赛里木湖流域雪岭云杉(Picea schrenkiana)树木径向生长对气候变化的响应

选用赛里木湖流域海西沟雪岭云杉(Picea schrenkiana)树轮宽度标准化年表与温泉气象站历年逐月降水(月降水量,降水量≥0.1mm、≥1mm、≥2mm、≥5mm日数)、温度(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、平均地温)、积雪(积雪日数,积雪深度≥1cm、≥5cm、≥10cm日数)、月平均相对湿度、日照百分率及日照时数等主要气候因子,以相关函数法分析赛里木湖流域树轮宽度对气候变化的响应。结果表明:海西沟树轮宽度标准化年表与气候要素相关较好的月份集中在上年7月、上年8月、当年1月及当年7月,与降水、积雪、相对湿度正相关,而与温度、日照百分率、日照时数负相关。对器测资料上年1月到当年12月所有不同时段的顺序组合与海西沟树轮宽度标准化年表的年轮指数序列进行相关普查分析表明,在所有组合中上年8月至当年7月的降水量及降水≥5mm日数与树轮年表的相关性最好,相关系数分别为0.630和0.708,上年8月至当年7月的降水可能是该地区树轮径向生长的主要限制因子,海西沟树轮标准化宽度年表与周围的降水和PDSI均具有较好的相关性,该年表对天山北坡和中亚部分地区的降水及PDSI有较好的代表性。

基于不同树干高度树轮宽度的历史气候重建潜力研究

本研究利用新疆伊犁地区雪岭云杉不同树干高度树轮样本建立树轮宽度年表,并尝试使用该年表进行历史气候重建。相关分析表明,10 m树干高度树轮年表与当年6—7月平均最低气温相关显著,相关系数可达0.585(P<0.001)。利用10 m树干高度树轮标准化年表建立了研究区1841—2014年当年6—7月平均最低气温,重建方程稳定可靠。分析表明,重建序列出现了5个偏冷阶段和4个偏暖阶段。其中,1938—1965年和1866—1912年分别是持续时间最长的偏冷和偏暖阶段。重建序列存在2.11 a、2.99—3.10 a、5.09 a、5.47 a、8.08 a、68.03 a的显著周期(P<0.05)。该重建序列的建立进一步证明了利用不同树干高度树轮年表开展气候重建的可能性。在野外采样环境允许的情况下,可以将树干更高处树轮样本纳入采样范围。

天山南北坡树轮稳定碳同位素对气候的响应差异

利用采自天山南坡阿克苏河流域、天山北坡伊犁河流域和吉尔吉斯斯坦伊塞克湖流域的树木年轮样本,按照树轮稳定碳同位素研究步骤,分别建立了天山南坡和天山北坡各2条树轮稳定碳同位素去趋势序列(δ13 Ccorr)。采用相关函数和共线性分析揭示了天山南北坡树轮稳定碳同位素与各气候要素之间的关系。结果表明,天山南坡树轮稳定碳同位素与生长季降水、相对湿度显著负相关,而与温度没有明显的相关关系,表明影响天山南坡树轮稳定碳同位素分馏的主要气候因子是生长季水分状况,尤其是降水;天山北坡树轮稳定碳同位素与生长季尤其是夏季的平均气温、平均最高气温和饱和水汽压亏缺显著正相关,而与降水量、相对湿度显著负相关,表明影响天山北坡树轮稳定碳同位素分馏的气候因子可能较为复杂。进一步分析表明,夏季温度、降水和相对湿度共同调控着天山北坡雪岭云杉树轮稳定碳同位素分馏。

