新疆阿勒泰中东部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用采自阿勒泰中东部地区8个树轮采点的树轮资料,建立宽度年表,对比这些树轮宽度标准化年表的统计特征,并分析其与气候要素的相关性.结果表明:阿勒泰中东部地区8个采点的标准化年表的平均敏感度都较低,最高的喀拉依里克站南(KLN)为0.194,这与该区海拔较高、降水丰富、土层较厚、坡度较小有关.8个年表显著性水平达到0.01的自相关大多在4阶以内,反映该区树轮宽度生长对气候的响应主要表现在当年及其后的3a,"滞后效应"比较明显.8个树轮宽度标准化年表与布尔津气象站的生长季及其前期的降水多呈正相关.其中,阿勒泰地区中部义河山南(YHN)标准化年表所含的降水信息最为丰富,与布尔津气象站上年7月至当年4月的降水量相关密切,相关系数达0.561;东部的也克卓勒(YKZ)采点树轮宽度生长与布尔津气象站当年1-12月月平均温度相关密切,相关系数达0.557.这两个年表与降水和温度的相关时段具有明确的树木生理学意义.     

阿勒泰西部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用阿勒泰西部地区8个采点的树轮资料,建立宽度年表,对比这些标准化树轮宽度年表的特征参数,并分析其与气候要素的相关性。结果表明：哈拉姆拉年表和贾登峪南年表含有相对较丰富的气候信息。森林上树线附近的哈拉姆拉年袁与该区域当年6__7月的月平均最低气温呈正相关,其相关系数为0．422,显著性水平达0．004 3,而位于森林中下部林缘的贾登峪南年表与该区域上年12月一当年2月的降水量呈正相关,其相关系数为0．523,显著性水平达0．000 2,且二者的相关具有明确的树木生理学意义。     

阿勒泰中部地区树轮宽度年表特征及其对气候的响应

利用采自阿勒泰中部地区6个低海拔(1354-1970m)样点的西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.) 或西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb)样本,建立各采点的树轮宽度指数年表。分析标准化树轮宽度年表的特征参数及对气候的响应表明：1.拜克托别标准化树轮宽度年表包含的气候信息最多,其次是大东沟前标准化树轮宽度年表。2.6个标准化树轮宽度年表与阿勒泰中部地区自建站以来的气象数据进行相关普查发现拜克托别及大东沟前标准化树轮宽度年表与6-8月降水量、4-8月降水日数呈显著正相关,石人东年表与7-8月平均最高气温呈显著负相关。这些相关具有明确的树木生理学意义。     

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。     

阿勒泰柯姆地区树轮宽度年表与灰度年表的建立

通过对比柯姆采点的8个标准化宽度和灰度树轮年表的多项特征参数,表明宽度年表在多项年表特征参数上均大大高于灰度年表。通过相关普查得出,标准化晚材灰度年表与当年7月至8月的降水量的相关系数最高,为0.426,显著性水平达0.001,而标准化早材灰度年表与上年12月至当年2月的月平均温度的相关系数最高,为0.362,显著性水平达0.02,且二者的相关具有明确的树木生理学意义。在0.10的显著性水平上,3个宽度年表均具有14a和3.4a左右的变化准周期,而5个灰度年表均存在2.2～2.4a的变化准周期。     

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。     

阿勒泰地区两种树轮宽度年表气候响应特征

阿尔泰山是树轮气候研究的理想区域,但此前关于阿尔泰山不同海拔高度西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉树轮宽度气候响应差异的对比研究较少。本文利用阿尔泰山上树线西伯利亚落叶松以及森林中下部西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松树轮宽度资料,在建立宽度年表的基础上,分析阿尔泰山南坡不同海拔高度不同树种对气候响应的差异。研究结果表明：①上树线与森林中下部区域树轮宽度生长的气候限制因子不同,上树线落叶松树轮宽度生长的气候限制因子为6月平均温度,森林中下部云杉树轮生长的气候限制因子为年度（上年7月到当年6月）或春季（4-6月）降水量。②森林中下部云杉树轮宽度生长对降水的响应要优于落叶松。③上树线西伯利亚落叶松树轮宽度均与当年6月平均温度显著正相关（P<0.001）,森林中下部西伯利亚落叶松的气候限制因子不明显。     

