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    2021年 第32卷 第10期    刊出日期:2021-10-15
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    2021, 32(10):  3396-3396. 
    摘要 ( 140 )   PDF (440KB) ( 39 )  
    大兴安岭兴安落叶松径向生长对气候响应的时空变化
    韩艳刚, 盖学瑞, 邱思玉, 张月, 王守乐, 周莉, 于大炮
    2021, 32(10):  3397-3404.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.021
    摘要 ( 493 )   PDF (3394KB) ( 96 )  
    根据兴安落叶松在大兴安岭山脉的分布特征,沿纬度设置了9个采样点,分析了兴安落叶松径向生长对气候因子响应的空间差异和时间动态。结果表明:总体上所有采样点的兴安落叶松径向生长与夏季(6—8月)标准化降水蒸散指数(SPEI)及降水量、2月SPEI及降水量呈正相关,与3月温度呈负相关。在空间上,南部年均温较高区域的兴安落叶松径向生长与2月SPEI呈显著正相关,在北部年均温较低的区域与3月温度呈显著负相关。在时间上,兴安落叶松生长-气候关系不稳定。随着温度升高,在年均温较高区域,夏季SPEI和降水量对树木生长的正效应以及夏季温度的负响应显著增强;在年均温较低区域,树木生长与3月温度负响应增强更明显。这表明气候变化改变了树木生长-气候关系,而且存在明显空间差异。在未来气候暖干化的背景下,大兴安岭兴安落叶松径向生长会受到抑制,在年均温较高且降水量较少的南部地区会因夏季水分亏缺和冬季干旱而衰退,温度较低的北部地区则可能因冬季干旱和冬季变暖而使生长受到抑制。
    樟子松和落叶松径向生长对气候变化的响应
    郭雪梅, 王兆鹏, 张楠, 张冬有
    2021, 32(10):  3405-3414.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.042
    摘要 ( 393 )   PDF (2045KB) ( 120 )  
    在全球变暖的背景下,升温可能会影响树木的生长,导致森林生态系统的平衡受到干扰。本研究利用树轮年代学方法中的生长-气候响应函数、滑动相关分析,探讨大兴安岭漠河地区樟子松和落叶松径向生长的限制因子,以及二者径向生长对快速升温的响应。结果表明: 樟子松和落叶松的径向生长受温度和降水的共同作用,樟子松对气候变化的响应比落叶松更为敏感,对气候因子的敏感性比落叶松更稳定。樟子松径向生长与当年生长季月均温及月均最低温呈显著正相关,而落叶松与冬季月均温及月均最高温呈显著正相关。冬季降水促进樟子松生长,前一年生长季后期降水抑制落叶松的径向生长。1990年快速升温后,降水对樟子松的限制作用由升温前的负相关转变为升温后的显著正相关,高温对樟子松的抑制作用大于促进作用;高温对落叶松的抑制作用增强,降水对落叶松的限制作用也在升温后增强,生长速率显著下降,二者生长速率与温度和降水的相关性变化存在明显差异。本研究可为大兴安岭森林生态系统管理与保护提供科学依据。
    大兴安岭兴安落叶松和樟子松径向生长对气候变化的响应差异
    杨婧雯, 张秋良, 宋文琦, 张旭, 李宗善, 张远东, 王晓春
    2021, 32(10):  3415-3427.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.005
    摘要 ( 342 )   PDF (3869KB) ( 83 )  
    大兴安岭是我国气候变化最为显著的地区之一,兴安落叶松和樟子松是该地区最为重要的树种,研究它们径向生长对气候变化的响应差异,可以为预测气候变化下我国北方森林动态提供科学依据。在大兴安岭地区选择6个样点共采集兴安落叶松树轮和樟子松树轮样芯451个,建立了12个标准年表。比较了1900年以来树木径向生长趋势,利用Pearson相关分析法分析各样点兴安落叶松和樟子松生长对气候因子的响应,运用线性混合模型探讨温度和降水对兴安落叶松和樟子松年径向生长的影响,通过滑动相关对比两个树种生长-气候关系的时间稳定性。结果表明: 兴安落叶松径向生长与3月平均温度呈负相关,与上一年冬季和当年7月降水呈正相关。樟子松径向生长与当年8月温度呈正相关,与当年生长季(5—9月)降水呈正相关。冬季降雪对兴安落叶松径向生长起到重要的促进作用,夏季过多降水对樟子松径向生长起到显著的限制作用。兴安落叶松和樟子松生长对气候变化的响应存在明显差异,因此,气候变化可能会影响北方森林生态系统的树木生长、物种组成以及空间分布等。
    不同坡位水曲柳木质部解剖特征及其与气候关系
    郑勤莹, 张国帅, 赵彬清, 王晓春
    2021, 32(10):  3428-3436.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.012
    摘要 ( 278 )   PDF (2738KB) ( 44 )  
    随着气候变暖,东北地区暖干化加剧。为了解干旱胁迫对小兴安岭地区不同坡位水曲柳径向生长的影响,采用木材解剖学方法,分析了水曲柳木质部解剖特征对不同坡位水分变化的响应。结果表明: 上、下坡位水曲柳木质部解剖参数整体上变化趋势一致,导管数量呈线性分布,最大导管面积和总导管面积总体上呈对数分布,平均导管面积总体上呈偏正态分布。不同坡位多个解剖参数均存在显著差异,下坡位导管数量、导管面积总体上大于上坡位。大部分解剖参数与日积温呈显著正相关,但存在一定差异,上坡位水曲柳总导管面积与日均温呈正相关,导管数量、总导管面积与相对湿度呈正相关,相关性均大于下坡位。上坡位最小导管面积与日积温和相对湿度呈显著负相关;而下坡位,总导管面积与相对湿度呈显著正相关。气候暖干化会导致水曲柳导管面积和导管数量相对减少,但基本上不影响导管分布状况,上、下坡位导管分布基本一致。目前,气候暖干化未限制而是促进了水曲柳的径向生长。
    黑龙江不同区域人工红松心边材及树皮削度可加性模型系统构建
    苏巴提·赛达合买提, 贾炜玮
    2021, 32(10):  3437-3447.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.029
    摘要 ( 213 )   PDF (3607KB) ( 39 )  
