研究论文 正式出版 版本 1 Vol 11 (6) : 583-594 2020
下载
黄土高原中部麻栎宽度年表的气候响应特征初探
The climate signal recorded by Quercus acutissima tree-ring chronology from the central Loess Plateau
: 2020 - 03 - 14
: 2020 - 05 - 18
: 2020 - 05 - 27
102 2 0
摘要&关键词
摘要:黄土高原是世界上水土流失最严重和最脆弱的地区之一,由于人类活动的日益频繁,森林面积急剧缩小,现有林地多为人为破坏后形成的天然次生林。目前很难在该区找到适合树轮气候学研究的老龄针叶树种,在此背景下,寻找适合开展树轮气候学研究的替代树种尤为重要。本研究以黄土高原中部桥山林区的老龄麻栎林为研究对象,。相关计算表明,麻栎差值年表与当年37月降水量相关最高(r = 0.58,p<0.001),几乎达到了可以重建的水平。该年表还与陕西中北部旱涝指数和黄土高原西部树轮降水重建序列显著相关,共同反映了区域降水变化历史。空间相关分析也进一步说明了桥山麻栎差值年表对区域降水量变化具有较强代表性。本首次黄土高原中部阔叶树种树轮气候学研究,发现了麻栎树轮宽度年表具有记录过去降水变化的巨大潜力。
关键词:黄土高原中部;麻栎;树轮气候响应
Abstract & Keywords
Abstract: Background, aim, and scope The Loess Plateau is one of the areas of the world with the severe soil erosion and the extremely vulnerable ecological environment. Its forest area has decreased dramatically, and only natural secondary forest can be found on the Plateau since the intensive destruction by human beings. Currently, it is difficult to find old coniferous trees to carry out dendroclimatology studies. Given this situation, it is necessary to assess alternative deciduous trees that are suitable for climate reconstruction. Materials and methods Sixty-four cores were collected from 34 Quercus acutissima trees by increment corers in the Qiaoshan region. The cores were fixed, dried, and polished following the standard method of dendrochronology. Tree-ring width was measured by LINTAB at a resolution of 0.01 mm. The COFECHA program was used to ensure the accuracy of cross-dating, and the ARSTAN program was used to build the final tree-ring chronologies. The arithmetic average of the climate data (e.g., temperature, precipitation and relative humidity) from Yan’an, Xifeng and Yaoxian meteorological stations were used to analyse growth/climate relationships. Pearson correlation analyses were used to identify the relationship between chronology and climate factors. We also conducted spatial correlations to assess the spatial representativeness of the Qiaoshan RES chronology. Results The statistical results showed a high expressed population signal (EPS) and signal noise ratio (SNR), which demonstrated the high quality of the Q. acutissima chronology that contained relatively more climate signals. The Mann-Kendall method revealed that the climate in the study area has had a significant warming and drying trend since the 1960s. The Pearson correlation calculation showed that the STD and RES chronology was negatively correlated with the temperature and positively correlated with precipitation and relative humidity during the growth seasons. The RES chronology of Q. acutissima showed the highest correlation with precipitation in March—July of the current year (r = 0.58, p<0.001) and could be regarded as the precipitation series for the past 136 years. Discussion Tree-ring chronologies from semiarid regions are usually sensitive to precipitation. The low values of the Q. acutissima RES chronology from the Qiaoshan region corresponded well with the drought events recorded by historical documents and with the observed climate data. The Q. acutissima RES chronology was also significantly correlated with the dry and wet index (DWI), which was derived from historical documents, in central and northern Shaanxi and with the regional precipitation reconstruction for the western Loess Plateau by an ensemble of ten tree-ring width chronologies. The good association among these chronologies confirms the potential of the Q. acutissima chronology for future climate reconstruction. Spatial analysis indicated that the RES chronology had a strong spatial representativeness for the March—July precipitation variability. ConclusionsQ. acutissima is a moisture-sensitive species on the central Loess Plateau and shows great potential for climate reconstruction in the future. Recommendations and perspectives This study established the first oak Q. acutissima tree-ring chronology, which demonstrated a strong precipitation signal, on the central Loess Plateau. This study will contribute to ecological studies and climate reconstructions in the future.
