梁尔源[1]2001年在《白扦的树木年轮生态学研究》文中研究表明树木年轮生态学是利用树木年轮来评价生态环境及其变化的学科，其基本依据是系列年轮宽度和结构特征的变化。一般情况下，半干旱草原的环境条件不适宜树木的生长，但在我国内蒙古锡林河流域的草原沙地上，存留着一片天然白扦林，它们被认为是第四纪早期的残遗植被。鉴于锡林河流域半干旱的环境条件已接近白扦的生存界限，此片残遗白扦林可认为是进行树木年轮生态学研究的理想材料。 本文应用树木年轮生态学的方法，结合木材解剖、气候资料、历史文献记录等，研究了这片残遗白扦林中白扦的生长与环境、年龄结构与环境干扰事件、白扦年轮宽度与羊草地上生物量的关系，以及全球变暖可能对该白扦林的影响等。主要结果归纳如下： 1）依据国际树木年轮库的标准，建立了65年的白扦标准年轮年表。年表的平均序列相关系数为0.47，信噪比为14.44，平均敏感度为0.18。白扦的年轮宽度年表与上年9月、当年2、5月份的降雨量之间存在显着的正相关关系。 2）通过对白扦年轮结构的观察确认，1966、1968、1972年存在高频率的窄年轮，这些年轮通常仅有两至叁层晚材细胞，因此可以认为它是一类特殊的树木年轮—浅轮。 3）白扦的年轮分析结果显示，锡林河流域的小片白扦林可能形成于20世纪20年代末至30年代初期。白扦年表（XLPI）与大青山（HHT）油松、准格尔旗（JGB）油松以及白云敖包（BYAB）红杆云杉年表之间存在显着的正相关关系；尤其值得提出的是，在20世纪20年代，HHT、JGB和BYAB年表都同时出现明显的生长下降现象。 4）根据相关函数的分析，羊草的生长对当年5月份、7—8月份的降雨量较为敏感，与白扦的年轮宽度之间也存在两组显着的生长关系。基于这两种生长关系和白扦年轮宽度序列，本文重建了1955—1994年的羊草地上生物量动态。 5）当地气象资料显示，近40年来锡林河流域的年平均温度和各季节平均温度都呈增加的趋势，但只有夏季平均温度与白扦的年轮宽度之间存在显着的负相关关系。本文研究也发现白扦的生长与5月份的平均温度、平均最高温度以 梁尔源：白扦的树木年轮生态学研究及5、6月份的极端最高温度之间存在着显着的负相关关系。 白扦标准年轮年表的统计特征表明，锡林河流域残遗白扦年轮序列包含丰富的环境信息，适合于树木年轮生态学的研究。白扦5月份开始生长，此时的降雨是最显着的生长限制因子，从而造成了白扦年轮年表与5月份降雨量之间的显着正相关关系。8—10月份，锡林河流域的降雨为全年降雨量的 1／3，由于沙地土壤可以减少地面径流和有效防止土壤水分蒸发，所以此阶段内的降雨能存留在沙地内，以供笠年白扦生长发育的需要。因此，这种降雨分布和沙地基质的特征可能是白扦在年蒸发量为降雨量4—5倍的锡林河流域仍能正常生长的主要原因。 1966、1968和 1972年浅轮的出现与前年和当年的特殊气候有关。气候资料的分析表明，这叁年的上年生长季末至当年生长季都干旱少雨，并且生长季后期伴随着异常高温天气，这种干旱伴随高温的气候特点是造成白扦浅轮的主要因素。因此，白扦浅轮与亚北极区针叶树浅轮的发生机理是完全不同的，为进一步研究浅轮的形成机制提供了新线索。 白扦年表与 HHT。JGB和 BYAB年表之间的年轮宽度变化的同步性显示，这些年表能间接地反映30年代以前造成白扦林较小年龄结构的环境干扰事件。降雨是华北半干旱区树木最突出的生长限制因子，在 20世纪 20年代，HHT、JGB和 BYAB年表同时出现的生长下降，反映了该时期华北地区可能发生了大范围的旱灾，这一结论也为历史资料所证明。