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苏北地区唐宋棺木种属鉴定及树轮年代学研究潜力

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第四纪研究 2024年第4期44卷 1008-1020页

作者：张迪方克艳贾鑫周非飞梅泽鹏肖中财陈渊明杜平湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福建师范大学地理科学学院福建福州350117 南京师范大学地理科学学院南京师范大学环境考古研究院江苏南京210023 连云港市文物保护和考古研究所江苏连云港222003

历史时期木材遗存是研究过去环境、气候、社会经济状况以及古人地关系的重要材料。本研究对苏北地区(连云港海州区体育馆二期)5座唐宋时期墓葬的棺椁木进行树种鉴定,并探究其树木年代学研究的应用潜力。经鉴定,墓葬中的棺板样品均为杉木... 详细信息

历史时期木材遗存是研究过去环境、气候、社会经济状况以及古人地关系的重要材料。本研究对苏北地区(连云港海州区体育馆二期)5座唐宋时期墓葬的棺椁木进行树种鉴定,并探究其树木年代学研究的应用潜力。经鉴定,墓葬中的棺板样品均为杉木,但这一时期杉木的分布北界可能未到达海州地区(现连云港)。杉木能够成为该地区棺椁木制作的重要树种,可能得益于唐宋时期京杭大运河的发展带来的便利水运条件,降低了木料运输成本;同时这种对较大树龄杉木的开发利用,也反映了唐宋时期长江流域原始杉木林的存在。本研究还基于树木年代学方法对部分杉板进行交叉定年,采用6条序列建立晚唐五代时期238年树轮宽度浮动序列,13条序列建立412年北宋时期的树轮宽度浮动年表。这些样本间的一致性与平均敏感度较高,表明棺木树轮样本可用于树木年代学研究,为将来建立该气候区的树轮长年表奠定基础。

关键词：树轮唐宋朝代棺木木材识别木材利用杉木

自治区上合项目“中-吉-哈天山树轮稳定碳同位素对气候变化的响应研究”顺利通过验收

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沙漠与绿洲气象 2024年第3期18卷 135-135页

作者：张瑞波不详

近日,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所张瑞波研究员主持的新疆维吾尔自治区区域协同创新专项(上海合作组织科技伙伴计划及国际科技合作计划)“中-吉-哈天山树轮稳定碳同位素对气候变化的响应研究”项目通过验收。该项目基于前期研究基... 详细信息

近日,中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所张瑞波研究员主持的新疆维吾尔自治区区域协同创新专项(上海合作组织科技伙伴计划及国际科技合作计划)“中-吉-哈天山树轮稳定碳同位素对气候变化的响应研究”项目通过验收。该项目基于前期研究基础,在天山山区新采集了15个样点的雪岭云杉或西伯利亚落叶松树轮样本,建立了10条树轮宽度序列和6条1850年以来的雪岭云杉树轮稳定碳同位素变化序列。明确了1850年以来哈萨克斯坦东南部、吉尔吉斯斯坦伊塞克湖、新疆伊犁、赛里木湖、阿克苏河以及东天山等流域树轮稳定碳同位素变化趋势,揭示了不同流域树轮稳定碳同位素对气候变化的响应规律。依托本项目发表研究论文4篇,SCI收录3篇,出版专著1部,培养研究生1名。研究团队有关中亚树轮气候研究的成果荣获中国气象局“十三五”以来优秀气象科技成果,项目负责人有关哈萨克斯坦的研究成果获第十六届自治区自然科学优秀论文二等奖;有关中哈合作研究的成果被人民日报报道。

关键词：稳定碳同位素中国气象局气象研究所树轮西伯利亚落叶松雪岭云杉东天山赛里木湖

基于树轮宽度数据重建的阴山东部过去399年降水变化

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应用生态学报 2022年第10期33卷 2796-2804页

作者：李明启邵雪梅聂文政中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

基于阴山东部油松树轮样芯,建立采样区域树轮宽度年表,并计算器测时期(AD 1952—2007)月均温和月降水量与树轮宽度年表的相关系数。结果表明:树轮宽度年表与上一年9月至当年6月降水量变化的相关性最高(r=0.73,n=56,P<0.01),基于此重建... 详细信息

