策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应

doi:10.13287/j.1001-9332.202405.003

应用生态学报 ›› 2023, Vol. 35 ›› Issue (5): 1187-1195.doi: 10.13287/j.1001-9332.202405.003

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策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应

齐艳莹^1,2,3,4, 买尔当·克依木^1,2,3,4*, 李宗善^4,5, 曾凡江^1,2,3,4

¹中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室, 乌鲁木齐 830011;
²中国科学院新疆生态与地理研究所, 荒漠与绿洲生态国家重点实验室, 乌鲁木齐 830011;
³新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站, 新疆策勒 848300;
⁴中国科学院大学, 北京 100049;
⁵中国科学院生态环境研究中心, 城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085

收稿日期:2023-11-09 接受日期:2024-03-01 出版日期:2024-05-18 发布日期:2024-11-18
通讯作者: *E-mail: mhk@ms.xjb.ac.cn
作者简介:齐艳莹, 女, 1998年生, 硕士研究生。主要从事干旱区植物生理研究。E-mail: qiyanying626@163.com
基金资助:
国家重点研发计划项目(2022YFF1302504)、新疆维吾尔自治区青年基金项目(2022D01B215)、中科院青年创新促进会项目(2022445)和新疆维吾尔自治区天池博士计划项目(Y970000362)

Radial growth response of Populus euphratica to climate change in the Cele desert oasis ecotone, China

QI Yanying^1,2,3,4, KEYIMU Maierdang^1,2,3,4*, LI Zongshan^4,5, ZENG Fanjiang^1,2,3,4

¹Xinjiang Desert Plant Roots Ecology and Vegetation Restoration Laboratory, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;
²State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;
³Cele National Station of Observation and Research for Desert Grassland Ecosystem in Xinjiang, Cele 848300, Xinjiang, China;
⁴University of Chinese Aca-demy of Sciences, Beijing 100049, China;
⁵State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Science, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China

Received:2023-11-09 Accepted:2024-03-01 Online:2024-05-18 Published:2024-11-18

摘要/Abstract

摘要： 胡杨作为我国西北干旱区重要的树种资源,对气候环境变化较为敏感,然而西北干旱区近期出现“暖湿化”现象,将对胡杨生长及发展态势带来何种影响尚未明确。本研究以塔里木盆地南缘策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林为对象,利用树木年轮技术手段,采集年轮材料,分析了该地区胡杨在1984—2021年间的径向生长对主要气候要素及其变化的响应。结果表明: 胡杨年轮宽度指数与当年2月、5月和上一年9月温度呈显著负相关,而与当年3月、5月和上一年9月降水量呈显著正相关,与当年2月、5月标准化降水蒸散指数(SPEI)具有显著正相关关系。年轮宽度指数与组合月份气候要素的关系更为明显。滑动相关分析表明,年轮宽度指数与生长季温度的相关性整体趋于增强,而与降水量、SPEI之间的相关性整体趋于下降或保持平稳。与单月气候要素相比,组合月份气候要素与年轮宽度指数之间相关性的动态变化趋势更为明显。当前区域暖湿化特征有利于策勒绿洲外围沙漠绿洲过渡带胡杨林的生长发展及其生态防护功能的提升。

关键词: 沙漠绿洲过渡带, 胡杨, 树轮宽度, 气候变化

Abstract: Populus euphratica is an important tree species in the arid regions of Northwest China, which is sensitive to climate changes. Climate of the Northwest China is changing to be “warm and humid”, but how it would affect the regional forest growth is not clear. In this study, the radial growth response of P. euphratica to major climatic factors and their temporal changes during 1984-2021 were analyzed by using dendrochronology method in the desert oasis ecotone of Cele in the southern Tarim basin. The results showed that tree-ring width index of P. euphratica had a significant negative correlation with temperature in September of the previous year, and in February and May of current year, had significant positive correlation with precipitation in September of previous year and March and May of current year, and had significant positive correlations with SPEI in February and May of current year. The relationships between tree-ring width index and combined month climatic factors were more obvious. The results of moving correlation analysis showed that the correlation between tree-ring width index and temperature in the growing season tended to be strengthened in recent years, while the correlation between tree-ring width index and precipitation, SPEI tended to be declined or remain stable. The variations of the relationships between tree-ring width index and combined month climatic factors were more obvious compared that with single month. Current regional climate is conducive to the growth and development, as well as the improvement of ecological shelter function of P. euphratica forest in the desert oasis ecotone of Cele.

