全 文 ：川西米亚罗林区主要树木生长对气候响应的差异∗
郭明明１　 张远东１∗∗　 王晓春２　 刘世荣１
（ １中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 ／国家林业局森林生态环境重点实验室， 北京 １０００９１； ２东北林业大学生
态研究中心， 哈尔滨 １５００４０）
摘　 要　 为分析青藏高原东缘半湿润区不同树种树木生长对气候变化的响应规律，于川西米
亚罗林区海拔 ３０００ ｍ左右（低海拔）采集铁杉、岷江冷杉、紫果云杉，海拔 ４０００ ｍ左右林线位
置（高海拔）采集岷江冷杉、四川红杉，共计 １８２棵树木年轮样芯，建立了不同树种的树轮宽度
年表，对不同树种的年轮指数与各月气候因子进行相关分析．结果表明： 在低海拔处，树木生
长与 ４、５月气温呈负相关，与 ４、５月降雨呈正相关，受到春季干旱胁迫的影响；但树种之间存
在显著差异： 铁杉的生长受春季干旱胁迫影响最严重，岷江冷杉次之，紫果云杉所受影响很
小．在高海拔处，树木生长主要受生长季温度的影响，岷江冷杉年轮指数与当年 ２、７ 月最低气
温呈显著正相关，与上一年 １０月最高气温亦呈正相关；四川红杉年轮指数与 ５ 月最高气温呈
显著正相关，但与 ２ 月均温、３ 月最低气温呈显著负相关．近几十年青藏高原东北缘气候有干
暖化趋势，如果这种趋势持续发生，低海拔紫果云杉长势将超过铁杉和岷江冷杉；高海拔处的
升温更有利于岷江冷杉的生长．
关键词　 年轮指数； 气候响应； 温度； 降水； 青藏高原
∗国家自然科学基金项目（３１３７０４６３）、林业公益性行业科研专项（２０１４０４２０１）和中央级公益性科研院所专项（ＣＡＦＲＩＦＥＥＰ２０１４１１）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｙｄ＠ ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
２０１４⁃１０⁃０８收稿，２０１５⁃０３⁃１９接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０８－２２３７－０７　 中图分类号　 Ｓ７１６．３， Ｓ７９１．１　 文献标识码　 Ａ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｇｒｏｗｔｈ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｙａｌｕｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ，
ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ， Ｃｈｉｎａ． ＧＵＯ Ｍｉｎｇ⁃ｍｉｎｇ１， ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ⁃ｄｏｎｇ１， ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ⁃ｃｈｕｎ２， ＬＩＵ Ｓｈｉ⁃
ｒｏｎｇ１ （ １Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ／ Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｓｔａｔｅ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９１， Ｃｈｉ⁃
ｎａ； ２ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００４０， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ．
Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（８）： ２２３７－２２４３．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｇｒｏｗｔｈ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ⁃
ｈｕｍｉｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｓｔｅｒｎ Ｔｉｂｅｔａｎ Ｐｌａｔｅａｕ， ｗｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｃｌｉｍａｔｅ⁃ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆ Ｔｓｕｇａ
ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ， Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ， Ｐｉｃｅａ ｐｕｒｐｕｒｅａ ａｔ ａｎ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｏｆ ３０００ ｍ （ｌｏｗ ａｌｔｉｔｕｄｅ） ａｎｄ Ａ． ｆａｘｏｎｉａｎａ
ａｎｄ Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ ａｔ ａｎ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｏｆ ４０００ ｍ （ｈｉｇｈ ａｌｔｉｔｕｄｅ） ｕｓｉｎｇ ｔｒｅｅ ｒｉｎｇ⁃ｗｉｄｔｈ ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ
（ｔｏｔａｌ ｏｆ １８２ ｃｏｒｅｓ） ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｒｏｍ Ｍｉｙａｌｕｏ， ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ， Ｃｈｉｎａ． Ｆｉｖｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ
ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ⁃ｄａｔｅｄ ｒｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｓｅｒｉｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ＡＲＳＴＡＮ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ⁃
ｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｏｎｔｈｌｙ ｃｌｉｍａｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ａｎｄ ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｒｅｅｓ ａｔ ｌｏｗ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ ｗｅｒｅ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｕｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
ｗｉｔｈ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｐｒｉｌ ａｎｄ Ｍａｙ． Ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｒｅｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｔ ｌｏｗ ａｌｔｉ⁃
ｔｕｄｅ， ｂｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ． Ｔ． ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ｗａｓ ｍｏｓｔ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ
ｂｙ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ａ． ｆａｘｏｎｉａｎａ ａｎｄ Ｐ． ｐｕｒｐｕｒｅａ． Ｔｒｅｅｓ ａｔ ｈｉｇｈ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ
ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ａ． ｆａｘｏｎｉａｎａ ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ
ｗｉｔｈ ｍｏｎｔｈｌｙ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ａｎｄ Ｊｕｌｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｙｅａｒ ａｎｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｍａｘｉｍｕｍ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｏｃｔｏｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｙｅａｒ． Ｒａｄｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｌ． ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａ⁃
ｔｅｄ ｗｉｔｈ ｍｏｎｔｈｌｙ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｍａｙ， ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ ｍｏｎｔｈｌｙ ｍｅａｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ
Ｆｅｂｒｕａｒｙ ａｎｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｍａｒｃｈ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｃａｄａｌ ｙｅａｒｓ， ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｅ ｉｎ
ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｔｉｂｅｔａｎ Ｐｌａｔｅａｕ ｈａｄ ａ ｗａｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｙｉｎｇ ｔｒｅｎｄ． Ｉｆ ｔｈｉｓ ｔｒｅｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｅｓ， ｗｅ ｃｏｕｌｄ ｄｅｄｕｃｅ