Keywords: central Loess Plateau; Quercus acutissima; tree-ring climate response
树木的径向生长受周边环境气候因素的重要影响,其年轮宽窄变化在一定程度上反映了过去的气候变化信息。与黄土、湖泊沉积物、石笋等其他气候代用指标相比,树木年轮具有样本易得、复本率高、分辨率高(时间分辨率可以达到年际甚至季节变化)和定年准确的特点(Cook et al,2010)被广泛应用于气候变化、林业和生态学等多个学科的研究当中。在全球变暖背景下,现代观测气象记录长度有限,我国大部分气象站台始建于1951年之后,难以判断目前的气候状态在历史中的地位,更无法评估工业革命以来日益频繁的人类活动对气候产生了何种影响。树木年轮作为高分辨率气候代用指标,可以延伸有限的气象记录,为了解过去百年至千年的气候变化历史提供了可靠的资料。
黄土高原是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一,处于我国环境敏感带中部。近几十年来,黄土高原的气候逐渐向暖干化发展(Xin et al,2011),全球变暖使该地区受旱频率和程度不断加剧(Zhang et al,2012),与此同时,其他极端气候事件(如极端高温、极端降水)也频繁发生,严重影响了该地区社会经济发展和人民的生产生活。为了应对极端气候事件,非常有必要了解当地气候的变化规律和机制,并对未来气候变化进行预估。在过去几十年里,国学者在黄土高原西部和东部已经开展了一些树轮气候学研究,结果表明在黄土高原西部,降水是树木生长的主要限制因子(宋慧明等,2017)。在此基础上,基于10个采样点的树轮年表重建了黄土高原西部过去450的区域降水变化,通过与模式模拟相结合,发现人类活动导致的硫酸盐气溶胶增加是最近80季风边缘带降水减少的主要因素(Liu et al,2019a)。而黄土高原东部地区温度对树木生长的影响程度要强于降水,高温通过加速土壤水分蒸发和加强树木的蒸腾作用,使土壤缺水产生干旱,这种水分胁迫对树木生长造成重要的阻碍,使其生长减缓甚至停止生长(蔡秋芳等,200520082010;蔡秋芳和刘禹,2013)。相比之下,黄土高原腹地的树轮重建工作仍然比较稀少,原因在于频繁的人类活动破坏了大量的森林,很难找到适合树轮气候学研究的样本。目前,国内树轮研究所选用的树种主要为针叶树,我国北方分布最广、研究最多的是油松(Pinus tabuliformis)、其次为青海云杉(Picea crassifolia)、祁连圆柏(Sabina przewalskii)等,而对于阔叶树种的研究开展较少(Lyu et al,2017;朱良军,2019)。而在欧洲和北美,阔叶树种尤其是壳斗科(Fagaceae)栎属(Quercus L.)树木是进行树轮气候重建的重要树种,在过去气候重建中发挥了重要作用(Corcuera et al,2004;Lebourgeois et al,2005;Russo et al,2020)。在缺乏较长针叶树种的黄土高原中部腹地地区,桥山林区的老龄麻栎林为研究区域气候变化历史提供了宝贵材料。
本研究以桥山林区天然麻栎林为对象,建立树木年轮宽度年表,分析麻栎树轮径向生长与不同气候因子之间的响应关系,通过与旱涝指数及其他树轮重建记录的对比来研究其气候重建的潜力,并且利用CRU格点气象数据分析年表的空间代表性。本研究弥补该区阔叶树树轮气候学研究的空白,揭示全球变暖背景下黄土高原天然阔叶林对气候变化响应。
1   材料与方法
1.1   采样点概况及样品采集
采样点位于陕西省延安市桥山林业局双龙林场和上畛子林场(图1,108°57′—108°58′E,35°40′—35°43′N,海拔1200—1300 m),麻栎(Quercus acutissima)是桥山林区阔叶落叶林地带性植被的建群种,常以纯林、麻栎阔叶混交林、麻栎油松混交林的形式构成当地最重要的天然森林景观(张维伟等,2019)。双龙林场为松栎混交林,主要乔木种类有麻栎(Q. acutissima)、辽东栎(Quercus wutaishanica)、油松(P. tabuliformis)、山杨(Populus davidiana)和白桦(Betula platyphylla)等,林下混有多种灌木(薛文艳等,2017);上畛子林场为麻栎纯林,麻栎占乔木组成的90%以上。采样点乔木层郁闭度为0.4—0.6,主要土壤类型为森林褐土和灰褐土(刘小军等,2019)。


图1   桥山林区麻栎的采样点和气象站点
Fig.1 Sampling sites of Q. acutissima and meteorological stations around Qiaoshan region
1.2   样本采集及年表建立
