川西亚高山落叶松径向生长与气候变化的关系

摘要

当前全球气候逐渐变暖，气候学的研究逐渐被各行各业重视，年轮气候学作为一种研究气候变化的新兴学科，在气候研究中起着越来越重要的作用。最近在中国西南地区进行的树木年轮气候学的科学研究越来越多，在研究树木径向生长与当地气候的关系的成果逐渐显著，使树木径向生长的资料成为了研究当地气候变化不可或缺的一个重要数据，为建立当地气候序列提供了有力的依据。
　　本次实验采用的是西南地区亚高山比较有代表性的一种针叶树种——落叶松(Larix gmelinii)为实验对象，采用传统的年轮气候学的研究方式，利用交叉定年法对实验采集的年轮序列进行去趋势处理，建立阿坝理县毕棚沟的气候与落叶松年轮指数的标准化年表(RES)，将年轮指数序列与当地气候变化曲线进行对比，并进行相关性分析，讨论出影响树木径向生长的气候因子。并利用采集的树木年轮数据对当地过去的气候变化进行重建。得出如下结果:
　　(1)建立落叶松的年轮指数标准化年表，该年轮指数序列建立的年表适宜进行年轮气候学的研究;年轮年表中年轮指数序列对不同气候因子表现出不同的敏感性。
　　(2)阿坝理县1971-2010年的气象资料显示当地的年平均气温的变化趋势呈现上升状态，此40年间的年平均降水量在一定幅度内波动，但经过直线拟合后发现同样具有缓慢上升的趋势;40年内年平均降水量和年平均气温与当地落叶松径向生长的变化趋势均呈现“分离现象”，说明年轮指数序列中包含的气候信息存在这复杂的关系，并没有某一气候因子对落叶松径向生长的影响起着关键作用。
　　(3)落叶松的年轮指数序列变化与当年春天3月份的平均气温和平均最低气温之间相关性均达到显著相关的关系，相关性系数为0.346和0.301(p＜0.05)。与当地6月份最高温度的相关性系数为-0.380(p＜0.05)达到显著相关关系;落叶松径向生长与当地各月平均降水量相关性不显著(p＞0.05);通过聚类分析得出落叶松生长季当年5-10月中6、7月份的降水量对落叶松的径向生长起着一定的促进作用。
　　(4)落叶松的径向生长与当年春季2、3月份的平均降水量等相关性系数为-0.331，呈显著负相关关系(p=0.039＜0.05);年轮指数与当年1月份的平均温度相关性系数为+0.304呈现显著相关关系(p=0.044＜0.05);与当年6、7月平均最高温度的相关性系数为-0.294呈现显著相关关系(p=0.036＜0.05)。
　　(5)上一年12月至当年2月的降水量形式表现为降雪，通过对上一年12月至当年2月的总降水量与落叶松年轮指数的相关性分析得出，当年冬天积雪与落叶松年轮指数序列呈显著正相关关系(r=0.0426＜0.05)，说明冬季积雪在一定程度上对当地落叶松径向生长起到了促进作用。
　　(6)落叶松年轮指数与降水量、温度的响应面函数模型:Y=0.932-0.111P+0.121T2+0.139P2+0.100T*P-0.91P2+0.46T2*P+0.162T*P2(R=0.657, R2=0.431, F=5.219, p＜0.01)
　　(7)几乎所有的气候因子变化都影响着落叶松的径向生长，最主要受落叶松生长季（5-10月）降水量和气温的影响，降水量和温度在不同程度上促进或抑制落叶松的新陈代谢等各项生理活动，从而影响落叶松的径向生长量发生变化，生长季的气温和降水量对落叶松的径向生长起着最重要的作用。
　　(8)利用采集到的落叶松年轮标本进行统计分析，对生长季前期3月的月平均温和最低温度进行重建，由于该年轮序列已经经过标准化和去趋势化处理，且年轮指数序列与当年3月的月平均气温和最低气温存在显著相关关系，通过SPSS20进行回归分析得出重建方程T=-18.931+4.681lnX(R2=0.643，F=66.553，p＜0.01)，并且根据误差缩减值公式对该重建方程进行检验得出检验结果RE=0.356＞0.3，说明该重建方程具有较高的可信度，重建比较成功。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 国内外年轮气候学研究现状

1．1．1 年轮年表的建立

1．1．2 树木年轮宽度与气温的关系

1．1．3 降水量与树木年轮的关系

1．1．4 太阳辐射、日照对树木年轮的影响

1．1．5 树木年轮对气候变暖的响应

1．1．6 基于年轮宽度对气候变化的重建

1．2 国内外研究趋势

1．3 树木年轮气候学研究原理

1．3．1 均一性原理

1．3．2 限制因子定律

1．3．3 生态环境选择原理

1．3．4 敏感性原理

1．3．5 交叉定年原理

1．3．6 复本原理

1．4 研究目的和意义

1．5 研究目标及内容

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．5．3 研究路线图

2 研究区域概况、研究原理及方法

2．1 落叶松的生物学特征

2．1 研究区域概况

2．2 研究方法

2．2．1 采样、处理及测量方法

2．2．2 气象资料的选取

2．2．3 年轮数据的测量和统计

2．2．4 交叉定年法及年轮年表的建立

2．2．5 年轮年表的建立

2．2．6 年轮指数年表统计信息

2．3．7 树木年轮生长与气候要素之间的分析

2．3．8 树木年轮相关数据对气候的重建

3 结果分析

3．1 年轮指数年表的建立

3．2 40年来落叶松年轮指数和气候因子的变化趋势

3．2．1 40年来气候因子的变化趋势

3．2．2 40年来落叶松年轮指数序列随单个气候因子的变化

3．3 落叶松年轮指数序列与月气候因子间的相关性

3．3．1 落叶松年轮指数序列与月温度间的相关性

3．3．2 落叶松年轮指数序列与月降水量的相关性

3．4 落叶松年轮指数与积雪的相关性

3．4 年轮指数对气候要素的响应面分析

3．5 通过对树木年轮的分析对气候因子的重建

4 讨论与结论

4．1 讨论

4．1．1 年轮年表中包含的气象信息

4．1．2 落叶松年轮指数序列与气候因子的关系

4．1．3 年轮指数序列与积雪的关系

4．1．3 年轮指数序列与气候因子的函数关系

4．1．4 利用树木年轮指数序列对气候因子的变化进行重建的可行性

4．2 结论

4．3 问题与展望

参考文献

附录

致谢