全球变化背景下天山西部雪岭云杉径向生长和水分利用效率对气候要素的响应

全球气候变暖和大气CO_(2)浓度(Ca)急剧上升已成为不争的事实,并对森林生态系统有着深远的影响,全面理解森林生态系统对全球变化的响应至关重要。中亚干旱区特有树种雪岭云杉(Picea schrenkiana Fisch. et Mey)树轮稳定碳同位素(δ^(13)C)和水分利用效率(iWUE)对气候变暖和大气CO2浓度急剧上升的响应缺乏研究。本研究利用天山西部伊犁河流域的雪岭云杉树轮样本,使用树木年代学方法和树轮稳定碳同位素技术,建立树轮宽度年表、稳定碳同位素(δ^(13)C)以及内禀水分利用效率(iWUE)序列,分析了树轮δ13C和iWUE的长期变化特征,探讨了树轮δ13C和iWUE对气候的响应规律以及iWUE与树轮宽度的关系。结果表明,主要的气候因子并没有强烈地限制树木径向生长;夏季平均气温对树轮δ^(13)C分馏有重要影响,iWUE的长期变化受到全球Ca增加和升温趋势影响,但直接影响iWUE年际变化的主要因素是饱和水汽压亏缺(VPD)。全球升温和Ca增加导致了iWUE的持续升高,但并没有导致雪岭云杉树木径向生长的明显增加。

雪岭云杉针叶叶绿素-胡萝卜素软膏酸性物质化学组成的研究

雪岭云杉针叶叶绿素胡萝卜素软膏中含酸性物质约２２ ％ （ 占软膏重） ，其中脂肪酸占４４－８６ ％ ，树脂酸占５２－４９ ％ 。该酸性物质经气相色谱和质谱定性、定量分析，共分离出３１ 个峰，鉴定出２６ 个化合物，被鉴定的组分占酸性物质总量的９７－３５ ％ 。其中主要成分为枞酸（２１－５５ ％ ） 、异海松酸（１２－８９ ％ ） 、油酸（１２－０７ ％ ） 、亚麻酸（７－３１ ％ ） 、新枞酸（６－１０ ％ ） 等。研究发现，雪岭云杉针叶叶绿素胡萝卜素软膏酸性物质中，不含松叶酸成分。

异龄林动态系统与最优控制

以矩阵模型作基础,利用进界生长、径阶向上生长和枯损量的材料,拟合了异龄林动态系统模型,并建立了最优控制模型。以新疆天山云杉异龄林为研究对象,分析现实异龄林的生长动态并对最优调整策略进行探讨,有关结果可作为生产的依据。

不同去趋势方法的新疆东天山高低海拔雪岭云杉树轮宽度年表对气候的响应

利用新疆东天山高低海拔雪岭云杉(Picea schrenkiana Fisch.et Mey.)年轮样本,采用样条函数法、负指数函数法和区域曲线法3种去趋势方法研制树轮宽度标准化年表,通过分析不同去趋势方法的新疆东天山高低海拔云杉树轮宽度标准化年表特征、年表与气候响应的关系和年表间在不同频域互相关,及其与其它资料对比发现:(1)3种去趋势法对东天山年表质量影响较小,低海拔树轮年表含有更多可靠的气候变化信息。(2)高海拔的雪岭云杉树木径向生长与6—9月平均气温均呈显著正相关,其中标准化树轮年表与7月平均气温相关系数达0.553(P<0.01,n=58),夏季温度可能是东天山高海拔雪岭云杉径向生长的主要限制因子;低海拔雪岭云杉树木径向生长与春季降水显著正相关,同时与春季平均气温显著负相关,春季高温和缺水共同作用的春旱可能是影响低海拔雪岭云杉径向生长的主导因子,且负指数函数年表对气候响应更敏感。(3)区域曲线法能够保留树轮标准化年表中更多低频信息,但优势不明显。高低海拔标准化年表在低频域相关系数较大,并和历史干旱事件有很好的对应。在东天山高低海拔雪岭云杉的去趋势方法研究中,负指数函数法比样条函数法和区域曲线法更适合。

新疆伊犁南部山区树木径向生长对积雪变化的响应

根据伊犁南部山区10个采样点的树轮宽度年表与气象资料的相关普查,研究发现,伊犁南部山区树木径向生长整体与气温响应不显著,生长季之前的降水对雪岭云杉径向生长有重要影响,尤其是冬季积雪。树木径向生长与主要积雪参数呈显著正相关关系。其中,伊犁地区西段QST、ZMC树轮年表与当年1、2月的最大积雪深度相关性最好,相关系数分别达到0.353(p<0.01,n=55)、0.393(p<0.01,n=55);在空间尺度上,树木径向生长对冬季降水和最大积雪深度的响应均表现出自西向东逐渐减弱的趋势。该研究从时空演变特征上分析了伊犁南部山区气候和积雪变化对树木径向生长的影响。