Key words: desert oasis ecotone, Populus euphratica, tree-ring width, climate change

齐艳莹, 买尔当·克依木, 李宗善, 曾凡江. 策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应[J]. 应用生态学报, 2023, 35(5): 1187-1195.

QI Yanying, KEYIMU Maierdang, LI Zongshan, ZENG Fanjiang. Radial growth response of Populus euphratica to climate change in the Cele desert oasis ecotone, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2023, 35(5): 1187-1195.

参考文献

[1] 李镇江, 于晨一, 刘升云, 等. 伏牛山南坡3种针叶树径向生长对气候变化的响应. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1178-1186
[2] 李颖辉, 齐贵增, 冯荣荣, 等. 秦岭北麓油松径向生长对气候变化的响应. 应用生态学报, 2022, 33(8): 2043-2050
[3] Zhou HH, Chen YN, Zhu CG, et al. Climate change may accelerate the decline of desert riparian forest in the lower Tarim River, Northwestern China: Evidence from tree-rings of Populus euphratica. Ecological Indicators, 2020, 111, DOI: 10.1016/j.ecolind.2019.105997
[4] Huang JP, Yu HP, Dai AG, et al. Drylands face potential threat under 2 ℃ global warming target. Nature Climate Change, 2017, 7: 417-422
[5] 陈发虎, 谢亭亭, 杨钰杰, 等. 我国西北干旱区“暖湿化”问题及其未来趋势讨论. 中国科学: 地球科学, 2023, 53(6): 1246-1262
[6] Cook ER, Kairiukstis LA. Methods of Dendrochrono-logy: Applications in the Environmental Sciences. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1990
[7] Cook ER, Briffa KR, Meko DM, et al. The ‘segment length curse' in long tree-ring chronology development for paleoclimatic studies. The Holocene, 1995, 5: 229-237
[8] 王守乐, 赵媛, 盖学瑞, 等. 长白山鱼鳞云杉径向生长对气候响应的海拔差异. 生态学杂志, 2017, 36(11): 3131-3137
[9] Fritts HC. Tree Rings and Climate. New York: Acade-mic Press, 1976
[10] 马玉祥, 张永利, 李玉灵, 等. 不同时间尺度环境因子对黑河下游胡杨径向生长的影响. 干旱区研究, 2019, 36(6): 1502-1511
[11] 康利飞, 叶茂. 塔里木河中游胡杨径向生长对气温和径流量的响应. 西北植物学报, 2020, 40(4): 697-705
[12] 高润宏, 董智, 张昊, 等. 额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态. 生态学报, 2005, 25(5): 1019-1025
[13] 王海珍, 韩路, 徐雅丽, 等. 干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较. 生态学报, 2017, 37(7): 2315-2324
[14] 秦莉, 尚华明, 苏佳佳, 等. 巴丹吉林沙漠西南缘胡杨径向生长对气候的响应. 沙漠与绿洲气象, 2016, 10(2): 77-81
[15] 叶茂, 徐海量, 龚君君, 等. 不同胸径胡杨径向生长的合理生态水位研究. 地理科学, 2011, 31(2): 172-177
[16] 苟晓霞, 叶茂, 高生峰, 等. 塔里木河中游胡杨径向生长对气候变化的响应研究. 西北植物学报, 2017, 37(6): 1864-1871
[17] 吕雯改, 刘云飞, 殷昌军, 等. 基于稳定同位素的策勒河流域山区河流蒸发损失估算. 水资源与水工程学报, 2022, 33(6): 62-68
[18] 开买尔古丽·阿不来提, 毛东雷, 曹永香, 等. 新疆玉龙喀什河与策勒河流域胡杨年轮对气象因子的响应研究. 西北植物学报, 2021, 41(4): 672-681
[19] 赵佳佳, 祁睿尹, 叶尔江·拜克吐尔汉, 等. 乌尔禾区不同生境胡杨年轮宽度变化特征. 江苏农业科学, 2020, 48(24): 117-123
