祁连山东部祁连圆柏(Sabina przewalskii)径向生长动态及其对环境因子的响应

树木年内径向生长动态监测对理解树轮-气候响应的生理机制具有重要意义。本文利用树木径向生长测量仪(Dendrometer)对祁连山东部吐鲁沟国家森林公园内3棵祁连圆柏生长季径向生长进行监测。监测结果发现祁连圆柏树干径向变化呈日周期波动, 上午07:00~08:00膨胀到最大值, 而在下午16:00~17:00收缩至最小值。监测显示的祁连圆柏主要生长时期为5月初到7月上旬, 与早材细胞形成时期一致, 在5月底到6月初达到最大生长速率。通过周期法提取日径向增长量(SRI), 并与不同阶段气象因子进行相关分析, 发现SRI与收缩阶段气象条件没有显著关系, 而与膨胀阶段和增长阶段气象因子显著相关, 说明16:00~17:00至07:00~08:00气象条件对径向生长的重要作用。SRI与降水量和相对湿度显著正相关, 与水汽压亏缺(VPD)显著负相关, 表明本地区祁连圆柏生长受到水分条件限制。相关分析还表明, SRI与平均气温和最低气温负相关。多元线性模型分析显示, 相对整个周期, 膨胀阶段和增长阶段气象数据能解释更多的径向生长变化, 解释量高达87.1%。     

祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明：祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关（P<0.001）,东部树轮宽度年表与前一年9月和当年5月scPDSI显著正相关,表明中部LCH区域青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制;东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高（P<0.001）,中东部树木生长受高温引起的干旱胁迫增强;20世纪90年代以后,由于中部降水增加而东部降水变化不明显,中部树木生长干旱压力得到缓解,东部森林受干旱的限制作用增强。此外,中东部青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致,未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。     

贺兰山油松生长的气候响应机制初步探讨

应用VaganovShashkin模型对贺兰山油松的生长变化作了拟合,发现4～8月的降水量大小决定了该年树木生长的宽度变化,另外,除5月外的1～8月份温度和树木生长的负相关是因为较高的温度不利于土壤中水分的保持,间接地导致树木生长的减慢。VS模型在贺兰山地区取得了良好的拟合效果,更为符合树木生长的生理学意义。通过拟合序列和3个采样点树轮宽度序列的对比发现,拟合序列代表着一个较大范围树轮宽窄的变化。坡向对树木生长的影响较大,甚至超过了海拔高度和距离的影响,故建议树木年轮气候学采样应沿着同一坡向采样。     

油松年轮记录的河北围场公元1884年以来5～6月平均温度

相关函数分析表明,河北围场的油松年轮宽度指数与 5～6月平均温度显著相关,在此基础上,设计转换方程,重建了该地区1884年至2002年当年5月至6月的平均温度,重建序列的方差解释量达到43.7%(调整自由度后为41.3%)。重建温度序列表明,温度低于多年(1884～2002年)平均温度的时段主要有 1897～1901年、1913～1923年、1949～1978年和 1992～1995年; 高于多年平均温度的时段主要有 1884～1896年、1902～1912年、1924～1942年和 1979～1992年。重建的温度序列具有较大的区域代表性,它与陕西南五台 5～7月温度显著相关,年际尺度上相关系数为r＝0.18(N＝119,p<0.05),它也与由历史文献记录划分的大同北京二地旱涝指数及亚洲太平洋年代际涛动指数(PDO)均显著相关,表明重建序列在一定程度上反映了大范围的气候变化状况。     

天山中段树木生长对气候垂直梯度的响应*

文章通过天山中段垂直梯度上多个台站的气候资料,系统分析了不同海拔高度气候变化的时空差异性,以此作为与轮宽资料进行相关分析的基础。进一步利用气候条件较为一致的天山中段鹿角湾、乌鲁木齐河源山区和天池等地森林上限附近树木年轮宽度变化资料,结合前人在这一地区森林内部和森林下限所做的研究,探讨了天山中段树木生长对气候垂直梯度的响应。结果表明,天山山区最大降水高度有明显的季节变化,从而导致气候因子对树木生长影响的复杂性。除了海拔最高的采样点天池(TC)外,其他采样点均与上年8~9月降水总量正相关,与上年7~8月平均温度负相关,与当年4~5月降水总量正相关。而在海拔最高、高山林线附近的采样点与当年2月均温显著正相关,与当年5月气温显著负相关。可以认为,在研究区树木生长主要受到上年7~8月由高温引起的干旱和当年4~5月由降水不足导致的干旱的影响。在接近气候林线处,低温的限制作用才表现出来。     