在双龙和上畛子林场1222棵健康麻栎,用直径5mm的生长锥在胸径高度垂直于树干取样,在不同方向取23根树芯,共计64个树芯。将钻取的样品带回实验室,自然干燥后用白乳胶固定于木槽内,然后用4001000目的砂纸逐步打磨,直至在显微镜下可以看到清晰的年轮界限。用精度为0.01mm的Lintab树轮宽度仪进行宽度测量和交叉定年,最后用COFECHA程序对交叉定年结果进行质量控制(Holmes,1983),将年代少于50a和与主序列相关性较差的序列剔除(共计9根),最终保留55根树芯用于年表的建立。
利用ARSTAN程序(Cook,1985)来建立树轮宽度年表,首先采用负指数函数或直线对树木的生长趋势进行拟合,然后将原始宽度序列除去生长趋势合成得到标准年表(,STD)。考虑到树木种间的竞争可能导致树轮宽度序列的低频变化又以时间序列的自回归模式进行拟合并再次标准化消除树木个体的遗传因素和其他可能的非气候因素对生长量的影响(彭正兵等,2019;王梦麦等,2009),最终得到差值年表(,RES)。
1.3   气象资料
为了探究麻栎径向生长与气候因子的关系,选取的气象数据来自于采样点周边个不同方位的气象站(图1):延安(109°30'E36°36'N海拔858.5 m),西峰(107°38′E35°44′N,海拔1422.2m),耀县(108°59′E34°56′N,海拔711.8m),使用的数据为月平均气温、月降水总量和月平均相对湿度(数据来源于http://data.cma.cn/)。由图2可以发现站多年气候年内变化特征十分相似;研究区年降水量约为610mm,降水量最大时期集中在79月,占全年降水量的56%;而温度最高的月份则为6、7、8。鉴于站气候特征变化趋势接近一致,为了使气象资料更加全面可靠、具有区域代表性,选取站共同时段内(19622016年)温度、降水、相对湿度数据的算术平均值进行树轮气候响应分析。


图2   各气象站(延安、西峰、耀县)多年(19622016)逐月平均温度(a)、降水量(b)、相对湿度(c);三站共同时段月均温、月降水量、月平均相对湿度算术平均(d)
Fig.2 Monthly mean temperature (a), precipitation (b) and relative humidity (c) of the meteorological stations (Yan’an, Xifeng and Yaoxian) from 1962 to 2016; the arithmetic mean of monthly average temperature, monthly precipitation and monthly average relative humidity in the common period of this three stations (d)
1.4   方法
Mann-Kendall检验是一种非参数检验方法,不需要样本遵从一定的分布,包括UF和UB两个统计量(魏凤英,2007)。利用Mann-Kendall趋势检验法分析研究区气象站各气象因子的变化趋势和突变年份,基于显著性水平α=0.05,统计量UF在1.96表明变化趋势不显著,大于或小于1.96表明变化趋势显著。采用Pearson相关函数分析年表和气候要素之间的关系,确定影响该区麻栎生长的限制因子。与以及黄土高原西部树轮重建记录进行对比另外,还CRU 4.01格点气候数据(http://climexp.knmi.nl/)进行了相关代表性。
2   结果
2.1   宽度年表统计特征
为了保证年表的可靠性,以子样本信号强度SSS>0.85为标准(Wigley et al,1984),确定标准年表和差值年表可靠部分的起始年代分别为1891年和1884年,此时年表分别对应7根和6根样芯。麻栎树轮宽度标准年表和差值年表如图3a、图3b所示,前者有着显著的低频变化趋势,而后者则表现出高频变化特征。图3c展示了不同长度的样芯数量、连续时段内样本间平均相关性Rbar和样本总体代表性EPS。较高的EPS表明样本共性较强且代表性较好,进而说明年表包含较多无噪声信号。年表其他统计指标如表1所示:平均敏感度(MS)反映了轮宽逐年变化的程度,标准年表与差值年表平均敏感度分别为0.174和0.200,表明桥山麻栎年轮径向生长对环境因素的响应较为敏感;信噪比(SNR)是衡量树木共同信号强度的度量,标准年表与差值年表的信噪比分别达到7.54和11.02,较高的信噪比表明年表中包含了较多的气候(环境)信息。结合其他统计量分析,差值年表的统计特征相对于标准年表更加显著,表明差值年表含有更多的环境信号,能更好地代表研究区麻栎年轮径向生长的变化。


图3   麻栎标准年表(a)、差值年表(b)及样芯数、样本间的平均相关性(Rbar)和样本总体代表性(EPS)(c)
Fig.3 The Q. acutissima STD chronology (a), RES chronology (b) and cores number, the mean correlation between samples (Rbar) and the expressed population signal (EPS) (c)
表1   麻栎宽度年表的统计特征
统计指标 Statistical item标准年表 STD chronology差值年表 RES chronology
