乌鲁木齐河山区流域树轮宽度年表特征及其对气候的响应

通过对比乌鲁木齐河山区流域8个天山云杉树轮宽度标准化年表的多个特征参数及分析树轮年表对气候的响应,主要得到如下研究结论:(1)在8个树轮宽度年表中,东白杨沟下年表包含的气候信息最多,其次是英雄桥沟年表,再次是跃进桥东年表;(2)乌鲁木齐河山区流域气候对树木年轮生长的影响存在明显的持续性,持续年数大多为3~8 a,最短为2 a;(3)在乌鲁木齐河山区流域低海拔处气候对树木年轮宽度生长的限制作用强于高海拔地区,森林下部林缘年表中含有的气候信息多于森林上树线附近的年表;(4)通过相关函数和相关普查发现,乌鲁木齐河山区流域影响森林上树线树轮宽度年表树轮生长的主要气候限制因子是2~3月的平均温度,而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为5~6月的干旱强度;(5)区域森林上树线树轮宽度年表的年轮指数343 a经历了9个轮宽指数偏高时段和8个偏低时段,反映了2~3月的温度的长期变化。区域森林下部林缘树轮宽度年表的年轮指数365 a来有11个轮宽指数偏高时段和11个偏低时段,揭示了5~6月PDSI的长期变化。     

天山北坡乌鲁木齐河年径流总量的树轮重建

基于1993年和2003年采集并研制的15个天山云杉树轮宽度年表,重建了新疆天山北坡乌鲁木齐河357年的年径流总量.影响树木生长的水文气象因子对河水流量的影响具有3～5年的滞后,基于3个树轮差值年表的重建方程可解释器测流量资料总方差的69.4％,使我们可以重建出1633 ～1989年的年径流总量.重建流量序列具有11个丰水期和11个枯水期,以及59.5年,47.6年,3.72 ～ 3.84年和3.45 ～3.50年的变化准周期,且在1639年和1709年发生过从丰水到枯水的突变,持续最长的枯水期达13年.流量重建结果可为诊断现代极端的洪旱事件提供长期的流量变化背景资料,并使我们有可能发现对水资源管理系统具有重要影响的过去持续洪旱期.     

哈萨克斯坦东北部310年来初夏温度变化的树轮记录

在哈萨克斯坦东北部的阿尔泰山南坡,位于森林上限的西伯利亚落叶松的树轮宽度对生长季初期温度敏感,且在近年来气候变暖的背景下对温度的响应较为稳定,可以作为该区域温度变化的良好替代材料.利用森林上限区的树轮资料,从树轮宽度中提取初夏温度信息,建立了树轮宽度年表与卡通卡拉盖气象站6月平均温度的转换方程,重建了这一区域310年来的初夏温度变化历史,重建方程的方差解释量达到42.7％.由于校准期较长,利用独立检验方法对重建方程进行检验,各项检验的参数表明重建方程是稳定可靠的.重建序列与相邻的中国阿勒泰地区西部和阿尔泰山北坡树轮反映的温度变化序列的冷暖阶段是一致的,其中19世纪的温度波动较为明显,持续时间最长的冷期(1842-1871年)和暖期(1872-1906年)都出现在这个阶段.重建温度序列存在11a左右的周期,与太阳活动的周期一致.     

用树木年轮重建博尔塔拉河流域的降水量序列

根据采自天山北坡西段博尔塔拉河流域18个采点的树木年轮样本,建立了每个采点的3种年表。通过相关普查分析,发现年表序列与上年10月至当年7月降水相关显著。用查干哈尔尕(t+1)、依和浑迪(t、t+1)、哈夏(t+2)4个树轮标准化年表序列可较好地重建该流域392a的该时段的降水量。分析重建结果发现:在这392a中,具有较明显的5个干期和6个湿期:有2a、3a、4a、12a、29a和43a的变化准周期:在1730,1753,1778和1831年发生突变。     

利用树轮宽度重建准噶尔盆地西南缘降水日数

利用新疆北部准噶尔盆地西南缘阿拉套山南坡4个采样点的雪岭云杉树木年轮宽度资料,建立了树轮宽度年表。树轮宽度指数与气候要素的相关分析结果表明:该区域的树轮径向生长主要受水分条件限制,与当年生长季及其前期的降水量和降水日数呈显著正相关,与温度呈负相关。其中小青稞与哈拉吐鲁克苏河两个点组成的树轮宽度年表(HXC)与阿拉山口气象站2-8月降水日数的相关系数达到了0.724。采用线性回归方法建立了树轮宽度指数与降水日数之间的回归方程,方差解释量为52.4%,交叉检验表明转换方程稳定可信。由于采样点坡度大、土层薄、土壤蓄水能力弱,树轮宽度与降水日数的相关系数高于降水。1685-2008年重建降水日数序列与区域干旱灾害文献记录的14次旱灾对比发现,树轮资料重建降水日数序列较好地捕捉了区域极端干旱事件。本文的序列与天山北坡山区和天山南坡阿克苏河流域降水序列的干湿阶段是对应的,特别是与天山山区降水序列的干湿阶段(特别是干旱阶段)更为一致。     

