个坡面20 个祁连圆柏树轮宽度标准年表的分析, 发现公共区间内各树木年轮宽度标准年表中的信噪比SNR 和样本总解释量EPS 值都较高, 说明年表中都含有较强的环境信息; 树轮宽度年表之间的平均相关为0.35 (大多达到95%的置信程度), 具有较好的区域一致性。聚类分析使树木年轮宽度年表分成东、西两大部分, 而年表的第一主分量显示出: 西部树轮的指数序列明显长于东部即树木生长有自西向东扩展的趋势, 并且东、西区域树木生长变化的特征年变化具有同步性。东、西树轮宽度年表中第一主分量和第二主分量与气候因子的相关和响应都表现出一定的相似性, 但第二主分量对气候因子响应的差异性更显著。西部树木生长PCI 的主要限制因子是温度, 尤其当年春末夏初及前一年秋季温度影响最大, 同样降水也起着重要的作用, 西部树木生长PC2 的主要限制因子是降水量; 而东部树木生长PC1 主要受降水的制约, 第二主分量PC2 的响应分析显示出气候的滞后影响(树木前期生长) 是非常重要的限制因子。     

树木年轮轮宽年表建立方法研究进展

树木年轮以其高分辨率、准确定年、样本广泛分布且可定量等优点,在全球变化特别是气候变化研究中广泛运用。去除以生长趋势为主的噪音,建立包含所需气候信息的轮宽年表是开展树木年轮气候学研究的关键。基于轮宽年表建立理论和树木径向生长概念模型,本文综述了轮宽年表建立过程中生长趋势拟合、指数化和均值化3个阶段的主要理论方法的研究进展;并详细介绍了最为关键的生长趋势拟合方法中,目前较为传统的曲线拟合类方法,和近20年来为克服曲线拟合类方法低频信息保留问题而受到关注和发展的区域曲线类方法;认为如何准确提取轮宽低频气候信息,将是树木年轮轮宽年表建立的主要发展趋势。     

祁连山东部188 a上年8月至当年6月降水量的树轮重建

 通过在祁连山东部互助地区采集的油松样本,建立标准树轮（STD）年表,重建该地区近188 a上年8月到当年6月的降水,解释方差为48.8%。根据重建结果,历史上的湿润时期有1850s—1860s、1930s末—1950s、1970s—1990s以及2000s;干旱时期有1830s—1840s、1900s、1920s,其中1920s的干旱在北方大范围内普遍存在。根据本文重建结果与周围地区降水和PDSI重建比较,发现该地区降水变化与贺兰山地区干湿变化最为相近,尤其是1940s以前,在1940s之后与青海省德令哈和祁连山中西部地区的重建结果更为相似。因此推测,祁连山东部地区在1940s前后受不同的气候类型主导。     

柴达木盆地40多年来的气候变化研究

 分析青海省柴达木盆地1961—2002年气象观测资料得出,年度和四季的气温、降水和地表蒸发的气候变化倾向率均为正值。尤其是近10多年来,柴达木盆地气温升高、降水增多、地表蒸发增加,这些气象要素都有利于气候向暖湿方向发展,但考虑到柴达木盆地的降水总量有限（平均每日降水不足0.3 mm）,而地表蒸发总量又与降水总量比较接近,因此,从气象要素的历史变化和季节分布特征看,柴达木盆地的整体环境状况仍处于比较差的阶段。     

使用微树芯方法监测树木径向生长变化的研究综述

在全球气候变化背景下,明确评估树木生长对气候变化的响应机制,包括年际、年内径向生长变化及其物候现象,是深刻了解现在森林生态系统中树木生长状况及精准模拟其未来生长态势所必须的前提条件。另外,研究年内树木径向生长与气候因子的关系将会更加丰富当前从传统树轮气候学或树轮生态学研究中所得到的认识。然而,目前在高分辨率水平上（年内）直接观测树木径向生长变化对气候因子响应过程的方法或手段仍然有限。其中,微树芯方法以其独特的优势而得到了广泛的应用,尤其是在欧洲及北美加拿大地区,但在热带及亚洲的研究还相对较少。涉及内容除其最直接的监测树木径向生长变化外,也开展了不同方面的对比研究,如分析年龄效应、海拔效应、健康状况等对树木生长的影响。此外,研究者也在部分区域尝试了控制对比试验,如探讨了人为增温/冷却、干旱胁迫、森林抚育间伐措施是如何影响树木径向生长变化的。本文就以上各方面进行了详细评述。     

Standardization of Qilian Juniper ring-width series in the eastern margin of the Qaidam Basin

Standardization is one of the important procedures in dendroclimatology. We used abundant Qilian juniper (Sabina przewalskii Kom.) tree-ring samples from the eastern margin of the Qaidam Basin to develop a new standardization method, i.e. total growth curve (TGC). The samples that contained the complete pith and reached to the growing culmination around the 40th–60th year were used to fit TGC, and the generalized negative exponential function was used to fit the curve. Usually, most cores cannot reach the arboreal pith for some reasons and it is difficult to determine the arboreal cambial age. The empirical model of initial radial growth (IRG) was employed to estimate the number of rings missing from the pith by the same data and IRG model explained 90.9% of the variance. When developing the chronology, the cambial ages of cores that contained the complete pith were regarded as beginning from the first year and others were determined by the numbers of missing and included rings in the core. Standardization was accomplished by dividing each tree-ring series by corresponding TGC. The chronologies developed by TGC can retain more low-frequency variational infor-mation and TGC helps to develop more reliable tree-ring width chronology.     