玛纳斯河流域不同海拔树轮宽度年表特征及其对气候响应的对比分析

利用位于玛纳斯河流域地区不同海拔高度的6个采样点的树木年轮宽度资料,建立其宽度年表,并分别将位于上树线区域的2个年表和下树线区域的3个年表合成,得到森林上树线年表（MNU）和下树线年表（MNL）,将涝坝湾年表作为森林中部年表（MNM）。对比3个树轮宽度标准化年表的特征参数及年表对气候的响应,结果表明：（1）样本总体代表性、平均敏感度、信噪比、第一特征向量百分比随着海拔的升高而递减。（2）高频信息量随着海拔的升高而递减,而低频信息量随着海拔的升高而递增。（3）气温是制约森林上树线年表（MNU）的主要气候限制因子;而对于森林下树线年表（MNL）与森林中部年表（MNM）来说,降水起直接的正向影响作用,气温则发挥间接的反作用,均具有明确的树木生理学意义[1]。     

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。     

天山中部北坡头屯河流域树轮宽度年表特征分析及其与气候要素的相关性初探

利用天山中部北坡头屯河流域8个天山云杉树轮采点的树轮样本,建立树轮宽度指数年表,并分析树轮标准化年表与气候的相关性。结果发现:(1)树轮年表统计特征指示庙尔沟煤矿与三屯河树轮宽度标准化年表可能包含有较多的气候信息;(2)森林上限年表互相关平均系数为最大,森林下部林缘年表互相关平均系数居中,森林上树线附近的小渠子年表与处于下树线附近的庙尔沟煤矿年表间的相关系数最小;(3)位于森林下部林缘年表的连续显著的正自相关系数的阶数少于森林上限的年表,反映该区域森林下部林缘树轮中的气候信息较为清晰,上限年表中的气候信息较为模糊;(4)温度是影响森林上限树轮宽度年表树轮生长的的主要气候限制因子,而降水则是影响森林下部林缘树轮宽度年表树轮生长的主要气候限制因子,区域森林下部林缘年表当年轮宽指数与小渠子气象站上年7月至当年6月的降水呈显著正相关,区域森林上限年表与大西沟气象站当年2—3月的月平均气温呈正相关,这些相关具有明确的树木生理学意义;(5)区域森林上限年表经历了9个轮宽指数偏高时段和9个偏低时段,偏高时段反映当年2—3月的气温偏高,反之指示当年2—3月的气温偏低;区域森林下部林缘年表大致有5个轮宽指数偏高时段和5个偏低时段,偏高时段指示上年7月至当年6月降水偏多,反之表征上年7月至当年的降水偏少。     

额尔齐斯河上游西伯利亚云杉树轮宽度年表特征分析及其对气候的响应

利用采自阿尔泰山南坡额尔齐斯河上游森林6个采样点的低海拔西伯利亚云杉（Picea obovata Ledeb）树轮样本,建立6个树轮宽度指数年表。分析标准化树轮宽度年表的特征参数及对气候的响应发现：（1）可可托海北（KKT）年表包含的气候信息最多,其次是塔里德萨依（TLD）年表。（2）6个标准化年表及区域年表（HEC）与临近的富蕴气象站与生长季及生长季前期的降水呈正相关,与上年7月到当年6月降水量相关最高达0.755,该研究结果与新疆天山山区云杉对气候的响应完全一致。降水是森林下限西伯利亚云杉树轮宽度生长的主要限制因子。（3）海拔相对较高的协特克阔依汗（XTK）和KKT年表除与其它年表具有对降水相同的响应特点外,还与当年8月的平均最低气温呈显著正相关。（4）区域年表树轮宽度指数经历了9个偏高时段和8个偏低时段,揭示了该地区降水的长期变化。     

浑善达克沙地白扦树轮宽度早晚材年表对比分析

利用浑善达克沙地白音敖包采集的白扦树芯样本,使用传统宽度测量手段和图像分析手段建立了研究区域采样点的全轮、早材、晚材宽度年表。对比分析结果表明,研究区域内基于图像分析手段和传统宽度测量手段所获取的全轮宽度数据不存在明显差异。基于图像分析手段建立的全轮、早材及晚材宽度年表之间在全频域、高频域和低频域的相关系数均呈显著正相关,且三种年表在低频变化上比在高频域更为一致。过去142年以来,全轮、早材、晚材宽度年表均具有2个低值阶段和2个高值阶段,且3个年表间的高低值变化阶段基本一致。与当地气象资料的相关分析结果显示,全轮、早材、晚材宽度年表均对气温表现出负相关,对降水变化的响应则不明显。而早材宽度与气温表现出的较高相关系数还说明了基于图像分析手段获取的该种数据具有作为气候代用资料的价值。     

青南高原树轮年表的建立及与气候要素的关系

根据青海南部曲麻莱、治多地区树木年轮样本,建立了青海南部高原(下称青南高原)树木年轮年表序列,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,计算得出该年表对青南高原春季(4～6月)的最高温度和蒸发量的反映更为敏感。并重建了青南高原春季最高温度序列。     