20年代白扦林的消失以及30年代后这片天然白扦林的重新出现表明了，20年代的旱灾可能是影响白扦年龄结构的主要干扰事件，它还有可能是造成臼扦成片死亡的直接原因。 在锡林河流域，7—8 月份是降雨最充柿的时期。相关分析表明，建群种羊草能充分利用这一水热配比最佳的时期快速生长，但白扦对当年7—8月份的降雨反应却不敏感，而与上年8一IO月份的降咐量之间有显着的正相关关系。这些都证明白扦和羊草对半干旱草原环境具有不同的适应方式。羊草地上生物量与白扦年轮宽度之间的两组显着的关系可归结于两种季节降雨分配模式，它为利用白扦年轮宽度重建羊草的地上生物量的变化奠定了基础。羊草产量的重建不仅延长了锡林河流域草产量的记录，而且还开拓了用年轮宽度重建草产量的方法。 白扦年表与温度变量之间的相关分析进一步表明，不同季节温度的升高对白 5 梁尔源：白扦的树木年轮生态学研究扦的生长产生不同的影响，尤其是夏季温度的变化，可以直接影响白扦的生长。白扦年表与5月份温度资料之间的相关分析还揭示，用月平均最高和最低温度来替代月平均温度更能说明温度变化对树木生长的影响。5、6月份是锡林河流域白扦形成层活动较旺盛的时期，因此，
陆旭[2]2018年在《吉林省人工林樟子松径向生长及其空间气候响应研究》文中进行了进一步梳理本文利用树木年轮学研究方法,在吉林省范围内对人工林樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)进行树芯样本采集,利用Friedman方法进行去趋势,分别建立31个年轮宽度年表、早材宽度年表及晚材宽度年表,形成了吉林省人工林樟子松年轮数据库。分析3类年表与气候因子(月降水量、月平均温度)的相关关系以及这种关系在空间上的变化,并利用胸高断面积增量(BAI)估测域内人工林樟子松生长量变化,探讨人工林樟子松径向生长(全轮、早材和晚材)对域内各地区不同气候条件的响应差异,主要研究结果如下:1.对比分析全轮年表、早材年表和晚材年表的序列间相关性、平均敏感度、标准差和样本总体代表性等统计特征值发现:3类年表质量均达到年轮气候学研究标准,包含了丰富的气候信息,适用于较短时间尺度的树木年轮气候学研究。2.各样点全轮年表、早材年表和晚材年表与月降水量和月平均温度的相关分析结果表明:4-6月降水主要促进全轮和早材生长,7-9月降水对样点全轮和早材生长的作用呈现不一致性,而5-9月降水对各样点晚材生长以正相关为主。相对于降水而言,3-4月温度主要促进全轮和早、晚材生长;但5-6月温度对全轮和早材均为抑制作用,而对于晚材则表现为东部促进,西部抑制。3类年表与组合月份5-8月相关结果表明降水主要促进树木生长,而温度抑制树木生长,但相关性强弱在空间上均存在一定差异,表明研究区樟子松生长受区域水热条件的协同影响。3.从3类年表与生长关键月份气候关系的空间分布可以看出,生长季5-8月降水对中部地区全轮和早材的促进作用最强,且对早材的影响呈现明显的梯度变化,促进作用由中部向西北逐渐减弱,至西北部变为抑制作用。春季3、4月平均温度对域内人工林樟子松早材生长的影响呈现明显的梯度变化,且其促进强度在空间上与降水量的分布相对应,说明此时温度对早材生长的促进作用随着水分的增多而增强,而生长季5-8月平均温度对晚材生长的影响从东部湿润地区的促进作用逐渐过渡到西北半干旱地区的抑制作用。4.胸高断面积增量(BAI)指示的研究区内人工林樟子松的生长量结果表明,除了一马树国家森林公园(YMZ)和长岭(STZ)两个采样点BAI呈下降趋势,其他样点的BAI均呈上升趋势。将域内人工林樟子松BAI序列以年份和年龄这两种方式为标准,分别对比公共时段内樟子松BAI的变化趋势和平均BAI,发现研究区西北部暖干气候条件不利于树木生长,中东部相对冷湿的气候条件更有利于人工林樟子松生长发育。
