阿勒泰地区中东部树木年轮气候重建与分析

论文摘要

利用阿勒泰地区中东部阿勒泰市、福海县、富蕴县和青河县8个采样点的西伯利亚落叶松树木年轮资料,研制出标准化树轮宽度年表。通过对相关参数的对比分析表明,义河山南（YHN）、哈拉额尔齐斯（HLE）、也克卓勒（YKZ）和卓勒萨依（ZLS）四年表包含有更多的气候信息。经分析发现:森林上树线附近的ZLS标准化树轮宽度年表与该区6-7月平均气温、中下部林缘的YHN、HLE和ZLS与该区1-2月降水量以及中下部林缘的YHN、YKZ与该区1-2月≥0.1㎜降水日数相关性较好,其最高单相关系数分别为0.555（α=0.0001）、0.567（α=0.00004）和0.550（α=0.00005）。考虑到气候对树轮生长的持续性影响,用逐步回归法分别建立了研究区6-7月平均气温、1-2月降水量和≥0.1㎜降水日数的重建方程,其方差解释量分别为48.5%、40.7%和,39.2%,经交叉检验证明这三个重建方程均是稳定的。通过分析,得出以下几点结论:⑴温度和降水是阿勒泰地区中东部西伯利亚落叶松年轮生长的重要限制因子。其中,森林上树线附近的树木年轮生长与该地6-7月的平均气温相关性较好,中下部林缘附近的树木年轮生长同该区1-2月的降水量和≥0.1㎜降水日数关系密切,三者都具有明确的树木生理学意义。⑵394年来,阿勒泰地区中东部夏季大体经历了7个偏暖和7个偏冷阶段;189年来,阿勒泰地区中东部冬季降水量大体经历了5个偏少和5个偏多阶段;189年来,阿勒泰地区中东部冬季≥0.1㎜降水日数大体经历了3个偏少和3个偏多阶段。⑶就夏季平均气温而言,近394a来,研究区正常年数为81a（占20.1%）,偏暖年数为77a（19.5%）,偏冷年数为71a（18.0%）。从极值看,平均气温最小值出现在1784年,为16.0℃,比近43年实测平均值偏冷2.4℃;最大值出现在1683年,为20.5℃,偏暖2.2℃。就冬季降水而言,近189a来,研究区干旱年数为37a（占19.6%）,偏干年数为29a（15.3%）,正常年年数为47a（24.9%）,偏湿年数为47a（24.9%）,湿润年数为29a（15.3%）,偏湿年（包括湿润年）多于偏干年（包括干旱年）。降水最少年份为1885年,比多年均值偏少74.3%;降水最多年份为1914年,偏多92.1%。就冬季≥0.1㎜降水日数来说,近189年来,研究区干旱年和湿润年出现的频率共占19.1%,正常年份占34.4%,偏干年（包括干旱年）占34.4%,偏湿年（包括湿润年）占31.3%。冬季≥0.1㎜降水日数最少年份为1883年,比多年均值偏少58.4%;最多年份为1959年,偏多65.4%。⑷在α=0.01的显著性水平下,阿勒泰地区中东部夏季气温、冬季降水量和冬季≥0.1㎜降水日数的重建序列分别存在10个、4个和4个突变点;在0.05的显著性水平下,夏季气温存在2.7-3.7a,43.7a,52.4a的变化准周期,冬季降水量存在2.4a,3.3-3.4a和63a的变化准周期,冬季≥0.1㎜降水日数存在2.1-2.3a的变化准周期。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题来源及立项依据
• 1.1.1 选题来源
• 1.1.2 立项依据
• 1.2 研究内容及意义
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 研究方法与技术路线
• 1.3.1 原理与方法
• 1.3.2 技术路线
• 2 树木年轮气候学国内外研究进展
• 2.1 国外树木年轮气候学研究概况
• 2.1.1 树木年轮气候学的产生
• 2.1.2 研究领域和分析方法的拓展
• 2.2 中国的树木年轮气候学研究
• 2.2.1 中国树木年轮气候学的兴起及发展
• 2.2.2 近十年来的成果
• 2.3 新疆树木年轮研究特色
• 2.4 阿勒泰地区已有的树木年轮研究
• 3 研究区自然地理概况
• 3.1 地势地貌特征
• 3.2 河流水系概况
• 3.3 气候特征
• 3.3.1 气温和降水
• 3.3.2 蒸发和风
• 3.3.3 无霜期和日照
• 4 树木年轮年表研制与特征分析
• 4.1 树木年轮年表的研制过程
• 4.1.1 野外采样
• 4.1.2 样本预处理
• 4.1.3 轮宽测量及交叉定年
• 4.1.4 年表研制
• 4.2 宽度年表特征分析
• 4.2.1 平均敏感度
• 4.2.2 自相关系数
• 4.2.3 信噪比
• 4.2.4 标准差
• 4.2.5 第一特征向量向量百分比
• 4.2.6 样本对总体的代表性
• 4.2.7 互相关系数
• 5 气候重建
• 5.1 温度和降水对树木年轮生长的影响
• 5.2 树轮年表与气象资料的相关分析及树木生理学意义
• 5.2.1 年表与气象资料的相关分析
• 5.2.2 相关函数
• 5.2.3 树木年轮生长对温度的响应
• 5.2.4 树木生长对降水的响应
• 5.3 气候重建
• 5.3.1 温度重建
• 5.3.2 降水重建
• 5.3.3 ≥0.1 ㎜降水日数重建
• 6 气候重建检验
• 6.1 统计检验
• 6.1.1 重建月平均气温序列的检验
• 6.1.2 重建降水量序列的检验
• 6.1.3 ≥0.1 ㎜降水日数重建序列的检验
• 6.1.4 三条重建序列的相关性分析
• 6.2 历史资料对照
• 6.3 与前期重建结果的比较
• 6.3.1 冷暖变化阶段及与其它重建结果的对比
• 6.3.2 干湿变化阶段及与其它重建结果的对比
• 7 重建历史气候的变化特征
• 7.1 气候变化阶段
• 7.1.1 气温变化阶段
• 7.1.2 降水变化阶段
• 7.1.3 ≥0.1 ㎜降水日数变化阶段
• 7.2 气候变化突变分析
• 7.2.1 气温突变分析
• 7.2.2 降水突变分析
• 7.2.3 ≥0.1 ㎜降水日数突变分析
• 7.3 气候变化频率与极值
• 7.3.1 气温变化频率与极值
• 7.3.2 降水变化频率与极值
• 7.3.3 ≥0.1 ㎜降水日数变化频率与极值
• 7.4 气候变化周期分析
• 7.4.1 气温变化周期
• 7.4.2 降水变化周期
• 7.4.3 ≥0.1 ㎜降水日数变化周期
• 8 结论
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记