    基于黑龙江省孟家岗林场、东京城林业局和林口林业局不同林分条件下103株人工红松解析木的2977个圆盘数据,结合林业研究中常见的Kozak(1988)、Muhairwe(1999)、Lee(2003)、Kozak(2004)可变指数削度方程,构建带皮直径、心材直径、边材宽度、树皮厚度的削度方程,并对比选出最优基础模型;采用SAS软件PROC MODEL模块中似乎不相关回归(SUR),建立带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度削度方程的可加性模型系统,同时将区域作为哑变量引入模型中,通过调整确定系数(Radj2)、均方根误差(RMSE)、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)等模型评价指标,对模型进行综合评价。结果表明: 带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度最优基础模型均为Kozak(2004);可加性模型系统在满足各分量与总量可加性的基础上,也得到较好的预测效果,预估精度均达到98%以上,引入哑变量后,可加性模型系统预测能力均有不同程度的提升,尤其心材直径和边材宽度预测能力提升更显著;不同区域带皮直径和树皮厚度削度差异较小,而心材直径、边材宽度的削度存在明显差异。本研究构建的包含哑变量可加性模型系统,不但模型预测精度较高,还满足带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度之间的可加性逻辑,为人工红松心边材及树皮材积的准确估测提供了基础。
    呼伦贝尔沙地樟子松径向生长特征的VS模型模拟分析
    包光, 刘治野, 刘娜, 吴买利
    2021, 32(10):  3448-3458.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.038
    摘要 ( 268 )   PDF (3645KB) ( 128 )  
    利用Vaganov-Shashkin模型对呼伦贝尔地区4个样点的沙地樟子松标准化宽度年表进行模拟研究,在2000年以前时段拟合度较好,而2000年以后时段拟合度较差。进而选取2000年以前的模拟结果进行径向生长过程分析。结果表明: 呼伦贝尔沙地樟子松主要的生长季为每年的5—9月,温度对每年樟子松生长初期与末期具有显著影响,而在树木生长季旺盛期,土壤湿度的不足是制约树木生长的主要因素。极端窄年树木径向生长速率受土壤湿度的影响较极端宽年明显,生长季中期7—8月树木径向生长速率在宽窄年份均呈降低趋势,表明该时期沙地樟子松生长均受到不同程度的干旱胁迫。研究结果与我国半干旱地区树木年轮生理模型分析特征相符,模型对呼伦贝尔沙地樟子松径向生长模拟具有一定的适用性。
    暖干化加剧东北半干旱地区油松人工林径向生长的水分限制
    赵莹, 蔡立新, 靳雨婷, 李俊霞, 崔迪, 陈振举
    2021, 32(10):  3459-3467.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.034
    摘要 ( 266 )   PDF (1596KB) ( 46 )  
    相较天然林,人工林生态系统对全球性气候变化更敏感。本文利用树木年代学方法,以东北半干旱地区油松人工林为对象建立油松年轮宽度年表,研究油松生长的动态变化及其径向生长与气象因子的相关关系,探讨升温对油松生长及分布的影响。结果表明: 研究区油松年轮宽度主要与生长季5—7月的平均温度呈显著负相关,与生长季早期4月和生长季5—7月的平均降水量和PDSI呈显著正相关,水分可利用性是限制研究区油松径向生长的主要因子。自西南向东北随着年降水量增加,各样点油松径向生长对年均温的敏感性增强,与年降水量的相关关系由显著正相关转变为负相关,说明偏干旱的西南部地区油松生长受水分限制更严重。气候变暖导致的干旱胁迫使得研究区西南部的部分人工林油松生长呈衰退状态。随着暖干化的持续,研究区油松分布边界将发生局地收缩,适宜生长的边界将向北移动。
    水热耦合对沈阳地区油松木质部生长的影响
    刘伟韬, 李俊霞, 赵莹, 韩勍, 侯森, 张敬远, 李丰, 陈振举
    2021, 32(10):  3468-3476.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.036
    摘要 ( 246 )   PDF (2237KB) ( 31 )  
    利用微树芯技术可以从细胞尺度研究树木形成层物候和径向生长的过程,揭示树木生长与气候的关系。油松是我国北方森林的建群树种之一,也是沈阳地区的优势树种。研究2020年整个生长季(4—11月)油松周尺度的形成层及木质部细胞变化,分析油松在沈阳地区的生长规律。结果表明: 油松形成层分裂活动开始于4月初,结束于9月末。木质部从扩大细胞出现(4月中旬)开始生长,到木质化细胞消失(10月下旬)结束,其生长符合“S”型曲线。2020年生长53个/列木质部细胞,最大生长速率(0.55个/列/d)出现在5月末,早晚材细胞于7月末发生转变。在沈阳地区最低温达到0 ℃以上时树木形成层开始活动,影响木质部生长开始和结束的最低临界温度为2~3 ℃。降水在油松整个生长过程中起到促进作用。沈阳地区7月末的高温和水分供给不足是木质部细胞分化形成早晚材的主要因子。
    辽东山区蒙古栎径向生长对林分密度和气候因子的响应
    毛沂新, 张慧东, 王睿照, 颜廷武, 魏文俊, 云丽丽, 潘文利, 尤文忠
    2021, 32(10):  3477-3486.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.008
    摘要 ( 217 )   PDF (2746KB) ( 38 )  
    为探究林分密度和气候因子对蒙古栎径向生长的影响,利用树木年代学方法研究了不同林分密度调控(间伐)下次生蒙古栎林径向生长变化,并结合气象数据,分析了蒙古栎生长变化的驱动因子。结果表明: 次生蒙古栎林径向生长受林分密度的影响显著。低密度原始林蒙古栎径向年均增长量为3.12 mm,2个中密度次生蒙古栎林分别为1.55和1.42 mm,高密度次生蒙古栎林为0.96 mm。20%的间伐强度对促进高密度(1900 株·hm-2以上)栎林径向生长恢复作用有限,而对于中等密度(1600 株·hm-2)栎林效果显著。该地区蒙古栎径向生长主要对当年1月和2月的降水变化敏感。抚育间伐降低了蒙古栎径向生长对气候因子的敏感性。在未来暖干化的气候情境下,密度调控有利于减缓气候变化对蒙古栎生长的不利影响。
    树木年轮揭示的东灵山主要树种间干旱耐受性差异
    肖健宇, 张文艳, 牟玉梅, 吕利新
    2021, 32(10):  3487-3496.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.001
    摘要 ( 270 )   PDF (2700KB) ( 39 )  