赵志江[3]2013年在《川西亚高山岷江冷杉与紫果云杉对气候的响应》文中研究指明二十世纪气候变化显着的气温升高现象,深刻影响了高纬度和高海拔地区森林的动态。亚高山森林是全球气候变化极为重要和敏感的指示因子,研究亚高山森林生态系统对气候变化的响应,对于理解和掌握全球变化具有重要意义。作为全球变化中最为敏感的区域之一,川西亚高山在全球气候变化研究中具有突出的地位和作用。王朗自然保护区属于青藏高原东缘川西亚高山的典型区域,其独特的地貌和广泛分布的原始森林为开展森林应对气候变化的相关研究提供了得天独厚的条件。在此进行树木年轮气候学系统研究,有利于深刻认识气候变化对川西亚高山森林生态系统的影响与其所带来的后果以及预测未来分布格局的时空变化。本文以优势树种岷江冷杉(Abies faxoniana)和紫果云杉(Picea purpurea)为研究对象,分别布设了5个岷江冷杉样带和1个紫果云杉样带,对样带内和样带附近的冷杉和云杉进行调查和取样,建立了相应的年表和年龄结构,利用山地小气候模型(MTCLIM)模拟各采样点的月气候要素,通过相关与主成分分析、相关与响应函数分析、特征年分析、生长释放分析等方法,揭示了地形(海拔与坡向)、年龄等因素影响下树木的生长格局及气候响应差异、相同生境处不同树种径向生长对气候因子的响应差异、高海拔林线处冷杉幼苗的更新动态及限制因子。本研究填补了川西亚高山湿润半湿润气候敏感区林线动态研究的空白,得出的主要结果如下：(1)在公共区间内各样带内冷杉的年际生长存在一定的共性：在1937年左右均较低,在1990年之后也基本同步出现了下降趋势；两个坡向不同海拔年表的特征窄年出现在相同的时间段,1935-1937年、1967年、1976年和1982年；年表间的相关和主成分分析也表明不同坡向不同海拔的树木生长受共同因素的控制；不同样带内冷杉的生长受到共同气候因子的影响,上年生长季(上年7、8月份)的高温抑制冷杉当年的径向生长,当年1月份的充足降水会促进其生长；只有在两个低海拔样带冷杉生长受到生长季降水的显着促进作用,上年9月的降水对西北坡低海拔样带径向生长具有显着的促进作用,东南坡低海拔样带冷杉的生长与当年7月份的降水显着正相关。(2)不同海拔处紫果云杉径向生长与气候因子的关系存在一致性,3个海拔的年轮指数均与上年12月份的降水成负相关关系,与当年6月份的月平均气温及月平均最高气温成正比；随海拔梯度的变化,云杉径向生长的气候敏感性存在一定差异,低海拔与中海拔采样点的树木生长均受到上年生长季(7、8月份)气温的抑制,高海拔采样点的树木生长受生长季前(12月份、当年2月份、当年4月份)和生长季(当年6月份、7月份)气温明显的促进作用。(3)近30年的升温造成生长季的水分缺失,可能是低海拔生境处冷杉与气温产生“分离”的主要原因；低海拔相同生境处：冷杉主要受上年生长季(上年7、8月份)及当年生长季末(当年9月份)气温的负反馈作用,而云杉仅表现为同生长季前(上年12月份)与当年生长季末(当年9月份)的月平均最低气温显着正相关,冷杉与云杉均表现出同上年生长季末(上年10月份)降水的显着负相关关系；高海拔生境处：冷杉明显受到上年生长季(上年6、8月份)高温的限制,当年生长季(当年7月份)较高的月平均最低气温会促进径向生长,而云杉的径向生长同生长季前(上年12月份、当年2、4月份)及当年生长季(6、7月份)的月平均最低气温显着正相关,当年2、6月份的高温也会明显促进径向生长。