长白山不同坡向和海拔岳桦径向生长差异及其气候敏感性研究

发布时间：2020-09-23 06:28

　　高山亚高山林线动态对气候变化的响应很敏感。林线位置移动已被普遍视为气候变化的代表,从而可能反映多年时间尺度的气候变化。同时,高海拔林线处的树木生长对气候的响应可能比低海拔林线处的树木生长更敏感。在山地生态系统中,树木种群分布往往沿海拔梯度,其径向生长在不同坡向和不同海拔对气候的响应可能有所不同,甚至差异明显。那么,长白山林线处树木在不同坡向和不同海拔处的径向生长和对气候的敏感性是不同的吗?如果不同,又会表现为怎么样的规律呢?因此,我们在东北长白山北坡、西坡、东坡和南坡不同海拔处采集了岳桦(Betula ermanii)树芯样本,对比了不同海拔岳桦的断面积生长量(basal area increment,BAI),来研究其径向生长速率的海拔差异。同时通过建立岳桦年轮宽度指数年表(ring width index,RWI),比较长白山不同坡向的不同海拔岳桦径向生长与气候的相关关系,来分析岳桦径向生长对气候的敏感性以及是否受到海拔的影响。研究结果如下:(1)长白山不同坡向虽然林线位置不同,但都表现为中、低海拔径向生长差异不明显,而都显著高于高海拔(林线附近)岳桦径向生长;同时,中海拔径向生长速率最快。(2)岳桦径向生长与气候间的关系受到海拔因素的影响,随海拔梯度升高,岳桦年表中包含的气候信息量增加,岳桦径向生长更加受到气候因子的制约,说明高海拔(林线处)树木的生长更能作为气候变化的指示器。(3)长白山不同坡向不同海拔岳桦径向生长都主要受夏季(7月)温度的影响,表现为显著的正相关,温度越高,岳桦生长越好,而不受降水的影响;因此,未来气候变暖将进一步促进长白山岳桦生长,而且在一定程度上不存在增温导致的水分胁迫影响,这也表明长白山林线变化主要受温度的驱动。(4)长白山岳桦径向生长对降水敏感性弱而对温度的敏感性强,岳桦能成为重建长白山(东北地区)过去气候的重要代用资料。
【学位单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948
【部分图文】：

位置,西坡,坡向,经度

图 2-1 研究区位置Figure2-1 Location of study area.表 2-1 采样点情况Table 2-1 Condition of sample plots编号坡向海拔经度（度）纬度（度）N1900 北坡 1900m 128.05391 42.05703N1950 北坡 1950m 128.06531 42.05787N2000 北坡 2000m 128.06584 42.05593N2050 北坡 2050m 128.05304 42.05117N2100 北坡 2100m 128.05377 42.05003S2100 南坡 2100m 128.07311 41.94203W1700 西坡 1700m 128.00026 41.96432W1800 西坡 1800m 128.00105 41.97213

采样点位,交叉定年

图 2-2 采样点位置Figure2-2 Location of sample plots2.2.2 实验室处理在实验室内按照国际通用方法[105]对树芯样品进行预处理，包括晾干、固定、磨平、抛光。首先将岳桦放置于平坦处晾干，然后按照样芯竖断面的木纤维走向垂直于水平面的要求将其粘在特制的木槽中。待乳胶干透后，将样芯打磨、抛光至表面平滑且具有光泽，能够清楚地看到岳桦树轮的变化为止，打磨时使用的砂纸的目数一般按从小到大的顺序。2.2.3 交叉定年与年表建立根据标准化工作流程[106]对岳桦年轮序列进行测量和交叉定年，测量时使用精度为 0.001 mm 的 LINTAB6 年轮测量分析仪和 TASPwin4.7 软件，交叉定年时使用COFECHA 程序，同时对照检验树芯两侧的结果，去除无法识别的树轮（腐芯、生长异常等）和定年结果不好的树轮（与主序列的相关性不强）。

曲线图,树轮,部分树,岳桦

第3章长白山不同海拔岳桦径向生长速率分析3.1 岳桦生长趋势曲线图(a)、(b)、(c)树轮的采样点分别为西坡海拔 1735m、西坡海拔 2011m 和南坡海拔 2161m（图 3-1），可以看出树轮宽度随海拔的升高而变窄。如图 a，树轮W173507A 的采样点海拔（1735m）最低，树轮宽度（1.144mm）最宽；而图 c 中树轮 S216101A 的采样地海拔最高，为 2161m，年龄比 W173507A 大 31 a，此样本树轮均宽为 0.503mm，比低海拔树轮宽度窄，符合树轮生长先增后减的规律，即年龄越大，其树轮均宽越小，这体现了岳桦的生长受海拔的影响较大，环境因子对高海拔岳桦生长制约更大；还说明了高海拔岳桦的树轮包含了更为丰富的环境信息。除此之外，还可以发现岳桦树轮宽度随生理年龄的增大而先增后减，说明树木的生长趋势还受生理因素的影响。

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