重庆缙云山不同年龄马尾松径向生长对气候变化的响应

为探究气候变化背景下不同年龄马尾松(Pinus massoniana)生长规律及其对气候变化的响应, 本研究以缙云山不同年龄马尾松为分析对象, 运用树木年代学原理及方法, 建立小龄树(1971~2020年)和大龄树(1940~2020年)马尾松树轮宽度年表, 并计算胸径处断面积生长量(BAI); 分析近40年来不同年龄马尾松生长变化状况及树轮宽度年表与气象因子之间的关系。结果表明: 气候变暖背景下, 不同年龄马尾松生长均受到一定阻碍, 1983~2013年间, 大、小龄树BAI显著下降。与1980~2020年间气候因子的相关分析表明, 两龄级马尾松生长均受到第二次高生长期温度的影响, 具体表现为与当年9月平均最高温, 上年及当年9月平均温呈显著负相关; 小龄树马尾松生长还受限于生长季降水条件, 对降水更敏感; 表现为与当年第二次高生长期(9~10月)、上年5月、10月及当年10月降水呈显著正相关。研究结果为未来气候变暖背景下马尾松林的合理经营与管理提供了一定的理论依据。

     

祁连山东南缘第四纪以来的隆升作用及动力学分析

祁连山东南缘隆升是来自印度板块挤压的远程效应与该区周边地块的存在及其活动的相互制约作用而产生的挤压隆升、伸展隆升和左旋走滑隆升共同作用的结果.标志性构造及主应力分析表明, 自早更新世以来, 隆升动力机制不断发生转换, 在早更新世早期以北东-南西向挤压为主, 中更新世早期至全新世早期以北东-南西向拉张、近东-西向的拉张为主, 全新世晚期以北西-南东向左旋扭动为主.根据湟水河阶地有关数据估算出的不同时段河谷下切速率为: 1.4 1× 103 ~ 36.4ka间平均速率较慢(0.11mm/a), 36.4ka至今较快(1.5 4mm/a), 其中10.5~ 3ka间最快(2.2 7~ 2.80mm/a), 显示该区自1.4 1Ma至今构造隆升具有越来越强烈的变化趋势.      

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.     

西北干旱半干旱区春小麦生长对气候变暖响应的区域差异

对分别位于西北特干旱、干旱、半干旱3种主要气候类型区的敦煌、武威（1981—2005年）、定西3个农业气象观测站(1986—2005）年的气候变化对春小麦各个物候期及其产量的影响进行分析，结果显示：不同台站的气候变化模式在时间和空间上都不同，武威和定西的气温增加而降水量减少，气候均呈现暖干化趋势，但前者的变化量大于后者。所不同的是敦煌站的气温和降水量都呈增加趋势。相关分析结果，一方面显示了在不同的气候类型区，影响春小麦生长的主导因子不同，影响敦煌、武威、定西3站春小麦生长期天数和产量的主导气象因子分别为≥0℃积温、日均温、降水量。另一方面也显示了同一气象因子对不同地区作物的影响程度、强度和方向都不同，日均温的增加对不同地区春小麦生长期的负效应表现为武威＞敦煌＞定西；≥0℃积温对春小麦生长期和产量的正效应表现为敦煌＞定西，对武威春小麦的生长期有正影响，而对产量有负影响；降水量对半干旱雨养农业区定西春小麦生长期和产量的正影响最大且极为显著（P＜0.01）；日照时数对不同地区春小麦整个生长期和产量的正影响敦煌＞定西＞武威。气候变化最终导致敦煌站春小麦的产量以8.8 g/（m2·a）的速率显著增加，武威、定西受气候暖干化的影响，春小麦产量分别下降0.3 g/（m2·a）、5.5 g/（m2·a）。造成这些差异的主要原因可能是各地的气候条件不同，其次是各地的栽培条件、田间管理（如灌溉、施肥、病虫害防治）等非气象因子的不同所致，各地作物的生长及产量形成都是气象因子和非气象因子共同作用的结果。 [HT5H]关〓键〓词：[HT5K]区域差异；响应；气候变暖；春小麦  [HT5H]中图分类号：P463.2;S162.5〓〓〓文献标识码：A[HT5SS][HK]     