(4)云杉随树龄增大敏感度降低,幼龄组云杉对生长季前及生长季的气温状况响应显着；中龄组云杉年表仅与当年4月份和7月份的月平均最低气温显着正相关；老龄组云杉的年轮宽度指数同上年生长季(上年8月份)的月平均气温和月平均最低温显着负相关,上年生长季高温的“滞后效应”在老龄组云杉体现的史为突出；幼龄组与中龄组云杉对当年6月份降水持续增加显示出明显的负相关关系,上年12月份的降水会对幼龄和老龄云杉径向生长不利。(5)低频的小规模干扰不是限制冷杉更新的主要因素,在竹子盖度相对较小的西北坡林线,近60年较丰富的幼苗更新得益于生长季前(1、2、3月份)及生长季(5、6、9、10月份)较高的月平均最低气温,生长季前(2、3月份)的充足降水也有利于幼苗存活；东南坡林线处稀疏的幼苗更新主要受到浓密竹子的强烈抑制。
彭剑峰, 勾晓华, 张永香[4]2004年在《树轮生态学在宽度方面的发展和若干应用研究》文中指出引言树轮生态学是从树轮年代学发展起来的一个分支学科。树轮年代学是一门研究树木木质部年生长层,以及利用年生长层来定年和评价过去环境变化的科学。它是以生理学为基础, 以树木径向生长特点为依据,用来研究环境变化影响树木生长的规律,旨在获取气候代用资料,重建环境变化的史实。目前,树轮研究已经在各个研究领域广泛开展,包括水文学、构造学、冰川学、森林与植物生态学、森林火灾、虫灾、大气污染、大气CO2丰度等,这为广义上的树木年轮生态学研究提供了广阔的发展前景。
牛震敏[5]2016年在《基于树木年轮的川西高原气候变化历史重建》文中提出全球变化对人类生存环境的挑战逐步显现,气候变化是全球变化的重要内容,尤其是千年以来年代际尺度高分辨率气候变化及其区域响应对当代人类社会生存和发展有着现实的参考意义。川西高原地处青藏高原东南部,是我国地形一二级阶梯的过渡区域,是我国叁大自然区中青藏高寒区和东部季风区的过渡地带,对气候变化敏感,但当地气候环境背景复杂,已有研究对了解川西高原气候变化历史尚显不足,主要表现在现代气候特征的区域差异性和树轮气候响应关系的多样性两个方面。本研究以树木年轮为材料,以现代气候分区为基础,在川西高原进行树木生长与气候变化响应关系的研究,以及历史时期气候变化的分区高分辨率重建,以期为川西高原生态保护提供参考,为川西高原气候变化研究提供基础数据。根据器测资料,用经验正交函数分解和相关系数聚类的方法将川西高原分为西南区和东北区两个区域,将气候因子进行分区平均,得到区域性气候因子。各年表与所属区域的区域性气候因子进行相关和响应分析,得到各年表对气候因子的响应关系,发现川西高原树木生长对气候因子的响应方式较为复杂,可能受海拔、局地地形、距河远近及与高大山体的相对位置等众多因素的影响,不便进行年表合并。同时,复杂的响应方式为重建多种气候指标提供了条件。从建立的年表中选取对气候变化敏感的序列进行单年表区域气候重建,据此重建了川西高原西南区年平均最低气温、夏末秋初平均最高气温、秋末冬初平均气温以及1月降水量,同时重建了川西高原东北区年平均最低气温。重建结果与前人研究结果有良好的一致性,结合空间相关分析,发现重建结果具有较大范围的空间代表性。对重建序列的周期分析发现重建的气候因子中普遍存在11年左右和22年左右的太阳活动周期,说明研究区气候变化可能普遍受太阳活动的影响;除此之外,重建的气候序列中也存在一些年代际波动,可能受到大西洋海温异常的影响,平均最低气温与全球海洋表面气温的空间相关分析以及与重建的大西洋多年代际涛动的比较可以为此提供一定佐证,但川西高原西南区和东北区对大西洋多年代际涛动的响应方式有所不同,其具体的变化机制有待进一步研究。
