利用树轮重建秦岭地区历史时期 初春温度变化

采用树木年轮气候学方法,利用秦岭地区树轮长年表资料重建秦岭地区历史时期初春温度,表明各气象站点重建序列与器测序列均呈显著的正相关关系,其中重建序列与实测记录的相关系数最高可达0.7以上,其他站的相关系数取值也均接近或超过0.6,说明重建序列能较好地反映秦岭地区的初春温度变化。对重建序列的分析结果表明,近300年来秦岭地区的初春温度变化存在明显的冷暖时段：1715~1740年、1773~1804年和1893~1958年三个时段的初春温度相对较高,持续时间分别为26年、32年和66年;而1741~1772年、1805~1892年、1959~1992年三个时段的初春温度相对较低,持续时间分别为32年、88年和34年,在整体上具有升温快速降温缓慢的特征。重建结果的变化趋势与其他相关研究结果极为一致。但是在20世纪后期,无论是在重建序列还是在器测序列中至少到1992年均未反映出明显的增温趋势。秦岭西部地区初春季节变冷与增暖的幅度均大于秦岭中东部地区。此外,秦岭地区初春温度变化具有100年左右、50~60年、7~8年以及2~3年等准周期变化特征。     

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。     

树的年轮之谜正欲揭开

人有年龄,那么树木呢？树有年轮。树在被锯倒之后,人们从树墩上可以看到许多同心轮纹,一般每年形成一轮,故称“年轮”。年轮是怎么形成的？它又是怎样把大自然的变化记录在身的？     

用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取方法与质量控制?

随着稳定同位素分析技术的进步和植物生理学研究的发展,稳定同位素在树轮气候研究中扮演着日益重要的角色。本文总结了用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取与质量控制方法。包括对分析树轮样品的要求、树轮纤维素提取实验流程、树轮同位素的质谱分析方法和稳定碳同位素数据的处理方法等。为树轮稳定同位素实验分析提供参考,便于获得可靠的树轮同位素数据,且能够进行不同实验室之间数据结果的对比,为建立树木年轮同位素网络奠定基础。     

树木年轮指示的柴达木东北缘近千年夏季气温变化

依据采自青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木东北缘1961~2001年夏季(6~8)平均气温资料序列之间较好的同期相关特征,重建了柴达木东北缘夏季(6~8)平均气温千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验,证明重建序列可信。通过分析发现,在重建的1098年中,有7个主要的冷期和6个主要的暖期,重建的气温序列存在15个主要突变时段。周期分析表明柴达木东北缘夏季气温存在46、52、61、73、91、183年和366年左右的长周期以及6.8年和2~3年的短周期。     

中国西部树木年轮δ18O的气候信号

树轮稳定氧同位素比率(δ18O)记录在区域气候重建方面具有一定优势。树轮 δ18O记录受树木生长趋势的影响较小, 保留了丰富的低频信号, 对区域气候变化有较一致的响应。通过对比我国西部1901~2004年树轮 δ18O平均值和降水 δ18O空间分布特征发现, 两者空间分布存在一定的相似性。在青藏高原南部树轮 δ18O为低值, 而青藏高原北部树轮 δ18O为高值。树轮 δ18O平均值随树轮样点纬度的向北偏移而增大。树轮 δ18O与相邻气象站记录响应分析表明, 树轮 δ18O和生长季的温度呈显著正相关, 与生长季降水和相对湿度呈现显著负相关关系。旋转经验正交函数分析和空间响应分析表明, 树轮 δ18O在我国西风影响区的新疆北部主要反映与区域干湿变化相关的气候信号; 树轮 δ18O在西南季风影响的藏东南区主要反映区域水文气候变化信息; 然而, 在季风和西风影响的交汇区域, 树轮 δ18O的区域气候信号相对较弱。     

