小五台山优势针叶树种径向生长对气候变化的响应

Tree-ring widths are widely used for examining radial growth-climate relationship by the dendroclimatology, while anatomical features have been proven for carrying more climatic information than ring widths. In this study, the tree ring samples of Pinus tabuliformis, Picea meyeri and Larix principis-rupprechtii along elevations of Xiaowutai Mountain will be collected to do dendroclimatology study. Chronologies of tree-ring width, cell number, lumen diameter and cell wall thickness will be developed to analysis the growth-climate relationships, and to study how the feature climatic change affect the growth of the three tree species. The study can improve the climate reconstruction for the Xiaowutai Mountain and even Beijing Tianjin and Hebei region, and it also can strengthen the forest health management, making the forest ecosystem adapt to climate change better.

树轮宽度指标常被树轮气候学用于检测树木径向生长对气候变化响应，细胞尺度上的树轮参数已被证实能够反应出与轮宽不同或者分辨率更高的气候信息。本研究以小五台山主要的优势针叶树种油松（Pinus tabuliformis）、白杄（Picea meyeri）和华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）为研究对象，借助树轮年代学方法，建立不同海拔梯度上轮宽、细胞参数（细胞个数、细胞腔直径、细胞壁厚度）年表，剖析三个树种在不同海拔高度上的生长特征及其与气候要素的关系，并预估未来气候变化对三个树种径向生长的影响。可以为小五台山乃至京津冀地区器测时段以前的历史气候变化重建提供依据，也有助于加强小五台山森林健康经营管理，使森林生态系统更好的适应气候变化。

树木年轮是气候变化的重要代用资料。我国北方地区是对气候变暖较为明显的区域，气候变暖现象是否会对树轮-气候关系、树木生长季、树木生长量产生影响都是值得探讨的问题。本研究采用小五台山不同海拔高度的、隶属于两个森林类型的主要优势树种，利用树木年代学方法，建立树轮年表，探讨了近50年来树轮-气候关系及未来气候变化对优势针叶树种生长的影响。得到以下结论：（1）小五台山过去和未来均存在气温升高的趋势，1992年为过去50年气温升高的突变点。过去50年降水变化相对变化较小，未来降水有缓慢增加的趋势。生长季开始时间提前12.2天，生长季结束时间推迟9.5天，生长季长度平均延长21.7天。（2）小五台山北台北坡华北落叶松和油松最长树龄均在50年左右。两个树种具有相似的径向生长特征，年间宽度相对变化较大，具有明显的宽窄变化型，敏感性较高。建立的树轮宽度指数年表统计特征值均满足树轮年代学研究的要求。中高海拔的树轮宽度年表比低海拔年表公共区间分析统计特征值较高，年表质量相对更好。（3）气温和降水均是小五台山针叶树种径向生长的气候限制因子。树轮宽度指数年表与前一年9月，当年5-6月气温呈现负相关关系，与前一年10月，当年2月及5-6月降水呈现显著正相关关系。海拔和树种对树轮-气候关系的有一定影响，但不显著。1992年气温突变均引起两个树种径向生长对气候响应的变化，说明树木对气候的响应关系存在不稳定性。（4）在未来气温升高明显，降水增加缓慢的情景下，油松树轮宽度指数相对减少，华北落叶松宽度指数利用不同气候生长模型，预估结果不同。利用统计分析方法对小五台山优势针叶树种径向生长进行预估存在不确定性。上述研究成果可以为小五台山乃至京津冀地区器测时段以前的历史气候变化重建提供依据，也有助于加强小五台山森林健康经营管理，使森林生态系统更好的适应气候变化。