ｔｈａｔ Ｐ． ｐｕｒｐｕｒｅａ ｓｈｏｕｌｄ ｇｒｏｗ ｆａｓｔｅｒ ｔｈａｎ Ｔ． ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ａｎｄ Ａ． ｆａｘｏｎｉａｎａ ａｔ ｌｏｗ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ， ｗｈｉｌｅ Ａ． ｆａｘｏ⁃
ｎｉａｎａ ｗｏｕｌｄ ｂｅｎｅｆｉｔ ｍｏｒｅ ｆｒｏｍ ｇｌｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ； ｃｌｉｍａｔｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ； Ｔｉｂｅｔａｎ Ｐｌａｔｅａｕ．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ８月　 第 ２６卷　 第 ８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ａｕｇ． ２０１５， ２６（８）： ２２３７－２２４３
　 　 青藏高原属于气候变化的敏感区，其陆地生态
系统对气候变化的响应研究是全球变化研究的一个
重点［１－３］ ．西南亚高山林区位于青藏高原东南缘，是
我国第二大天然林区，研究该区主要树种对气候变
化的响应，对预测气候变化背景下森林生产力及其
固碳能力动态具有重要意义．
青藏高原东缘是我国树木年轮学研究的热点区
域，邵雪梅等［４］对青海柴达木盆地东北缘宗务隆山
和沙利克山祁连圆柏（Ｓａｂｉｎａ ｐｒｚｅｗａｌｓｋｉｉ）树轮研究
发现，轮宽与 ５、６月降水呈正相关，与 ６月最高气温
呈负相关，但 ６月的相对湿度与树轮之间的相关系
数最大，说明研究区祁连圆柏的径向生长主要受水
分条件控制；郑永宏等［５］对青海乌兰地区祁连圆柏
林上限树轮样本进行气候响应分析发现，上限祁连
圆柏生长主要受温度变化限制，与上年 ９、１１月和当
年 ２、７月的平均温度显著相关（Ｐ＜０．０５），而与降水
量之间不存在显著的相关关系；王亚军等［６］对祁连
山中段青海云杉（Ｐｉｃｅａ ｃｒａｓｓｆｏｌｉａ）树轮研究发现，不
同高度的云杉树轮生长对春季降水极为敏感，呈显
著正相关；对夏季气温的响应程度，各海拔却不相
同，夏季气温对上、下限云杉生长有显著影响，但对
于森林中部云杉作用并不明显，总体表现为负相关，
夏季高温对树木生长不利．之前的研究多集中于青
海等干旱半干旱地区，研究的树种较少，并且侧重于
历史气候重建方面［４，７－９］ ．对半湿润地区主要树木生
长响应研究较少．
川西米亚罗林区位于川西邛崃山区，属于半湿
润地区，也是全球气候变化的潜在敏感地区，树种资
源丰富，主要树种包括岷江冷杉（Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ）、
紫果云杉（Ｐ． ｐｕｒｐｕｒｅａ）、铁杉（Ｔｓｕｇａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、四
川红杉（Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ）等．本文运用树木年轮学
方法，开展该地区主要树种生长与气候关系的研究，
深入分析各树种对气候变化的响应，探讨其差异和
对未来气候的适应，并探索这些树种在历史气候重
建中的应用，旨在为该区域生产力预测提供支持．
１　 研究区域与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
研究区位于川西米亚罗林区（３１°２４′—３１°５５′ Ｎ，
１０２°３５′—１０３°４′ Ｅ，图 １），是青藏高原东缘褶皱带
外缘部分，属于半湿润地区，具有典型的高山峡谷地
貌，地形以石质山地为主，坡度多在 ３５°以上，海拔
２２００～５５００ ｍ，原生森林分布于海拔 ２４００ ～ ４２００ ｍ
之间，以亚高山暗针叶林为主，主要树种有岷江冷
图 １　 研究区地理位置
Ｆｉｇ．１　 Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ．
Ⅰ： 河流 Ｒｉｖｅｒ． Ａ： 低海拔铁杉 Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｔｓｕｇａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ； Ｂ： 低海
拔岷江冷杉 Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ； Ｃ： 低海拔紫果云杉 Ｌｏｗ⁃
ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ； Ｄ： 高海拔岷江冷杉 Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａ． ｆａｘｏｎｉ⁃
ａｎａ； Ｅ： 高海拔四川红杉 Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ． Ｍｉ： 米亚罗
镇 Ｍｉｙａｌｕｏ Ｃｏｕｎｔｙ； Ｍａ：马尔康镇Ｍａｒｋａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ； Ｄｕ：都江堰市 Ｄｕ⁃
ｊｉａｎｇｙａｎ Ｃｉｔｙ； Ｃｈ： 成都市 Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｃｉｔｙ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
杉、紫果云杉、铁杉、四川红杉．其中，岷江冷杉和紫
果云杉在海拔 ２８００ ～ ４０００ ｍ 的林线位置处均有分
布，铁杉主要分布在海拔 ２５００ ～ ２８００ ｍ 位置处，而
四川红杉只在林线位置处有分布．
受高原地形影响，该区属冬寒夏凉的高山气候．
以海拔 ２７６０ ｍ的米亚罗镇为例，全年降水量 ７００ ～