    近年来北京地区的森林随极端干旱加剧表现出脆弱性特征,为了解气候变化下不同树种的干旱耐受性,选择北京东灵山森林内3个乔木树种(华北落叶松、油松和辽东栎),利用树木年轮生态学方法分析了径向生长与气候的关系,以及对极端干旱事件的抵抗力和弹性。结果表明: 华北落叶松和油松与5—6月气温呈显著负相关,辽东栎与5月气温呈显著负相关;华北落叶松与6月降水量、5—6月和8—9月相对湿度呈显著正相关,油松与6—8月降水量和相对湿度呈显著正相关,辽东栎与2月和5月降水量、5月相对湿度呈显著正相关;所有树种均与当年5—7月标准化降水蒸散指数(SPEI)呈显著正相关。华北落叶松是干旱耐受性最弱的树种,径向生长在所选极端干旱事件中(1994年、2001—2002年和2007年)下降幅度最大(46.6%~69.6%),抵抗力(0.534、0.304、0.530)和弹性(0.686、0.570、0.753)显著低于辽东栎和油松,辽东栎在2007年抵抗力显著高于油松,弹性无显著差异。生长季持续的高温或降水减少引起的极端干旱是树木径向生长下降的主要原因,树种间各异的生理生态策略是干旱耐受性差异的可能原因。研究结果可为未来造林树种选择和森林管护措施制定提供新依据,以在气候压力持续增加背景下维持森林生态系统功能和服务。
    嵩山地区油松人工林树轮宽度对气候因子的响应
    崔佳月, 彭剑峰, 李静茹, 李轩, 彭猛, 杨柳
    2021, 32(10):  3497-3504.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.002
    摘要 ( 211 )   PDF (1544KB) ( 29 )  
    以河南登封嵩山地区不同坡向的油松人工林为对象,分别建立了跑马岭、峻极峰及区域油松差值年表。结果表明: 跑马岭油松年表的质量高于峻极峰油松年表;跑马岭油松年表和峻极峰油松年表都包含较高的气候信息,都与当年2月平均气温、生长季末期(9—10月)平均气温和平均最高温呈显著正相关,与当年5月的平均最高温呈显著负相关;跑马岭和峻极峰油松径向生长对气候响应有一定的差异,跑马岭油松径向生长主要与3月平均最低温和9月降水量呈显著正相关,而峻极峰与5月降水量和9月平均最低温呈显著正相关;区域油松年表包含了更多的气候信息。利用多元回归分析方法能较好地模拟出油松树轮宽度生长的限制因素是多个月的温度,尤其是当年9月平均气温,这与相关分析结果一致。本研究可以为本地区森林保护和生态建设提供基础服务。
    树木年内径向生长对干旱事件的响应——以贺兰山油松为例
    高佳妮, 杨保, 秦春
    2021, 32(10):  3505-3511.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.015
    摘要 ( 244 )   PDF (1639KB) ( 44 )  
    在贺兰山苏峪口国家森林公园,利用径向生长测量仪监测2017和2018年2个生长季内、2个海拔(2010和2330 m)油松的径向生长,研究树木径向生长对干旱的响应。结果表明: 2018年6月的干旱事件使得油松径向生长速率减慢,生长量减小;而7—8月的降水使油松的径向生长重新激活。2018年油松的径向生长主要发生在6—8月,相比2017年延长一个月。油松径向生长与气候因子的响应关系在不同海拔间没有明显的差异。生长季早期干旱对树木径向生长有抑制作用,生长季中后期降水对树木径向生长具有促进作用。该区的气候重建工作中应当充分考虑8月的气候要素对树轮宽度的影响。
    川西高原两种针叶树径向生长对气候因子的响应
    李静茹, 彭剑峰, 杨柳, 崔佳月, 李轩, 彭猛
    2021, 32(10):  3512-3520.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.032
    摘要 ( 237 )   PDF (2387KB) ( 72 )  
    基于树轮年代学手段,建立了岷江冷杉和方枝柏树轮宽度标准年表以及混合树种年表,研究川西地区理县凉台沟两种针叶树种径向生长对气候变化的响应,为全球变暖背景下该地区森林生态系统的保护与管理提供依据。结果表明:混合年表中包含了2个单个年表的共同气候信息,其信噪比和样本总体解释量均高于单个年表。与气候因子的相关分析显示,3个年表对气候要素的响应表现出较好的一致性,均对温度响应敏感,尤其是方枝柏最为敏感。相对湿度在5、10月对两树种的限制作用明显强于降水。1994年升温突变后,岷江冷杉宽度年表与月均温的相关性变化最为明显,部分月份由负相关转变为正相关,表明岷江冷杉树木径向生长对温度的响应呈现出不稳定性,但两树种径向生长呈差异性变宽趋势,对气温响应的敏感性减弱。
    杉木径向生长动态及其对季节性干旱的响应
    孟盛旺, 杨风亭, 戴晓琴, 王辉民
    2021, 32(10):  3521-3530.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.031
    摘要 ( 232 )   PDF (2922KB) ( 238 )  
    为探讨杉木径向变化的季节动态及其气候响应特征,利用径向生长仪连续2年(2016—2017年)监测了江西中部杉木的径向变化过程,分析了径向变化的日动态、季节动态规律及其与气候因子的相关性。结果表明: 杉木日径向昼夜变化呈白天收缩、夜间膨胀的格局;2017年径向生长开始时间比2016年提前一个月,但旱季持续的水分亏缺使生长季也早一个月结束;在主要生长季内(4—9月),无论湿季与旱季,径向增长量与降雨、相对湿度呈显著正相关,与光合有效辐射、饱和水汽压差呈显著负相关,而水分亏缺量的气候相关性与径向增长量相反;旱季严重缺水时土壤含水量对径向变化的影响显著增强。水分条件始终是影响杉木径向变化的关键因素,夏季干旱时可通过提高土壤含水量等有效途径促进杉木径向生长。
    亚热带人工和天然马尾松、杉木林生长对干旱的生态弹性差异
    曹新光, 胡红兵, 李颖俊, 董志鹏, 卢晓蓉, 白毛伟, 郑壮鹏, 方克艳
    2021, 32(10):  3531-3538.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.035
    摘要 ( 292 )   PDF (1892KB) ( 85 )  
    选取福建中西部地区相似气候条件下马尾松和杉木的天然林和人工林进行研究,利用年轮宽度、年轮宽度指数和断面积增量重建了4种林型共109株松树20年(1993—2012年)的年生长量,计算其对连续两次极端干旱事件(2003—2004年和2011年)的抵抗力、恢复力和弹性指数,分析人工林和天然林在抵抗力和弹性方面的差异。结果表明:马尾松和杉木对水分的需求在时间上存在差异,这解释了其对2003—2004年干旱事件的响应不一致。干旱压力极大地降低了马尾松和杉木的生长,但树木生长并未表现出干旱遗留效应。受干旱强度的影响,4种林型径向生长对2003—2004年干旱的响应强于2011年。干旱事件后马尾松比杉木具有更强的恢复能力;天然林比人工林对干旱的敏感性更高,同时弹性也更大。杉木人工林更容易受到频发的极端干旱事件的影响,在人工林抚育管理中应选择抗旱能力较强的遗传种源,以应对气候变暖导致的干旱频发。
