树木年轮研究的扫描图像分析方法及其在环境演变中的应用

本文主要探讨用普通扫描仪作为获取树轮信息手段的有效途径,以及研究将图像分析和数字处理技术应用于树木年轮学的方法。通过对树轮图像的分布特征和噪声变化规律的统计分析,本文设计出一套图像分割、信息提取算法和相应的处理程序。从实际的应用效果以及与其它树轮研究方法所作的对比分析结果表明,这种扫描图像处理方法不仅可行,而且高效、准确,拓宽了树木年轮学方法在环境演变研究中的应用途径。     

利用树轮资料重建河流径流量研究进展

利用树轮资料重建河流径流量是树木年轮学研究的一个重要方向。在理解树轮水文学科学概念的基础上,介绍了利用树轮资料重建河流径流量的研究方法,综述了国际上利用树轮资料重建径流量的研究进展。从研究区域、思路与方法、应用领域等3个方面详细综述了中国利用树轮资料重建河流径流量的研究进展,概述了研究存在的问题及未来的展望。结论表明,利用树轮资料重建长尺度的径流序列,能更好地满足江河流域水资源统一管理和规划的需要,能为水资源管理提供丰富的基础资料。     

树轮气候学中树木年轮密度分析方法的研究进展

树木年轮密度（树轮密度）分析作为树轮气候学的一种研究方法,能够提取更准确的环境信息,应用范围更广,在过去环境变化研究中受到越来越广泛的重视。讨论了树轮密度测量技术与树轮密度分析方法在过去气候变化研究中的发展历程及最新研究成果,认为X射线分析法仍然是目前被广泛采用的树轮密度分析手段,基于树轮密度数据的过去温度变化重建仍是树轮密度研究的主要方向。相关研究表明：森林上限和高纬度地区树木年轮的最大晚材密度对夏季温度变化非常敏感,可以用来重建过去几百年、乃至千年的不同空间尺度的温度变化;树轮早材密度或最小早材密度对降水量的响应比较显著,但目前主要集中于重建区域小尺度的降水量变化方面。另外,树轮密度分析结果还可以用来研究某些气候要素分量的变化（季节变化、气候事件爆发的早晚和持续时间等）、区域气候变化的影响因子以及海气动力机制、气压异常等。     

树轮地貌学重建滑坡事件研究进展

树轮地貌学以其定年准确、分辨率高和时间跨度长等特点在地表过程的研究中具有极其重要的作用。树木年轮可以作为一个可靠的工具来获得滑坡过去活动的历史证据,进而解释现在正在发生的并窥探滑坡的变形信息。本文对国内外树轮地貌学方法在滑坡事件研究中的现状和取得的成果进行总结,重点阐释了树轮地貌学的原理和树轮地貌学重建滑坡活动迹象与时空分布的研究进展,并讨论了该方法存在的不足,展望了我国利用树轮地貌学开展滑坡事件研究的前景。     

树木年轮稳定同位素分析样品前处理方法探讨

树木年轮稳定碳氧氢同位素(δ13C、δ18O和δD)作为树轮气候学、树轮生态学研究的一种重要信息,随同位素分析技术的发展得到广泛应用.在利用树轮同位素指标进行古气候、古环境研究中,对原木样品进行纯化得到α-纤维素及硝化纤维是一项耗时、耗力且又必须进行的前处理步骤.总结了目前国内外多种纤维素和硝化纤维提取的实验流程,综述了树轮同位素样品分析制备的提取流程,并提出了本研究组的纤维提取试验流程,讨论了该方法的可行性及存在的问题.建议实验室在利用树轮同位素指标进行古气候和全球变化生态学研究时,应关注树木年轮同位素样品制备流程差异对最终获取的同位素比率的影响,以消除不同实验流程造成的实验结果上的差异,为树轮同位素指标大范围空间指标比较提供基础.     

太白山树木年轮宽度资料对过去生态气候要素的重建

采用太白山高山林线附近的太白落叶松树木年轮资料,按照树木年轮学要求和方法进行前期处理、交叉定年,建立树轮宽度指数序列.基于气候要素影响当年和次年树木生长的原理,利用多元回归技术探讨了树轮宽度指数与生态气候要素--温暖指数之间的相关关系,重建了太白山地区近3∞年的温暖指数.结果表明:1745～1765年、1845～1855年、1880～1900年以及1905～1915年为几个较为明显的冷期;1725～1745年、1765～1775年、1800～1810年、1865～1875年和1890～1905年相对而言属暖期.太白山地区气候的冷暖变化有大约30～40年的变化周期.将本项研究结果与国外相关研究对比还说明,太白山地区的气候变化可能具有一定的全球性特征.     