基于阴山东部油松树轮样芯,建立采样区域树轮宽度年表,并计算器测时期(AD 1952—2007)月均温和月降水量与树轮宽度年表的相关系数。结果表明:树轮宽度年表与上一年9月至当年6月降水量变化的相关性最高(r=0.73,n=56,P<0.01),基于此重建了阴山东部过去399年(AD 1619—2017)上一年9月至当年6月的降水量变化历史。该重建解释了器测时期上一年9月至当年6月降水量54.9%的方差,经“留一法”交叉验证和分段独立检验证明,重建方程稳定可靠。在年代际尺度上,过去399年存在4个湿润时期(AD 1619—1663、AD 1705—1711、AD 1945—1963和AD 1979—2017)和4个干旱时期(AD 1734—1767、AD 1786—1814、AD 1839—1867和AD 1888—1942)。其中,AD 1979—2017是最湿润的时期,而AD 1888—1942是干旱持续最长的时段,包含最干旱时期1920s晚期。功率谱分析显示,过去399年该区降水具有2~7年和125年准周期变化。通过与邻近区域重建对比及空间相关分析表明,本降水重建序列可以较好地代表研究区域的降水变化。

关键词：树轮降水重建阴山东部农牧交错带

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基于树轮化学元素分析的林火历史信号初探

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 36-47页

作者：魏帽张广迎邴晓瑾曾爱聪郭新彬郭福涛福建农林大学林学院福建福州350002 福建农林大学海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002 福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350007

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2... 详细信息

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2010-2019年树轮为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测树轮中P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Zn、Na、Al、Ni共12种化学元素的含量,分析其在林火发生前后的变化与相关性。【结果】大部分元素(B、Mn、Ca、Cu、Zn和Ni)含量最大值出现在火灾发生后第1年,或最小值出现在火灾发生后第2年。过火区域中林火对于B和Mn元素影响较为明显,主要表现在:B和Mn含量在林火前后具有显著差异性;Mn含量在火灾发生前与火灾发生当年呈负相关,但与火灾发生后第1年呈正相关;B与Mn元素间含量在火灾发生当年呈强相关性。此外,采样点距离火场区域的距离对Ca、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量有显著影响,主要表现在:距离火场区域越远,Fe、Ni、Cu、Zn元素含量在林火前后的差异性越显著,Cu和Zn元素含量在火灾发生前与火灾发生当年的相关性越高,Fe、Ni、Cu和Zn元素间含量在火灾发生前与火灾发生后第2年的相关性越高。【结论】树木年轮中的化学元素含量变化可作为林火历史信号示踪器。

关键词：森林火灾林火历史树轮化学元素柳杉

高黎贡山树轮记录的气温变化及其对亚洲低纬度强火山喷发的响应

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高黎贡山树轮记录的气温变化及其对亚洲低纬度强火山喷发的响应

作者：岳伟鹏云南大学

学位级别：硕士

云南省西北部的高黎贡山是中国生态安全建设最重要的屏障,极高的森林覆盖率和极丰富物种分布,被学术界誉为“世界物种基因库”。全球变化背景下,作为西南诸多跨境河流的水源涵养区,本区南北两侧气候格局出现暖干化以及高海拔高寒地带的... 详细信息