祁连山东段基岩河道宽度对差异性构造抬升的响应

河道宽度调整是基岩河流系统响应构造、气候、岩性等外部扰动的重要方式之一.对祁连山东段山区基岩河流进行的水力几何学研究发现,河道宽度调整是祁连山地区基岩河流响应构造驱动的重要方式之一.位于低山带的冰沟河河道宽度向下游增加的速率明显高于位于高山带的宁缠河,河道宽度-面积回归拟合结果显示,冰沟河河道宽度-面积指数(b')值为0.55,而宁缠河为0.46.对冰沟河和宁缠河河床基岩露头硬度进行的测量和计算显示,两条河流平均硬度值(R)分别为 58.8±8.8和 66.0±7.2.对比河道宽度向下游的调整变化与河床基岩露头的硬度变化,发现二者无明显相关关系,说明基岩抗蚀性不是控制河道宽度变化的主要因素.对比河道宽度的系统变化与区域差异性构造抬升速率的分布模式,发现宁缠河位于高抬升速率(高山带)地区的河段河道宽度较窄(b'≈0.44),而冰沟河位于低抬升速率(低山带)地区的河段河道宽度较宽(b'≈0.55).因此,可以推断高山带和低山带河流河道宽度向下游增加速率的系统差异,应该是河道响应不同地貌带间差异性构造抬升的结果.此外,利用经验模型和Finnegan等的模型对冰沟河和宁缠河河道宽度进行了预测,结果显示经验模型较好地预测了河道宽度的系统变化趋势,而Finnegan等的模型则更好地体现了河道内部特征的变化和各种影响因素间的相互作用.     

利用树轮宽度重建近280 a来祁连山东部地区的春季降水

利用采自祁连山东部的祁连圆柏样芯样本，建立标准化年表，并将标准年表的树轮指数与附近的乌鞘岭气象站的温度和降水进行相关分析，结果表明，年轮指数与3－4月降水呈显著正相关，相关系数为0．525，利用标准化年表与3－4月降水的线性回归方程重建了研究区近280a来的3－4月降水，统计检验表明重建结果是可靠的。     

北祁连山西段双龙铁矿地质特征及矿床成因探讨

双龙铁矿位于北祁连西段卡瓦铁矿矿集区,是北祁连西段铁多金属成矿带内继镜铁山矿床之后新发现的又一重要沉积变质型铁矿之一。双龙铁矿矿床赋存于长城系桦树沟组浅海沉积相碎屑沉积岩,矿体多呈层状,分布和产状受控于含矿地层,矿体厚度与围岩厚度变化呈正比;矿石具细粒结构、条带状构造,品位低、变化大,具沉积变质型铁矿的特点。通过矿床成因探讨,初步认为双龙铁矿为与海底喷流作用有关的沉积变质型铁矿,并建立了矿床模型。     

北祁连山东段新元古代火山岩的年代学证据

在1∶5万石门川幅、老龙湾幅区域地质调查时发现,北祁连山东段上吊吊坡地区存在一套不同于下奥陶统阴沟群的火山岩,经全岩样品Sm-Nd同位素测定,获得Sm-Nd等时线年龄为(723±25.0)Ma,表明其形成时代为新元古代。地球化学特征表明该套火山岩形成于岛弧环境,说明当时北祁连东段仍处于洋壳俯冲挤压环境。     

北祁连山东段埃达克岩带Cu、Au成矿初探

北祁连山东段存在一条埃达克岩条带,由向北俯冲的老虎山弧后盆地洋壳部分熔融形成,其形成过程具有高温、高压、富含挥发分流体、高氧逸度和快速上升的特点,有利于Cu、Au等成矿物质在埃达克岩中富集。已经在米家山、扁强沟以及屈吴山银硐梁岩体中发现了Cu、Au矿床,在西华山前寒物系中也发现了金矿床(点),表明北祁连山东段埃达克岩带具有产出与埃达克岩有关Cu、Au矿床的潜力。该埃达克岩带不仅有斑岩型和低温热液型Cu、Au矿床产出,也存在砂岩型Cu、Au矿床,可以用"四箱模型"来描述该地区矿床的形成过程及类型。不仅要注重对埃达克岩岩体的勘探,也要加强对蚀变围岩的勘探,并寻找以泥盆系为首选勘探对象的砂岩型、矿床。     

祁连山中部地区40 a来气候变化及其对径流的影响

过去４０ａ中,我国西北内陆流域山区气候已发生了显著变化。文章主要对祁连山中部的黑河和计赖河流域山区气候变化进行了分析,并根据气候变化特点计算了气候要素与年径流变化的关系。结果显示,同区径流对气候变化具有十分敏感的反应。不同流域、径流对不同气候要素具有不同的依赖性,这主要与冰川、积雪和冻土等寒区水文要素的分布和规模有关,黑河流域径流呈增加之势,主要与降水量增加密切相关,而计赖河径流则表现为减少的趋势     