[20] Maierdang KYM, Li ZS, Fu BJ, et al. Spatial differences in the radial growth responses of black locust (Robinia pseudoacacia Linn.) to climate on the Loess Pla-teau, China. Dendrochronologia, 2021, 67: 125832
[21] Maierdang KYM, Wei JS, Zhang YX, et al. Climate signal shift under the influence of prevailing climate warming: Evidence from Quercus liaotungensis on Dongling Mountain, Beijing, China. Dendrochronologia, 2020, 60: 125683
[22] Holmes RL. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement. Tree-Ring Bulletin, 1983, 43: 69-78
[23] 吴祥定. 树木年轮与气候变化. 北京: 气象出版社, 1990
[24] 魏学, 石岚, 谷新波. 1960—2017年额济纳旗胡杨林观赏期旅游气候舒适度分析. 沙漠与绿洲气象, 2019, 13(5): 94-99
[25] 黄彩变, 曾凡江, 张波. 不同水氮条件下骆驼刺幼苗生长及氮效率变化特征. 生态学报, 2021, 41(9): 3612-3624
[26] 代述勇, 雷加强, 赵景峰, 等. 策勒河出山径流特征及其趋势. 干旱区研究, 2009, 32(2): 204-210
[27] 郑壮鹏, 赵思媛, 周非飞, 等. 亚洲树轮平均敏感度分布特征及其影响因素. 应用生态学报, 2019, 30(3): 805-813
[28] 杨柳, 秦春, 李刚. 中国祁连山西段青海云杉树轮密度记录的气候信号. 应用生态学报, 2021, 32(10): 3636-3642
[29] 孙军艳, 刘禹, 蔡秋芳, 等. 额济纳233年来胡杨树轮年表的建立及其所记录的气象、水文变化. 第四纪研究, 2006, 26(5): 799-817
[30] 刘普幸, 陈发虎, 勾晓华, 等. 额济纳旗近100 a来胡杨年表的建立与响应分析. 中国沙漠, 2005, 25(5): 764-768
[31] 尚华明, 魏文寿, 袁玉江, 等. 艾比湖胡杨宽度年表建立及其环境意义. 中国沙漠, 2008, 28(5): 815-820
[32] 申瑞新. 塔里木河干流上、中游胡杨径向生长量与河道径流量关系研究. 硕士论文. 乌鲁木齐: 新疆师范大学, 2012
[33] 周洪华, 李卫红, 孙惠兰. 基于胡杨年轮的塔里木河下游地下水埋深历史重建. 林业科学, 2018, 54(4): 11-15
[34] 王婷, 于丹, 李江风, 等. 树木年轮宽度与气候变化关系研究进展. 植物生态学报, 2003, 27(1): 23-33
[35] 周小东, 常顺利, 王冠正, 等. 天山北坡中段雪岭云杉径向生长对气候变化的响应. 干旱区研究, 2023, 40(8): 1215-1228
[36] 郑永宏, 朱海峰, 张永香, 等. 柴达木盆地东缘山地祁连圆柏林上限树木径向生长与气候要素的关系. 应用生态学报, 2009, 20(3): 507-512
[37] 张娜. 额济纳地区引种观赏树木对高温和干旱胁迫的适应性机理研究. 硕士论文. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2022
[38] Samis KE. Perspectives in plant ecology, evolution & systematics. Island Studies Journal, 2011, 6: 284-285
[39] Schweingruber FH, Boerner A, Schulze ED. Atlas of Stem Anatomy in Herbs, Shrubs and Trees. Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 2011: 1-483
[40] 刘普幸. 额济纳旗胡杨径向生长的水文气候因子研究. 博士论文. 兰州: 兰州大学, 2007
[41] 刘蕊, 姜盛夏, 张同文, 等. 新疆树木年轮水文研究对比分析. 沙漠与绿洲气象, 2020, 14(3): 1-10
[42] Reinmann AB, Templer PH. Reduced winter snowpack and greater soil frost reduce live root biomass and stimulate radial growth and stem respiration of red maple (Acer rubrum) trees in a mixed-hardwood forest. Ecosystems, 2016, 19: 129-141
[43] 李静茹, 彭剑峰, 杨柳, 等. 川西高原两种针叶树径向生长对气候因子的响应. 应用生态学报, 2021, 32(10): 3512-3520