年表所用复本量(棵/芯)Used sample-size27/55
标准差 Standard deviation0.2060.183
平均敏感度 Mean sensitivity0.1740.200
一阶自相关系数 First‐order autocorrelation0.460.01
公共区间(年份)Common period (year)1920—2016
所有样芯间相关 Mean correlation among all series0.300.38
树木内相关 Mean correlation within trees0.620.57
树木间相关 Mean correlation between trees0.240.35
信噪比 Signal to noise ratio7.5411.02
总体代表性 Expressed population signal0.880.92
2.2   研究区气候变化趋势
图4展示了研究区1962—2016年的年均气温(图4a)、年均降水量(图4b)及年均相对湿度(图4c)变化曲线,并且利用Matlab对各气候因子进行了Mann-Kendall趋势检验。M-K检验通过定义UF和UB两个统计量分析气候变化趋势,UF>0表明气候因子呈上升趋势,UF<0时则呈下降趋势;UF和UB置信区间内的交点所对应的时刻为气候因子突变点。平均气温年际变化曲线呈上升趋势,UF曲线表明研究区20世纪60年代初至今温度整体呈现上升趋势,UF、UB交点对应的1991年是温度上升的突变点,并且20世纪90年代以后温度上升趋势非常显著;研究区年均降水量曲线显示整个时段降水量缓慢下降,UF曲线表明20世纪70年代以后降水量呈下降趋势,但并不显著,降水量出现过几个突变点,说明年际降水在波动中逐渐减少;年均相对湿度曲线整体呈下降趋势,20世纪90年代以后下降更加明显,UF曲线表明在20世纪60—90年代中期呈干湿交替变化,20世纪90年代后期以后相对湿度持续降低,近几年干旱趋势达到显著,UF和UB交点显示1997年和1998年是湿转干的突变年。综合上述分析,研究区自20世纪60年代出现了显著的暖干化趋势,但不同的气候因子响应的时间点有所差异。


图4   研究区19622016年均气温(a)、年降水量(b)和年均相对湿度(c)M-K检验
Fig.4 The observed annual average temperature (a), annual average precipitation (b) and annual average relative humidity (c) and their corresponding Mann-Kendall test from 1962 to 2016 for the study area
2.3   麻栎宽度标准年表和差值年表与不同气候因子的相关分析
相关分析表明,桥山麻栎宽度标准年表和差值年表与各个气象因子间有着相似的响应关系(图5),共同表现为:年表与生长季前期(当年3—7月)的降水和相对湿度呈正相关,与此同时与温度呈现负相关关系;与前一年及生长季后期(当年8—10月)的各气候因子均无显著的响应关系。两者的差异在于,差值年表高频变化特征明显,与降水的相关性高于标准年表;组合之后发现,桥山麻栎差值年表与3—7月降水量的相关性最显著(r=0.58,p<0.001);就温度而言,低频信号占主导的标准年表与温度的相关性更为显著,2—7月平均温度组合后相关性最高(r= -0.40,p<0.001)。


图5   标准年表(a)和差值年表(b)与气象站各气象因子(月平均温度、月降水量、月平均相对湿度)的相关关系
Fig.5 The correlation between chronology: STD (a) and RES (b), and observed climate factors (monthly average temperature, monthly precipitation and monthly average relative humidity)
3   讨论
3.1   桥山麻栎径向生长对气候因子的响应
相关分析结果(图5)表明桥山麻栎生长与气候因子的关系与国北方针叶树种相似,表现为典型的半干旱地区树轮对气候的响应模式:在生长季及其前期,年表与降水正相关,与温度负相关(Liang et al,2007;Fang et al,2010;Song and Liu,2011)。在生长季初期,树木形成层细胞分裂速度较快,树木的蒸腾作用也随之加强,而此时东亚季风尚未到达黄土高原中部,降水不足且温度急剧升高,在少雨和高温的共同作用下容易形成春旱和初夏旱,土壤水分的亏缺严重影响树木生长。相关分析还显示当年8月及之后月份的气候因子与两个树轮年表几乎不存在相关关系,一方面是因为随着东亚夏季风的到来,降水量不断增加树木生长所需要的温度、水分条件能够得到充分的满足使得这两种气候因子不再成为树木生长的限制性因子;另一方面,可能是因为麻栎在8月初已经完成了当年大部分的径向生长量,之后的降水量对当年的轮宽影响极小,这与欧洲无花果栎(Quercus petraea)的生长过程十分相似(Michelot et al,2012)。因此有必要在研究区开展相关的形成层生长监测研究,更深入了解麻栎生长和气候的关系。
