全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 ! 月 第 ∀# 卷 第 ! 期
∃ % &∋ ( )( ∗+ , − ∋ . & + / . 00 1&( 2 ( ∃+ &《〕345 , ) 6 7 8 9 , ∀ # 3! :; ∀ # < ! 一 ∀# =
新疆阿勒泰地区近 # # 年来大气 < ‘ > 变化 ‘
陈 拓 , “ 秦大河 ‘ 刘晓宏‘ 任贾文‘ 李江风 ,
3‘中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 , 冰芯与寒区环境开放实验室 , 兰州 = 4
新疆气象科学研究所 , 乌鲁木齐 ? :
≅摘要】 化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐 , 引起大气中 > 姚 浓度的大幅度增加 , 同时由于 ΑΒ 6Α 效
应 , 大气 ∃ Χ 中的 古‘ > 在不断地下降 9 植物中 占’“> 的变化是大气 > Χ 浓度和同位素比值变化的敏感指
示器 9 文中利用树木年轮 己‘ ∃ 序列和植物碳同位素分馏模型 , 尝试恢复了新疆阿勒泰地 区近 ## 年来大
气 己‘ > 的变化 9 结果表明 , ∀ ? Δ 年之前 , 从树木年轮 Ε ’ > 序列恢复的大气别 > 相对恒定在 一 < 9 < 、 3− “
二 9 Δ: , 而 ∀ ? Δ 年之后 , 该大气 < ‘ ∃ 明显降低3− Φ Γ 9 < Δ: , 平均约为 一 = 9 3:# 监 , 平均年降低 9 3: ?# 偏 9
这 一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气台‘ > , ∀ ? Δ 年一 ∀! ?∀ 年冰芯大气 Ε ‘ > 平均年降低约 9 < Δ监 9
这可能与从树木年轮 Ε ‘ > 序列恢复的大气 Ε ‘ > 有更高的分辨率及树木生长点大气 < ‘ > 不同于全球大
气台‘ > 值有关 9
关键词 树木年轮 大气 Ε ‘ > 模型
文章编号 一 ∀ 一 ! 3 : ! 一 ∀ # < ! 一 # 中图分类号 0 Δ ! Δ , Δ = ∀? 9 Δ 文献标识码 .
Η ΙΗ Ε ϑ Κ6 Α Λ Μ Ε 8ϑ ΛΑ 7 Ν6 ΜΚ6 < ∀ ∃ ΚΗ 8Ν6 7 ΕΑ 8 # # Ι6Ε ΜΑ ΚΗ . 一6 Κ8Ε Κ, Ο ΚΗΠ ΚΕ Η Θ 9 6 % ( ∋ Ρ Β Λ Σ , Τ &∋ 2 Ε Ν 6 Σ , 1 万, Ο ΚΕΛ Υ
