大兴安岭樟子松年轮气候响应及年龄影响探讨

摘要

本研究在大兴安岭地区的7个地区进行采样,研究樟子松树木年轮生长对气候因子的响应。首先,在大兴安岭漠河(MH I、MHⅡ)、塔河蒙克山(MKS)、满归(MG)、红花尔基(HH)、呼玛(HM)和碧州(BZ)地区共采集樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)年轮样芯230个,成功地建立了大兴安岭地区的7个样点的樟子松标准年表,最长达379年(1628-2007年,有效年表为1743—2007年)。樟子松年轮指数与气候因子的响应函数分析表明,气温是这7个样点樟子松径向生长的主要限制因子。但7个样点限制其生长的月份有所差异,碧州和漠河的2个样点樟子松年轮指数与6月气温负相关,满归和蒙克山樟子松年轮指数与前一年10月气温正相关。呼玛和红花尔基主要受降水的影响,而且前一年秋冬季节的积雪对其有重要的影响,这是有一定的生理学意义的。樟子松合成年表与区域气候分析中,采用樟子松第一主成分、第二主成分与气候因子做相关分析,这与前面的年轮与气候因子分析的结果基本一致。在樟子松区域合成年表中第一主成分中,温度降水对其生长都比较重要,但相比而言温度似乎起更主要作用。该研究为全球变暖下大兴安岭樟子松林的经营管理及区域气候重建提供了基础数据。其次,分析大兴安岭地区7个不同样点的不同树龄与气候的响应关系。然后经过统计分析和检验,将具有区域代表性的6个样地的樟子松划分成小于80年(ASO),81-150(A100),151-200和(A150)大于201(A200)4个树龄等级,用标准化距平区域气候资料与4个不同龄级的树轮宽度年表做相关分析,得到4个不同龄级的树轮生长和气候资料之间的相关关系。结果表明,研究的7个样地都与前一年10月的降水或温度有显著的相关性,其中有4个样地的树轮年表与前一年10月降水呈显著或明显的正相关关系。综合纬度海拔和纬度因素,进行比较,可以看出低海拔的样地其年表与10月的降水量相关系数较高,而高海拔的样地的年表与10月降水量相关系数一般关系不大或负相关。由此可见,在大兴安岭地区不同样地的樟子松,海拔高度对树轮宽度与气候因子的之间的相关关系有一定的影响。同时发现,中幼龄(<200)年树木对气候变化的响应显著的不同于老龄(>200年)树木。而平均敏感度和标准偏差在小于150年的时候与年龄是负相关,即随着年龄的增加,平均敏感度和标准偏差是下降的,而到大于150年的树木与其没有显著的相关关系。这表明树木生长的生理过程和不同树龄的水势阻力及去趋势技术与树龄相关的气候响应机制可能存在因果关系。本研究也为探讨大兴安岭地区不同树龄的树轮对气候响应的一致性和差异性提供了一定参考价值,并检验了樟子松剔除生长趋势和干扰信号后,树轮对气候的响应与树龄是否有关的基本假设,为改善过去气候重建的可靠性提供依据。