新疆伊犁巩乃斯地区树木年轮密度对气候的响应及气候重建

论文摘要

为了研究巩乃斯地区树轮密度对气候响应并重现该区域的历史气候变化,本文利用巩乃斯地区天山云杉树轮资料建立树轮密度年表,分析其年表特征,并由相关和响应面方法分析了树轮密度年表对气候因子的响应。采用多种去趋势法,建立最佳气候响应密度年表,据此重建了伊犁地区东部7条历史气候序列,分析重建气候序列特征,最终得到以下几点结论:⑴在巩乃斯山区,早材平均密度和最小密度的高频气候信息随海拔高度的增加而减少,树轮晚材平均密度和最大密度的同步变化则随之增强,该区域森林上树线的树轮密度年表与天山北坡中部密度年表具有较好的相关性。⑵在生长季以前,森林中下部林缘的早材平均密度与气温呈负相关而与降水为正相关,在生长季则正好相反。中下部林缘的早材平均密度的形成主要受4-8月的降水的影响,晚材平均密度则同时受气温和降水的制约。影响森林上树线树轮晚材平均密度变化的主要气候限制因子是7-8月的气温,这与国际上在湿冷区域树木年轮最大密度与夏季气温有密切的相关性的研究结论相一致。PDSI与早材平均密度和最小密度的相关性是森林中下部林缘好于林中和上树线,而PDSI与晚材平均密度和最大密度的相关则表现为林中要好于中下部林缘和上树线采点,而且林中采点的相关系数绝对值随着月份的推迟而增大。⑶利用由不同去趋势法建立的密度年表重建了4-8月的雪崩站平均气温、降水量、新源站平均气温、最高气温、最低气温、降水量以及PDSI指数,经验证,虽然新源平均气温、最低气温和降水量的重建序列在高频信息上有一定的损失,但重建结果是可信的。在重建序列中,新源平均气温和最高气温的空间代表性最好。⑷在1835-2005年,巩乃斯地区最冷阶段出现在1835-1839年和1950-1959年,最暖阶段在1870-1879年,最干阶段在1860-1869年,最湿阶段在1840-1849年,在19世纪末20世纪初出现的清末冷湿期在北疆的西部和中部均有出现。4条4-8月气温重建序列的主要周期有3a、6a、14-15a,56-57a和84-91a,3条4-8月降水和PDSI重建序列的主要周期有3a,4a,6a,7a,43-59a。巩乃斯地区在1858-1859年、1881-1886年、1944-1948年和1975年左右出现了气温突变,在1856-1857年、1884-1885年和1984-1985年左右发生降水突变。

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 研究内容与意义
• 1.2.1 研究目标
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 研究方法和技术路线
• 1.3.1 树木年轮学基本原理
• 1.3.2 所用的统计学方法
• 1.3.3 技术路线
• 2 国内外研究进展
• 2.1 树木年轮气候学国际研究动态
• 2.2 树木年轮气候学在中国的发展
• 2.3 巩乃斯地区树木年轮前期研究的内容
• 3 研究区域概况
• 3.1 自然地理概况
• 3.2 地貌特征
• 3.3 气候特征
• 3.3.1 气温
• 3.3.2 降水
• 3.4 植被特征
• 3.5 径流特征
• 4 巩乃斯地区树木年轮密度年表特征
• 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 宽度和密度测量
• 4.1.4 交叉定年
• 4.1.5 年表研制
• 4.2 密度年表特征
• 4.2.1 早材平均密度和最小密度
• 4.2.2 晚材平均密度和最大密度
• 4.2.3 密度年表的互相关
• 4.3 小结
• 5 巩乃斯地区树轮密度对气候的响应
• 5.1 气象资料
• 5.2 早材平均密度
• 5.3 晚材平均密度
• 5.4 树轮密度与PDSI 的相关性
• 6 巩乃斯地区气候长序列的重建与检验
• 6.1 重建气候因子和最佳年表选择
• 6.2 气温
• 6.2.1 雪崩站平均气温
• 6.2.2 新源平均气温
• 6.2.3 新源最高气温
• 6.2.4 新源最低气温
• 6.3 降水
• 6.3.1 雪崩站降水
• 6.3.2 新源降水量
• 6.4 PDSI
• 6.5 历史资料检验
• 6.6 区域代表性分析
• 7 巩乃斯地区气候长期变化特征分析
• 7.1 变化阶段
• 7.1.1 冷暖变化阶段
• 7.1.2 干湿变化阶段
• 7.2 周期分析
• 7.2.1 气温周期分析
• 7.2.2 降水量与PDSI 周期分析
• 7.3 突变分析
• 8 结论
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记