海西地区气候变化与土壤侵蚀的树轮记录研究

Western Taiwan Straits Economic Zone (Haixi area) occupies an extremely important position for national economic reform and opening up. To better modulate regional socio-economic activities and maintain sustainable development, it is of vital importance to understand the spatiotemporal vairiability of climate change and soil erosion in this area. Based on the conventional dendrochronology approaches, we intend to reconstruct spatiotemperal distribution characteristics of regional climate variability over the past centuries, and explore space-time connections with East Asian summer monsoon and the major ocean-atmosphere coupling factors that modulate regional climate variability. Secondly, we will carry out reconstructions of past erosive events and estimation of erosion rates in Changting and its surroundings which are the severest soil erosion regions except for Loess Plateau. Through comparing with regional reconstructed climate variability, we evaluate how climatic change and human activity impact the local soil denudation.

台湾海峡西岸地区（海西地区）是当前国家改革开放重要的前沿阵地，理解区域气候变化时空分布特征以及水土流失的历史，对于更好地协调区域社会经济活动，实现区域可持续发展有重要的意义。本研究拟首先通过树木年代学的方法，重建区域过去数百年来气候变化的时空特征，探讨其与东亚季风动态和海气耦合模式的时空关联。同时，选择水土流失严重的典型区域，主要是福建长汀及周边地区（除黄土高原以外水土流失最严重的区域），估算平均土壤侵蚀速率，并重建过去一两百年来研究区较大的土壤侵蚀事件，通过对比区域树轮重建的气候变化历史，评估气候变化和人为活动对土壤侵蚀的影响。

课题组在国家自然基金面上项目“海西地区气候变化与土壤侵蚀的树轮记录研究（批准号41471172）”的支持下，按照研究计划，开展了基于树轮的海西地区气候变化重建和土壤侵蚀重建以及机理研究。课题组发表了标注该基金的论文20篇，其中第一标注的SCI文章13篇，核心期刊论文3篇。基金支持期间，主要申请人进一步获得基金委优秀青年基金和中组部万人计划青年拔尖人才资助。.课题组指出年代际尺度的干扰较年际尺度的干扰更难以被传统的树轮年表所剔除，特别是在干扰更显著的南方地区，课题组提出的区域集成年表建立方法，更加有效地剔除年代际干扰，基于此方法建立的年表具有更强的年代际变化。在方法改进的基础上课题组在福建及周边地区采集和建立了16个宽度和同位素年表，建立了福建地区最完备的树轮年表网络。研究发现区域树轮主要受到冬春季低温和夏季伏旱的控制。对冬春季低温的重建发现，过去两百年来最低温的时期出现1930s-1970s，这个长时期的低温可能导致农业生产力降低，可能是加剧了该时期出现土客之争。干旱历史重建发现区域干湿变化和北方地区存在稳定的反相变化关系，发现福建地区的干湿重建结果显示其受到ENSO的调控，尤其是在ENSO变率强的时期。.课题组对福建长汀地区开展了基于树轮的土壤侵蚀研究，发现树根暴露以后，福建柏树根年轮没有明显变化，马尾松与杉木树根年轮早材细胞会减小56.33%、55.62%，樟树树根年轮的导管细胞会减少63.86%。特别要注意的是，这种结构变化在马尾松、杉木、樟树树根分别距离地表7 cm、4 cm、3 cm时就已经出现，为了避免重建结果被低估，在计算时需要考虑该误差。最后基于长汀地区马尾松、杉木、樟树暴露的树根，我们重建了这三个样点的土壤侵蚀速率。马尾松样点的平均土壤侵蚀速率最高，樟树样点次之，杉木样点最小。研究发现土壤侵蚀和夏季降水关系密切，研究也找出侵蚀速率最大的坡度范围，为区域水土保持提供了建议。