树木年轮碳稳定同位素在气象中的应用

对树木年轮碳同位素方法在气象中的应用及其成果作了综合评述，并对该领域目前存在的问题和前景作了一定的展望。     

树木年轮记录的祁连山东段公元1895年来的气温变化

利用祁连山东段吐鲁沟的油松树轮宽度序列,与气象要素进行了相关分析,并重建了公元1895年来 1～8月平均气温,转换方程方差解释量52.6%(R2adj＝48.7%,F＝13.589, p<0.001)。重建结果表明研究区近120年来经历了19世纪末到20世纪20年代、20世纪20年代到40年代末、20世纪 40～70年代3个明显的升降温过程和20世纪70年代以来的升温过程。重建序列与研究区以西的祁连山中段、天山西段、阿尔泰山中段温度的变化基本一致; 重建序列显示的 1923～1929年的高温时段与中国20世纪20年代大范围的干旱事件一致,而且与北大西洋涛动、北极涛动的变化遥相呼应,说明祁连山东段的树轮资料不仅记录了区域气候变化信号,而且对于全球变化响应敏感。     

甘肃榆中200年来春季气温的变化

对祁连山东段余脉半湿润气候区内的树木生长对气候因子的响应关系进行了研究,利用树轮宽度指数分析了200 a来甘肃榆中春季气温的变化特点。响应结果发现年轮宽度指数与春季气温显著相关,达到0.01显著性水平。200 a来春季气温经历4次冷期和3次暖期,以暖期为主,而且冷暖变化具有60 a和15 a周期。另外,冷暖变化趋势与西藏、横断山区的气候变化比较一致。     

巩乃斯河源树木年轮密度年表特征分析

针对采自巩乃斯河流域2个采点的树木年轮样本,利用树木年轮密度分析系统获取多种密度参数,建立树轮密度年表。分析各密度标准化年表特征发现2个采点均以最小密度年表的敏感性最好,但密度信息的一致性和同步性较差,信噪比都比较低。在各密度年表间,最大密度年表的同步性最好。在高低频变化方面,2个采点各密度参数均表现为高频信息含量较多且变化相似,而在低频变化方面存在较大差异,最大密度年表在全频域、低频域和高频域的互相关系数均最大,同步性最好。利用标准化密度年表与天山积雪雪崩站的气象记录进行相关分析发现,位于森林上线的艾肯达坂的树轮最大密度与7—8月的气温相关显著,而同期降水通过其对气温的影响而体现出与树轮密度存在明显的负相关,因此在重建历史气温变化方面更有潜力。林场北采点的早材密度和最小密度则主要受早材时期的降水和冬季气温的影响。     

祁连山中部树木年轮宽度与气候因子的响应关系及气候重建

研究了祁连山中部不同海拔高度青海云杉的树轮宽度对气候因子的响应,重建了祁连山中部 230 a以来春季3~5月的降水和 170 a以来夏季6~8月的气温序列。结果分析发现,不同高度的云杉树轮生长对春季降水极为敏感,呈现显著正相关;对夏季气温的响应程度,各海拔高度却不相同,夏季气温对上、下限云杉生长有显著影响,但对于森林中部云杉作用并不明显,总体表现为负相关,夏季高温对树木生长不利。气候重建结果发现,祁连山中部的春季230 a以来经历了大幅度长阶段的干湿变化,存在明显的 69 a和 21a周期;170 a以来夏季气温变化频繁,存在明显的2~4a周期。目前,祁连山中部正处于相对干旱和温暖时期,呈现出向暖干方向发展的趋势。     

1854-2010年川西高原北部初夏气温变化与全球海表温度关系初探

本文利用主成分分析法提取了川西高原北部5个样点反映气温变化的树轮宽度年表的主成分年表,其中第一主成分年表(PC1)的方差贡献率为59.52%,能够较好地代表川西高原北部地区树轮宽度变化的共同特征。在器测时段内(1961-2010年),PC1年表、6-7月区域平均气温观测序列与东亚气温场的相关分布较为一致,均与中国的西北-青藏高原一带以及西伯利亚东部呈现显著的正相关(r > 0.443,p < 0.001),表明PC1年表能够反映较大空间范围的气温变化特征。器测时期,PC1年表和观测序列与全球海温场的相关分析表明,两者均与西太平洋、印度洋及北大西洋海域显著正相关,反映了在海气相互作用过程中多个海区海表温度变化可能对研究区气温变化有一定影响;而利用PC1年表在更长时间尺度(1854-2010年)及分阶段分析则发现不同阶段对区域气温起主导作用的海区有比较明显的差异,甚至在比较大的空间范围内在不同阶段出现相反的分布型,且由相关系数反映出的海气相互作用强度也具有显著的差异,气温波动较大时,海气相互作用也比较强烈。异常年分析则反映出西北太平洋和北大西洋海温异常对研究区气温异常具有持续稳定的影响。     

基于树轮δ~(13)C的阿尔泰山南坡夏季降水变化分析

利用阿尔泰山南坡东、中、西部3个样点的西伯利亚落叶松树轮δ13 C序列,结合阿勒泰地区7个气象站降水资料分析表明,树轮δ13 C序列对阿尔泰山南坡夏季降水有较好的响应,最高相关系数可达到-0.682(p0.0001)。利用回归方法重建了过去160年来阿尔泰山南坡夏季降水量。阿尔泰山南坡夏季降水在1850—1871年偏多,1872—1956年经历了长期的干旱,20世纪60年代至今,随着新疆整体气候的暖湿化,阿尔泰山南坡经历了较长的湿润期。重建的夏季降水与上年冬季北极涛动(AO)有较好的相关性,北极涛动可能对阿尔泰山南坡过去160年降水有较大影响。阿尔泰山南坡过去160年夏季降水变化存在11a(95%)、2.7a(95%)、2.4a(95%)、2.1a(99%)和2.0a(99%)的准周期变化。     

树木地貌学在地质灾害研究中的应用

地质灾害对人类及环境造成的影响巨大,了解灾害发生的规律及影响机制对防灾减灾有重大意义。树木分布广泛,不会迁移,一般情况下每年形成一圈记录当年环境状况的年轮,利用树木年轮信息能够分析环境因子的时空变化。树木地貌学已普遍应用于地震、泥石流、滑坡等地质灾害研究,通常以重建灾害发生的时间、影响范围、运动过程等为基础,评价地质灾害对森林结构组成、地貌变化的影响,分析灾害在时间及空间上的变化过程,结合气象及水文数据,能够探讨诱发灾害的可能原因,进而推测在全球变化大背景下的发展趋势。为此,探讨了利用树木年轮重建地质灾害的理论基础,总结了主要研究成果并分析了当前研究的不足,指出以后的研究方向。     

中国树木年轮气候学研究动态与展望

介绍了我国的树木年轮气候学研究取得的新进展,包括野外取样、建立年表,“年轮—气候”相关分析、密度分析和模式研究等方面。同时,还论及了今后在我国开展该项研究的前景与潜力。