云南省西北部的高黎贡山是中国生态安全建设最重要的屏障,极高的森林覆盖率和极丰富物种分布,被学术界誉为“世界物种基因库”。全球变化背景下,作为西南诸多跨境河流的水源涵养区,本区南北两侧气候格局出现暖干化以及高海拔高寒地带的自然景观出现退化等现象,这极大威胁本区生物多样性保护与经济社会的安全,使高黎贡山成为对全球气候变化敏感地带。加强高黎贡山地区的气候变化规律及其驱动机制的研究,是制定该区自然经济社会可持续性发展战略的重要决策基础,然而无论是现代仪器记录的气象数据还是历史气候重建资料都相对缺乏,这限制了我们对高黎贡山地区气候变化的全面理解。精度高、连续性强、分布广泛的树木年轮是定量重建古气候的理想样本。基于高黎贡山地区树木年代长、对气候响应敏感的怒江红杉,本研究开展了高黎贡山地区历史气候重建工作。本研究在高黎贡山核心地区5个采样点的91颗怒江红杉树上共采集170根样芯,并成功建立一条长达633年的区域树轮宽度年表,年表有效重建时段为1420-2019年。通过与站点器测气象数据、格点再分析数据之间相关分析可知温度是高黎贡山怒江红杉径向生长的主要促进因素,而降水对怒江红杉的径向生长限制性影响微弱,研制的区域年表中含有稳定的温度信号。基于1948-2019年的实际气温记录和怒江红杉径向生长生理过程,在一元线性回归方程的基础上重建高黎贡山过去600年暖季(5-9月)平均气温。线性回归方程的调整方差解释量为46.1%,逐一剔除法验证表明其稳定可靠,能够用于高黎贡山怒江红杉树轮宽度年表年轮指数与暖季实际气温之间的关系转换。600年重建暖季温度的平均值和标准差分别为15.31°C和0.54°C,其中含有8个暖期与10个冷期,104个偏暖年份(>15.85°C)和87个偏冷年份(树轮温度重建序列有很好的对比,相关分析结果均通过了99%的显著性检验,显示出重建序列的可靠性。太阳活动、海气相互作用、亚洲低纬度强火山喷发是高黎贡山600年暖季气温年际与年代际变化的可能驱动因素。重建气温与太阳黑子数之间存在8-14年以及80年的显著周期位相变化但关系不稳定,1850年由正位相转为负位相。重建气温与海洋表面温度(SST)的空间相关分析表明ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)与AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation)、NAO(North Atlantic oscillation)是调制高黎贡山暖季气温年际与年代际变化的内部因素,温度低值年与温度高值年的合成分析显示温度冷-暖年在海温和风向风速变化上呈截然相反的海气环流形势。SEA分析结果表明在过去600年的21次亚洲低纬度强火山喷发使高黎贡山暖季平均气温出现显著的下降过程,在喷发的当年气温显著下降了0.218°C,其后的2年中分别下降了0.196°C和0.146°C,喷发后的第3年恢复正常温度水平。持续的冷期伴随着南亚、东南亚王朝更迭等历史文明的演变,重建气温变化与人类活动相互关联,如果在可持续发展路径与低强迫情景下(SSP1-2.6),高黎贡山地区未来80年气温能够实现控制1.5-2.0°C升温变化幅度,避免持续升温带来的生态系统与自然景观退化的严重后果。

关键词：高黎贡山怒江红杉树轮气温重建太阳活动海气相互作用强火山喷发

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树轮-气候“分异问题”研究进展

四川林业科技 2023年第6期44卷 7-13页

作者：蔡苗卢杰西藏农牧学院高原生态研究所西藏林芝860000 西藏高原森林生态教育部重点实验室西藏林芝860000 西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站西藏林芝860000 西藏自治区高寒植被生态安全重点实验室西藏林芝860000

森林生态系统对全球气候变化响应一直是备受关注的问题。自20世纪中叶以来,在许多高纬度地区和高海拔地带的树木年轮宽度和密度记录中发现了森林生长指数和温度敏感性异常降低的现象,这一现象也被称为“分异问题”。“分异问题”对森林... 详细信息

森林生态系统对全球气候变化响应一直是备受关注的问题。自20世纪中叶以来,在许多高纬度地区和高海拔地带的树木年轮宽度和密度记录中发现了森林生长指数和温度敏感性异常降低的现象,这一现象也被称为“分异问题”。“分异问题”对森林生态系统以及树轮古气候重建带来巨大影响。回顾了国内外关于“分异问题”的文献报道,从分异问题的发现(包括分异问题出现的地点和涉及的树种)出发,并对其发生的原因进行总结归纳。发现目前关于“分异问题”研究主要集中在中高纬度高寒地带以及高海拔地区,而中低纬度地区研究较少。目前对“分异问题”的成因解释还存在较大争议,主要包括干旱胁迫、“温度阈值”、“尾端效应”以及“北极变暗”等。因此,有必要进一步评估不同树种和不同地区对气候变化响应的稳定性,进一步确定“分异问题”发生的范围,与此同时对于已经确定的“分异问题”还需找到相应的解决办法,以提高树轮气候历史重建的准确性。

关键词：树轮气候响应分异问题形成原因

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以树轮资料进行年代际气候预测实例评估

科学通报 2021年第26期66卷 3474-3479页

作者：刘禹中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061

对未来多年代际气候准确预测是气候变化研究的目标,也是当前气候领域的研究热点和极其困难的问题.截至目前,没有多年代际长期预测成功的实例报道,主要原因一是长期气候预测理论发展迟缓,二是足够长度的、精确的、高分辨率的、严格规范... 详细信息

