沂蒙山地区过去300年来树轮稳定氧同位素变化及其气候意义

Due to advantages of small sample size required, relative clearness of physiological mechanism and complete reservation of low-frequency climatic signals et al., tree-ring stable oxygen isotope has become an important branch in the field of dendroclimatology. The study of tree-ring stable oxygen isotope is still weak in eastern China. In this proposal, tree-ring stable oxygen isotope analyses based on the accurately cross-dated tree-ring samples from the Yimeng Mountainous Areas will be carried out. We purpose to establish tree-ring stable oxygen isotope series with annual resolution in the Yi Mountain and Meng Mountain, respectively, and reconstruct the past 300 years’ variations of temperature, precipitation or relative humidity in this region. The trend, cycle and frequency of extreme events will be investigated at different time scales. In addition, we will also discuss the possible impacts of external forcing factors and large-scale atmospheric circulations on the past climate change. This research will have important theoretical and practical significance in finding out the past climate change and its response to the global change in the Yimeng Mountainous Areas, and it also will be helpful for agriculture, ecology and water resources management in this region.

树轮稳定氧同位素由于所需样本量少、生理机制相对明确、较完整保留气候低频信号等优势，成为树轮气候学研究领域的一个非常重要的发展方向。鉴于我国东部地区树轮稳定氧同位素研究相对薄弱，本项目将在沂蒙山地区采集适合的树轮样本，在准确定年的基础上开展树轮稳定氧同位素研究，建立沂山和蒙山两地的树轮稳定氧同位素年分辨率序列，恢复该区域过去300年来温度、降水或湿度等气候要素变化历史，调查其变化特征、规律及影响，并探讨外强迫因子及大尺度环流对研究区历史气候变化的驱动机制。本研究将对查明沂蒙山地区过去气候变化及其对全球变化的响应有重要理论和现实意义，对于该区域农业、生态和水资源管理等也具有指导意义。

全球变暖下，极端气候频发对人类生产生活具有重要影响。全面了解气候时空变化规律非常重要，有助于预测未来气候变化和预防极端气候灾害。古气候研究在评估全球变暖和极端气候事件方面发挥了重要作用，树轮宽度和稳定氧同位素（δ18O）是年分辨率古气候重建和大气环流研究的重要指标。本项目在高分辨率古气候研究不足的我国东部沂蒙山地区开展了树轮气候学研究，建立了蒙山油松宽度年表、沂山油松宽度和δ18O年表，指出了地表温度为限制蒙山油松径向生长的主要因子，沂山树轮δ18O主要反映了区域降水变化。在此基础上，重建了我国东部中段1667–2019年地表温度变化，揭示了我国东部温度在1950年前后存在显著的时空差异；重建了过去300余年我国东部中段年降水变化，厘清了大尺度环流太平洋十年涛动对研究区降水的影响。另外，利用树轮宽度和δ18O揭示了沂蒙山水汽途径地区我国东南部沿海过去几百年降水变化规律及北半球温度和火山喷发的影响；指出了代表季风强度的季风边缘区降水在不同时间尺度上的变化特征及驱动因子。本项目不仅加强沂蒙山地区的树轮宽度和δ18O气候学方面的研究，同时积累了我国东部地区的δ18O数据，也为认识我国东部历史时期区域气候变化提供了科学数据与参考依据，对未来气候预测具有重要意义。项目原计划发表SCI论文3-4篇，实际发表5篇，圆满完成任务。