阮 Η Θ ‘, − ( ∋ ∗ΚΕ ς 6 Η ‘, Ο一& ∗, Ε Η Θ Ω6 Η 扩 3‘。“ Ε ,以 .耐 尺卿 , , , 石, , “ΜΛ , , Ξ , 8Ε Ψ Ε ,耐 (: ,岁 Η6ΜΨ ,烤 尺硬汉刃Μ>Ν Σ: , Α8ΚΥ8 Β 纪, 。Κ, ,6Α .政衣Σ6 ϑ 少 ΛΩ Ζ必,>6Α , 加 , ,而。 = , 以Κ, ,。 ; 爪,妙之议, 茗 石ΦΑ8Σ8 Β 86 ΛΩ 几饭龙[ 〕ΜΛ ‘召: , 之乃划 ϑ 从Κ? , 以Κ, , Ε :一以Κ, , · ∗ · 月妙 9 ( ΜΛ Ψ 9 , , ∀ # 3! : ; ∀ # < ! 一 ∀ # = 9)ΚΗ 6 6 ΚΗ [ Β Α 8 ΜΚΕΣ Μ 6 ∴ Λ ΣΒ 8ΚΛ Η , Ε ΣΕ Μ Θ 6 Εϑ Λ Β Η 8 Λ Ω Ε Η 8Ν ΜΛ 7 Λ Θ 6 Η Κ6 ∃ + Φ ΩΜ Λ ϑ ΩΛ Α Α ΚΣ ΩΒ 6Σ 6Λ ϑ ] Β Α ΜΚΛ Η Ε Η [ [ 6 ΩΛ Μ6 Α ΜΕ ΜΚΛ Η ΝΕ Α
]6 6Η 6 ϑ Κ8 8 6[ ΚΗ 8Λ Ε 8ϑ Λ Α7 Ν6 Μ 6 , ΕΗ [ 8Ν Β Α , 8Ν6 Ε 8ϑ Λ Α7Ν 6 八6 ∃+ Φ 6Λ Η 6 6 Η 8 Μ Ε 8一Λ Η ΚΗ 6 Μ 6 ΕΑ 6[ Μ Ε 7 ; [ ΣΙ , ς Ν ΚΣ6 8 Ν6 < ∀ ∃ ΚΗ
Ε 8ϑ Λ Α7 Ν6 Μ Κ6 ∃ + Φ ] 66 Ε ϑ Λ ΣΛ ς 6 Μ Ε Η [ &Λ ς 6 Μ [ Β 6 8Λ ) Β 6 Α Α 6 ΩΩ6 6 8 9 Ρ Ν6 Μ 6 ΩΛ Μ 6 , 8 Ν6 7 Μ 6[ Κ6 8ΚΛ Η Λ Ω 占∀ ∃ ∀Δ 6 Μ Β 6 ΚΕ Σ ΩΛ Μ
Α8 Β [ ΙΚΗ Θ Θ ΣΛ ] ΕΣ 6 Ν Ε Η Θ 6 Α &Η Λ Μ [ 6 Μ 8 Λ ϑ Ε ⊥6 Ε Η Ε 6 6 Β Μ Ε 86 0Μ 6 [ Κ6 8ΚΛ Η , Κ8 ∀Δ Η 66 6Α Ε ΜΙ 8Λ Β Μ Σ[ 6 Μ Α8 Ε Η [ Κ8Α Ν ΚΑ8 Λ Μ Κ6 Ε Σ∴ Ε Μ 一
Ε 8ΚΛ Η 9 Ρ Ν 6 [ ΙΗ Ε ϑ Κ6 Α Λ Ω 己∀ ∃ ΚΗ 7 ΣΕ Η 8 Α 6Ε Η Α6Η ΑΚ8Κ∴ 6ΣΙ Μ 6 Η 66 8 Σ 8 9 &Η 8Σ飞∀Δ 7 Ε 7 6 Μ , 8 Ν6 [ΙΗ ΕΜΗ Κ6Α Λ Ω占 ∀ 6 ΚΗ Ε 8ϑ Λ Υ
Α7 Ν6 Μ Κ6 ∃+ Φ ΚΗ 8Ν6 7 Ε Α 8 # # Ι6Ε Μ Α ΚΗ . Σ6一8Ε Κ , Ο ΚΗΠ ΚΕ Η Θ ς 6Μ 6 Μ 6 6 Λ Η Α 8 Μ Β 6 8 6[ ] Ι Β ΑΚΗ Θ 8 Μ 6 6 一 Μ ΚΗ Θ 己∀ 6 Α 6 Μ Κ6 Α Ε Η [ 7 ΣΕ Η 8
