基于树轮宽度的新疆额尔齐斯河流域历史气候重建与分析

发布时间：2020-05-29 19:34

【摘要】：额尔齐斯河流域位于阿尔泰山南坡,虽远离海洋,但仍能受到西风环流的影响。由于独特的气候和地貌条件,该地区原始森林广布,有利于树轮工作的开展。论文样本采自新疆额尔齐斯河流域的阿勒泰、福海和富蕴林场共7个采样点,除科勒迭难布拉克(KLD)采点为森林上树线附近的西伯利亚落叶松外,其余6个采点均为低海拔西伯利亚云杉,共采集了215棵树,钻取了379个树芯。剔除与主序列相关较差的5条子序列,利用剩余子序列研制了7个采点的树轮宽度标准化年表,并分析了各年表对气候要素的响应,据此进行了新疆额尔齐斯河流域气候重建和气候变化特征分析,得到如下结论:(1)对新疆额尔齐斯河流域7个树轮宽度标准化年表的特征参数进行分析,发现7个年表的气候信号均较丰富。其中6个西伯利亚云杉的树轮宽度指数变化趋势较为相似,曲线的波峰、波谷也较为一致,这说明影响低海拔西伯利亚云杉树轮宽度生长的主要限制因子是相同的。将6个西伯利亚云杉树轮宽度年表合成为区域年表(HEC),该年表较高的平均敏感度和标准差表明其含有较强的气候变化信号;较高的样本对总体的代表性说明区域内不同树木之间的轮宽变化呈现较好的一致性。若以子样本信号强度0.85为标准,HEC年表的可靠长度为1722—2012年,共291年;KLD采点西伯利亚落叶松年表的可靠长度为1570—2009年,共431年。(2)将年表与气候要素进行相关分析,发现富蕴气象站上年7、8、12月份和当年5、6月份降水量与西伯利亚云杉年轮宽度指数之间具有良好的相关性。HEC年表与富蕴气象站5—6月及上年7月至当年6月降水量呈显著正相关,相关系数分别为0.616(p0.0001)和0.742(p0.0001);与温度的相关性较弱。西伯利亚落叶松宽度年表(KLD)与富蕴、阿勒泰气象站6月平均气温的均值相关显著,相关系数为0.658(p0.0001),与降水量的相关较弱。(3)通过HEC年表,恢复了新疆额尔齐斯河流域1722—2012年(共291年)上年7月至当年6月的降水变化,调整自由度后的方差解释量为54.2%。降水重建序列出现了47个湿润年和44个干旱年,并存在1729—1731年,1803—1806年,1913—1915年共3个偏湿事件和1810—1812年,1884—1886年共2个偏干事件。291年来降水经历了9个湿润期和8个干旱期,其中最湿润的时期出现在1984—2008年,最干旱的时期出现在1877—1891年;最长的湿润期为1829—1876年,持续了48年;最长的干旱期出现在1807—1828年,持续了22年。降水重建序列存在2.1a和3.2a的显著变化周期(p0.05)和2.3a、21.6a、24.3a的较显著变化周期(p0.10)。重建降水在1876—1877年发生了突变,突变方向由多向少,在1983年前后也发生了突变,突变方向由少向多。降水重建序列对整个阿勒泰地区历史降水变化有很好的代表性,对天山山区降水也有一定的代表性。(4)利用KLD年表,恢复了研究区1579—2009年(共431年)6月平均气温变化序列,调整自由度后的方差解释量为42.0%。温度重建序列存在68个暖年和67个冷年。6月平均气温最高的3a出现在1955年、1957年和1904年,而气温最低的3a出现在1784年、1783年和1685年。经过11年滑动平均后,发现在过去431年来气温经历了8个偏冷阶段和8个偏暖阶段。最冷的阶段是1764—1801年,最暖的阶段是1608—1619年;偏冷阶段1665—1711年(共47年)持续时间最长,偏暖阶段1862—1964年(共103年)持续时间最长。气温重建序列存在2.3a和2.4a的显著周期(p0.05),还存在3.9a、71.5a和95.3a的较显著周期(p0.10)。重建气温在1767年发生了由高向低的突变,在1841年也发生了由高向低的突变。重建序列对整个阿尔泰山初夏温度变化有很好的代表性,对新疆北疆地区、蒙古西部、俄罗斯南部及哈萨克斯坦部分地区初夏温度变化有较好的代表性。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P467

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