黑河上游祁连圆柏径向生长及其对气候变化的响应

树轮/气候响应机制研究是利用树轮记录进行历史气候重建的生理学基础。本项目拟选择祁连山中部-黑河上游地区为研究区域，以该区的优势树种祁连圆柏为研究对象，使用Dendrometer对树木径向生长变化进行连续监测，配合同步自动气象台站记录气象数据，定量分析树木径向生长与气候因子之间的关系，摸清不同海拔高度树木生长的限制因子，揭示树轮/气候响应机制。在此基础上，根据树轮宽度分析结果阐明该区域历史时期气候变化过程及其变化规律。另一方面，本项目为评估黑河上游地区森林生态系统对全球变化的响应提供科学依据，为促进黑河上游生态屏障的构建具有潜在的贡献。

本项目执行期间紧紧围绕上述目标开展研究，已圆满完成了原定研究计划。截止目前共发表（含待刊）9篇SCI论文，8篇CSCD论文。主要进展概括如下：.（1）系统总结评述了目前国际上树木径向生长机制研究的现状，指出监测与模拟是树木径向生长机制研究的两种主要途径，并分别对Dendrometer和微树芯法等监测研究，以及V-S模型与TREE-RING模型研究进行了详细评述。指出未来需要注重模拟与监测并举研究。.（2）利用高分辨率、全自动的Dendrometer监测方法，在祁连山中部国家自然保护区寺大隆林场，分高、中、低三个海拔梯度对祁连圆柏的日、月和季节尺度的径向生长变化进行了连续的野外监测研究，揭示了祁连圆柏日、季节尺度的树木径向生长特征及限制因子。指出祁连圆柏全年的径向变化过程可划分为两个时期。阶段一的持续时间从当年5月至8月，6月份的平均生长量最大，对应于祁连圆柏的早材形成时期，径向生长主要受干旱或水分状况限制。阶段二的持续时间从上年的9月至当年的4月，是树木冬季冰冻收缩与春季再水合两个时期，对应圆柏的休眠期，期间的径向变化受温度变化主导。研究成果为重建过去几百年至几千年的干旱变化历史提供了新证据。.（3）通过对祁连山地区、高原南部那曲和日喀则地区细致、多方位的树轮/气候响应研究，证实水分条件是高寒半干旱地区树木径向生长的控制因子。发现无论在仪器记录时期还是过去千年间，祁连山区的祁连圆柏径向生长随海拔没有明显的差异，树轮宽度变化主要受年降水变化的控制；在高原南部日喀则和那曲地区，树木径向生长的海拔效应也不明显，树木径向生长主要受干旱状况的控制。研究结果澄清了当前认识存在的争议，为重建不同区域的气候变化历史奠定了基础。.（4）重建了高原东北部德令哈、都兰、祁连（黑河上游）、张掖、酒泉等地区的干湿变化序列，揭示了过去干旱事件的局地性变化特点，以及大空间范围的低频变化同步性特征。在此基础上开展了青藏高原东北部树木径向生长的大范围集成研究，揭示了过去几个世纪以来的干旱演变过程、空间格局，同时拓展了历史时期极端干旱事件发生的空间范围，阐明了研究区乃至东亚地区的极端干旱事件发生的大气环流背景，为该区域气候变化驱动机制提供了新见解。同时研究成果指示：如果未来持续变暖，那么该区域多降水事件发生的概率远大于低降水事件。