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Α8 Ε Η 8 ]6 ΩΛ Μ 6 Δ Δ 3− Φ ;二 9 Δ : , ς ΝΚ6 Ν ς Ε Α Ε] Λ Β 8 一 < 9 < 监 , ς Ν 4 Σ6 Ε ) ΝΕ Μ 7 [ 6 6 Μ 6 ΕΑ 6 ΚΗ Ε 8ϑ Λ Α 7 Ν 6Μ Κ∃ 己∀ ∃ ς Κ8Ν
Ε Η Ε ∴ 6 Μ Ε Θ 6 Λ Ω 一 = 卜 偏 ς Ε Α ΩΛ Β Η [ Α ΚΗ 6 6 ∀ ? Δ 3− Φ Γ 9 < Δ: 9 >Λ ϑ 7 Ε Μ 6 [ ς Κ8Ν 8ΝΛ Α 6 ΩΜ Λ ϑ Κ6 6 > Λ Μ 6 ]Β ] ]Σ6Α , ϑ Λ Μ 6
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8Ν6 ΣΕ 8 86Μ , Ε Η [ 8Ν 6 [ ΚΩΩ3 Μ 6 Η 6 6 Λ Ω Μ 6 Ε Σ Ε 8ϑ ΛΑ 7 Ν 6Μ Κ6 己∀ ∃ ]6 8ς 6 6 Η 8Ν6 Θ Μ Λ ς 8Ν Α Κ86 Λ Ω 8Ν 6 8 Μ 6 6 ΕΗ [ 8Ν 6 Θ ΣΛ ] 6 9
_ 6 Ι ς Λ Μ[) Ρ 概 Μ ΚΗ Θ , . 8ΜΗ ΛΑ 7Ν6 Μ 6 , Ε ∀ > , ⎯叼6 Σ
∀ 引 言
工业革命以来 , 由于大量化石燃料的燃烧和去
森林化 , 大气 > Λ Φ 浓度迅速升高≅‘, α , 并对全球气候
产生很大的影响 , 进而影响人类文明的发展 9 为此准
确地预测出未来大气 ∃Χ 浓度 , 对地球表面的碳循
环进行定量的评估非常关键 9 当前在全世界许多地
点进行了大气 ∃+ ; 浓度的监测 , 并通过多种手段从
各种地质档案 , 如冰芯 、 植物化石等中获得 了大气
∃ Χ 浓度的长期趋势 , 这些信息为了解全球性碳循
环提供了很大帮助 9 然而 , 在 ∃ + ; 长期增加过程 中,
陆地生物圈和海洋起 了何种作用仍不很清楚 , 这就
要求我们在 测定大气 ∃姚 浓度 的 同时 , 需对大气
> Λ ; 中 己‘ > 加 以测定 , 因为大气一陆地生物圈之间
的同位素分馏远大于大气圈 一表层海洋之间的同位
素分馏 9 在这一基础上 , 可将陆地生物圈和大气圈之
间的 ∃ + ; 交换同海洋跟大气圈之间的 ∃+ ; 交换分
离开来〔‘”α 9 因此 , 研究大气 己‘’> 的变化历史 , 有助
于预测今后的趋 向 , 对全球变化的研究和全球碳循
环模型的完善具有重要意义 9 然而 , 大气 己‘ > 的直
接仪器测量从 ∀! = ? 年才开始 , 且只是对全球零星站
点进行测量 , 缺乏长期和系统性 的资料 9 冰芯气泡
中大气 Ε ‘ > 分析能较好地提供有益信息 , 但提供的
序列往往间断不连续 , 年代越古老 , 分辨率越低 9
‘ 中国科学院知识创新工程重大项 目3_ Φ ∃ΟΣ 一 ∀ 一 :和 中国科学院
冰芯与寒 区环境开放实验室知识创新工程资助项 目3 ∀ Δ < = : 9