黄荣凤, 鲍甫成[6]2002年在《异常气候环境变化与树木年轮》文中认为介绍了国外应用统计学方法分析树木年轮 ,获得精度高、稳定性强的气候环境变化信息的方法 ;概述了环境污染、大气 CO2 浓度增加与树木年轮关系的研究现状 ,以及异常气候环境变化对树木年轮影响的最新研究进展。
郭霞丽, 余碧云, 梁寒雪, 黄建国[7]2017年在《结合微树芯方法的树木生长生理生态学研究进展》文中进行了进一步梳理近年来迅速发展的微树芯技术(micro-sampling approach)通过每周采集树干木质部的微样芯,并制作生物切片来实时监测整个生长季的树干形成层细胞分裂活动以及木质部的形成过程。与传统的树木年轮学方法相比,微树芯技术能从一个更微观、更准确的角度探索树木内在生理过程及树木生长对外界环境的响应。该文概述了微树芯技术的发展历程和应用前景,并结合国内外研究来阐述利用树木微树芯技术研究树木初级生长和次级生长及其关系,以及在全球变化(升温、干旱以及碳、氮增肥效应)背景下树木年内径向生长的响应机制,为进一步预测森林生产力和固碳潜力以及实现可持续林业经营管理的政府决策提供科学依据。
高文强[8]2017年在《不同地理梯度上栓皮栎种群动态及其环境解释》文中研究表明植被分布格局是植被对气候长期适应的结果,而现时气候的快速暖化将对植被分布、群落结构以及种群动态等产生显着影响。目前关于植被限界动态的研究多集中于纬度和海拔等单一梯度,但缺乏对叁维地理尺度(纬度、经度和海拔)种群动态与成因的相关研究。本文以我国广布种栓皮栎(Quercus variabilis)为研究对象,首先利用最大熵(Maxent)模型模拟和预测过去(6000年前)、当前(1950-2000)和未来(2050年)气候情境下栓皮栎潜在分布格局及其主导气候因子,然后经实例调查,比较和分析纬度、经度和海拔梯度上天然种群更新动态(种群密度、年龄结构、死亡率、更新率和转化率)、个体生长(径向生长和高生长)以及空间格局的差异,并利用冗余分析和线性混合效应模型结合生物(林分状况)和非生物因子(土壤、气象等)共同探讨栓皮栎分布限界的地理格局及其潜在环境解释,为预测森林植物群落对全球气候变化的响应,以及森林恢复和经营奠定了重要的理论基础。主要结果如下:(1)栓皮栎分布模拟。现实气候条件下东亚栓皮栎适生区(适宜和低适宜生境)面积占总研究区面积的21.88%,其中适宜生境面积占5.69%,随着全球气候的波动性变化,栓皮栎适宜生境有逐渐向秦岭和大巴山脉、四川、重庆和云贵高原等区域集中,并使该分布中心的面积逐渐扩大;影响栓皮栎分布的主要气候因子为最冷月最低气温、最冷季平均气温和年降水量,叁者的贡献率分别为48.6%、21.4%和14.2%。(2)种群结构与更新动态。在水平梯度上,北部、中部和西部区域种群呈进展型种群,而南部和东部区域种群呈衰退型种群;幼苗和相对幼苗密度以及最高等级更新苗密度(SR)均呈现出由中部向分布边缘递减的变化趋势,尤其是南部和东部边缘种群;海拔梯度上,低海拔和中海拔种群属于进展型种群,而高海拔属于衰退型种群,且幼苗和幼树密度均随着海拔高度的增加而减小。然而成年树总胸高断面积和密度在纬向、经向和海拔梯度上均没有明显变化趋势。此外,在水平和垂直梯度上,萌生和实生幼苗密度均呈现较一致的变化趋势,说明栓皮栎种群依靠有性和无性繁殖共同维持种群的发展,且二者表现出一定的协同关系。(3)个体生长。纬向和经向梯度对栓皮栎生长具有显着的影响,而海拔梯度对其影响较小。纬向梯度上,晚材和全材的径向生长(平均年轮宽度、生长速率和断面积生长量)均随纬度的增加而增大,而高生长无明显的纬向差异。经向梯度上,晚材径向生长和高生长均呈显着递减的变化趋势,而早材和全材无明显的经向差异。