对未来多年代际气候准确预测是气候变化研究的目标,也是当前气候领域的研究热点和极其困难的问题.截至目前,没有多年代际长期预测成功的实例报道,主要原因一是长期气候预测理论发展迟缓,二是足够长度的、精确的、高分辨率的、严格规范的气候代用指标十分缺乏.我们于2004年采用Caterpillar-SSA(毛毛虫-奇异谱分析法)方法对贺兰山地区树轮时间序列进行分解和趋势外推,预测了1998~2022年降水趋势.20多年后的今天,可以用气象观测数据对这个树轮预测结果进行客观评估,旨在探索更合适的年代际气候预测方法.评估结果表明,气象观测记录支持树轮资料对1998年之后20多年来贺兰山地区降水变化趋势和极端干旱事件的预测.这是迄今为止,全球发表的利用树轮资料进行的20年气候多年代际变化趋势统计预测较为成功的实例,它将树轮气候统计预测向前实质性地推进了一大步.这个结果表明未来气候变化可以较准确预知,高分辨率的树轮资料在长期气候趋势变化预测中具有很大潜力,应该引起足够重视.

关键词：树轮降水干旱事件趋势预测观测数据验证

树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率测定方法研究进展

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应用生态学报 2021年第10期32卷 3753-3760页

作者：王雅波刘晓宏路强强曾小敏张凌楠王子怡陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000 祁连山国家公园青海研究中心西宁810008 陕西省西安植物园(陕西省植物研究所) 陕西省科学院土壤资源与生物技术应用重点实验室西安710119

在森林树木合成的有机化合物中,氢元素(H)主要源于大汽水,经植物光合与生理代谢参与生物地球化学循环。近年来,树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率(δ^(2)_(HLM))作为新的古气候和古环境研究的代用指标,重建了多个地区的降水稳定同位素... 详细信息

在森林树木合成的有机化合物中,氢元素(H)主要源于大汽水,经植物光合与生理代谢参与生物地球化学循环。近年来,树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率(δ^(2)_(HLM))作为新的古气候和古环境研究的代用指标,重建了多个地区的降水稳定同位素比率及气候变化信息,展现了其特有的优势。本文综述了现有树轮δ^(2)_(HLM)测定的详细分析方法和基本原理,从树轮木质素含量、单体组成等方面对树轮δ^(2)_(HLM)测定方法的稳定性和有效性进行评价,阐述了树轮木质素甲氧基稳定同位素指标现有研究成果。中纬度地区森林树轮δ^(2)_(HLM)在记录气温变化和降水稳定同位素变化等方面有着巨大的潜力。但是树轮δ^(2)_(HLM)的研究尚处于起步阶段,主要表现为:1)研究区局限于北半球中纬度地区,研究对象局限于针叶树种;2)高分辨率树轮δ^(2)_(HLM)研究有待开展,以弥补硝化纤维稳定氢同位素记录的局限;3)树轮δ^(2)_(HLM)在植物生理和森林生态研究方面的潜力有待开发。

关键词：树轮木质素甲氧基稳定氢同位素比率气候响应气相-气体稳定同位素比质谱仪

基于樟子松树轮晚材最大密度重建的大兴安岭北部7-8月平均气温数据集(1781‒2013)

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全球变化数据学报（中英文） 2022年第3期6卷 395-401,V0395-V0401页

作者：李明启兰宇中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟院重点实验室北京100101 广东省气象台广州510640

本文利用2013年9月份采自大兴安岭北部呼中国家自然保护区高海拔树线位置(51.79°N,123.08°E,海拔900 m)的樟子松(Pinus sylvestris *** Litv)树轮样芯(直径10 mm),使用瑞士生产的DENDRO 2003树轮分析系统获取了树轮密度数据,建立了树... 详细信息

本文利用2013年9月份采自大兴安岭北部呼中国家自然保护区高海拔树线位置(51.79°N,123.08°E,海拔900 m)的樟子松(Pinus sylvestris *** Litv)树轮样芯(直径10 mm),使用瑞士生产的DENDRO 2003树轮分析系统获取了树轮密度数据,建立了树轮晚材最大密度(maximum latewood density,MXD)年表,并与漠河气象站气象数据进行了相关分析。结果表明MXD年表与该区7-8月平均气温相关最高。因此,利用MXD年表重建了1781-2013年大兴安岭北部地区7-8月的平均气温,重建方程的方差解释量为31.1%。数据集包括:(1)采样点的地理位置数据;(2)树轮MXD标准年表;(3)重建的1781-2013年7-8月的平均气温,及11年滑动平均值;(4)39根样芯的树轮晚材最大密度测量值统计特征。数据存储为.shp和.xlsx格式,由9个数据文件组成,数据量为27.2 KB(压缩为1个文件24 KB)。

关键词：树轮晚材最大密度大兴安岭北部气温重建