    闽东南地区马尾松古树对气候变化和虫灾的生态弹性
    李颖俊, 方克艳, 白毛伟, 曹新光, 董志鹏, 唐婉儒, 梅泽鹏
    2021, 32(10):  3539-3547.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.010
    摘要 ( 238 )   PDF (2428KB) ( 47 )  
    马尾松是我国南方地区广泛分布的先锋造林树种。在全球变暖、气候干旱化和虫灾频发的趋势下,研究马尾松对环境干扰的生态弹性对森林管理有重要意义。本文对福建省仙游县百松村的马尾松古树进行树木年轮样品采集,建立区域首个马尾松树轮宽度标准年表(1865—2014年)。结果表明: 当年7—9月低相对湿度和5—9月极端高温是树木生长的主要限制因素。根据树轮极端窄年确定1869、1889、1986、1991和1993是极端事件年。时序叠加分析发现,极端事件发生前两年的持续低值加剧了极端事件的影响。干旱年份更容易引发虫灾。1889年是受虫灾影响最严重的年份,1986和1991年受到虫灾和干旱气候的双重影响,其余极端年主要受干旱气候的影响。树木对虫灾的抵抗力弱于对干旱事件的抵抗力;除1991年外,树木对虫灾的相对弹性力高于对干旱事件的相对弹性力。1889年的相对弹性力最高,1991年受到连续极端事件的影响,相对弹性力最低。2000年以来研究区干旱化趋势加强,马尾松古树遭受干旱和虫灾的干扰加强,部分树木死亡。
    普达措国家公园四种针叶树径向生长对气候因子的响应
    张菊梅, 范泽鑫, 付培立, Shankar Panthi, 唐华
    2021, 32(10):  3548-3556.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.033
    摘要 ( 270 )   PDF (1566KB) ( 60 )  
    运用树木年代学的原理和方法,对普达措国家公园大果红杉、长苞冷杉、高山松和麦吊云杉4个优势针叶树种的年轮宽度进行测量,建立年轮宽度差值年表。分析年表与香格里拉气象站的日、月气候数据的相关性,研究4个优势针叶树种的径向生长对气候因子的响应。结果表明: 大果红杉的年生长速率最高,长苞冷杉的年生长速率最低;4种针叶树径向生长对气候因子的响应存在物种特异性,大果红杉与气候因子的相关性最强,麦吊云杉的径向生长对气候因子的响应不敏感;长苞冷杉树轮宽度年表与上年冬季(11、12月)和当年夏季(7月)的平均温度呈显著正相关;大果红杉树轮宽度年表与生长季早期(6月)温度呈显著正相关,与同期降水量和相对湿度呈显著负相关;而高山松树轮宽度年表与生长季早期(5月)的降水量和相对湿度呈显著正相关,与同期最高温度呈显著负相关,表明高山松的径向生长主要受生长季早期水分可利用性的影响。
    滇西不同海拔云南松径向生长对气候水文要素的响应
    王世杰, 陈友平, 陈峰, 张合理
    2021, 32(10):  3557-3566.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.016
    摘要 ( 200 )   PDF (2451KB) ( 32 )  
    利用滇西地区两个不同海拔采样点的云南松树轮样本,建立树轮宽度标准化年表,研究其径向生长对气候和水文要素的响应。结果表明:滇西云南松径向生长主要受降水量、气温和径流量的影响,其中高海拔(2413.3 m)云南松径向生长受夏季高温的制约和季风季节径流量影响,而低海拔(1062.6 m)云南松径向生长受生长季的降水量和全年径流量影响。滇西高海拔云南松径向生长对气温变化的响应受温度阈值影响表现出不稳定性;低海拔云南松径向生长对降水量和径流量的响应,在20世纪80年代均受到东亚夏季风的减弱而出现波动。滇西不同海拔云南松径向生长与亚洲夏季风活动及厄尔尼诺存在联系。
    热带季节雨林多花白头树年内径向生长动态及其对环境因子的响应
    韦小练, 范泽鑫, Arisa Kaewmano, 林友兴, 陈礼敏, 付培立
    2021, 32(10):  3567-3575.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.027
    摘要 ( 229 )   PDF (2182KB) ( 62 )  
    为了解热带地区树木的季节性生长动态和规律,在西双版纳热带季节雨林利用高精度生长仪和微树芯法对落叶树种多花白头树的径向生长季节动态进行监测。结合木质部非结构性碳水化合物和环境因子的监测,分析其形成层活动和径向季节动态的生理生态驱动因子。结果表明: 在2020年,生长仪的监测显示,多花白头树于5月底(儒略日DOY:149.3±7.2)开始生长,8月底(DOY:241.0±14.7)生长结束,年生长量为3.12 mm,最大生长速率为0.04 mm·d-1。而微树芯法显示,扩大细胞3月9日(DOY:69.2±6.2)开始出现,9月19日(DOY:262.8±2.8)细胞加厚结束,木质部生长量为1.76 mm,最大生长速率为0.009 mm·d-1。多花白头树径向日生长量与生长季的降水、相对湿度、日最低气温、深度为20 cm的土壤含水量和温度呈显著正相关,而与日最高气温、水汽压亏缺、最大风速和水汽压呈显著负相关。多花白头树边材淀粉含量和可溶性糖含量均在生长季开始之前保持较高水平,淀粉含量在3月底达到最低,而可溶性糖含量5月中旬达到最低,随着生长季的结束淀粉和可溶性糖的含量分别在10月中旬和12月底达到最高。
    升温对祁连山东部青海云杉径向生长的影响
    刘兰娅, 勾晓华, 张芬, 尹定财, 王学佳, 夏敬清, 李芊, 杜苗苗
    2021, 32(10):  3576-3584.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.019
    摘要 ( 810 )   PDF (2201KB) ( 60 )  
    在祁连山东部西营河流域不同海拔采集年轮样品,利用树木年代学方法建立高海拔(3000 m)、中海拔(2750 m)、低海拔(2500 m)青海云杉标准化年表,将年轮宽度指数与不同时段气温和降水分别进行相关分析,研究祁连山东部不同海拔青海云杉径向生长对气候变暖的响应。结果表明: 水热是祁连山东部青海云杉径向生长的主要限制因子,不同海拔树木的生长限制因子基本一致。在显著升温之前(1961—1986年),低、中、高海拔3个样点的青海云杉径向生长均与上一年7—8月和当年8月平均最高温呈显著负相关,与当年6月相对湿度呈显著正相关。显著升温之后(1986—2014年),高、中、低海拔树木生长与气温仍呈显著负相关,而与当年2月的相对湿度由升温前的不显著负相关转为显著正相关,与6月降水和相对湿度由升温前的显著正相关转为不显著的负相关。升温导致祁连山东部各海拔青海云杉树轮生长变慢,其中高海拔所受影响最大。气候变暖导致的干旱胁迫可能是青海云杉径向生长发生变化的主要原因。