3.2   桥山麻栎差值年表反映的降水变化历史及其空间代表性
上文分析表明,桥山麻栎差值年表与3—7月降水量观测记录对比良好(r=0.58,p<0.001,n=55),10 a低通滤波之后(年代际)相关性可达0.78(图6a),因此该序列在一定程度上反映了当地过去100多年来3—7月降水量的变化历史。本研究将差值年表可信时段(1884—2016年)轮宽指数的平均值减一个标准差(mean-σ)定义为干旱年份。该序列反映的10个较为干旱的年份依次为:1892年、1900年、1906年、1916年、1928年、1929年、1953年、1982年、1995年、2000年,这些干旱年代均可以在历史文献(温克刚,2005;《陕西历史自然灾害简要纪实》编委会,2002)或气象观测记录里找到对应的干旱事件。例如:清光绪十八年(1892年),陕北被旱歉收,麦苗枯萎,秋禾杂粮至六月未出土;清光绪二十六年(1900年)关中大旱,夏禾歉收,秋禾多未播种,饥者乏食,有挖草根、剥树皮以延残喘者;民国五年(1916年)长期干旱无雨,井泉一律干涸,高塬农作物大多枯死。1928—1929年的干旱事件是发生在我国北方的大范围严重干旱事件,多个树轮重建序列都记录了该次干旱事件(李颖俊等,2012;Liang et al,2006;Liu et al,2019b),据史料记载,民国十七年(公元1928年)至民国十八年(公元1929年)连续干旱,六料(指连续三年的夏粮、秋粮作物)未收,十室九空,饿殍遍野;另外发生于1995年的干旱事件在观测记录中也有明确反映,所对应的3—7月降水量仅为132.4 mm,远低于同期降水的多年平均值270 mm。


图6   桥山麻栎差值年表和气象站37月降水量记录的对比(a);陕西中北部旱涝指数;(b)黄土高原西部树轮重建降水记录(c)
Fig.6 Comparison between Q. acutissima RES chronology and observed precipitation record during March—July, and the red arrows represent 10 dry years (a); DWI of central and northern Shaanxi (b); Tree-ring-based regional precipitation reconstruction for the western Loess Plateau (c)
粗线表示10 a低通滤波。 The thick line represents 10-year low-pass filtered.
采用陕西中北部旱涝指数(中央气象局气象科学研究院,1981)(图6b)以及黄土高原西部区域基于310多个树轮样本集成重建的上年8月到当年7月降水序列(Liu et al,2019a)(图6c),将两序列与桥山麻栎差值年表进行相关分析发现:年表与陕西中北部旱涝指数相关系数为-0.42(p<0.001,n=117),年代际的相关系数为-0.44;年表与黄土高原西部降水重建记录的相关系数为0.40(p<0.001,n=130),年代际相关系数达0.56。麻栎树轮宽度所指示的旱涝年在两套资料上均有不同程度的表现,良好的对比进一步体现了桥山麻栎记录过去降水信息的巨大潜力,说明对于缺乏针叶树的区域可以选择栎属树木开展相关的树轮气候学研究工作。
为了进一步分析对降水信号敏感的桥山麻栎差值年表的区域代表性,将其与CRU 4.01 0.5°格点数据的3—7月降水量进行了空间相关计算。一般认为有气象资料以来的格点数据更加准确,因此分为1901—2016年和1962—2016年两个时间尺度进行探讨,结果如图7所示:两个时段差值年表与3—7月降水量在区域上均存在显著的正相关关系,高相关区域集中在陕西中北部、内蒙南部、宁夏及甘肃东部。即使在1901年以来的统计时段内,年表也与黄土高原腹地区域有显著相关性,表明桥山麻栎差值年表可以稳定地反映大范围空间尺度内的降水量变化信息。


图7   19012016年(a)和19622016年(b)的CRU 4.01 0.5°格点37月降水量与树轮差值年表的空间相关
Fig.7 Spatial correlations between the precipitation in March-July of CRU 4.01 grid data and tree ring RES chronology from 1901 to 2016 (a) and from 1962 to 2016 (b) (the black triangle represents the sampling site)
置信度超过90%。 Confidence level is over 90%.
