基于树轮宽度的太白山地区春季干湿变化重建

秦岭为我国气候分界线和南水北调中线重要水源地,太白山为其最高峰,了解太白山区域的过去干湿变化特征对气候变化机制研究和未来水资源持续利用具有重要意义。基于秦岭太白山地区太白红杉树木年轮资料及其附近的宝鸡、眉县气象站1959—2016年气象数据进行分析,重建了1852—2016年春季(3～5月)SPEI值,分析了近165 a太白山春季干湿变化特征及其与大尺度环流变化关系。结果表明:(1)太白山地区太白红杉径向生长主要受春季气候限制;与春季SPEI值相关性最高,达到-0.72(P<0.01),重建方程方差解释量为51.8%(调整自由度后为51.0%)。(2)重建结果表明,近165 a来,有29 a春季为湿润年份,有23 a春季为干旱年份,分别占比为17.58%和13.94%。极端干旱年份为1892年、1929年、1945年和2006年,极端湿润年份为1881年、1921年和1990年,其中1892年(-1.73)和1881年(1.53)分别为最干旱和最湿润的年份。(3)重建结果得到了周边地区干湿变化重建结果和历史文献灾害记载的验证;太白山地区干湿变化可以准确表征大区域干湿变化且存在2....     

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。     

胡杨树轮δ13C记录的艾比湖地区夏季最高温度变化

摘要：艾比湖是新疆北部生态环境最为敏感和脆弱的地区,这里分布的大片长龄胡杨是过去气候变化良好的记录体。本文利用艾比湖东岸的胡杨树轮资料,分析其宽度和稳定碳同位素组成,建立了树轮宽度年表和δ^13C序列,并对δ^13C序列进行了校正处理。树轮参数的气候意义分析表明胡杨树轮宽度所含的气候信息较少,而树轮δ^13C校正序列与精河夏季高温显著负相关,为荒漠平原区树轮气候研究提供了新的资料。研究区夏季的高温超过了光合作用的适宜温度,降低光合作用速率（A）,而地下水埋深较浅,叶片气候导度（g）并没有因受到水分条件限制而减小,在以上两个因素的共同作用下,叶片内部二氧化碳浓度（Ci）升高,导致胡杨δ^13C与夏季高温负相关关系。建立了胡杨树轮δ^13C校正序列与精河夏季高温的转换方程,方差解释量为33．0％。重建的精河145a来夏季高温序列反映了这一地区气候变暖的趋势,其升温的幅度高于北半球夏季升温幅度,但二者冷暖阶段变化并不完全一致。     

基于模态逼近的EOF重构算法重建公元1250年以来北半球地表气温空间格局

随着气候场重建数据在揭示气候动力机制以及与数值模式模拟相结合等方面的应用, 它在气候变化研究领域中的实用性和重要性已得到广泛认可。因此, 关于空间格局重建方法的研究也就显得尤为重要。本文提出了一种新的气候场重建方法, 即模态逼近的经验正交函数分解方法。该方法利用代用资料与器测资料不同空间模态之间的协调性, 采用模态逐次逼近, 从而实现对过去无器测资料覆盖的气候场的重建。基于该方法, 本文利用549个树轮序列重建了北半球(22.5°N以北)公元1250年以来的地表气温空间场。为验证该方法的有效性, 设计了多组验证试验, 结果均表明该重建方法能够较好的再现器测数据的年代际尺度变率特征。最终重建结果表明, 与已有研究结果相比, 该方法重建出的北半球小冰期(1400~1700年)平均气候状态的空间格局特征与基于多组气候模式集合平均在该时段的模拟结果更为接近。另外, 为体现重建结果对外强迫的响应特征, 本文比较了在不同强度(强、中等、弱)典型火山年的空间格局差异, 发现高纬度地区对火山外强迫相比于中低纬地区更加敏感, 这与已有的基于数值模式模拟研究的结论基本一致。综合以上讨论, 证明了该方法在气候场重建方面的有效性和应用潜力。     

