祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0130

冰川冻土 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (1): 14-23.doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0130

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祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

杜苗苗¹(), 张芬¹(), 勾晓华¹, 刘兰娅¹, 夏敬清¹, 吴秀平²

^1.兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室, 甘肃兰州 730000
^2.中国科学院西北生态环境资源研究院, 甘肃兰州 730000

收稿日期:2021-04-24 修回日期:2021-10-10 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-21
通讯作者: 张芬 E-mail:dumm15@lzu.edu.cn;fzhang@lzu.edu.cn
作者简介:杜苗苗，硕士研究生，主要从事树轮生态学研究. E-mail： dumm15@lzu.edu.cn
基金资助:
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0301);国家家自然科学基金项目(41771046);111引智项目(111Project);甘肃省创新基地和人才计划-省野外观测野外研究站项目(18JR2RA011)

Different responses of radial growth of Picea crassifolia to climate warming in the middle and eastern Qilian Mountains

Miaomiao DU¹(), Fen ZHANG¹(), Xiaohua GOU¹, Lanya LIU¹, Jingqing XIA¹, Xiuping WU²

^1.Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems （Ministry of Education），College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China
^2.Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China

Received:2021-04-24 Revised:2021-10-10 Online:2022-02-28 Published:2022-03-21
Contact: Fen ZHANG E-mail:dumm15@lzu.edu.cn;fzhang@lzu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响，而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本，分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表，分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明：祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关（P<0.001），东部树轮宽度年表与前一年9月和当年5月scPDSI显著正相关，表明中部LCH区域青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制；东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高（P<0.001），中东部树木生长受高温引起的干旱胁迫增强；20世纪90年代以后，由于中部降水增加而东部降水变化不明显，中部树木生长干旱压力得到缓解，东部森林受干旱的限制作用增强。此外，中东部青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致，未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。

关键词: 祁连山中东部, 青海云杉, 树轮宽度, 气候变暖, 响应差异

Abstract:

Global climate warming has profound effects on forest ecosystems. Whether the environmental context affects the response of tree growth to climate change remains unkonwn. In this study， three tree-ring chronologies of Picea crassifolia at different elevation gradients were developed in the middle and eastern Qilian Mountains， respectively. The relationship between radial growth of trees and climatic factors and its stability with time were analyzed. Results showed that the Picea crassifolia in the middle of Qilian Mountains was more sensitive to precipitation and scPDSI than that in the eastern. The tree-ring width chronology was positively correlated with scPDSI from May to July of the current year in the middle of the Qilian Mountains （P<0.001）， and the eastern Qilian Mountains tree-ring width was significantly positively correlated with scPDSI in previous September and current May. It indicated that the tree growth of Picea crassifolia was mainly restricted by the soil moisture conditions from May to July of the current year in the middle of the mountains （LCH）.The eastern regions （XYH） was limited by soil moisture in September of previous year and May of the current year. As the temperature increased significantly since1980s （P<0.001）， the drought stress for tree growth was enhanced in the central and eastern regions， which caused by high temperature. After 1990s， due to the increase of precipitation in the central region and the insignificant change in the eastern region， the drought stress of tree growth in the Middle region was relieved， but it was enhanced in the eastern region. In addition， the correlation between temperature， precipitation and scPDSI of Picea crassifolia is gradually consistent in the middle and eastern Qilian Mountains， and the future climate warming may reduce the difference of tree-ring climate relationship of Picea crassifolia in the middle and eastern Qilian Mountains.

Key words: the middle and eastern Qilian Mountains, Picea crassifolia, tree-ring, climate warming, different response

中图分类号:

P461⁺.7

杜苗苗, 张芬, 勾晓华, 刘兰娅, 夏敬清, 吴秀平. 祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异[J]. 冰川冻土, 2022, 44(1): 14-23.

Miaomiao DU, Fen ZHANG, Xiaohua GOU, Lanya LIU, Jingqing XIA, Xiuping WU. Different responses of radial growth of Picea crassifolia to climate warming in the middle and eastern Qilian Mountains[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2022, 44(1): 14-23.

图/表 8

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表1

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表2

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名称	经度/E	纬度/N	海拔/m	样本量/（树/芯）
LCHS	99.69°	38.81°	2 400	70/136
LCHM	99.71°	38.80°	2 600	63/126
LCHH	99.78°	38.76°	2 952	52/107
XYHS	101.95°	37.82°	2 500	43/86
XYHM	101.96°	37.82°	2 764	27/49
XYHH	101.96	37.81°	3 000	35/68
张掖	100.17°	39.05°	1 461	-
野牛沟	99.58°	38.42°	3 320	-
永昌	101.97°	38.23°	1 977	-
门源	101.61°	37.38°	2 788	-
scPDSI	99.75°	38.75°	-	-
scPDSI	101.75°	37.75°	-	-

统计特征	LCHS	LCHM	LCHH	XYHS	XYHM	XYHH
平均敏感度M.S	0.387	0.309	0.253	0.312	0.234	0.218
树木间相关R	0.611	0.512	0.432	0.589	0.477	0.406
一阶自回归系数AC1	0.419	0.702	0.479	0.427	0.694	0.725
标准方差	0.187	0.390	0.283	0.334	0.352	0.332
第一主分量方差PC1（%）	67.1	62.6	59.9	64.9	60.2	53.0
样本总体解释量EPS	0.992	0.989	0.983	0.990	0.970	0.968
信噪比SNR	130.434	92.365	56.788	100.057	31.800	30.148
公共时段	1939—2018年	1949—2018年	1924—2018年	1951—2018年	1933—2018年	1881—2018年
可靠时段（EPS>0.85）	1900—2018年	1886—2018年	1822—2018年	1927—2018年	1841—2018年	1836—2018年

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祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

Different responses of radial growth of Picea crassifolia to climate warming in the middle and eastern Qilian Mountains

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