１４００ ｍｍ，年蒸发量 １０００～１９００ ｍｍ，１月均温－８ ℃，
７月均温 １２．６ ℃，≥１０ ℃年积温为 １２００～１４００ ℃ ．
１􀆰 ２　 样品采集与年表建立
于川西米亚罗林区海拔 ３０００ ｍ 左右（低海拔）
采集铁杉、岷江冷杉、紫果云杉，海拔 ４０００ ｍ左右林
线位置（高海拔）采集岷江冷杉、四川红杉．取样时，
选择优势木，在胸高处垂直于山坡方向用生长锥钻
取树芯，对于某些生长在悬崖及陡坡上的树木，限于
采样环境条件，样芯的钻取高度和方向有所不同．将
取到的样芯放入塑料管内，并进行编号．每株树木采
集 １ 个样芯，每树种至少采集 ３０ 颗样芯，最终保留
１８２根样芯（表 １）．
表 １　 川西米亚罗林区不同树种的树轮采样点信息
Ｔａｂｌｅ １　 Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｙａｌｕｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ
样点及树种
Ｓｉｔｅ ａｎｄ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
样芯数量
Ｃｏｒｅ
ｎｕｍｂｅｒ
低海拔铁杉
Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｔｓｕｇａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
１０２°４８′ ３１°３９′ ２８８１ ２７
低海拔岷江冷杉
Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ
１０２°５１′ ３１°３７′ ３１９９ ４０
低海拔紫果云杉
Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ
１０２°５１′ ３１°３７′ ３１７９ ４５
高海拔岷江冷杉
Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ
１０２°４７′ ３１°３９′ ３８６４ ４０
高海拔四川红杉
Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ
１０２°４４′ ３１°５２′ ３８０９ ３０
８３２２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
　 　 将所采样芯带回实验室，样品预处理按照
Ｓｔｏｋｅｓ等［１０］的方法进行．经晾干、固定、打磨后，在双
筒显微镜下用骨架图法进行目视交叉定年．使用
Ｌｉｎｔａｂ ６年轮测量仪在 ０．０１ ｍｍ精度下测量轮宽，使
用 ＣＯＦＥＣＨＡ程序检验定年和测量结果，手动消除
定年和宽度测量过程中出现的误差［１１］ ．经过交叉定
年的年轮序列，利用 ＡＲＳＴＡＮ 程序进行去趋势和标
准化，去趋势方法采用负指数和线性函数进行，以保
留更多的低频变化趋势，降低因年龄生长速率不同
而带来的影响［１２］ ．用双权重平均法进行年轮曲线的
标准化，最终建立低海拔铁杉、低海拔岷江冷杉、低
海拔紫果云杉及高海拔岷江冷杉、高海拔四川红杉
的年表．从年表统计特征可知，差值年表的各项统计
特征普遍高于标准年表，例如： 高海拔岷江冷杉
差值年表中，信噪比为 ２０． ３１，大于标准年表中的
１２􀆰 ６７；差值年表中的样本代表性为 ０．９５，大于标准
年表中的 ０．９３，因此本文采用差值年表进行分析．
１􀆰 ３　 气象资料与数据分析
米亚罗林区缺乏长期的气象数据，临近台站
有理县站（３１°２６′ Ｎ，１０３°１０′ Ｅ，１８８０ ｍ）、马尔康站
（３１°５４′ Ｎ，１０２°１４′ Ｅ，２６６４ ｍ）、都江堰站（３１°００′ Ｎ，
１０３°４０′ Ｅ，６９９ ｍ）．由于临近气象站间气温具有较高
的相关性，空间异质性主要表现在降水方面．马雪
华［１３］对 １９５６—１９６０ 年米亚罗降水量进行连续测
定，与同时期马尔康、都江堰气象站的月平均降水量
进行对比（图 ２），可以发现米亚罗降水趋势与马尔
康相近，即存在２个降水高峰，分别为５—６月的最
图 ２　 各气象站月平均降水量
Ｆｉｇ．２　 Ｍｏｎｔｈｌｙ ｍｅａｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｔｉｏｎｓ．
Ｌｉ： 理县 Ｌｉｘｉａｎ Ｃｏｕｎｔｙ．
图 ３　 川西马尔康气象站月平均气温与总降水量的变化
Ｆｉｇ．３　 Ｍｏｎｔｈｌｙ ｍｅａｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｔ Ｍａｒ⁃
ｋａｎｇ ｗｅａｔｈｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ （１９５５－２０１１）， ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ．
Ⅰ： 降水量 Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ； Ⅱ： 气温 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
高峰和 ９月的次高峰，而与都江堰单峰降水曲线相
差较远．对比 １９７１—２０００年理县、马尔康、都江堰三
站月平均降水量（图 ２），发现理县降水趋势也呈双
峰形，但月平均降水量明显低于马尔康．另外，对比 ３
个气象站与米亚罗镇海拔高度，发现马尔康气象站
与米亚罗镇（即采样点）的垂直距离最近．因此，本研
究中气候资料选用国家气象局（ｈｔｔｐ： ／ ／ ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．
