利用树木年轮重建阿勒泰地区1794-2012年降水量

利用阿勒泰地区3个采样点的西伯利亚云杉（Picea obovata）树轮样本,建立了区域树轮宽度标准化年表。单相关普查发现,阿勒泰地区区域树轮宽度标准化年表与该区域5个气象站上年7月至当年6月降水量相关显著（R=0.714,P〈0.00001）。用区域树轮宽度标准化年表可较好地重建该区域上年7月至当年6月的降水量,解释方差达51.0%,验证表明降水重建序列是可信的。重建序列经历了4个偏湿期和4个偏干期。存在2.2～2.5a的显著周期（P〈0.05）及146、2.8、2.1、2.0a的较显著周期。在1889年发生从少到多的突变。空间相关分析表明重建结果对阿勒泰地区降水具有较好的代表性。重建结果与阿尔泰山、天山中部地区、吉尔吉斯斯坦东部天山北坡的降水变化趋势和干湿阶段具有较好的一致性,与PDSI变化趋势也有较好的一致性。

天山北坡乌鲁木齐河年径流总量的树轮重建

基于1993年和2003年采集并研制的15个天山云杉树轮宽度年表，重建了新疆天山北坡乌鲁木齐河357年的年径流总量。影响树木生长的水文气象因子对河水流量的影响具有3～5年的滞后，基于3个树轮差值年表的重建方程可解释器测流量资料总方差的69．4％，使我们可以重建出1633～1989年的年径流总量。重建流量序列具有11个丰水期和11个枯水期，以及59．5年，47．6年，3．72～3．84年和3．45～3．50年的变化准周期，且在1639年和1709年发生过从丰水到枯水的突变，持续最长的枯水期达13年。流量重建结果可为诊断现代极端的洪旱事件提供长期的流量变化背景资料，并使我们有可能发现对水资源管理系统具有重要影响的过去持续洪旱期。

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。

阿勒泰西部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用阿勒泰西部地区8个采点的树轮资料,建立宽度年表,对比这些标准化树轮宽度年表的特征参数,并分析其与气候要素的相关性。结果表明:哈拉姆拉年表和贾登峪南年表含有相对较丰富的气候信息。森林上树线附近的哈拉姆拉年表与该区域当年6—7月的月平均最低气温呈正相关,其相关系数为0.422,显著性水平达0.004 3,而位于森林中下部林缘的贾登峪南年表与该区域上年12月—当年2月的降水量呈正相关,其相关系数为0.523,显著性水平达0.000 2,且二者的相关具有明确的树木生理学意义。

树轮记录的过去359 a阿勒泰地区初夏气温变化

利用采集自阿尔泰山南坡森林上限3个采样点的西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.)树芯样本,研制其树轮宽度年表。与区域内6个气象站点观测数据的相关分析结果表明,标准化宽度年表与6月平均气温相关较好,最高相关系数达0.675(p<0.0001)。使用逐步回归分析方法,建立温度的重建方程,调整自由度后的方差解释量为45.6%(1962—2012年)。过去359 a来,阿勒泰地区平均气温变化存在7个偏暖阶段和6个偏冷阶段。并存在5个温暖年、54个偏暖年、252个正常年、37个偏冷年、以及11个寒冷年。6月平均温度的最高值出现在1830年(22.35℃),最低温度出现在1985年(17.87℃)。功率谱分析显示该重建序列存在30.0 a、7.4 a的显著准周期(p<0.05)和6.4 a的较显著准周期(p<0.10)。

利用树轮宽度资料重建天山东段近443年相对湿度变化

通过对比天山东段森林上限3个树轮宽度标准化年表的多项年表特征，发现太阳沟年表包含的气候信息较多。经相关普查计算表明，太阳沟年表与巴里坤气象站上年7月到当年6月的月平均相对湿度相关最为显著，相关系数为0．591，显著水平超过0．00001。利用太阳沟标准化树轮宽度年表序列重建出天山东段443年来该时段月平均相对湿度，解释方差达到34．9％。近443年相对湿度特征分析指出：天山东段的月平均相对湿度经历了6个偏湿阶段和5个偏干阶段：天山东段上年7月到当年6月的月平均相对湿度具有2—4年的变化准周期；在1592年、1643年、1704年、1761年、1792年、1855年、1884年、1926年、1951年及1985年前后发生过突变。

树轮记录的新疆阿尔泰山1579—2009年初夏温度变化

对新疆阿尔泰山中段森林上树线西伯利亚落叶松(Larix sibirica)树轮宽度标准化年表与区域气候要素进行相关分析,发现6月平均气温与树木径向生长存在显著相关关系(r=0.658,P<0.001)。据此重建的该地区1579—2009年间初夏温度变化曲线(解释方差为43.2%)表明,在过去431年,该地区经历了8个偏冷阶段和8个偏暖阶段,且对整个阿尔泰山有较好的空间代表性。功率谱分析表明,重建温度序列存在2.3a、2.4a的显著周期和3.9a、71.5a、95.3a的较显著周期。