    祁连山西部青海云杉径向生长对气候因子的响应
    夏敬清, 勾晓华, 王玲玲, 王放, 张军周, 张芬
    2021, 32(10):  3585-3593.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.020
    摘要 ( 223 )   PDF (1989KB) ( 33 )  
    利用树木径向生长监测仪(Dendrometer)和自动气象站在祁连山西部对8棵青海云杉的径向生长及环境因子进行了连续监测研究。结果表明: Gompertz函数拟合结果显示,2018—2020年青海云杉的径向生长分别开始于4月19日、4月17日和4月10日,在日平均气温超过5.5 ℃时径向生长开始;青海云杉生长结束时间分别为8月17日、8月21日和7月19日,生长结束时间与生长季末期降水量有关。研究区青海云杉径向生长量受干旱抑制强烈,其中与7月的日均温(负相关)和日降水量(正相关)相关性最高,与生长季初期(5月)的日降水量的相关关系存在年际间差异。
    阿尔泰山主要针叶树种树木径向生长及其对气候变化的响应
    苟晓霞, 张同文, 袁玉江, 喻树龙, 张瑞波, 姜盛夏, 郭玉琳
    2021, 32(10):  3594-3608.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.041
    摘要 ( 256 )   PDF (3839KB) ( 80 )  
    本研究以阿尔泰山富蕴地区的西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松为对象,获取2个树种基部断面生长增量和树轮宽度年表与气候因子的相关系数,对比分析了相似生境下2个树种的径向生长特征及其对气候变化的响应。结果表明: 西伯利亚云杉基部断面生长增量总体高于西伯利亚落叶松,但西伯利亚落叶松的径向生长增加趋势更为显著。近60年来,上年快速生长期的高温对研究区内西伯利亚云杉的径向生长有限制作用,而当年6月较高的气温则有利于西伯利亚落叶松生长。西伯利亚落叶松的径向生长与当年1月气温呈负相关。分段相关分析显示,这种情况在1980年代中期气候变暖以后表现得更为明显。滑动相关分析表明,在气候变化背景下研究区内西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松径向生长对气温和降水量的响应在近年来均有所增强。
    新疆阿勒泰地区西伯利亚红松径向生长对气候水文的响应
    胡茂, 陈峰, 陈友平
    2021, 32(10):  3609-3617.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.017
    摘要 ( 210 )   PDF (3507KB) ( 41 )  
    利用采自新疆阿勒泰地区西伯利亚红松树轮样本,建立树轮标准化年表,对气候水文因子对西伯利亚红松径向生长的影响进行了研究。结果表明: 西伯利亚红松年表包含较高的气候信息,与当年5—6月平均温度、平均最高温度表现出显著的负相关,与当年5—6月帕默尔干旱指数(PDSI)表现出显著的正相关,与当年1—6月降水表现出显著的正相关,与上一年11月额尔齐斯河径流表现出明显的正相关。温度和降水共同影响该地区西伯利亚红松的径向生长,其中生长期前期降水与夏季温度是影响径向生长的关键气候要素。对年表极值年的研究发现,厄尔尼诺-南方振动(ENSO)及全球大尺度环流与西伯利亚红松径向生长存在联系,ENSO通过对中亚上空气旋位置的影响使输送到阿勒泰地区的水汽产生变化,从而影响到西伯利亚红松的径向生长。
    基于油松树轮重建晋东南地区近296年来1—6月降水变化
    曹红华, 赵晓恩, 陈峰, 王世杰, 刘兴华
    2021, 32(10):  3618-3626.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.018
    摘要 ( 207 )   PDF (2460KB) ( 38 )  
    区域历史气候变化研究受观测数据限制,不利于认识长时间尺度上气候变化情况。本研究采用山西省东南部油松树轮样芯,建立采样区树轮年表,分析降水变化与树轮宽度年表之间的关联。结果表明: 树轮差值年表(RES)与1—6月的降水量变化有较好的相关性,(r=0.636,n=59,P<0.01)。采用线性回归方法分析山西省东南部区域1724—2019年1—6月的降水重建序列,方差解释量为40.4%,经检验重建方程稳定可靠。对降水重建序列特征分析表明,1724—2019年存在10个极端干旱年和6个极端湿润年,经历了6次干旱期(1742—1771、1830—1848、1872—1894、1917—1945、1961—1981和1990—2019年)、4次湿润期(1727—1741、1772—1829、1849—1871和1895—1916年)。最长干旱期为1742—1771、1990—2019年,最长湿润期为1772—1829年。对于过去296年,降水变化序列存在2.3、3.2~3.3、3.7~3.8、6.3~6.7和8.3~8.7年周期变化特征,其中2.3年的周期与“准两年脉动”周期重合,3.2~3.3、3.7~3.8和6.3~6.7年的周期可能与厄尔尼诺和南方涛动的变化存在一定关系。空间相关分析表明,重建降水序列能够较好地代表研究区域范围的降水变化。
    川西雅江地区过去567年3—8月干旱变化的树轮重建
    袁晴雪, 喻树龙, 姜盛夏, 秦宁生, 张同文
    2021, 32(10):  3627-3635.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.023
    摘要 ( 214 )   PDF (2113KB) ( 34 )  
