雪岭云杉树干不同高度生长特征及其对暖湿化响应研究

Tree-ring cores sampled in the breast height of tree stem had been frequently used in the previous dendrochronological studies focused on Picea schrenkiana, an endemic tree species in Tien Shan Mountains. The researches about tree growth at different heights used tree discs are relatively limited. Thus, based on the combination of the traditional method of analytical stem and the modern technology of tree-ring-density analysis, we plan to collect tree discs at different stem heights from Picea schrenkiana located in the upper and lower forest limit in the Ili region, West Tien Shan Mountains and gain kinds of tree-ring data. This study will be benefit to understand the height growth of ring-width and ring-density of Picea schrenkiana and perfect the climatic response mechanism of this study tree species relay on the characteristics of ring-width and ring-density at different heights and their responses to the climatic elements under the warming-wetting background. The solved key problem, confirming the best stem height responding to the climatic elements, would direct the tree cores sampling in the future and enhance the reliability of the tree-ring based climatic reconstructions. Furthermore, climatic reconstructions based on the kinds of tree-ring data from different stem heights and the characteristics analyses might enrich the climatic background data of Ili region and be helpful to understand the climate rhythms of the study area.

以往针对天山特有树种雪岭云杉进行的树木年轮学分析，大多选取树干胸高处的树木样芯来完成；然而使用树木圆盘，考虑树干不同高度处生长变化的研究还相对有限。因此，在结合传统解析木方法和现代树轮密度分析手段的基础上，本项目计划在天山西部伊犁地区采集雪岭云杉森林上下限不同树高处的树木圆盘并获取其多种树轮资料。通过揭示树干不同高度的树轮宽度、密度变化情况及其在暖湿化背景下与气候因子的响应结果，从而了解雪岭云杉树干高向生长变化特征并完善该树种的气候响应机制。本项目关键科学问题的解决，即确定与气候因子响应最佳树干高度，将对今后雪岭云杉样本采集工作起到指导性作用，并对于提高树轮资料重建历史气候变化的可靠性具有重要意义。此外，本项目开展的基于树干不同高度处多种树轮参数历史气候重建及其变化特征分析，还可以进一步充实伊犁地区气候背景资料，有助于加深对研究区域气候变化规律的认识。

以往在天山区域开展的树木年轮学研究多采用胸高处的树芯样本，而对于树干不同高度处的径向生长变化特征及其对气候要素的响应关系等问题的研究仍有待深入。本项目以天山主要针叶树种雪岭云杉为研究对象，主要开展基于树轮宽度和密度参数的树干高向生长特征分析、树干不同高度气候响应研究以及历史气候重建与分析等内容的研究工作。.通过分析不同高度处的树木径向生长断面积生长量(BAI)及其树轮宽度年表发现，随着树干高度的增加，不同树干高度的BAI逐渐下降。所有不同树干高度的BAI自1961年以来均呈显著增长趋势，且10m处BAI增长最快。相关分析表明，不同高度树干的径向生长具有一致性。树轮密度年表间的相关性总体较好，最大密度年表、最小密度年表中各个高度间相关性表现为极显著正相关。与气象资料的相关分析结果显示, 树干较高位置的树轮宽度主要受上年7月至9月，上年11月至12月，当年5月至10月的平均最低气温影响，15m处的最大密度年表和晚材密度年表对当年5月至8月平均温度具有较好的响应，而胸高处的树轮宽度与气象要素间的关系明显较低。这说明，针对雪岭云杉在胸高处采集样本，存在对气候要素响应减弱的可能。.依托本项目收集圆盘172个；重建研究区及周边历史时期降水量、年入湖流量、年径流量、NDVI序列共4条；获第九届新疆青年科技奖；发表论文10篇；完成的2项咨询报告分别入选2018年度气象科技前沿动态研究优秀报告和被中央办公厅单篇采用并获2019年新疆气象局优秀决策咨询报告特等奖。.依托本项目首次获得了雪岭云杉不同树高处的树轮宽度、密度资料，丰富我国树轮资料信息库；其次，揭示了该树种高向生长特征并完善其气候响应机制研究；还有，确定该树种与气候因子响应最佳的树干高度，对于今后指导该区域树木样本采集，提升树轮资料重建工作的可靠性具有重要意义；最后，完成的树轮重建序列加深了对研究区域及周边历史时期气候水文变化规律的认识。