4   结论
本研究建立了黄土高原腹地桥山林区的麻栎树轮宽度标准和差值年表,统计特征显示两个年表均具有较高的样本总体代表性和信噪比。差值年表的统计特征相对于标准年表更加显著,表明该研究区麻栎宽度差值年表包含了较多的气候(环境)信号,可以更好地代表研究区麻栎年轮径向生长的变化。研究区气候因子的M-K检验分析显示该区气候自20世纪60年代以来出现了显著的暖干化趋势。Pearson相关分析结果表明标准年表和差值年表与各个气象因子间有着相似的响应关系,共同表现为与生长季前期的降水和相对湿度呈正相关与温度呈负相关与前一年及生长季后期的各气候因子均无显著的响应关系高频信号主导的差值年表降水量相关最显著,。
桥山麻栎差值年表一定程度上反映了当地过去100多年来37月降水量变化历史,与史料及气象记录有着良好的对应,并且与陕西中北部旱涝指数、黄土高原西部树轮重建降水序列均呈显著相关。另外,麻栎树轮差值年表与CRU格点37月降水量具有显著的空间相关性,表明麻栎径向生长可以反映黄土高原中部地区大范围尺度的降水变化,具有记录过去降水信息的巨大潜力。
致谢:
感谢延安市桥山林业局对样品采集的支持,以及叶远达博士和李腾硕士对野外采样工作的帮助,在此一并致谢。
蔡秋芳, 刘禹, 包光, 等. 2010. 树轮记录的吕梁山地区公元1836年以来5—7月平均气温变化[J]. 科学通报, 55(20): 2033–2039. [Cai Q F, Liu Y, Bao G, et al. 2010. Tree-ring-based May—July mean temperature history for Lüliang Mountains, China, since 1836 [J]. Chinese Science Bulletin, 55(20): 2033–2039.]
蔡秋芳, 刘禹, 宋慧明, 等. 2008. 树轮记录的陕西中-北部地区1826年以来4—9月温度变化[J]. 中国科学(D: 地球科学), 38(8): 971–977. [Cai Q F, Liu Y, Song H M, et al. 2008. Tree-ring-based reconstruction of the April to September mean temperature since 1826 AD for north-central Shaanxi Province, China [J]. Science in China(SeriesD:EarthSciences), 38(8): 971–977.]
蔡秋芳, 刘禹, 杨银科, 等. 2005. 陕西黄龙树轮年表的建立及其2—3月降水记录[J]. 海洋地质与第四纪地质, 25(2): 133–139. [Cai Q F, Liu Y, Yang Y K, et al. 2005. The reconstruction of tree-ring chronology and early spring (from February to March) precipitation information in Huanglong region, Shaanxi Province [J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 25(2): 133–139.]
蔡秋芳, 刘禹. 2013. 山西五鹿山油松树轮宽度年表的建立及过去百余年5—6月平均气温变化[J]. 第四纪研究, 33(3): 511–517. [Cai Q F, Liu Y. 2013. The development of a tree-ring width chronology and the May—June mean temperature variability in Wulu Mountain, Shanxi Province of north-central China [J]. QuaternarySciences, 33(3): 511–517.]
李腾, 何兴元, 陈振举. 2014. 东北南部蒙古栎径向生长对气候变化的响应——以千山为例[J]. 应用生态学报, 25(7): 1841–1848. [Li T, He X Y, Chen Z J. 2014. Tree-ring growth responses of Mongolian oak (Quercus mongolica) to climate change in southern Northeast: a case study in Qianshan Mountains [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 25(7): 1841–1848.]
李颖俊, 勾晓华, 方克艳, 等. 2012. 祁连山东部188 a上年8月至当年6月降水量的树轮重建[J]. 中国沙漠, 32(5): 1393–1401. [Li Y J, Gou X H, Fang K Y, et al. 2012. Reconstruction of precipitation of previous August to current June during 1821—2008 in the eastern Qilian mountains [J]. Journal of Desert Research, 32(5): 1393–1401.]
李志, 郑粉莉, 刘文兆. 2010. 1961—2007年黄土高原极端降水事件的时空变化分析[J]. 自然资源学报, 25(2): 291–299. [Li Z, Zheng F L, Liu W Z. 2010. Analyzing the spatial-temporal changes of extreme precipitation events in the Loess Plateau from 1961 to 2007 [J]. Journal of NaturalResources, 25(2): 291–299.]
