全 文 ：　[收稿日期] 　2010-04-07;2010-08-17修回
　[基金项目] 　国家“十一五”科技支撑计划项目“石漠化综合治理与植被恢复技术研究”(2006BAD03A0303)
　[作者简介] 　刘映良(1975-),男 ,副教授 ,博士 ,从事森林生态 、恢复生态方面的研究。 E-mai l:Liuyl-23@126.com
[ 文章编号] 1001-3601(2010)09-0570-0038-04
荔波瘤果茶年轮宽度与气候因子的关系
刘映良 , 杜兴乔
(贵州师范大学 生命科学学院 , 贵州 贵阳 550001)
　　[摘　要] 以荔波瘤果茶树木年轮作样本 ,运用树木年轮气候学的方法 ,分析了树木年轮宽度与气温 、降
雨量和相对湿度之间的关系。结果表明:1)荔波瘤果茶生长对气候变化十分敏感;2)荔波瘤果茶年轮宽度与当年年平均气温和前一年年平均气温均为负相关 ,与当年 4-9月平均气温极显著负相关;与当年 3-11
月的月平均气温负相关 ,与 1月 、2月 、12月的月平均气温正相关 ,与前一年 2月 、8月 、9 月 、12月的月平均
气温正相关 ,其他月份均为负相关;3)荔波瘤果茶年轮宽度与当年的年降雨量呈极显著正相关 ,与前一年的年降雨量亦呈正相关;与当年 4-9月降雨量呈极显著正相关 ,与前一年 4-9月降雨量亦呈正相关;与当年
5月 、11月降雨量呈负相关 ,其余月份均为正相关;与前一年的 1月 、2月 、4月 、11月 、12月降雨量呈负相关 ,与其他月份呈正相关;4)荔波瘤果茶年轮宽度与当年的年平均相对湿度呈极显著正相关 ,与前一年的年平
均相对湿度亦呈正相关 ,与当年 4-9月平均相对湿度呈极显著正相关 ,与前一年 4-9月平均相对湿度呈显著正相关;与当年月平均相对湿度在 1月 、2月为负相关 ,与其他月份均呈正相关 ,与前一年的月平均相对湿
度只有 2月呈负相关 ,其他月份均为正相关。[关键词] 荔波瘤果茶;年轮宽度;气候因子;相关性[中图分类号] S571.9 [文献标识码] A
Correlation between Climatic Factor and Ring Width
of Camellia rubimuricata
LIU Ying-liang , DU Xing-qiao
(School of Lif e Sciences , Guizhou Normal University , Guiyang , Guizhou 550001 , China)
　　Abstract:The cor relation betw een temperature , precipitation , relative humidity and ring w idth of
Camell ia rubimuricata was analy zed by the dendroclimatic method.The resul ts showed that 1)Camel lia
rubimuricata presented high sensitivi ty to climatic changes , 2)the ring width of Camell ia rubimuricata
was negatively co rrelated to average annual temperature of cur rent and preceding year , signif icantly
negat ively cor related to average temperature f rom April to September o f the current year , negatively
co rrelated to average tempe rature f rom March to November o f the current year , po sitively co rrelated to
monthly average temperature of Decembe r , January and February , po sitiv ely co rrelated to monthly average
temperature o f February , August , September and December of the preceding year , 3)the ring w idth of
Camell ia rubimuricata was very signif icantly posi tively co rrelated to annual precipi tat ion of the current
y ear , significant ly posit ively co rrelated to annual precipi tation of the preceding year , very signif icantly
po sitively correlated to precipitat ion f rom April to September o f the cur rent y ea r , po si tively cor related to
precipita tion f rom Apri l to September o f the preceding yea r , negatively co rrelated to precipitat ion o f M ay
and November of the current y ea r , and negatively co rrelated to precipitation of January , February , Apri l ,
November and December of the preceding year , 4)the ring w idth of Camell ia rubimuricata was ve ry
significant ly posi tively correlated to average annual relat ive humidi ty of the current y ea r , po sitively
co rrelated to average annual relat ive humidi ty of the preceding year , very significant ly posi tively correlated
to average annual relative humidi ty f rom April to September of the current y ear , significantly po sitively
co rrelated to average annual relative humidity f rom A pril to Septembe r o f the preceding year , negatively
co rrelated to monthly average relative humidi ty of January and February o f the current y ear , and negatively
co rrelated to monthly average relative humidi ty of February of the preceding year.
