长白山红松和臭冷杉树轮密度变化特征及其气候响应

本研究建立了长白山红松和臭冷杉的全轮、早晚材密度年表,并分析了2个树种的树轮密度变化特征及其与平均气温、平均最高气温、平均最低气温和降水量的相关关系。结果表明:两树种树轮密度变化具有一致性。红松树轮密度对气候变化更加敏感,而臭冷杉树轮密度变化相对稳定。两树种树轮密度年表与平均气温和平均最低气温整体呈显著正相关,而与平均最高气温和降水量的相关性相对较弱。其中,生长季早期(4—5月)的平均最低气温可能是影响树轮密度变化的主要因素。响应面分析结果表明:随着生长季早期的平均最低气温上升,两树种早材密度与平均最低气温呈现先减弱后增强的响应趋势,而与生长季早期的降水呈现先增强后减弱的响应趋势。滑动相关分析显示:随着气候变暖,两树种树轮密度年表均对生长季晚期(9—10月)平均气温和生长季早晚期平均最低气温的正响应显著增强,而对生长季晚期平均最高气温的正相关减小,与降水的响应相对稳定。臭冷杉的树轮密度年表对上年12月平均最高气温和当年4月平均最低气温的响应出现显著的正负转换现象。

不同树龄雪岭云杉径向生长变化特征与模拟研究

[目的]利用天山北坡中段的雪岭云杉(Picea schrenkiana)资料,建立上、下林线的树轮宽度年表,并进行树木径向生长特征分析。[方法]将下线雪岭云杉按树龄划分为幼龄组、中龄组与老龄组,计算不同树龄雪岭云杉树木胸高断面积增长量(BAI),以此建立ARIMA模型,模拟分析雪岭云杉径向生长过程。[结果]与上树线相比,下树线的树轮宽度年表中蕴含着更多的气候信息。ARIMA模型模拟的3个树龄组雪岭云杉BAI变化中,中龄组观测值与模拟值拟合效果最优(R2=0.832)。因ARIMA模型基于单变量自身变化趋势进行建模,故结合现有气象数据进行气候突变前后生长趋势变化分析,发现幼龄雪岭云杉实测BAI总体上增长显著,但增速逐渐减缓。[结论]中、老龄雪岭云杉BAI在气温突变前呈减小趋势,在气温突变后,中龄云杉BAI趋于平稳,老龄云杉BAI由减小趋势转变为增加趋势。

西昆仑山两种针叶树种径向生长及其对气候变化的响应

利用西昆仑山的雪岭云杉和昆仑圆柏树芯样本,建立其树轮宽度年表。通过分析两种针叶树种树木径向生长特征与气候要素的相关关系,探讨了树种间的树木生长气候响应异同及响应关系的稳定性。结果表明:研究区域内的雪岭云杉和昆仑圆柏年表间存在显著正相关。两种针叶树种在1994年气温突变前树轮宽度年表指数和基部断面生长增量(BAI)呈上升趋势,在气温突变后年表和BAI则呈下降趋势,并且昆仑圆柏的树木径向生长速率高于雪岭云杉。与气候要素的相关性分析结果表明,雪岭云杉径向生长与上年生长季(5—6月和8—10月)和当年生长季(3—6月和10月)气温呈显著负相关,而昆仑圆柏径向生长与上年10月和当年生长季前期(4—6月)气温呈显著负相关;两者均与当年春季降水呈显著正相关。滑动相关分析结果显示,上年和当年生长季气温对两个树种树木径向生长的负响应在增强,特别是在当年生长季前期更为显著。此外,当年生长季前期降水对树木径向生长的促进作用也在增强。在有可能的气候突变年份(1994年)之后,两种针叶树种对气温和降水的响应敏感性均有所增强,并且雪岭云杉对气温的响应敏感性强于昆仑圆柏,而对降水响应敏感性要弱于昆仑圆柏。

四种气象干旱指数在新疆区域适用性研究

利用降水量距平百分率(PA)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、自适应帕默尔干旱指数(scPDSI)和气象干旱综合指数(MCI)四种气象干旱指数,进行变化趋势、相关性和干旱频率的分析,并与历史灾情对比,分析1961—2020年新疆不同区域干旱指数适用性。结果表明,scPDSI和MCI指数显著上升,干旱程度呈减轻趋势,干旱监测结果一致率高。PA指数变化趋势均平稳,但与其他三种干旱指数在全频域和高频域干旱监测结果一致率较好。SPEI指数在东疆和南疆东部区域显著下降,干旱程度呈加重趋势,与其它三种指数低频域的干旱监测结果存在显著负相关。干旱频率分析结果显示,PA指数的特旱等级判定存在异常情况,特别是南疆和东疆。与历史灾情对比结果显示,MCI指数对干旱灾害反映最好。总体上,MCI指数在新疆地区的适用性要优于其它三种干旱指数。近60 a来,全疆不同区域的MCI指数均呈上升趋势,各区域的干旱程度均有所减轻。空间上,新疆西北部发生干旱比南疆和东疆区域概率大。全疆不同区域在1962—1967、1974—1977、1989—1991、1997、2020年均发生干旱,并且主要集中在春夏两季,北疆西部和伊犁河谷区域易出现干旱灾情。