刘小军, 刘平宇, 赵苗苗, 等. 2019. 天然麻栎次生林生长规律研究[J]. 西北林学院学报, 34(1): 175–179. [Liu X J, Liu P Y, Zhao M M, et al. 2019. Growth law of natural Quercus acutissima secondary forest [J]. Journal of Northwest Forestry University, 34(1): 175–179.]
彭正兵, 李新建, 张瑞波, 等. 2019. 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[J]. 生态学报, 39(5): 1595–1604. [Peng Z B, Li X J, Zhang R B, et al. 2019. The response of tree-ring chronologies of Schrenk spruce (Picea schrenkiana Fisch. et Mey.) to climate change at high- and low- elevations of the eastern Tianshan Mountains, Xinjiang, using different detrending methods [J]. Acta Ecologica Sinica, 39(5): 1595–1604.]
《陕西历史自然灾害简要纪实》编委会. 2002. 陕西历史自然灾害简要纪实[M]. 北京: 气象出版社. [Editorial board of Brief documentary on historical natural disasters in Shaanxi. 2002. Brief documentary on historical natural disasters in Shaanxi [M]. Beijing: China Meteorological Press.]
宋慧明, 刘禹, 梅若晨, 等. 2017. 甘肃竺尼山油松树轮宽度气候响应[J]. 地球环境学报, 8(2): 119–126. [Song H M, Liu Y, Mei R C, et al. 2017. The climatic response of Pinus tabulaeformis Carr. in Mt. Zhuni, Gansu [J]. Journal of Earth Environment, 8(2): 119–126.]
王梦麦, 戴君虎, 白洁, 等. 2009. 利用树木年轮重建六盘山地区1900年以来的干湿变化[J]. 古地理学报, 11(3): 355–360. [Wang M M, Dai J H, Bai J, et al. 2009. Reconstruction of humidity changes from tree rings in Liupan Mountains area since 1900 [J]. Journal of Palaeogeography, 11(3): 355–360.]
魏凤英. 2007. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 第2版. 北京: 气象出版社. [Wei F Y. 2007. Modern climate statistical diagnosis and prediction technology [M]. 2nd edition. Beijing: China Meteorological Press.]
温克刚. 2005. 中国气象灾害大典:陕西卷[M]: 北京: 气象出版社. [Wen K G. 2005. China meteorological disasters: Volume of Shaanxi [M]: Beijing: China Meteorological Press.]
薛文艳, 杨斌, 张文辉, 等. 2017. 桥山林区麻栎种群不同发育阶段空间格局及关联性[J]. 生态学报, 37(10): 3375–3384. [Xue W Y, Yang B, Zhang W H, et al. 2017. Spatial pattern and spatial association of Quercus acutissima at different developmental stages in the Qiaoshan Mountains [J]. Acta Ecologica Sinica, 37(10): 3375–3384.]
张维伟, 薛文艳, 杨斌, 等. 2019. 桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析[J]. 生态学报, 39(11): 3991–4001. [Zhang W W, Xue W Y, Yang B, et al. 2019. Differences in community characteristics, species diversity, and their coupling associations among three Quercus acutissima forests in Qiaoshan [J]. Acta Ecologica Sinica, 39(11): 3991–4001.]
中央气象局气象科学研究院. 1981. 中国近五百年旱涝分布图集[M]. 北京: 地图出版社. [Chinese Academy of Meteorological Sciences. 1981. Atlas of drought and flood distribution in China in the past 500 years [M]. Beijing: Sinomap Press.]
朱良军. 2019. 4个温带硬阔导管特征与径向生长对气候变化的响应[D]. 哈尔滨: 东北林业大学. [Zhu L J. 2019. Response to climate change of vessel features and radial growth of four hardwood species from temperate forests of northeast China [D]. Harbin: Northeast Forestry University.]
Cook E R, Anchukaitis K J, Buckley B M, et al. 2010. Asian monsoon failure and megadrought during the last millennium [J]. Science, 328(5977): 486–489.
Cook E R. 1985. A time-series analysis approach to tree-ring standardization [D]. Tucson: University of Arizona.
Corcuera L, Camarero J J, Gil-Pelegrín E. 2004. Effects of a severe drought on Quercus ilex radial growth and xylem anatomy [J]. Trees, 18(1): 83–92.