ｃｒｅ）提供的川西马尔康站 １９５５—２０１１ 年的气候数
据（图 ３）．本研究中主要利用月平均气温、月最高气
温、月最低气温、月降水量 ４ 项气象指标，分析时间
跨度为前一年 ９ 月到当年 ９ 月．年表与气候要素之
间的相关分析用 ＳＰＳＳ １９．０软件计算（α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 年表及年表特征
通过 ５ 个差值年表公共区间（１８４８—２０１１ 年）
的相关系数（表 ２）可以看出，年表间具有较高的一
表 ２　 川西米亚罗林区不同树木差值年表间相关系数
Ｔａｂｌｅ ２ 　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ
ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｙａｌｕｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， ｗｅｓｔ⁃
ｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ （１８４８－２０１１）
低海拔
铁杉
Ｌｏｗ⁃
ａｌｔｉｔｕｄｅ
Ｔｓｕｇａ
ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
低海拔
岷江冷杉
Ｌｏｗ⁃
ａｌｔｉｔｕｄｅ
Ａｂｉｅｓ
ｆａｘｏｎｉａｎａ
低海拔
紫果云杉
Ｌｏｗ⁃
ａｌｔｉｔｕｄｅ
Ｐｉｃｅａ
ａｓｐｅｒａｔａ
高海拔
岷江冷杉
Ｈｉｇｈ⁃
ａｌｔｉｔｕｄｅ
Ａｂｉｅｓ
ｆａｘｏｎｉａｎａ
低海拔岷江冷杉
Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ
０．２４９∗∗
低海拔紫果云杉
Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ
０．１９２∗ ０．３６６∗∗
高海拔岷江冷杉
Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ
０．１６０∗ ０．２１３∗∗ ０．１２７
高海拔四川红杉
Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ
－０．１０９ －０．０５２ ０．１８７∗ ０．０９６
∗Ｐ＜０．０５；∗∗Ｐ＜０．０１．
９３２２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 郭明明等： 川西米亚罗林区主要树木生长对气候响应的差异　 　 　 　 　
致性，但也存在差异．低海拔岷江冷杉与低海拔紫果
云杉年表相关系数最高（０．３６６），这可能是由于 ２ 个
采样点空间距离最近，气候限制因子较一致．高海拔
图 ４　 川西米亚罗林区 ５个采样点不同树种的年轮指数
Ｆｉｇ．１　 Ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｔ ｆｉｖｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ
ｓｉｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｙａｌｕｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ．
Ⅰ： 年轮指数 Ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ； Ⅱ： 样本量 Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ．
岷江冷杉与四川红杉差值年表相关系数仅为 ０．０９６，
这可能和树种的生理特性有关．当然，由于坡度、坡
向、海拔高度等引起的水热状况的差异在一定程度
上造成了年表对气候变化响应特征的不同．由图 ４
可以看出，低海拔３个树种年表整体变化趋势基本
图 ５　 不同树种年表与月气候数据的相关系数
Ｆｉｇ．５ 　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｏｎｔｈｌｙ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｄａｔａ
ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ （１９５５－２０１１）．
Ⅰ： 降水量 Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ； Ⅱ： 最低温度 Ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； Ⅲ： 最
高温度 Ｍａｘｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； Ⅳ： 均温 Ｍｅａｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． ｐ： 前一年
Ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｙｅａｒ．
０４２２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ３　 川西米亚罗林区不同树种差值年表的主要统计特征
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｍａｊｏｒ ｓｔａｔｉｓｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｉｙａｌｕｏ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， ｗｅｓｔｅｒｎ