海拔梯度上,早材和全材的径向生长以及高生长均没有明显海拔差异,而高海拔区域晚材径向生长要显着大于低海拔。各地理梯度栓皮栎种群胸径与年龄关系均呈显着正相关关系。(4)个体生长对气候的响应。分布最北端(北京),栓皮栎径向生长主要受到当年4月和6月降水以及当年6月最高温的影响,而北部其他区域(河北临城,LC和河南济源,JY)和中部(河南宝天曼,BTM)径向生长对气候的响应较相似,均表现出与上年9月和当年春季温度呈显着正相关关系;但与上年9月降水呈显着负相关关系。与北部种群相比,南部种群早材和全材受气候的影响较小(晚材除外)。西部(TS、MX和SL)和中部(BTM)栓皮栎径向生长(早材和全材)均与上年和当年9月降水呈显着正相关关系,而东部(NJ和JZ)均与降水无显着相关关系。东部(JZ和MX)早材和全材径向生长多与温度呈负相关关系,而晚材多与温度呈正相关关系。海拔梯度上栓皮栎生长格局及其对气候的响应均没有明显差异,其径向生长均表现出与上一年6月和当年春季和初夏温度呈显着正相关关系,而与上一年9月温度呈显着负相关关系;高海拔与上年冬季降水呈显着负相关关系,而中、低海拔区域均与降水无显着相关关系。(5)空间格局。在水平环境梯度上,北部区域成年树呈随机分布,而中部、南部和东部区域均呈集群分布,幼树在南部和东部均呈随机分布,其他区域均为集群分布。幼树和成年树聚集强度均表现为中部高于边缘区域;在海拔梯度上,幼年和成年树均呈集群分布(低海拔成年树除外),幼树和成年树的聚集强度均为中海拔>高海拔和低海拔,且幼树的聚集强度均高于成年树。(6)种群更新和个体生长的环境解释。在大区域尺度上,影响栓皮栎种群更新的主要环境因子为郁闭度、年降雨量和土壤pH值,且均表现为负效应关系;个体生长主要受到温度、降水、大树密度、总胸高断面积和土壤Ca、Mg的影响,均表现为负效应;晚材生长主要受到温度和土壤(Ca、Mg、和N)的影响。因此,竞争(郁闭度、大树密度和总胸高断面积)和土壤因子(pH、Ca和Mg)是栓皮栎种群生长和更新地理变异的直接影响因子,而气候作为间接的驱动因子通过影响竞争等生物作用对树木生长和更新产生影响,尤其表现在南部、东部区域,并支持低的边缘竞争限制假说(lower-margin-competition)和胁迫梯度假说(stress-gradient hypothesis),而且在未来气候变暖的背景下,很可能会加重这一现象,引起南部、东部以及高海拔区域种群逐渐衰退,导致种群限界收缩,相比北部、西部以及中、低海拔区域种群变化不明显,同时这一结果与我们模型预测结果基本相一致。
参考文献：
[1]. 白扦的树木年轮生态学研究[D]. 梁尔源. 中国科学院植物研究所. 2001
[2]. 吉林省人工林樟子松径向生长及其空间气候响应研究[D]. 陆旭. 沈阳农业大学. 2018
[3]. 川西亚高山岷江冷杉与紫果云杉对气候的响应[D]. 赵志江. 北京林业大学. 2013
[4]. 树轮生态学在宽度方面的发展和若干应用研究[C]. 彭剑峰, 勾晓华, 张永香. “土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集. 2004
[5]. 基于树木年轮的川西高原气候变化历史重建[D]. 牛震敏. 兰州大学. 2016
[6]. 异常气候环境变化与树木年轮[J]. 黄荣凤, 鲍甫成. 世界林业研究. 2002
[7]. 结合微树芯方法的树木生长生理生态学研究进展[J]. 郭霞丽, 余碧云, 梁寒雪, 黄建国. 植物生态学报. 2017
[8]. 不同地理梯度上栓皮栎种群动态及其环境解释[D]. 高文强. 中国林业科学研究院. 2017