Fang K Y, Gou X H, Chen F H, et al. 2010. Tree-ring based drought reconstruction for the Guiqing Mountain (China): linkages to the Indian and Pacific Oceans [J]. International Journal of Climatology, 30(8): 1137–1145.
Holmes R L. 1983. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement [J]. Tree-Ring Bulletin, 43: 69–78.
Lebourgeois F, Bréda N, Ulrich E, et al. 2005. Climate-tree-growth relationships of European beech (Fagus sylvatica L.) in the French Permanent Plot Network (RENECOFOR ) [J]. Trees, 19(4): 385–401.
Liang E Y, Liu X H, Yuan Y J, et al. 2006. The 1920s drought recorded by tree rings and historical documents in the semi-arid and arid areas of Northern China [J]. Climatic Change, 79(3/4): 403–432.
Liang E Y, Shao X M, Liu H Y, et al. 2007. Tree-ring based PDSI reconstruction since AD 1842 in the Ortindag Sand Land, east Inner Mongolia [J]. Chinese Science Bulletin, 52(19): 2715–2721.
Liu Y, Cai W J, Sun C F, et al. 2019a. Anthropogenic aerosols cause recent pronounced weakening of Asian summer monsoon relative to last four centuries [J]. Geophysical Research Letters, 46(10): 5469–5479.
Liu Y, Lei Y, Sun B, et al. 2013a. Annual precipitation in Liancheng, China, since 1777 AD derived from tree rings of Chinese pine (Pinus tabulaeformis Carr.) [J]. International Journal of Biometeorology, 57(6): 927–934.
Liu Y, Sun B, Song H M, et al. 2013b. Tree-ring-based precipitation reconstruction for Mt. Xinglong, China, since AD 1679 [J]. Quaternary International, 283: 46–54.
Liu Y, Wang L, Li Q, et al. 2019b. Asian summer monsoon-related relative humidity recorded by tree ring δ18O during last 205 years [J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(17/18): 9824–9838.
Lyu S N, Wang X C, Zhang Y D, et al. 2017. Different responses of Korean pine (Pinus koraiensis) and Mongolia oak (Quercus mongolica) growth to recent climate warming in northeast China [J]. Dendrochronologia, 45: 113–122.
Michelot A, Simard S, Rathgeber C, et al. 2012. Comparing the intra-annual wood formation of three European species (Fagus sylvatica, Quercus petraea and Pinus sylvestris) as related to leaf phenology and non-structural carbohydrate dynamics [J]. Tree Physiology, 32(8): 1033–1045.
Russo D, Marziliano P A, Macrì G, et al. 2020. Tree growth and wood quality in pure vs. mixed-species stands of European beech and Calabrian pine in Mediterranean mountain forests [J]. Forests, 11(1). DOI: 10.3390/f11010006.
Song H M, Liu Y. 2011. PDSI variations at Kongtong Mountain, China, inferred from a 283-year Pinus tabulaeformis ring width chronology [J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 116(D22). DOI: 10.1029/2011JD016220.
Wigley T M L, Briffa K R, Jones P D. 1984. On the average value of correlated time series, with applications in dendroclimatology and hydrometeorology [J]. Journal of Climate and Applied Meteorology, 23(2): 201–213.
Xin Z B, Yu X X, Li Q Y, et al. 2011. Spatiotemporal variation in rainfall erosivity on the Chinese Loess Plateau during the period 1956—2008 [J]. Regional Environmental Change, 11(1): 149–159.
Zhang B Q, Wu P T, Zhao X N, et al. 2012. Drought variation trends in different subregions of the Chinese Loess Plateau over the past four decades [J]. Agricultural Water Management, 115: 167–177.
稿件与作者信息
史雯欣
SHI Wenxin
崔琳琳
CUI Linlin
宋慧明
SONG Huiming
罗科资
LUO Kezi
王延丽
WANG Yanli
何玉珂
HE Yuke
刘禹
LIU Yu
刘禹,liuyu@loess.llqg.ac.cn
国家自然科学基金项目(41630531);中国科学院重点部署项目(QYZDJ-SSW-DQC021,XDPB05,GJHZ1777);中国科学院青年创新促进会
National Natural Science Foundation of China (41630531); Key Research Program of Chinese Academy of Sciences (QYZDJ-SSW-DQC021, XDPB05, GJHZ1777); Youth Innovation Promotion Association of Chinese Academy of Sciences
出版历史
出版时间: 2020年5月27日 (版本1
参考文献列表中查看
地球环境学报
Journal of Earth Environment