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。     

新疆阿勒泰冰雹灾害气候特征

利用阿勒泰地区8个观测站1954~2010年气候观测资料,应用数理统计方法,分析近57 a的冰雹灾害气候特征,用Mann-Kendall法判断冰雹气候突变得出以下结论:年际变化存在3~5 a震荡周期,总体呈递减趋势;1996年后,冰雹灾害发生频率显著降低,初步分析与气候突变有关。冰雹的季节变化特征显著,夏季频次高,秋季次之,冬季最少。冰雹灾害持续时间一般维持在10 min左右,其中持续时间5 min的占总次数61.2%,持续时间10 min的占89.3%,持续时间30 min占1.5%。落区分布规律:吉木乃、阿勒泰、青河居多,其他县市较少,福海最少。冰雹与地形、海拔高度关系密切,随海拔高度升高,冰雹日数呈对数关系增长。依据信息扩散理论方法,对冰雹危险性区划显示,阿勒泰地区西部沿布尔津—吉木乃一线梯度最大,北部、东部沿山一带危险性大,中部、南部的两河流域风险较小。     

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。     

中国西天山不同海拔雪岭云杉树轮宽度年表特征及其气候响应特征

利用西天山伊犁河谷新源林场卡勒克玛林区5个采样点(KL1～KL5)的雪岭云杉树轮样芯,建立宽度年表,并分析树木年轮标准化年表与气候的相关性,以及这种相关性随海拔梯度的变化情况。结果表明：(1)样本对总体的代表性都很好,KL3的各项指标在5个标准化年表中最高,包含的气候信息最多、受到气候的影响最明显;(2)除KL5与新源站当年4月的降水正相关不显著外,其余标准化年表均与新源上年及当年4月降水显著正相关,且较高海拔的KL1～KL3与当年4月降水的相关性较上年4月更密切,较低海拔的KL4～KL5则相反;(3)各标准化年表与新源站上年4月～上年10月以及当年9月的平均温度和平均最高温度为负相关,而与上年12月的温度要素均为正相关;（4）各采样点树木径向生长受气候的“滞后性”影响明显,林缘上部的采样点（KL1、KL2）树木径向生长受到温度的制约作用较降水更明显,林缘中下部（KL3～KL5）则相反。     

阿尔泰山区两种树轮宽度年表气候响应特征

阿尔泰山是树轮气候研究的理想区域,但此前关于阿尔泰山不同海拔高度西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉树轮宽度气候响应差异的对比研究较少。本文利用阿尔泰山上树线西伯利亚落叶松以及森林中下部西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松树轮宽度资料,在建立宽度年表的基础上,分析阿尔泰山南坡不同海拔高度不同树种对气候响应的差异。研究结果表明:1上树线与森林中下部区域树轮宽度生长的气候限制因子不同,上树线落叶松树轮宽度生长的气候限制因子为6月平均温度,森林中下部云杉树轮生长的气候限制因子为年度(上年7月到当年6月)或春季(4—6月)降水量。2森林中下部云杉树轮宽度生长对降水的响应要优于落叶松。3上树线西伯利亚落叶松树轮宽度均与当年6月平均温度显著正相关(P0.001),森林中下部西伯利亚落叶松的气候限制因子不明显。     

阿尔泰山南坡1821-2014年树轮汞浓度变化及其对气候的响应

研究汞的历史环境水平,对于认识人为汞的再排放和评估汞污染治理的有效性有重要意义。然而全球大气汞的监测站点和监测数据有限,因此需要利用代用资料来表征大气汞的长期变化。树木年轮是记录大气汞变化趋势的潜在优质档案。本研究建立了阿尔泰山南坡青河地区1821-2014年的树轮汞浓度变化序列,分析了气候对树轮汞浓度的影响,并从全球和区域角度探讨了汞浓度变化的原因。结果表明：1821—2014年青河地区平均树轮汞浓度为1.36±0.28 ng·g-1。相关分析显示树轮汞浓度变化与年平均最低气温（r=0.268, p<0.05, n=57）和平均水汽压（r=0.326, p<0.05, n=57）呈显著正相关,与平均2分钟风速呈显著负相关（r=-0.356, p<0.01, n=57）,表明气候可能会影响树木年轮中汞的积累。1820s—1980s树轮汞浓度呈缓慢上升趋势,在此期间出现1850s—1860s中后期和1980s中后期两个峰值。1990s—2000s初期树轮汞浓度相对平稳。自2000s中后期,树轮汞浓度逐渐下降,可能与各国相继实施空气污染控制法规有关。     

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。