Key words:Camel lia rubimuricata;ring width;climatic factor;co rrelation
　　树木年轮中含有大量过去气候变化的信息[ 1] ,
大多数树木年轮的宽窄能够真实地记录每年有利或
不利的气候因素[ 2] 。因此 ,利用树木年轮资料获取
气候与环境的变化 ,成为获取过去气候环境演变数
据的重要方法之一[ 2] 。树木生长过程中每一年年轮
的形成都取决于当年及生长前期的许多气候因子
(主要是温度和降水)的综合影响 ,这种影响在树木
生长和年轮结构中是很重要的[ 3] 。有些研究发现 ,
当生长季的温度过高而水分又不足时 ,生长季的高
温多表现为与年轮宽度的负相关[ 4-6] ,生长期内降水
量与树木的径向生长成正相关[ 7-9] 。我国树木年轮
气候学的研究主要集中于青藏高原和西北部等干旱
　贵州农业科学　2010 , 38(9):38 ～ 41　Guizhou Ag ricultural Science s
地区 、半干旱地区 ,内蒙中部地区和东北地区 ,河北
地区也有相关报道[ 10-17] ,而我国南方及西南地区则
少见报道 。荔波瘤果茶(Camell ia rubimuricata
Chang et Xu)属山茶科 ,山茶属 ,是茂兰喀斯特森林
的特有植物 ,生于海拔 700 ～ 800m 的石灰岩山地林
中。为了揭示荔波瘤果茶年轮宽度与气候因子的相
关性 ,进一步认识气候对喀斯特地区树木生长的影
响 ,为喀斯特地区物种的保护 、开发与利用提供佐
证 ,笔者分别从气温 、降雨量 、相对湿度等之间的相
互关系进行分析 。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
茂兰国家级自然保护区位于贵州省南部黔桂交
界处 , 其东 、南面与广西环江县毗邻 。东西宽
22.8 km ,南北长 21.8km ,为世界亚势带难得的保
存完好的喀斯特森林 ,属中亚热带季风湿润气候 。
年平均气温 18.5℃,冬季月均气温不低于 5℃,夏季
月均气温不高于 30℃,年平均降雨量 1 215.4mm 。
1.2 方法
2008年 8月 ,在茂兰国家级自然保护区内 ,采
用典型样地调查法 ,样地大小为 20m ×20m , 对样
地内所有荔波瘤果茶的地径 、树高 、冠幅 、生境进行
调查记录 ,用生长锥确定树龄最大的荔波瘤果茶 ,将
其砍伐后做解析木 ,取地径处圆盘 。将圆盘带回实
验室 ,对圆盘进行打磨 ,采用十字交叉法 ,用游标卡
尺测量 , 获得年轮宽度数据。数据分析采用
S PSS16.0软件进行 。
1980年至 2007年的气象资料由茂兰国家级自
然保护区管理局提供 。
平均敏感度(MS)[ 3]用下式计算:
MS= 1
n-1 ΢
n -1
i=1 2(X i+1-X i)X i+1 +X i
式中:MS 为平均敏感度 , Xi为第 i个年轮宽度值 ,
X i+1为第 i+1个年轮宽度值 ,n为该样本年轮的总数。
2 结果与分析
2.1 年轮宽度变化的平均敏感度
平均敏感度(MS)的取值范围为 0在实际统计计算中 ,该值一般小于 1 ,常见在 0.10 ～
0.60 ,大量的值集中在 0.10 ～ 0.40 ,实际工作中一
般取MS >0.2 的序列。MS 值大的标本保存的气
候信息就多 ,与大气候变化的关系也密切 。本试验
MS=0.309>0.2 ,属于敏感序列范围。表明 ,荔波
瘤果茶的生长对气候变化是相当敏感的 ,可以用来
研究树木生长与气候因子的关系 。
2.2 年轮宽度变化与气候因子的相关性
2.2.1 年轮宽度与气温的关系 荔波瘤果茶年轮
宽度与当年年平均气温和前一年年平均气温均为负
相关 ,相关系数分别为-0.331 、-0.172 ,年轮宽度
与当年 4-9月平均气温极显著负相关(P <0.01),
相关系数为-0.495。
由表 1可知 ,荔波瘤果茶年轮宽度与当年 3-
11月的月平均气温呈负相关 ,其中 9 月 、10月为显
著负相关(P <0.05), 11 月为极显著负相关
(P<0.01)。与 1月 ,2月 , 12月的月平均气温正相
关 。荔波瘤果茶年轮宽度与前一年的月平均气温关