Ｓｉｃｈｕａｎ
项目
Ｉｔｅｍ
序列长度
Ｔｉｍｅ
ｓｐａｎ
平均敏感度
Ｍｅａｎ
ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ
标准差
Ｓｔａｎｄａｒｄ
ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
平均相关系数
Ｍｅａｎ
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
信噪比
Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ
ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ
样本总体
代表性
Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
ｓｉｇｎａｌ
第一特征根方
差解释量
Ｖａｒｉａｎｃｅ ｉｎ
ｆｉｒｓｔ ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ
（％）
低海拔铁杉 Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｔｓｕｇａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ １８４８—２０１１ ０．１８ ０．１４ ０．２６ ７．７０ ０．８９ ３１．２
低海拔岷江冷杉 Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ １７６３—２０１１ ０．１２ ０．１１ ０．２６ １１．４０ ０．９２ ２９．４
低海拔紫果云杉 Ｌｏｗ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ １６７９—２０１１ ０．１５ ０．１３ ０．２９ １２．８６ ０．９３ ３１．５
高海拔岷江冷杉Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ａｂｉｅｓ ｆａｘｏｎｉａｎａ １７６８—２０１１ ０．１０ ０．１１ ０．３７ ２０．３１ ０．９５ ３９．７
高海拔四川红杉Ｈｉｇｈ⁃ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｌａｒｉｘ ｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ １８３６—２０１１ ０．１５ ０．１４ ０．３６ １５．９３ ０．９４ ４０．２
相似，但局部有不同之处，如铁杉 １９４０ 年之后略有
下降，而岷江冷杉、紫果云杉微微上升；高海拔地区
岷江冷杉年轮指数波动平缓，而四川红杉年轮指数
变动相对较大，尤其在 １８８０—１８９０、１９３０—１９４０ 年
波动差异明显．
　 　 由表 ３可知，在米亚罗地区所取得的 ５ 个差值
年表中，高海拔岷江冷杉及高海拔四川红杉拥有较
高的平均相关系数、信噪比及样本代表性，年表质量
相对较好，表明高海拔区树轮序列包含较多的气候
信息．低海拔铁杉及低海拔紫果云杉平均敏感度较
高，表明这两个种的差值序列包含较多的高频变化
信息．低海拔岷江冷杉及铁杉年表的信噪比及样本
代表性相对较低，年表质量相对较差．总体来说，５
个年表都达到了年轮气候分析的要求，适合进行年
轮气候分析．
２􀆰 ２　 径向生长与月气候数据的相关性
从图 ５ 可以看出，低海拔铁杉径向生长主要与
４、５月降水量呈正相关，与温度呈负相关．具体体现
在与 ４月降水量呈显著正相关，与 ４ 月最高气温呈
显著负相关；与 ５月均温、最高气温和最低气温呈显
著负相关．低海拔岷江冷杉径向生长与 ４ 月最高气
温呈显著负相关，与 ５月均温、最低气温及最高气温
均达到显著负相关，与 ４月降水量存在正相关趋势，
但未达到显著水平．低海拔紫果云杉径向生长受各
月温度、降雨影响不大，虽与 ５ 月气温呈负相关趋
势，与 ５月降水呈正相关趋势，但均未达到显著水
平．高海拔岷江冷杉径向生长与当年 ２、７ 月最低气
温以及上一年 １０月最高气温呈显著正相关．高海拔
四川红杉生长与 ５ 月均温、最高气温达到显著正相
关，与 ２月均温、３月最低气温呈显著负相关．
３　 讨　 　 论
寒冷地区树木生长与温度的关系一般表现为正
响应，温度升高、生长加快；而与温度呈负相关并伴
随着与降水量呈正相关，则认为受到干旱胁迫的影
响［４，１４－１６］ ．本研究中，在低海拔（３０００ ｍ 附近），树木
生长与春季降雨量呈正相关，与春末夏初温度呈负
相关，表明生长季初期干旱对低海拔树木生长存在
显著影响．值得注意的是，不同树种受春季干旱影响
程度不同：铁杉对水分的要求最敏感，受干旱胁迫最
严重；岷江冷杉次之；紫果云杉则表现出较强的耐旱
性，受春季干旱影响较小．目前，青藏高原正成为全
球气候变化的敏感区，气候有干暖化趋势．在过去
的 ３０年里，亚高山森林带（２６００ ～ ３６００ ｍ）升温速
率为 ０．１９～０．２５ ℃·（１０ ａ） －１［１，１７］；降水减少速率为
２３．５～２８．６ ｍｍ·（１０ ａ） －１［１８］ ．如果未来气候继续干
暖化，铁杉、岷江冷杉持续受春季干旱胁迫，生长都
将受到严重影响，尤其是铁杉，其竞争力与其他几个
树种相比将下降，并进一步导致生产力的降低，而紫
果云杉受干旱胁迫较小，其竞争力、生产力可能会逐
渐超过铁杉和岷江冷杉．
在高海拔林线位置处，树木受降水影响较小，温
度成为树木径向生长的主要限制性气候因子［１９－２６］，
年轮宽度与生长季前期及生长季（５和 ７ 月）温度呈
明显的正效应．这是由于树木的光合作用主要受温
度调控，生长季内的低温减少了高山和亚高山地区
植物的光合产量．两树种对上一年 １０ 月及当年 ２、３