‘ 关 通讯联系人
∀ 一 一 = 收稿 9 ∀ 一 ∀ ∀ 一 = 接受 9
∀ # = 应 用 生 态 学 报 ∀ # 卷
根据 /ΕΜ ΧΒ ΝΕ Μ 等〔’飞提出的植物碳同位素分馏
模型 , 植物碳同位素比率3己” > 0:由大气 >Λ ; 碳同
位素比率3Ε ’ > Ε :和植物内部 >姚 浓度3∃ , :与大气
∃ + ; 浓度 3∃Ε :之 比共同决定 9 已有研究结果表明 ,
树木年轮 占‘, > 能较好地反映大气 < ‘ > 的变化〔=〕,
但较少有人试把树木年轮 Ε ‘ > 转变为大气 Ε ‘ > 信
号β‘ , ‘“∀ 9 而这种转换的一个明显优势是可 以得到一
个时间分辨率高 、时间较长 、且连续的大气 己’ > 序
列 9 本文利用冰芯气泡 >姚 中的 Ε ’ > 测量结果 , 对
新疆阿勒泰地区落叶松树木年轮 < ‘ > 值进行了校
正 , 以求直接获取大气< ’ > 变化信息 9
表 Σ 利用冰芯气泡恢复的大气 > Λ ; 中‘’ > 值阁和树木年轮 ‘ ’ >
值的 >Κ χ 几
Ρ Ε] Σ6 ∀ 6 Ε Σ6 Β一Ε 86 [ ∃ χ ∃Ε ∴Ε ΣΒ 6Α Β Α ΚΗ Θ ‘∀ 6 Λ Μ Ε 8ϑ Λ Α 7Ν 6 Μ Κ> 6场 ΩΜΛ ϑ
Κ6 6 > Λ 比 ] Β ] ] Σ6 Ε Η [ 8似· Μ Κ叱 < ∀ 6 Α6 Μ Κ6Α
公元年
5 6 Ε Μ
. Σ:
树木年轮 占‘ ∃ 值 大气 ? ‘ ∃ 值 ∃ χ ∃ΕΡ Μ 6 一 Μ 、了、Θ 己∀ ∃
∴ ΕΣΒ 6 Α 3、 : .8
Η 、。弋7 Ν
1&, 七
6 Μ Κ> < ∀ ∃
Α3监 :
材料与方法
9 ∀ 样品采集和处理
实验用样品落叶松31Ε ,二 、Σ] ΚΜ以 :于 ∀! ? ∀ 年 = 月 ∀ 日
采集于新疆阿勒泰县林上限区3? = ’#Δ ’( , # ? ’ ’∋ , 海拔 ∀
ϑ : 9 树龄 # ? < 年 , 树高 ∀ 9 Α ϑ , 胸直径 # ? 9 > ϑ 9 森林内植被
覆盖率为 ? ! 9 < δ , 主要是草类和灌木 9 土壤为山地灰化森林
土 , 土层较薄 , 平均土壤厚度只有 ∀ ! >ϑ 9 坡度较缓 , 整个
森林内坡度为 9 ’ , 采样点为 飞< 9 试验样品的处理与分析
见文献 ≅ ‘ε , 分析结果以 己‘’∃二。表示 ;
己‘, 6 0 ;。 一 β≅ ‘’∃ χ ‘, ∃ α样品 一 ≅ ‘, ∃ χ ‘Φ ∃ α标准 εχ 〔‘ ∃ χ ‘Φ ∃ α标准
大 ∀ 3: 3∀ :
9 数据处理
根据 /Ε ΜΧ Λ ΝΕ Μ ≅ Δ ε提出的模型 , 植物 己‘’> 值的大小由大
气 占” ∃ 值和 ∃ χ ∃Ε 比来决定 9 反过来 , 如果知道 ∃ χ ∃Ε 比
例的大小 , 植物 Ε ‘ > 则可以直接转换成大气 < ‘ ∃ 9 为此 , 使