使用树轮资料重建阿勒泰西部年积雪深度≥0cm日数的长期变化

利用阿勒泰西部柯姆采点的西伯利亚落叶松树轮宽度年表重建了大致反映该地区1720/1721年至2004/2005年年积雪深度≥0 cm日数变化情况的序列。自1720/1721年至1956/1957年以来,该地区年积雪日数变化存在9个偏少阶段和8个偏多阶段。积雪日数最少阶段出现在1906/1907年至1920/1921年,而积雪日数最多阶段出现在1787/1788年至1797/1798年。功率谱分析检测到该地区年积雪日数重建序列存在10.7～11 a、6.7 a和2.1 a的显著准周期及16.5～17.2 a和2.4～6.6 a的较显著准周期。滑动t检验的结果表明该地区年积雪日数重建序列没有发生明显突变。     

基于树轮的天山北坡三屯河流域过去146a降水变化

通过对新疆天山北坡三屯河流域2个采点的云杉树轮宽度标准化年表与小渠子和大西沟气象站月降水相关普查分析发现,区域森林中下部林缘年表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,其相关系数为0.694（p〈0.000 1）,且具有明确的树木生理学意义。利用区域森林中下部林缘年表序列可较好地重建小渠子气象站146 a来上年7月至当年6月降水量。对天山北坡三屯河流域过去146 a降水变化特征分析表明：天山北坡三屯河流域降水大体经历了6个偏干阶段和6个偏湿阶段,具有2、4、7、14、26 a的变化准周期,1942年和1945年分别是三屯河流域甚至天山山区较大范围内过去146 a的降水最大年份和最小年份,降水的长期变化与天山山区变化趋势有很大的相似性。     

树轮记录的贺兰山北部5—7月PDSI变化

利用采自贺兰山北部3个采样点的油松树轮样本,建立了区域树轮宽度年表。相关分析发现,5—7月的帕尔默干旱指数(PDSI)与区域树轮宽度差值年表(RES)具有良好的相关性。因此,利用RES重建贺兰山北部1759—2005年来5—7月的PDSI变化,重建方程的方差解释量达47.90%,且方程稳定。贺兰山北部5—7月的PDSI重建序列平均值为-0.41。重建结果揭示了20世纪20年代干旱事件和19世纪后期、20世纪中期两个显著湿润期的存在。     

新疆杏的生态气候适应性

杏树适应性强,耐旱、耐瘠、抗严寒,即使管理粗放也有收成,是农民喜爱种植的果树之一。杏树在我国已有两千多年的栽培历史,分布范围大体以秦岭、淮河为界,淮河以南栽培较少,长江流域仅有零星种植。黄河流域各省和新疆、辽宁栽培最广。新疆是杏的原产地之一,南疆各族人民历来喜食杏,从青杏到熟杏,以及制成杏干,四季皆食。清乾隆年间《回疆志》中就记述了“回人饱食以当饭,或以未熟之杏煮于面内当醋,亦晒干”。新疆也是我国产杏第一大省(区),不仅有栽培杏,还有大面积的野生杏,它们均属普通杏一种(ArmeniacaVulgarislam)。野生杏主要分布在哈密…     

基于树轮资料的天山和阿尔泰山历史气候变化序列集成重建研究

为了解天山和阿尔泰山长期气候变化特征，利用基于树轮资料的25条历史气候序列，集成重建了天山和阿尔泰山近150 a的年降水量和夏季气温变化情况。结果显示：20世纪上半叶是天山区域极端气候年份频现时期，而阿尔泰山极端气候年份在20世纪上下半叶分布数量相当且在19世纪下半叶相对较少。两个山系极端低值气候年份的一致性更好,且与部分历史记录吻合。天山在过去150 a内大致经历了5个偏干时期和5个偏湿时期，以及3个偏冷时期和3个偏暖时期；阿尔泰山则经历了5个偏干时期和6个偏湿时期，以及4个偏冷时期和4个偏暖时期。此外，除均存在2～6 a左右的变化周期外，天山年降水量重建序列存在27～30 a和38～39 a的变化周期，夏季平均气温重建序列存在10.5 a、53.5 a和63.7 a的变化周期；阿尔泰山夏季均温存在12.6 a的变化周期。分析表明，ENSO对天山和阿尔泰山年降水量有显著影响，而太阳黑子数与阿尔泰山夏季气温呈滞后负相关关系。