树轮稳定同位素记录:进展、问题及展望

树轮稳定同位素比率(δ13 C、δ18O 和δD)变化与树木生长季的气候和环境条件密切相关。控制实验表明, 树轮稳定同位素比率变化可较好地记录树木叶片气孔活动、水分来源、水分利用效率等相关信息, 已成为古气候和全球变化生态学研究的重要代用指标和手段之一。树轮稳定同位素记录能够较好地保留低频气候环境变化信息, 与年轮宽度相结合, 可有效地进行区域古气候重建和全球变化生态学方面的研究。文章综述了树轮稳定同位素的分馏机理及其发展, 系统阐述和评价了利用树轮稳定同位素指标进行古气候和古环境的相关研究成果, 并指出树轮稳定同位素研究在中国未来亟须着重发展的方向。     

钢铁厂周围不同污染介质的磁学性质及环境意义

为了通过钢铁厂周围不同污染介质的磁学性质研究,实现对环境污染的有效监测,本文系统地采集了河北兴隆和湖南娄底两个钢铁厂周围的树皮和草表面的飞灰、土壤及不同树种的年轮样品.其中前三者用来反映现今污染源,而树木年轮用来追踪长时间尺度的污染历史.通过综合岩石磁学实验分析（包括热磁曲线、磁滞性质和低温实验等）、电子扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)以及X射线衍射(XRD)分析,发现钢铁厂周围现今污染源中的主要粗颗粒磁性矿物为磁铁矿、赤铁矿和纯铁.其中8~50 μm的球形磁铁矿颗粒和呈棱角状的铁颗粒是钢铁厂污染物的特征磁性矿物.对不同树种来说,其中香樟树和枫树树木年轮中的磁性矿物以顺磁性物质为主, 不适合用于环境磁学的污染监测.而柳树中的磁性矿物（主要为磁铁矿）与现今污染源的磁性矿物相符.以上研究表明多参数岩石磁学测量并辅以微观分析等手段,可以精确地提取磁性矿物的种类及粒度特征, 判别重工业区污染源,为应用磁学方法来监测环境污染提供依据.     

天山北坡西部雪岭云杉海拔梯度生态弹性变化

基于天山北坡西部温泉哈夏林区间隔100m海拔高度采集的雪岭云杉梯度样本的断面积生长量资料,分析该区域树木生态弹性变化。干旱事件是区域生态弹性最主要的干扰因子,高温事件也是干扰因子之一。干扰因子的强度会造成生态弹性梯度特征的变化。在极端干旱年份,哈夏林区梯度生长弹性特征最显著,即中高海拔为强抵抗力和弱恢复力,而低海拔则呈相反态势,并出现生长衰退现象。中旱事件时不同海拔均为强抵抗力和较强的恢复力。高温年份低海拔呈现弱抵抗力和弱恢复力。在发生持续干旱时,不同海拔高度的树木生长均受到遏制,但低海拔衰退强度大于高海拔区域,高海拔区域树木对干旱的适应能力要强于中低海拔。     

基于树木地貌法重建崩塌历史事件——-以川东华蓥山石林为例

了解崩塌活动史与区域气候变化之间的关系对于掌握区域山地灾害形成规律,预测未来发展趋势具有非常重要的作用。利用树木地貌法可以准确掌握山地灾害发生频率,并为定量分析气候变化对山地灾害发生发展趋势提供支撑。本文以川东华蓥山石林景区一大型崩塌为研究对象,通过杉木树木年轮、降水和气温数据对该崩塌活动时间进行分析。结果表明:该崩塌可能共有四个活动年份,2015年为大规模活动年份,2008年、2012年和2016年为小规模活动年份,崩塌活动的季节主要集中在早材期间(4月—9月)。基于滚石冲击树干产生的愈伤组织和标准木年轮对比表明:树木在受到滚石冲击后,都表现为生长抑制,且树木年轮宽度要滞后滚石活动1年。参考树木与干扰树木年轮宽度和月降雨量没有相关性,但干扰树木年轮与月平均气温(4月—9月)呈负相关关系。本研究结果可以为研究区内山地灾害活动史与气候变化关系提供支撑,尤其是为研究区域降雨诱发的崩塌活动规律提供借鉴。     

《第四纪研究》2015年1～6期主题建议及征稿启示

正《第四纪研究》是中国科学院地质与地球物理研究所和中国第四纪科学研究会共同主办的第四纪研究综合性刊物。它的主要任务是报道国内外第四纪和全球变化研究领域的最新成果和发展趋势,促进学术交流,提高第四纪科学的基础和应用研究水平。《第四纪研究》是国内外第四纪科学家发表和交流新成果的理想平台,有良好的国际影响,已成为国际