用从南极冰芯气泡测定的大气己”∃ 来建立和检查 Χ χ ∃Ε 随
时间的可能变化情况 9 转换方程 3: 有
3几χ ∃Ε 二 3占” ∃Ε 一 占 ‘, ∃0 一 # 9 # :χ 9 < 3 :
方程3 :的计算结果见表 ∀ 9 由表 ∀ 可 以看出 , ∃Κ χ ∃Ε 的
变化未呈明显的趋势3。 二 9 # , , , Γ : , 主要在偏离平均数
9 ∀ 的范围内波动 9
假定 ∃ χ 几 在树木整个生活史中均恒定在 9 Δ? 左右
3因树木在进行气体交换过程中普遍存在一种自动均衡调节
功能 , 从而使 ∃ χ ∃Ε 趋向不易随环境气候条件的变化而有
较大的波动 Σ‘“· ‘= ε 9 ς ΛΗ Θ 等 φ ’# ε和孙 谷畴等「 〕在控制条件的
实验中也得出了玉蜀黍3肠 ϑΕ∗ 、 :、 按树3(Β >Ε 加Β 、加Β> ΚΥ几∗川 :和荷木3Ζ翻 ϑ Ε ΑΒ 户列左 :等叶片的 ∃∀ χ ∃Ε 在较大的光
照 、养分水平 、水分等变幅下几乎为一常数:, 则利用方程3:
可以建立大气台‘ > 值3简称为树木年轮大气 < ’ > 值:的变
化 建立的树木年轮大气己‘ > 的变化如图 ∀ 9
结果与讨论
∀= # # 一 9 = ?
∀= < # 一 9 ! <
∀= ! ∀ 一 # #
∀ ? ∀< 一 9 = #
∀? ! 一 # 9 #
∀?# 一 9 #
∀ ?# = 一 9 ?
∀? Δ# 一 9 ? =
∀? ∀? = # 一 # 9 ∀
∀? = ? 一 Δ 9 ∀
∀? ? = 一 9 < ?
∀? ! ! 一 9 ?
∀! 一 9 ! ?
∀! Δ 一 # =
∀! ! 一 # 9 # Δ
∀! ∀Δ 一 # 9 ! !
∀! ∀ 一 # 9 =
∀! = 一 Δ 9 !
∀! Δ 一 # 9 < Δ
∀! # 一 # 9 < ∀
∀! Δ 一 # 8 Δ<
平均值 ⎯ 6 Ε Η ∴ Ε ΣΒ 6 Α
标准差 ) , Ε Η [ Ε Μ [ 6 Μ , Λ Μ、
一 < 9 # ?
一 < 9 ∀
一 < 9 # ?
一 < 9 !
一 < 9 <
一 < 9 Δ #
一 < 9 Δ ∀
一 < 9 # ?
一 < 9 Δ Δ
一 < #
一 < 9 Δ ∀
一 < 9 #
一 < 9 = =
一 < 9 ?
一 < 9 = ∀
一 < 9 Δ Δ
一 < 9 ?<
一 < 9 = Δ
一 < 9 = ?
一 < ! ∀
一 < 9 ?
一 < 9 ? Δ
9 Δ =
9 Δ !
9 Δ !
9 Δ =
9 Δ ?
9 Δ Δ
9 Δ #
Δ =
9 Δ ?
9 Δ !
9 <
9 Δ =
9 Δ <
9 Δ =
9 Δ ?
9 <
9 < ∀
9 <
9 <
9 Δ!
9 Δ!
9 Δ!
9 Δ ?
9
舅一 <网话‘
仇
口
隽拓 ∀Δ! ∀<# ∀< ! ∀=# ∀=! ∀?# ∀?! ∀!# ∀!!