天山北坡雪岭云杉林叶片-土壤氮磷化学计量特征

【目的】探讨不同环境因子对雪岭云杉林土壤和叶片氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,为干旱区和半干旱地区植被与土壤化学计量特征关系研究提供参考。【方法】以位于干旱区的天山北坡的雪岭云杉林为研究对象,于2016-2017年7-8月,在7个采样区采集不同土层(0~30,30~50,50~80 cm)土壤和叶片样品,测定其N、P含量及N∶P,同时测定各样地的海拔、年均气温(MAT)和年均降水量(MAP),计算R N(N叶片/N土壤)和R P(P叶片/P土壤),研究叶片N和P含量对土壤N和P含量的响应,利用线性回归,分析环境变量(海拔、MAT和MAP)对土壤、叶片N、P含量和N∶P以及R N、R P的影响。【结果】(1)随土层深度的增加,土壤N、P含量及N∶P均降低。土壤P含量与海拔、MAT以及MAP的关系不明显;土壤N含量随海拔和MAP的增加而增大,随MAT的升高而降低,土壤N∶P随海拔的增加而增大,随MAT的升高而降低,与MAP之间无明显相关性。(2)叶片N含量随海拔的上升而降低,随MAT的升高而增大,与MAP相关性不明显;叶片N∶P随MAP的增加而增大,与海拔、MAT相关性不明显;叶片P含量与海拔、MAT以及MAP的关系不明显。(3)在0~80 cm土层,土壤N含量与叶片N含量、土壤P含量与叶片P含量、土壤N∶P与叶片N∶P均呈正相关关系,但相关性均未达显著水平。(4)R N与海拔呈负相关,与MAT呈正相关,与MAP相关性不明显;R P与海拔、MAT、MAP均无明显相关性。【结论】雪岭云杉林土壤N∶P相对较低,N是主要限制元素;海拔、MAT、MAP对雪岭云杉林叶片和土壤N含量及N∶P有影响,对土壤和叶片P含量无影响。

不同碳输入对天山雪岭云杉林土壤化学计量特征的影响

土壤C、N、P元素是构成森林生态系统的重要组分,通过研究外源碳输入改变对森林土壤化学计量特征的影响,有助于揭示森林生态系统的元素循环过程及平衡反馈机制.以天山雪岭云杉林作为研究对象,通过基于2 a的植物残体的添加和去除试验(DIRT),分析外源碳输入改变对土壤C、N、P化学计量特征短期影响,讨论不同处理下土壤化学计量特征与其他土壤理化因子的相互关系.结果表明:(1)土壤C、N、P含量在大部分土层均表现为双倍凋落物(DL)处理最高,按土层深度由浅到深依次为,土壤ω(C):168.92、119.88、103.33和64.23g·kg^(-1);土壤ω(N):10.60、9.32、8.78和8.07g·kg^(-1);土壤ω(P):0.50、0.45、0.37和0.36g·kg^(-1);切根去凋落物(NI)处理最低,按土层深度由浅到深依次为土壤ω(C):104.56、89.24、48.08和43.96g·kg^(-1);土壤ω(N):6.83、2.60、2.63和2.22g·kg^(-1);土壤ω(P):0.40、0.34、0.32和0.22g·kg^(-1);且随土层加深呈减小趋势.除NI处理外其余处理土壤C∶N均在0~10 cm土层最高,且显著高于其他土层(P<0.05),NL处理土壤C∶P在30~50 cm土层显著高于其他处理,NI处理土壤N∶P在0~10 cm最高,且显著高于其他土层(P<0.05).(2)微生物量碳、氮、磷在不同碳输入处理下0~10 cm土层显著高于其他土层(P<0.05).(3)冗余分析结果显示不同碳输入水平下可溶性有机碳和微生物量氮是影响土壤C、N、P化学计量特征的重要因子.