年龄气候学和年代学基本原理及其在过去全球变化研究中的应用

本文阐述了年轮气候学和年代学基本原理及其在过去全球变化研究中的应用，指出了树轮研究中应注意的问题。     

亚洲树轮稳定氧同位素研究进展

树轮稳定氧同位素作为一种高精度的古气候代用指标,在亚洲地区的发展起步晚进步快。树轮稳定氧同位素比率（δ¹⁸O）对区域气候信息有较强的记录能力,且与水汽循环关系密切,对于理解复杂的亚洲气候起着重要作用。亚洲地区树轮δ¹⁸O对温度的响应主要出现在高纬度地区,中低纬度树轮δ¹⁸O主要记录与水分（降水、相对湿度、PDSI等）有关的信号。对亚洲地区已发表的树轮δ¹⁸O与气候要素（温度、降水、相对湿度）的相关分析显著性统计显示,生长季气候对树轮δ¹⁸O至关重要,树轮δ¹⁸O 与温度的显著相关关系呈正相关,与降水和相对湿度的呈负相关,温度和降水通过降水δ¹⁸O影响树轮δ¹⁸O,但各自的信号强度存在区域差异,而相对湿度信号则广泛记录在不同区域不同树种之中。亚洲树轮稳定氧同位素研究集中于中低纬度地区,因而对大气水文循环的响应主要侧重于对亚洲夏季风和ENSO的研究,对季风降水的记录反映了季风活动的变化特征以及与之有关的环流信息;季节分辨率的树轮稳定氧同位素研究限于低纬热带亚热带区域,但对于理解区域气候和季风活动的年内变化、挖掘年轮不清晰树种的树轮学研究潜力具有重要的意义。     

树木年轮学在环境变化研究中的应用

由于树木在其生长的过程中,需要从环境中吸收养分和能量并且从环境中汲取各种化学元素到每年的生长层(即年轮)中,所以树木年轮与它们的生长环境是密切相关的。树木年轮可以提供树轮生长的环境要素信息,其应用领域也日益扩大。文章综述了树木年轮长年表的建立以及在气候变化、环境污染等方面的若干应用,并且概述了树木年轮研究方法的进展。     

树轮气候学研究的若干进展

树轮气候学研究的若干进展刘广深，魏建云（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词年轮密度，气候信息，环境事件全球变化和环境变迁研究的需要，使树轮研究工作越来越受重视。近年来，在技术方法、取样范围、研究对象、研究内容、研究的组织网络等方面都取...     

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。     

GRL:季风失约导致美国西南部长期干旱

2013年3月11日,Geophysical Research Letters(GRL)期刊在线发表题为《利用树轮晚材重建北美季风降水》(North American monsoon precipitation reconstructed from tree-ring latewood)一文。研究人员在美国西南部季风区采集了53个不同地点的50～100棵树木的树轮样品,并着重对比两个不同树种的树轮样品的年轮宽度。这是科研人员首次在美国西南部大范围的季风盛行区域采用树轮对气候进行详细研究。     

树川纤维素中氧同位素温度意义

树轮作为自然档案内的一种,其同位素研究是较为新颖的领域。文章比较系统地从树轮纤维素的提取,氧的来源,植物体内氧的分馏、与温度变化的关系等４个方面评述了树轮纤维素氧同位素组成的气候学意义。已有的研究结果表明,树轮纤维素氧同位素组成的变化是温度变化的良好载体,但在定量恢复古温度变化时遇到了不少限制。有待于进一步完善分馏模型。     

树轮纤维素中氧同位素温度意义

树轮作为自然档案中的一种, 其同位素研究是较为新颖的领域文章比较系统地从树轮纤维素的提取、氧的来源、植物体内氧的分馏、与温度变化的关系等４ 个方面评述了树轮纤维素氧同位素组成的气候学意义已有的研究结果表明, 树轮纤维素氧同位素组成的变化是温度变化的良好载体, 但在定量恢复古温度变化时遇到了不少限制, 有待于进一步完善分馏模型     

青海湖布哈河流域树轮宽度指数与NDVI植被指数的关系

利用来自青海湖流域乌兰和天峻的树轮指数和1982-2003年逐月标准化植被指数(NDVI)数据及气候数据, 在分析树轮指数及草地NDVI与气候因子关系的基础上, 探讨了树轮宽度指数序列与青海湖布哈河流域草地NDVI之间的关系.结果表明: 树轮宽度指数及草地NDVI主要受6-8月份的水热条件的影响, 温度与同期树轮宽度指数及草地NDVI具有较高的正相关, 而降水的影响存在滞后性.树木年轮指数序列与6-8月草地NDVI有显著的相关关系, 与8月份的NDVI相关性最强.树轮指数与草地NDVI间的显著相关性为研究该地区草地过去的动态变化提供了基础, 利用乌兰和天峻的两条树轮指数重建了8月份NDVI的千年变化.     

秦岭镇安和佛坪地区树轮宽度年表的建立

本文采用树木年轮气候学方法,建立我国秦岭南坡镇安和佛坪地区树木年轮宽度年表。采样地点主要集中在陕西省镇安县鹰嘴崖、木王坪以及佛坪县光头山、三个包等5个地点(表1),采样年份为1993年,共采集70余株树的150余个树轮样本,树种包括秦岭冷杉(AbieschensiensisVanTiegh)和铁杉(TsugachinensisBeisen),采样高度在2200～2850m之间,树木生长较少受到人为活动干扰。     

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     

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...     

树轮稳定碳同位素组成序列与降水变化

以长白山红松年轮为气候环境变化的生物记录体，通过分析树轮纤维素的稳定碳同位素组成，从树轮稳定碳同位素组成序列中提取生长环境的降水变化信息。研究结果揭示：树轮稳定碳同位素组成序列与东北地区平均年降水量具有基本平行的变化趋势；在长白山乃至东北地区，降水量沿着自身变化趋势是明显的准22年周期性波动。     

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.