年 56 ΕΜ
图 Σ 利用树木年轮序列 重建的大气 < ’ ∃ 值的时间变化及与冰芯
气泡和直接大气测量所获得的大气 ? ’ > 值3如圆所示 :的 比较3两者
的线性回归方程为 ; 少 Γ Λ 9 Λ < Ο 一 # 9 Δ = ∀# , 尺 二 9 < ! , , Γ :
Μ ΚΘ 9 ∀ ∃Ν Ε Η Θ 6 ) Λ Ω 占’ ∃ Λ Ω Ε 8ϑ Λ Α 7 Ν 6 Μ Κ> ∃Χ ΚΗ 8 Ν 6 7 Ε Α 8 # # ∴6 Ε Μ、 ΚΗ
川6 Κ8Ε Σ , Ο ; Η: Ο Ε Η Θ Μ 6 6 Λ Η Α 8Μ Β > 8 6 [ ]Ι Β 、ΚΗ Θ 8 Μ 6 6 一 Μ ΚΗ Θ 占∀ ∃ Α 6 Μ Κ6 Α Ε Η [ 6 Λ ϑ Υ
7Ε Μ ΣΑΛ Η ς Κ8 Ν Ε 8 ϑ ΛΑ 7 Ν Λ Μ ; 6 占 & ∃ ΩΜΛ Η Σ [ ΚΜ 6> 8 Λ胶Μ∴Ε 8ΚΛΗ ΕΗ[ Κ6 6 >ΛΜ6 ] Β ] Σ 6 Υ
9 ∀ 树木年轮大气 Ε ‘ > 的基本特征
以 ∀? Δ 年为界 , 大致可将树木年轮大气 < ’ ∃
的变化划分为两个阶段 9 ∀ ? Δ 年之后 的下降趋势
3− Φ Γ 9 < Δ :和之前的相对恒定3− Φ Γ 9 Δ : 9 ∀ ? Δ
年前 , 树 木年 轮大气 < ‘ > 值的 平 均 值 约 为
一 < 9 < 偏 9 这与 1 6 Β 6 Η ] 6 ΜΘ 6 Μ 等 ≅‘’α从极 地冰芯气泡
计算的结果非常接近 9 他认为 , 从公元 ∀ 年左右
直到 ∀! 世纪中叶 , 地球大气 Ε ’ ∃ 值较为稳定 , 平均
约为 一 < 9 # ?愉 9 这说明在 ∀ ? Δ 年未受人类活动较大
干扰之前 , 陆地生物圈 、大气圈和海洋之间的 ∃
∀ # = 应 用 生 态 学 报 ∀ # 卷
根据 /ΕΜ ΧΒ ΝΕ Μ 等〔’飞提出的植物碳同位素分馏
模型 , 植物碳同位素比率3己” > 0:由大气 >Λ ; 碳同
位素比率3Ε ’ > Ε :和植物内部 >姚 浓度3∃ , :与大气
∃ + ; 浓度 3∃Ε :之 比共同决定 9 已有研究结果表明 ,
树木年轮 占‘, > 能较好地反映大气 < ‘ > 的变化〔=〕,
但较少有人试把树木年轮 Ε ‘ > 转变为大气 Ε ‘ > 信
号β‘ , ‘“∀ 9 而这种转换的一个明显优势是可 以得到一
个时间分辨率高 、时间较长 、且连续的大气 己’ > 序
列 9 本文利用冰芯气泡 >姚 中的 Ε ’ > 测量结果 , 对
新疆阿勒泰地区落叶松树木年轮 < ‘ > 值进行了校
正 , 以求直接获取大气< ’ > 变化信息 9
表 Σ 利用冰芯气泡恢复的大气 > Λ ; 中‘’ > 值阁和树木年轮 ‘ ’ >
值的 >Κ χ 几
Ρ Ε] Σ6 ∀ 6 Ε Σ6 Β一Ε 86 [ ∃ χ ∃Ε ∴Ε ΣΒ 6Α Β Α ΚΗ Θ ‘∀ 6 Λ Μ Ε 8ϑ Λ Α 7Ν 6 Μ Κ> 6场 ΩΜΛ ϑ
Κ6 6 > Λ 比 ] Β ] ] Σ6 Ε Η [ 8似· Μ Κ叱 < ∀ 6 Α6 Μ Κ6Α
公元年
5 6 Ε Μ
. Σ:
树木年轮 占‘ ∃ 值 大气 ? ‘ ∃ 值 ∃ χ ∃ΕΡ Μ 6 一 Μ 、了、Θ 己∀ ∃
∴ ΕΣΒ 6 Α 3、 : .8
Η 、。弋7 Ν
1&, 七
6 Μ Κ> < ∀ ∃
Α3监 :
材料与方法
9 ∀ 样品采集和处理
实验用样品落叶松31Ε ,二 、Σ] ΚΜ以 :于 ∀! ? ∀ 年 = 月 ∀ 日
采集于新疆阿勒泰县林上限区3? = ’#Δ ’( , # ? ’ ’∋ , 海拔 ∀
ϑ : 9 树龄 # ? < 年 , 树高 ∀ 9 Α ϑ , 胸直径 # ? 9 > ϑ 9 森林内植被
覆盖率为 ? ! 9 < δ , 主要是草类和灌木 9 土壤为山地灰化森林
土 , 土层较薄 , 平均土壤厚度只有 ∀ ! >ϑ 9 坡度较缓 , 整个
森林内坡度为 9 ’ , 采样点为 飞< 9 试验样品的处理与分析
见文献 ≅ ‘ε , 分析结果以 己‘’∃二。表示 ;
己‘, 6 0 ;。 一 β≅ ‘’∃ χ ‘, ∃ α样品 一 ≅ ‘, ∃ χ ‘Φ ∃ α标准 εχ 〔‘ ∃ χ ‘Φ ∃ α标准
大 ∀ 3: 3∀ :
9 数据处理
根据 /Ε ΜΧ Λ ΝΕ Μ ≅ Δ ε提出的模型 , 植物 己‘’> 值的大小由大
气 占” ∃ 值和 ∃ χ ∃Ε 比来决定 9 反过来 , 如果知道 ∃ χ ∃Ε 比
例的大小 , 植物 Ε ‘ > 则可以直接转换成大气 < ‘ ∃ 9 为此 , 使
用从南极冰芯气泡测定的大气己”∃ 来建立和检查 Χ χ ∃Ε 随
时间的可能变化情况 9 转换方程 3: 有
3几χ ∃Ε 二 3占” ∃Ε 一 占 ‘, ∃0 一 # 9 # :χ 9 < 3 :
方程3 :的计算结果见表 ∀ 9 由表 ∀ 可 以看出 , ∃Κ χ ∃Ε 的
变化未呈明显的趋势3。 二 9 # , , , Γ : , 主要在偏离平均数
9 ∀ 的范围内波动 9
假定 ∃ χ 几 在树木整个生活史中均恒定在 9 Δ? 左右
3因树木在进行气体交换过程中普遍存在一种自动均衡调节
功能 , 从而使 ∃ χ ∃Ε 趋向不易随环境气候条件的变化而有
较大的波动 Σ‘“· ‘= ε 9 ς ΛΗ Θ 等 φ ’# ε和孙 谷畴等「 〕在控制条件的
实验中也得出了玉蜀黍3肠 ϑΕ∗ 、 :、 按树3(Β >Ε 加Β 、加Β> ΚΥ几∗川 :和荷木3Ζ翻 ϑ Ε ΑΒ 户列左 :等叶片的 ∃∀ χ ∃Ε 在较大的光
照 、养分水平 、水分等变幅下几乎为一常数:, 则利用方程3:
可以建立大气台‘ > 值3简称为树木年轮大气 < ’ > 值:的变
化 建立的树木年轮大气己‘ > 的变化如图 ∀ 9
结果与讨论
∀= # # 一 9 = ?
∀= < # 一 9 ! <
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一 < 9 ∀
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舅一 <网话‘
仇
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隽拓 ∀Δ! ∀<# ∀< ! ∀=# ∀=! ∀?# ∀?! ∀!# ∀!!