系中 ,除 2月 、8月 、9月 、12 月是正相关外 ,其他月
份均为负相关。这与其他地区的研究结果类似 ,当
生长季的温度过高而水分又不足时 ,生长季的高温
多表现为与年轮宽度的负相关[ 4-6] ,这可能是因为生
长季的高温容易加快土壤蒸发失水量并提高蒸汽压
差 ,从而限制了树木的生理代谢活动 ,不利于树木的
径向生长。冬季的温度状况也影响着树木第 2年的
生长速率。当某年冬季温度偏低时 ,植物叶细胞内
原生质脱水 ,还可能因土壤冻结而导致树木根系冻
死 ,造成来年光合作用减低 , 且使树木生长期缩
短[ 1 1] 。而温暖的冬季则可以避免叶组织冻结 ,保证
代谢活动正常 ,从而使树木的来年生长潜力增大。
另外 ,温暖的冬季还会延长生长期 ,有利于树木进行
光合作用为下一年的生长积累较多的能量 ,使树木
在下一生长季的径向生长加快[ 2] 。初春温度回升较
快 ,养分并未过多消耗 ,生长季前期与生长季开始的
温度越高越有利于生长季的延长 ,所以初春温度与
年轮宽度呈正相关 。
2.2.2 年轮宽度与降雨量的关系 常将土壤湿度
作为供给水分的指标。在实际应用中 ,考虑到土壤
湿度的变化与大气降水有密切关系 ,用降雨量作为
指标比用土壤湿度能更明显地反映一个地方气候特
征及其长期变化 。因此 ,在研究树木年轮与水分变
表 1 荔波瘤果茶年轮宽度与月平均气温相关关系
Table 1　The co r relation betw een monthly ave rage tempera ture and ring width of Came llia rubimuricata
月份
Month
当年
Current yea r
上一年
P receding year
月份
Month
当年
Current yea r
上一年
P receding year
1 0.263 -0.096 7 -0.359 -0.184
2 0.009 0.129 8 -0.127 0.203
3 -0.101 -0.190 9 -0.378＊ 0.120
4 -0.300 -0.193 10 -0.392＊ -0.121
5 -0.037 -0.364 11 -0.515＊＊ -0.262
6 -0.142 -0.066 12 0.163 0.094
　注:＊为 P<0.05 , ＊＊为 P<0.01(下同)。
　No te:＊ is P<0.05 , ＊＊ is P <0.01 , the same below.
·39·　第 9 期 刘映良 等　荔波瘤果茶年轮宽度与气候因子的关系
化的关系时 ,常用降雨量作为水分指标。荔波瘤果
茶年轮宽度与当年的年降雨量呈极显著正相关
(P<0.01),相关系数为 0.479 ,与前一年的年降雨
量亦呈正相关 ,相关系数为 0.345;年轮宽度与当年
4-9月降雨量呈极显著正相关 ,相关系数为 0.483 ,
与前一年 4-9 月降雨量亦呈正相关 ,相关系数为
0.361。表 2 表明 ,荔波廇果茶年轮宽度与当年 5
月 、11月降雨量呈负相关 ,其余月份均为正相关;与
前一年的 1月 、2月 、4月 、11月 、12月降雨量呈负相
关 ,与其他月份呈正相关 ,其中与 7月降雨量达到极
显著正相关。
2.2.3 年轮宽度与相对湿度的关系 相对湿度对
年轮宽度也有影响 。荔波瘤果茶年轮宽度与当年的
年平均相对湿度呈极显著正相关(P<0.01),相关
系数为 0.494 ,与前一年的年平均相对湿度亦呈正
相关 ,相关系数为 0.279;年轮宽度与当年 4-9月
平均相对湿度呈极显著正相关 ,相关系数为 0.546 ,
与前一年 4-9月平均相对湿度呈显著正相关(P<
0.05),相关系数为 0.429。表 3说明 ,荔波瘤果茶
年轮宽度与当年月平均相对湿度在 1 月 、2月为负
相关 ,与其他月份均呈正相关;与前一年的月平均相
对湿度只有 2月呈负相关 ,其他月份均为正相关 。
表 2 荔波瘤果茶年轮宽度与月降雨量相关关系
Table 2　The co rr elation betw een monthly precipita tion and ring width o f Camellia rubimuricata
月份
Month
当年