    使用零信号去趋势法建立了四川甘孜州拉日玛采点川西云杉标准化树轮宽度年表。结果表明: 云杉树轮年表与雅江3—8月一个月时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI1)间存在显著正相关。由树轮年表当年与次年序列重建了雅江地区1442—2008年3—8月SPEI1指数变化,方差解释量达42.8%。重建序列主要揭示了历史时期SPEI1的低频变化。川西雅江地区3—8月SPEI1在过去567年中存在1442—1465年、1516—1601年和1836—2008年3个偏湿阶段,位于其间的为2个偏干阶段;重建序列在1455—1762年间存在显著变干趋势,而1833—1950年具有显著变湿趋势,1959—2008年的变湿趋势最为明显;3—8月SPEI1重建值在1512、1733、1767、1831、1941、1957和1975年发生了从干旱向湿润的突变,而在1684年与1961年则相反。与周边气候重建序列的对比显示,川西雅江地区3—8月SPEI1重建序列的低频变化与青藏高原东北部年降水量和祁连山东段北坡SPEI05指数的变化具有一定相似性。该重建序列对青藏高原东部及青海南部的3—8月SPEI1变化具有较好的代表性。
    中国祁连山西段青海云杉树轮密度记录的气候信号
    杨柳, 秦春, 李刚
    2021, 32(10):  3636-3642.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.026
    摘要 ( 212 )   PDF (1290KB) ( 37 )  
    树轮气候学是研究过去气候变化的重要手段之一。以往研究表明,树轮密度是生长季温度的重要代用资料。本文建立了祁连山西段青海云杉132~135年的树轮最大密度年表、树轮最小密度年表、树轮晚材平均密度年表和树轮早材平均密度年表,比较了不同密度年表指示的最优气候信号及其季节组合,评估了其作为气候代用资料的潜力与价值。结果表明:树轮晚材平均密度和树轮早材平均密度对于树木生长季气候信号的响应远低于树轮最大密度和树轮最小密度;树轮早材平均密度和树轮最小密度与帕尔默干旱指数有很强的联系,表明树轮早材平均密度和树轮最小密度有成为干旱代用指标的潜力。
    河谷澜沧黄杉指示的青藏高原东南地区过去205年干湿变化
    赵晓恩, 岳伟鹏, 高志鸿, 陈峰
    2021, 32(10):  3643-3652.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.007
    摘要 ( 218 )   PDF (4313KB) ( 33 )  
    利用采集自青藏高原东南地区察隅县低海拔河谷澜沧黄杉建立树轮宽度差值年表。将树轮宽度差值年表与气候因子进行皮尔逊相关分析,利用线性回归方法重建了青藏高原东南地区1812—2016年4—5月帕尔默干旱指数(PDSI)变化(方差解释量为47%)。结果表明: 树轮宽度指数与PDSI指数有良好相关性(r=0.69,P<0.01)。PDSI重建序列存在4个偏湿阶段(1831—1844年、1853—1863年、1938—1948年和1988—2002年)、3个偏干阶段(1864—1876年、1908—1926年和2003—2016年)。与其他序列和历史记录对比分析表明,该重建序列能够较好地指示研究区历史时期干湿变化。空间分析显示,重建序列与青藏高原东南地区 PDSI 指数的变化趋势较为一致,具有很强的空间代表性。多窗谱分析表明,PDSI重建序列具有19~20、3.9、3.2、2.4和2.1年准周期变化特征,这些周期性干湿变化与亚洲夏季风和ENSO活动相关。
    利用树轮揭示人类活动对柴达木盆地巴音河径流量的影响
    朱晓龙, 陈庆美, 吕爱锋, 黄茹, 邵雪梅, 梁尔源, 朱海峰
    2021, 32(10):  3653-3660.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.040
    摘要 ( 241 )   PDF (1054KB) ( 91 )  
    评估人类活动对径流的影响,对区域水资源开发管理有借鉴和指导意义。利用柴达木盆地北部山区7个祁连圆柏树轮宽度数据,建立区域平均树轮宽度年表。通过对区域平均树轮宽度年表与巴音河水文站径流量进行相关、滑动相关和回归分析,模拟了巴音河1956—2002年6月天然径流量变化,进而分析出人类活动对径流量的影响。结果表明: 树轮平均年表与6月径流量的相关性最强(r=0.63,P<0.01),两者相关系数在1986年后下降;基于1956—1986年树轮平均年表与6月径流量建立的转换方程,方差解释量为50.8%;基于转换方程模拟的1987—2002年径流量均值与实际观测径流量存在显著差异,模拟均值比观测均值大3.01 m3·s-1。上游人类活动已经对巴音河径流量的变化带来了明显的影响。因此,在巴音河流域未来水资源开发利用规划中,有必要将人类活动作为重要的影响因素加以考虑,以保障可持续的水资源利用。
    油松树轮指示的秦岭中部过去194年5—7月NDVI变化
    冉依林, 陈友平, 陈峰, 张合理, 贾小波
    2021, 32(10):  3661-3670.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.028
    摘要 ( 196 )   PDF (3420KB) ( 36 )  
    由于归一化差异植被指数(NDVI)观测记录较短,对长时间尺度的NDVI变化研究较少,限制了我们对于全球变暖背景下气候驱动的植被生产力变化及其影响的理解。本研究利用陕西秦岭中部油松树轮样本建立区域树轮宽度指数年表,基于秦岭中部区域年表与5—7月NDVI的较高相关(r=0.624,P<0.01,n=34),利用线性回归模型重建秦岭中部1825—2018年5—7月NDVI变化,方差解释量为38.9%。空间分析表明,重建序列能够较好代表研究区范围内NDVI变化。重建序列表明,秦岭中部过去近194年经历了6个高值期和5个低值期,其中2006—2018年植被生长最好,即在最近的升温停滞期,秦岭中部植被生长呈显著恢复性生长。NDVI低值期与研究区区域干旱事件有着良好的对应关系。小波分析表明,重建序列存在2~4、12~16年准周期。SEA分析表明,重建序列在厄尔尼诺年出现显著下降,而在拉尼娜年事件发生后第1年至第3年出现显著上升。预测油松生长在SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下会略微上升。
    基于雪岭云杉树轮宽度重建过去339年天山中部巴音布鲁克地区夏季NDVI
    张权, 刘禹, 李强, 孙长峰, 李腾, 李珮, 叶远达
    2021, 32(10):  3671-3679.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.025
    摘要 ( 193 )   PDF (3614KB) ( 80 )  