年 56 ΕΜ
图 Σ 利用树木年轮序列 重建的大气 < ’ ∃ 值的时间变化及与冰芯
气泡和直接大气测量所获得的大气 ? ’ > 值3如圆所示 :的 比较3两者
的线性回归方程为 ; 少 Γ Λ 9 Λ < Ο 一 # 9 Δ = ∀# , 尺 二 9 < ! , , Γ :
Μ ΚΘ 9 ∀ ∃Ν Ε Η Θ 6 ) Λ Ω 占’ ∃ Λ Ω Ε 8ϑ Λ Α 7 Ν 6 Μ Κ> ∃Χ ΚΗ 8 Ν 6 7 Ε Α 8 # # ∴6 Ε Μ、 ΚΗ
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7Ε Μ ΣΑΛ Η ς Κ8 Ν Ε 8 ϑ ΛΑ 7 Ν Λ Μ ; 6 占 & ∃ ΩΜΛ Η Σ [ ΚΜ 6> 8 Λ胶Μ∴Ε 8ΚΛΗ ΕΗ[ Κ6 6 >ΛΜ6 ] Β ] Σ 6 Υ
9 ∀ 树木年轮大气 Ε ‘ > 的基本特征
以 ∀? Δ 年为界 , 大致可将树木年轮大气 < ’ ∃
的变化划分为两个阶段 9 ∀ ? Δ 年之后 的下降趋势
3− Φ Γ 9 < Δ :和之前的相对恒定3− Φ Γ 9 Δ : 9 ∀ ? Δ
年前 , 树 木年 轮大气 < ‘ > 值的 平 均 值 约 为
一 < 9 < 偏 9 这与 1 6 Β 6 Η ] 6 ΜΘ 6 Μ 等 ≅‘’α从极 地冰芯气泡
计算的结果非常接近 9 他认为 , 从公元 ∀ 年左右
直到 ∀! 世纪中叶 , 地球大气 Ε ’ ∃ 值较为稳定 , 平均
约为 一 < 9 # ?愉 9 这说明在 ∀ ? Δ 年未受人类活动较大
干扰之前 , 陆地生物圈 、大气圈和海洋之间的 ∃
∀ # = 应 用 生 态 学 报 ∀ # 卷
# 结 语
利用树木年轮可较真实地重建大气 Ε ’ > 的变
化历史 , 从而克服 了利用冰芯气泡所得结果间断、分
辨率不高 , 以及直接大气观测年代短 、费时费力的缺
点 9 同时 , 不同地区大气 己‘’∃ 可能存在差异 , 不同分
辨率的大气 占’“> 值序列可能包含有不同的信息 , 因
此对全球碳循环更好的完善需要研究区域性的碳循
环长期变化 , 树木几乎遍及全球的分布提供了这种
条件 , 而这是直接观测和冰芯记录很难达到的 9
本文结果仅源于对一棵树树木年轮 Ε ‘ > 值的
分析 , 其代表性如何还有待于进一步的探讨 9 有人观
察到树木年轮碳同位素序列主要反映的是 区域性的
气候变化而非局地气候因子的影响 φ ’“, 川 9 既然树木
年轮 Ε ‘’> 响应的时区域性的气候变化 , 树木年轮大
气 Ε ‘’> 所揭示的变化特征也可能与区域性的大气
< ‘’> 变化有关 9 另外 , 忽略 了气候变化引起 了生化
分馏系数 ] 的变化 9 生化分馏系数 ] 的大小是 由光
合酶 − Βγ 0 竣化酶决定的 9 酶对’ ∃+ Φ 的识别能力对
温度的高低有一定的依赖性 9 ’ 16 ΕΜ Ι仁“3:α 报道 , 在
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作者简介 陈 拓, 男 , ∀ !=∀ 年生 , 博士 , 主要从事树木年轮
与全球变化研究 , 发表论文 余篇 9 ( 一ϑ ΕΚΣ ; >Ν6Η 8ΒΛ μ Η Α 9
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