Current yea r
前一年
P receding year
月份
Month
当年
Current yea r
前一年
P receding year
1 0.107 -0.2 7 0.355 0.488＊＊
2 0.155 -0.016 8 0.174 0.113
3 0.118 0.212 9 0.151 0.086
4 0.074 -0.295 10 0.209 0.067
5 -0.055 0.072 11 -0.236 -0.141
6 0.299 0.11 12 0.027 -0.167
表 3 荔波瘤果茶年轮宽度与月均相对湿度的相关性
Table 3　The co rrelation between monthly aver age relativ e humidity and ring width o f Camellia rubimuricata
月份
Month
当年
Current yea r
前一年
P receding year
月份
Month
当年
Current yea r
前一年
P receding year
1 -0.013 0.009 7 0.460 ＊ 0.465 ＊
2 -0.063 -0.314 8 0.365 0.169
3 0.427＊ 0.238 9 0.152 0.112
4 0.575＊ 0.426 ＊ 10 0.467 ＊ 0.159
5 0.427＊ 0.490 ＊＊ 11 0.120 0.166
6 0.462＊ 0.266 12 0.460 ＊ 0.132
3 结论与讨论
3.1 温度对树木年轮宽度的影响
本研究表明 ,荔波瘤果茶年轮宽度与当年 3-
11月的月平均气温负相关 ,说明在生长季 ,温度对
荔波瘤果茶的径向生长有重要影响 。生长季的温度
对树木年轮宽度的影响较为复杂 ,研究的结果也很
不一致。在干旱半干旱地区 ,温度是影响树木生长
的比较敏感的气候因子[ 19] 。生长季开始时最低温
度的升高有利于延长生长季 ,与年轮宽度正相关[ 8] 。
但也有研究认为 ,当生长季的温度过高而水分又不
足时 ,生长季的高温多表现为与年轮宽度的负相
关[ 4-6] 。Fri tt s[ 20]认为 ,生长季温度的降低常与年轮
宽度负相关或不相关 ,而温度较高的生长季不但利
于形成宽年轮 ,还能使年轮的密度较大。树木年轮
宽度常表现为与上一年秋末和冬季的高温负相
关[ 4] 。因此 ,温度对树木年轮宽度的影响 ,可能因树
种而异 ,与树种本身的生物学特性及生态学特性有
关 ,这值得进行深入研究 。
3.2 降水对树木年轮宽度的影响
荔波瘤果茶年轮宽度与当年的年降雨量呈极显
著正相关(P<0.01),年轮宽度与当年 4-9月降雨
量呈极显著正相关 ,相关系数为 0.483。这可能是
由于这期间的降水可加快光合作用产物的积累和加
速植物的后期生长[ 12] 。Xiong 等[ 9] 还发现 ,树木年
轮的宽窄还与生长当年夏季的降水多少呈正相关。
Caritat等[ 21] 研究发现 ,欧洲栓皮栎(Quercus suber)
的形成层宽度与每月(特别是秋季和冬季)的降水量
正相关 。北美白云杉(P icea g lauca)和美国短叶松
(Pinus banksiana)的径向生长与上一年的 7月或 8
月的降水量成正相关。这可能是由于上一年 7月或
8月的充足降水所导致的夏季末期的土壤水分状况
良好 ,使树木落叶减少且有利于树木进行光合作用
并积累营养[ 4-5] 。崔明星等[ 17] 对河北木兰围场油松
(Pinus tabulae formis)年轮和气候的研究中也认
为 ,上年 8 ,9月充足的降水与年轮宽度正相关;王云
霞等[ 16] 对天山云杉(p icea schrenkiana)的年轮宽度
与气候响应研究中也认为 ,上一年 5月 、8月 、9月的
降雨对第二年树木年轮宽度呈正相关 。综上可知 ,
降水对树木年轮宽度有影响 ,众多的研究均表明 ,降
水与树木的年轮宽度呈正相关。
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(责任编辑:彭　艳)
·41·　第 9 期 刘映良 等　荔波瘤果茶年轮宽度与气候因子的关系