    归一化差异植被指数(NDVI)被广泛应用于植被研究的各个领域,但由于观测时长较短,难以满足长时间尺度的研究需要。基于巴音布鲁克地区雪岭云杉建立了树轮宽度年表(STD),计算年表和NDVI同气象观测数据的相关系数。结果表明:树轮宽度指数和NDVI均与同时段的气象数据具有显著相关。结合宽度年表与6—8月NDVI间的显著正相关(r=0.7,P<0.01,n=38),使用回归模型重建了研究区过去339年的夏季(6—8月)NDVI变化序列,在1680—2018年,重建序列有4个高植被覆盖时段(1738—1765、1786—1798、1964—1973和2000—2018年)和5个低植被覆盖时段(1690—1714、1825—1834、1850—1880、1895—1920和1945—1955年)。重建结果也反映了天山中部水文气候。与周边重建的对比显示,当开都河径流量增加,且研究区处于较为潮湿的环境时,植被覆盖相对较高,反之植被覆盖偏低。重建序列的极值也捕捉了历史文献中一系列自然灾害。混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型(HYSPLT)后向轨迹模型和风场分析表明,NDVI异常受到西风带来的降水影响。
    基于GIS的梭梭年轮测量方法
    孙甜甜, 蔡茜茜, 孙洋, 程勇翔, 黄敬峰
    2021, 32(10):  3680-3686.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.030
    摘要 ( 243 )   PDF (1503KB) ( 40 )  
    年轮信息对重建气候和预测环境的动态变化有重要意义。为准确测量梭梭年轮间距等各项参数,研究基于GIS对扫描后的梭梭圆盘PS图像赋予坐标系统,通过ENVI图像分类软件结合GIS测量工具,完成梭梭年轮间距测量;利用WinDENDRO年轮分析系统验证测量结果的准确性。结果表明: 两种方法测量结果差异不显著(P=0.63),配对平均值差值为0.87 μm,测量结果准确可信。研究构建的方法可以用于梭梭年轮间距测量,并为面积、周长等年轮参数的自动化测量奠定了基础。该方法也可替代现有专业树木年轮分析系统用于部分年轮参数测量。研究结果有助于梭梭树轮气候学分析和种群年龄结构调查。
    沈阳清墓木质葬具的树种鉴定及生态环境的指示潜力
    李俊霞, 马鑫博, 付永平, 贠瑞鑫, 靳雨婷, 陈振举
    2021, 32(10):  3687-3698.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.039
    摘要 ( 204 )   PDF (5511KB) ( 70 )  
    古墓葬器所用木材是我们了解当时植被、气候以及社会状况的重要材料。本文利用木材解剖学和树木年代学方法,对沈阳浑南水家村墓葬群出土的木质葬具进行树种识别与树木年轮定年研究。结果表明: 16个木质葬具样本中有7个为松科松属油松木材,有8个为松科落叶松属木材,很可能为长白落叶松,有1个为槭树科槭树属木材。这些树种至今在辽宁地区仍广泛分布,说明该地区森林结构(树种组成)相对稳定,在一定程度上反映了当时气候与现在相似。也表明清代盛京(今沈阳)地区平民墓葬木质葬具所用木材存在区域性的植物地理特征,并反映出当时的生产力发展水平,即均是低成本、易获得的乡土树种,且这些木材以针叶树为主,也有少量阔叶树。这些木材很可能来源于沈阳当地或辽东山区森林,浑河水道是木材运至沈阳的重要途径。部分油松和落叶松葬具木材可以较好地交叉定年,确定树木生长年代在1680s—1770s(清朝早期至中期)。这些样本的年轮宽度变化具有较好的一致性和较高的气候敏感度,反映出区域气候环境的一致性。这些木质葬具对清朝早期至中期的气候条件具有一定的指示潜力。
    基于树木年轮学的古树树龄估算——以敦煌市香水梨为例
    秦春, 夏生福, 秦占义, 王晓锋, 杨柳, 杨保
    2021, 32(10):  3699-3706.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.014
    摘要 ( 298 )   PDF (1346KB) ( 48 )  
    树龄是古树鉴定的唯一标准。本研究采用树轮年代学方法调查敦煌市莫高镇窦家墩村四组(原杨家园子)梨园中最老的香水梨树的树龄。因老梨树均腐朽中空,调查同时采集不同树龄的香水梨树样芯,建立树木径向生长生理年龄曲线,据此估算缺失段的树轮数。结合准确树轮计数,复原香水梨树树龄。结果表明: 梨园13棵老香水梨树的平均树龄为(280±35)年。由此证明,《敦煌志》中记载的古梨树是真实存在的。按树龄来说,该批梨树至少为三级古树,应妥善保护。本研究为解决敦煌市古梨园存留争议提供了详实的科学依据。
    综合评述
    我国古树资源的生存现状评估及威胁因素分析
    董锦熠, 胡军和, 金晨钟, 刘勇波
    2021, 32(10):  3707-3714.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.037
    摘要 ( 519 )   PDF (791KB) ( 68 )  
    古树是生态系统的组成部分,具有重要的生态功能和丰富的遗传多样性。为加强古树的科学保护和管理,本文分析了我国古树资源的分布、生存和保护现状以及受威胁因素。结果表明: 我国古树共记录1066万株,其中内蒙古自治区和云南省均超过100万株。分析全国102个县级地区的44万株古树的生长现状,发现有94.3%的古树生长良好,5.5%生长衰弱或濒危,0.2%已经死亡。古树受威胁因素主要有高温、干旱、火灾等自然灾害,以及城市化和土地利用、病虫害和乱砍偷盗等。病虫害的威胁最严重,有83个地区(81.4%)受病虫害威胁严重;其次是自然灾害的威胁,有68个地区(66.7%)发生过自然灾害。大部分古树(89%)分布在农村等偏远地区,缺乏有效的保护措施。可以利用无人机等新技术监测古树生长状态,加强病虫害防治和规避自然灾害,并建立古树资源数据库实现信息及时更新共享,避免偷盗砍伐。
    秦岭山地针叶树种树木生长对气候变化的响应
    白耀玉, 韩宜洁, 王坷坷, 刘波
    2021, 32(10):  3715-3723.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.013
    摘要 ( 324 )   PDF (1293KB) ( 123 )  
    秦岭作为我国重要的地理分界线,其亚高山针叶林生态系统在区域乃至更大尺度范围的水源涵养、生物多样性维护、气候调节等方面具有重要价值。近几十年,秦岭地区大幅升温且存在空间异质性。研究秦岭针叶林带树木生长对气候变化的响应规律对于气候变化下山地森林保护与管理具有重要价值。本文综述了秦岭西部、中部和东部不同海拔针叶树种树木生长与气候的响应关系,从树木径向生长、NDVI、物候和物种分布范围等方面探讨了气候变化对针叶树种的影响,并对树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了展望。
    气候变化下生物交互作用对树线生态过程的影响
    王亚锋, 王亚磊, 黄茹, 梁尔源