策勒沙漠绿洲过渡带胡杨径向生长对气候变化的响应

Radial growth response of Populus euphratica to climate change in the Cele desert oasis ecotone, China

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[1]	龚志远, 王春林, 董丹丹, 张蕊, 张曦. 安徽省气候变化和人类活动对草地物候的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(4): 1092-1100.
[2]	李京忠, 辛振华, 谢潇, 薛冰, 任婉侠. 半干旱区植被覆盖时空变化特征及其对气候变化的响应: 以锡林郭勒盟为例 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 80-86.
[3]	杨振康, 杨婉蓉, 刘志娟, 高伟达, 任图生, 沈彦俊, 杨晓光. 气候变化对东北三省土壤风蚀的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(9): 2429-2435.
[4]	冷鹏, 王建青, 谭云燕, 邵亚军, 王丽燕, 施秀珍, 张国友. 大气CO₂和O₃浓度升高对水稻根际土壤胞外酶活性的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(8): 2185-2193.
[5]	邢衍阔, 康斌, 鹿志创, 高祥刚, 王震, 田甲申. 气候变化条件下太平洋丽龟的适宜生境及其变化 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(8): 2267-2273.
[6]	夏卓异, 苏杰, 尹海伟, 孔繁花. 气候变化背景下中国朱鹮适宜生境时空格局 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(6): 1467-1473.
[7]	张辉盛, 徐琳, 吕韦韦, 周昱, 王卫锋, 高瑞贺, 崔绍朋, 张志伟. 扶桑绵粉蚧多维气候生态位保守性与入侵风险 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(6): 1649-1658.
[8]	贺清智, 叶茂, 潘晓婷, 赵凡凡, 张凯丽. 塔里木河下游胡杨木质部形成过程及其对水热因子的响应 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1244-1252.
[9]	王子文, 尹进, 王星, 陈越, 毛子昆, 蔺菲, 巩宗强, 王绪高. 辽宁省入侵植物曼陀罗的生境适宜性评价——基于Biomod2组合模型 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1272-1280.
[10]	李春波, 张园, 刘雅各, 吴家兵, 王安志. 长白山自然保护区总初级生产力时空变化特征及其影响因素 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1341-1348.
[11]	白金珂, 李笑雨, 王力. 1980s与2020s青藏高原南部土壤质量变化 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1367-1374.
[12]	李君, 刘泽, 王牌, 杨睿, 史丰鸣, 邓杰, 王国严, 石松林. 西藏珠峰地区乔松径向生长对气候变化的响应 [J]. 应用生态学报, 2023, 35(5): 1205-1213.
[13]	王若茹, 李小马, 甘德欣, 刘欢瑶, 唐乐, 蔡正午. 湖南省2002—2020年植被动态演变特征及影响因子 [J]. 应用生态学报, 2023, 35(5): 1312-1320.
[14]	凌子尧, 彭立华, 文慧. 不同城市功能区实施屋顶绿化的雨洪调控效应比较 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(2): 491-498.
[15]	王钧, 李广, 闫丽娟, 刘强, 聂志刚. 气候变化背景下甘肃农牧交错带玉米气候生产潜力和资源利用效率变化特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(1): 160-168.