基于树轮宽度的伊塞克湖入湖径流量重建与分析

中亚区域气候与水文变化特征及其对全球气候变化的响应重要而复杂,伊塞克湖流域周边山区分布的天山云杉原始森林为揭示区域过去几百年气候水文变化事实和规律提供了良好的载体。本文利用伊塞克湖周边山区4个点的树木年轮宽度、入湖年径流量以及CRU格点气象资料,基于对树轮宽度指数对区域水文和气候要素响应关系分析,利用区域树轮宽度差值年表重建了伊塞克湖355a来的入湖径流量变化历史,二者线性转换方程的方差解释量为30．2％。重建径流量的丰枯阶段变化与天山北坡的玛纳斯河、乌鲁木齐河相对应。但与天山南坡的阿克苏河流域的径流量的低频变化特征不一致,在1850年前的变化趋势相反。空间相关分析发现伊塞克湖流域重建径流量变化能较好地代表中亚天山北坡以及哈萨克斯坦东南部和新疆北部平原区降水变化。此外,还发现了伊塞克湖径流量与北大西洋长周期年代际震荡（AMO）在年代际尺度的同步变化。     

巴丹吉林南缘近两百年来年降水重建及初步分析

沙漠及其边缘地区生态环境脆弱,对气候变化敏感。但沙漠地区有限的森林资源限制了区域百年到千年尺度上的历史气候变化研究。利用采自巴丹吉林南缘的青海云杉年轮宽度资料,重建了区域近191 a(1815—2005年)来的年降水(前一年7月至当年8月的总降水量)变化序列。重建的相关系数是0.636,方差解释量为40.4%,调整自由度后的解释方差R2adj为0.392。重建结果稳定可靠。分析区域过去年降水变化结果可见,19世纪该区域干湿变化频繁,20世纪前半段主要以干旱为主,干湿转变较少。20世纪20年代的干旱事件在巴丹吉林南缘的干旱持续时间更长。周期分析的结果表明,区域年降水量变化有2 a、4 a、64 a等周期。     

基于树木年轮的贺兰山东麓河流径流量的重建

以采自贺兰山的5个采样点的树轮宽度资料为基础,建立区域标准化年表和差值年表,发现区域差值年表中包含的年径流总量信息多于标准化年表,并最终用区域差值年表序列重建了贺兰山东麓过去259 a的年径流量。相关分析发现降水和温度变化对于树木年轮生长及贺兰山东麓河流年径流总量的形成均有重要影响,是本文从树木年轮重建年径流量的气候水文学基础。校准方程的相关系数为0.638,可解释校准期内年径流总量变化总方差的40.8%,交叉检验的误差缩减值达0.328。分析259 a重建年径流量的变化特征发现:(1)重建流量经历了12个枯水期(1751—1759年,1765—1771年,1788—1802年,1809—1820年,1835—1840年,1847—1855年,1860—1866年,1877—1884年,1899—1908年,1924—1932年,1962—1967年,1980—1994年)和位于其间及1995—2004年的14个丰水期,以平水年份出现最多,但259 a来年径流量的变化较为剧烈。(2)年径流总量出现了持续≥10 a的4次持续枯水期和4次持续丰水期;持续枯水期中以1788—1802年的枯水期强度最大(平均距平百分率-14.9%),而强度第二的持续枯水期(平均距平百分率-10.4%),持续时间也长达15 a(1980—1994年);持续丰水期中以1867—1876年的丰水期强度最大(平均距平百分率+17.9%)。     

秦岭镇安和佛坪地区树轮宽度年表的建立

本文采用树木年轮气候学方法,建立我国秦岭南坡镇安和佛坪地区树木年轮宽度年表。采样地点主要集中在陕西省镇安县鹰嘴崖、木王坪以及佛坪县光头山、三个包等5个地点(表1),采样年份为1993年,共采集70余株树的150余个树轮样本,树种包括秦岭冷杉(AbieschensiensisVanTiegh)和铁杉(TsugachinensisBeisen),采样高度在2200～2850m之间,树木生长较少受到人为活动干扰。