    2021, 32(10):  3724-3732.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.006
    摘要 ( 254 )   PDF (898KB) ( 52 )  
    树线交错带是具有强烈生物交互作用的高寒生态过渡带,生物互作与树线生态过程密切相关。本研究系统综述了气候变化下植物间、动植物间和微生物与植物间互作因子对树线生态过程的影响。植物间互利或竞争作用的强度调控变暖背景下树线生态过程的变化,目前尚缺少树轮生态学证据,且亟待检验高阶互作的适用性;动物采食活动、微生物与植物间互作可通过影响土壤状况、改变树木生长和更新等生态过程动态,增强或削弱树线与气候间耦合关系。迄今为止,地下与地上过程联系如何影响气候变暖下的树线动态尚不明晰,而营养级间互作可能调制树线生态过程对气候响应。青藏高原等高寒区具有开展此类研究的优势与潜力。
    树木年轮汞记录: 进展、问题和展望
    康虎虎, 刘晓宏, 张馨予, 郭军明, 吴国菊, 徐国保, 康世昌
    2021, 32(10):  3733-3742.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.003
    摘要 ( 293 )   PDF (2519KB) ( 57 )  
    汞作为生物毒性较强的金属元素之一,通过食物链富集进而威胁生态系统健康。汞在森林生态系统中的通量以及储量变化成为汞地球化学循环的重要影响因素。受汞监测记录的时空分布限制,对汞的时空分布变化认识尚不全面。分布广泛的树木是环境汞污染的有效生物监测器之一,能够利用树轮中的汞记录开展汞的时空分布变化研究。环境中的汞通过根系、叶片、树皮等组织吸收富集,最终在树木年轮中得以保存。因此,树轮能够重建污染历史并根据同位素比率反映地球化学循环特征。本文综述树木年轮汞浓度和汞同位素比率测量方法以及树轮汞浓度重建的应用,探讨树轮汞同位素记录在环境重建中以及森林生态系统汞的地球化学循环研究潜力,指出今后研究需要关注的问题。
    树木年轮年内高分辨率稳定同位素记录:方法、进展和展望
    李瑶, 曾小敏, 倪萍, 王文超, 刘晓宏
    2021, 32(10):  3743-3752.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.024
    摘要 ( 322 )   PDF (1395KB) ( 133 )  
    树轮稳定同位素比率能有效地记录树木生长过程中气候环境变化信息及树木的生理响应机制。年内高分辨率树轮稳定同位素比率则能够提供更为详细的气候环境信息,揭示树木对季节尺度气候环境变化的生理生态响应机制,在古气候和全球变化生态学研究方面显示出巨大的潜力。本文收集了1990年以来发表的树轮年内高分辨率稳定同位素比率研究论文,从样品剥离方法、α-纤维素化学提取方法以及应用等方面综述了其研究进展,展望了年内高分辨率树轮稳定同位素记录研究的潜力和未来发展方向。
    树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率测定方法研究进展
    王雅波, 刘晓宏, 路强强, 曾小敏, 张凌楠, 王子怡
    2021, 32(10):  3753-3760.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.004
    摘要 ( 209 )   PDF (1280KB) ( 48 )  
    在森林树木合成的有机化合物中,氢元素(H)主要源于大汽水,经植物光合与生理代谢参与生物地球化学循环。近年来,树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率(δ2HLM)作为新的古气候和古环境研究的代用指标,重建了多个地区的降水稳定同位素比率及气候变化信息,展现了其特有的优势。本文综述了现有树轮δ2HLM测定的详细分析方法和基本原理,从树轮木质素含量、单体组成等方面对树轮δ2HLM测定方法的稳定性和有效性进行评价,阐述了树轮木质素甲氧基稳定同位素指标现有研究成果。中纬度地区森林树轮δ2HLM在记录气温变化和降水稳定同位素变化等方面有着巨大的潜力。但是树轮δ2HLM的研究尚处于起步阶段,主要表现为: 1) 研究区局限于北半球中纬度地区,研究对象局限于针叶树种;2) 高分辨率树轮δ2HLM研究有待开展,以弥补硝化纤维稳定氢同位素记录的局限;3) 树轮δ2HLM在植物生理和森林生态研究方面的潜力有待开发。
    树木形成层活动及其影响因素研究进展
    王玲玲, 勾晓华, 夏敬清, 王放, 张芬, 张军周
    2021, 32(10):  3761-3770.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.022
    摘要 ( 501 )   PDF (3046KB) ( 229 )  
    树木生长是森林生态系统固碳的主要方式,树木生长过程受到气候与非气候因素的共同作用。树木径向生长长期定位监测是明确树木生长对气候变化响应的重要研究手段。本文对运用微树芯法的树木形成层活动及径向生长过程研究进行了总结。首先,综述了气候因素对树木形成层活动的影响: 寒冷湿润区温度决定树木生长开始和停止,干旱半干旱区水分和温度共同决定生长开始,水分决定生长停止;生长速率和持续时间共同决定生长量,最大生长速率出现在夏至前后;短期施氮并不能影响树木径向生长动态。其次,探讨了生物因素对树木径向生长过程的调控: 形成层活动开始时间因树种、树龄、竞争关系而有所差异;非结构性碳水化合物的季节动态与径向生长过程相耦合。最后,阐述了气候因素和生物因素交互作用下树木次生生长的响应机制。针对以上进展,本文提出了目前研究尚存在的问题并展望了未来的发展前景,以期为进一步的科学研究提供参考。
    树轮数据揭示的强火山喷发对青藏高原地区气候的影响
    聂文政, 李明启
    2021, 32(10):  3771-3780.  doi:10.13287/j.1001-9332.202110.009
    摘要 ( 257 )   PDF (1415KB) ( 114 )  
    强火山喷发是影响全球气候变化的重要因素。过去几十年,不同学者基于青藏高原地区树木年轮重建了多条气候变化序列,并依据这些序列研究了全球强火山喷发对青藏高原地区气候的影响。结果表明: 探讨强火山喷发对青藏高原气候影响的树轮序列主要分布在青藏高原东部。利用序列对比法和时序叠加法分析发现,中低纬度的强火山喷发对青藏高原地区温度和干湿变化影响显著,并在强火山喷发后的1~2年内出现降温或者发生干旱,而高纬度的强火山喷发影响较小。此外,连续的多次强火山喷发能导致该区出现年代际的冷期。影响强火山喷发气候效应的因素主要包括火山喷发位置、喷发强度、大气环流等。最后结合国内外研究现状,对未来需要开展的研究方向进行了展望。