树木年轮指示的柴达木东北缘近千年夏季气温变化

依据采自青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木东北缘1961~2001年夏季(6~8)平均气温资料序列之间较好的同期相关特征,重建了柴达木东北缘夏季(6~8)平均气温千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验,证明重建序列可信。通过分析发现,在重建的1098年中,有7个主要的冷期和6个主要的暖期,重建的气温序列存在15个主要突变时段。周期分析表明柴达木东北缘夏季气温存在46、52、61、73、91、183年和366年左右的长周期以及6.8年和2~3年的短周期。     

5 000 a来柴达木盆地东南缘风成沉积记录的冬季风演化

 通过柴达木盆地东南缘下西台剖面风成沉积粒度组成、元素含量等指标的分析,重建了该区5 000 a来冬季风的演化历史。其可划分为4个阶段：5 300~4 300 a BP和2 900~930 a BP时期冬季风较弱;4 300~2 900 a BP和930 a BP以来冬季风较强。同时,该记录揭示了两次气候突变事件： 3 960~3 720 a BP,冬季风急剧减弱;而1 700~1 400 a BP冬季风增强。重建结果与其他记录具有很好的可比性。在千年尺度上,下西台剖面所记录的冬季风演化与格陵兰冰芯的粉尘记录存在一定的联系,意味着源区近地面风场的变化在全球粉尘循环过程中起着重要的作用。柴达木盆地可能为东亚粉尘远程输送的主要源区之一。     

柴达木盆地风沙地貌区风况特征

利用自动气象观测仪所记录的1年风速数据,计算并分析了柴达木盆地风速、风向及输沙势等风况特征的时空变化。结果表明:该区风速最大值出现在春季,最小值出现在冬季,季节变化明显,且在空间上表现为自西北向东南递增的趋势;起沙风风向以NW、WNW为主,主风向和次风向的组合在空间分布上存在明显不同,风况与沙丘类型比较吻合;常年以稳定的西北气流为主,东南气流所占比重小,仅出现在夏季;柴达木盆地整体属于中风能环境,一年中风沙活动最强烈的季节为春季,风沙活动强度由西北向东南逐渐增强。     

中生代之前柴达木的演化研究

现今柴达木盆地的形成,中生代以来的构造运动起到了关键性作用,但是柴达木地块在中生代以前的演化也具有重要的意义。基于前人的研究,系统论述了柴达木在中生代以前的发展演化。柴达木盆地存在一个统一的前震旦系克拉通基底,基底存在双重结构,包括元古宙结晶基底和古生代褶皱基底。柴盆周边古老山体出露有下元古界区域热变质作用形成的达肯大坂群和金水口群,以及中上元古界的小庙群、冰沟群和丘吉东沟群。柴盆基底多登—小柴旦一线可能存在一个东西向的"中央断裂带",断裂带西北部的基底塑型强、埋深大,新生界地层发育;而东南部基底具刚性,埋深较浅,第三系不发育,地表主要为第四系盖层。自显生宙以来柴达木的演化,是与新元古代联合古陆的裂解,再到二叠纪中期北半球劳亚古陆形成的大地构造演化背景一致的;寒武纪时,柴达木地块还处于南半球低纬度,后逐渐向北漂移,至二叠纪时已位于北纬12.7°。关于柴达木盆地的形成,特别是中生代后逐渐演化为现今盆—山模式,主要是受到周边断裂带的控制,即柴北缘断裂带、东昆仑断裂带和阿尔金断裂带。因此,柴达木地块的演化,是在与周边地块不断适应、调整过程中实现的。     

柴达木盆地耕地荒漠化及其防治

在阐述柴达木盆地耕地面临的荒漠化(沙漠化和盐渍化)问题及分析其自然和人文原因的基础上,提出了耕地荒漠化防治应该坚持的基本观点以及主要技术措施。认为耕地沙漠化防治的关键是处理好耕地与其生态环境之间的关系,以生物技术措施为主,最终建立完善的耕地防风固沙林草体系;耕地盐渍化防治的关键是处理好耕地与水资源之间的关系,以水利工程措施为主,利用区域治理模式降低土壤含盐量及地下水位。