张掖鹦鸽嘴剖面白垩系碎屑岩层序地层序列:祁连山白垩纪隆升的沉积学响应

早白垩世期间,青藏高原东北缘的祁连山隆升明显,在区域性构造运动和气候变化的综合影响下,在祁连山山前盆地中堆积了一套特殊的碎屑岩序列。甘肃张掖鹦鸽嘴白垩系发育完整,虽局部被第四系覆盖,但总体出露良好,其特殊相序单元构成的非常规体系域概念框架下的陆相层序地层模式,对研究祁连山隆升的沉积学响应及环境效应具有重要意义。鹦鸽嘴剖面下白垩统包括赤金堡组、下沟组和中沟组,可以识别出10个三级层序(S.1-S.10),LAST单元由冲积扇和河流相粗碎屑岩地层组成,湖泊相细碎屑岩沉积物构成三级层序的HAST单元。鹦鸽嘴剖面赤金堡组中下部的4个三级层序和下沟组中普遍发育的风成砂岩,是祁连山隆升造成的"焚风效应"的产物,对研究祁连山阶段性隆升特征具有重要的指示意义。早白垩世,研究区经历了从半干旱气候-干旱气候-潮湿气候的演变,在一定程度上反映了祁连山隆升过程从幕式隆升-快速隆升-均衡稳定隆升的阶段性特征。早白垩世末期,祁连山进入快速强烈隆升阶段,研究区区域性抬升为剥蚀区,整体缺失上白垩统。因此,鹦鸽嘴剖面下白垩统层序地层序列,不仅是早白垩世祁连山隆升过程的物质记录,还为早白垩世东亚大气环流格局变化的研究提供了物质基础。     

祁连山中部公元904年以来树木年轮记录的旱涝变化

利用取自祁连山中部地区的树木年轮样本和该地区3个站点的降水资料,应用年轮气候学方法,重建了祁连山中部地区的降水量.自公元904年以来,该地区历经了31次相对干期和30次相对湿润期,其中,连续两个10a以上的干期有17次,湿润期12次,最长的干期是1540—1590年间,长达60a,最长的湿润期是1240—1270年、1860—1890年,各有40a.世纪尺度范围内,16世纪是最干的100a,有80a为少雨年;最湿润的是13世纪和19世纪,这期间有60a为多雨.自公元904年以来,降水量共发生了35次突变,16次是由旱向涝的突变,19次是由涝向旱的突变.平均约30a发生一次.11世纪是该地区降水的多变时期,15～16世纪是降水的相对稳定时段,20世纪又进入了降水的多变时期.     

北祁连山西段奥陶系海相碱性火山岩地球化学与成岩构造环境

北祁连山西段奥陶系海相碱性火山岩,是一套基性—中酸性、由钾质粗面玄武岩、橄榄玄粗岩、歪长粗面岩、安粗岩和粗面岩等组成的橄榄玄粗岩系。岩石化学上,既具有钙碱性火山岩的FeO*MgO演化趋势,又具有较低的铁含量、较高的Al2O3含量和Fe2O3/FeO、K2O/Na2O值。稀土和微量元素地球化学研究表明他们产于岛弧的构造环境,是北祁连山西段在奥陶纪发育具成熟岛弧特征的沟弧盆体系的标志。     

北祁连山东段西吉地区辉长岩的地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其意义

西吉地区辉长岩属于拉斑系列,具有高Al、低碱、低Ti、低P2O5的特征。辉长岩富集大离子亲石元素(LILE) Rb、Sr、K,高场强元素(HFSE) Nb、Ta、Ce、Nd、Sm、Tb、Y、Yb相对亏损,而且Nb、Ta为负异常,具有形成于消减带之上火山弧岩浆的特征。稀土配分曲线为向右缓倾斜的轻稀土富集型,其曲线型式与岛弧、弧后盆地相似,形成于陆缘弧环境。U-Pb测年结果显示,辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年为437. 0±2. 8 Ma,形成时代为早志留世。辉长岩与西吉地区花岗岩具有相同的形成环境和非常接近的锆石U-Pb年龄,二者为同期岩浆活动的产物。结合区域地质资料,认为西吉地区辉长岩体为板块俯冲的产物,晚奥陶世—早志留世时,北祁连山海盆趋于闭合时,洋壳板块俯冲脱水,提供给地幔楔,橄榄岩发生熔融,形成的基性(辉长岩)、酸性(花岗岩)岩体。通过区域对比,认为西吉地区辉长岩与甘肃东部葫芦河群、甘肃景泰老虎山地区的蛇绿岩带中的辉长岩很可能是相同构造环境下构造—岩浆作用的产物。西吉地区可能存在由于构造作用破坏的蛇绿岩套层序的部分组成或杂乱堆积的混杂岩块。