月的响应存在显著差异，高海拔岷江冷杉生长与上
一年 １０月温度及当年 ２月温度呈正相关，尤其是与
２ 月最低气温达到显著正相关；而四川红杉生长与
当年 ２月均温、３月最低气温呈显著负相关．温暖的
１０月极有可能促进岷江冷杉积累有机物，以供来年
生长季生长［２７－２９］；２、３月时呼吸作用占主导地位，温
度愈高，呼吸作用消耗的养分和水分愈多，造成冬末
春初温度与四川红杉生长呈负相关［３０］ ．由此可推
断，在高海拔林线处，升温可能更有利于岷江冷杉的
生长．值得注意的是，与针叶树种不同，Ｌｉａｎｇ 等［３１］
发现，在喜马拉雅山中部，随海拔升高，降水逐渐减
１４２２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 郭明明等： 川西米亚罗林区主要树木生长对气候响应的差异　 　 　 　 　
少，林线处桦木径向生长主要受生长季前降水的影
响．随着未来气候继续干暖化，西南林区林线处针叶
树种是否受到降水影响有待进一步研究．
４　 结　 　 论
整体说来，研究区 ５个样点树木年轮清晰，便于
定年及测量，５ 个差值年表显示了较高的平均敏感
度、平均相关系数、信噪比及样本总体代表性，包含
丰富的环境和气候信息．对不同树种的年轮指数与
各月气候因子的相关性分析得到以下结论：低海拔
树木生长受到春季降雨与温度的共同作用，表现出
不同程度的干旱胁迫，铁杉生长受影响最严重，岷江
冷杉次之，紫果云杉生长受影响较小，未来气候继续
干暖化，紫果云杉竞争力可能会超过岷江冷杉和铁
杉；高海拔两树种生长主要受温度控制，对生长季前
期及生长季温度（５和 ７ 月）响应较一致，但是对 ２、
３ 月温度响应存在显著差异，升温可能更有利于岷
江冷杉的生长．
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（梁尔源）， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｉｌｌｅｎｎｉａｌ ｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇ
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Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ （地理研究）， ２００６， ２５ （ １）：
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［１７］ 　 Ｌｉｕ Ｘ⁃Ｄ （刘晓东）， Ｈｏｕ Ｐ （侯 　 萍）． Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ｂｅｔｗｅｎ ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｖｅｒ ｔｈｅ Ｑｉｎｇｈａｉ⁃Ｘｉｚａｎｇ
Ｐｌａｔｅａｕ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ａｒｅａｓ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ３０ ｙｅａｒｓ ａｎｄ
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［１８］　 Ｌｙｕ Ｘ⁃Ｒ （吕晓蓉）， Ｌｙｕ Ｘ⁃Ｙ （吕晓英）． Ｃｌｉｍａｔｅ
ｔｅｎｄｅｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｗａｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｙｉｎｇ ｉｎ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｏｆ
Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｑｉｎｇｚａｎｇ Ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
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（张齐兵）， ｅｔ ａｌ． Ｔｒｅｅ ｒｉｎｇ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｍｍｅｒ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｐａｓｔ １５９ ｙｅａｒｓ ｉｎ Ｗｏｌｏｎｇ
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅｒｖｅ， ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ， Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉ⁃
２４２２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ （植物生态学报）， ２０１０，
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２４６５
作者简介　 郭明明，女，１９８８年生，硕士研究生． 主要从事生
态学与气候变化森林响应研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｇｕｏｍｉｎｇｍｉｎｇ９０１＠
１６３．ｃｏｍ
责任编辑　 杨　 弘
３４２２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 郭明明等： 川西米亚罗林区主要树木生长对气候响应的差异