全 文 ：沙 漠 与 绿 洲 气 象
Desert and Oasis Meteorology
第10卷 第1期
2016年2月
研究论文
收稿日期：2015-05-10；修回日期：2015-07-02
基金项目：科技部公益性行业（气象）科研专项（GYHY201206014）；
中国沙漠气象科学研究基金（Sqj2013015）共同资助。
作者简介：陈峰（1982-），男，副研究员，主要从事树木年轮与气候变
化研究。E-mail: feng653@163.com
新疆东部雪岭云杉和胡杨树轮记录的
干湿变化对比分析
陈 峰，尚华明，袁玉江
（中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆树木年轮生态实验室，中国气象局树木年轮理化研究重点实验室，
新疆 乌鲁木齐 830002）
摘 要：利用采自新疆东部的雪岭云杉和胡杨树轮样芯研制出区域树轮宽度年表。相关分
析发现雪岭云杉区域树轮宽度年表与上年 8月至当年 7月标准化蒸发指数（SPEI）变化有较好
相关性，相关系数为 0.67（P<0.01，n=54），同时胡杨区域树轮宽度年表也表现出较强的干湿变化
信号（r=0.48，P<0.01，n=54）。利用线性回归模型重建了新疆东部 1725—2013年上年 8月至当年
7月 SPEI变化，方差解释量为 45.3%。利用雪岭云杉区域树轮宽度年表能够较好地重建新疆东
部自 1725年以来的上年 8月至当年 7月的 SPEI变化，方差解释量达 45.3%。重建结果揭示新
疆东部 1725—1728 年，1737—1758 年，1765—1804年，1829—1834年，1845—1852年，1888—
1904 年，1915—1923 年，1932—1961 年，1969—1973 年，1986—2001 年偏湿；1729—1736 年，
1759—1764年，1805—1828年，1835—1844年，1853—1887年，1905—1914年，1924—1931年，
1962—1968年，1974—1985年，2002—2013年偏干。胡杨区域树轮宽度年表与雪岭云杉区域树
轮宽度年表所指示的干湿变化在年代际上存在一致性，但是胡杨对干湿变化响应往往滞后于雪
岭云杉。新疆东部干湿变化与天山中西部干湿变化在年际变化上存在很强一致性，但在年代际
变化上存在显著差异，并与甘肃河西走廊干湿变化存在紧密联系。
关键词：新疆东部；胡杨；雪岭云杉；树木年轮；干湿变化重建
中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1002-0799（2016）01-0034-07
陈峰，尚华明，袁玉江.新疆东部雪岭云杉和胡杨树轮记录的干湿变化对比分析[J].沙漠与绿洲气象，2016，20（1）：34-40.
doi：10.3969/j.issn.1002-0799.2016.01.005
干旱区半干旱区山地因其气候及冰川水资源的
变化对于平原绿洲农业区的重要影响，一直是气候
变化研究领域热点[1]。在中东亚干旱半干旱区的高
海拔山地分布有许多成片原始针叶林，这些森林不
仅在保持水土、涵养水源等方面发挥了重要作用，而
且其树轮也为古气候水文研究提供了可靠的代用数
据。最近十多年来，中东亚干旱半干旱区的树轮气候
水文研究取得了丰硕的成果：在青海柴达木盆地，树
轮学者利用祁连圆柏树轮样本，建立了许多长达千
年的树轮年表，其中最长的树轮年表达到了 4600 a，
并据此重建了该地区近 3500 a的降水变化[2，3]。在甘
肃祁连山黑河流域，前人不仅利用长达千年的祁连
圆柏年表重建了降水变化，同时还建立了近千年以
来黑河径流变化[4，5]。在黄河和长江源区，树轮学者
利用对干湿变化敏感的圆柏年表分别重建了
1234 a和 518 a的径流变化[6，7]。由我国青藏高原向
西延伸，树轮学者在巴基斯坦喀喇昆仑山地区建立
了多个长达 1000 a的树轮年表，并利用土尔其斯坦
圆柏（Juniperus turkestanica）的树轮氧同位素重建了
巴基斯坦北部地区近千年降水变化，揭示 20世纪是
近千年以来最为湿润的一个世纪[8，9]。在更西的中亚
天山与帕米尔高原交界的阿赖山，Esper等[10]建立了
超过 1300 a土耳其斯坦圆柏年表，分析了其树轮生
长与气候变化的关联，反演了过去 1300 a 气候变
化。在蒙古国，树轮学者建立了大量树轮宽度年表，
34
陈峰等：新疆东部雪岭云杉和胡杨树轮记录的干湿变化对比分析
并以此建立了过去几百年到千年的气候和河流径流
量变化[11-12]。但这些研究的树轮资料绝大多数都是
来自中东亚干旱半干旱区海拔相对较高的山地，而
在面积广大、海拔相对较低的平原绿洲荒漠区的树
轮资料十分缺乏，来自山地的树轮气候序列能否有
效表征整个地区气候变化尚存疑问。同时，平原绿洲
荒漠区，尤其是沙漠腹地，现代气候观测资料十分匮
乏，需要我们寻求更多的气候代用资料，以便深入对
中东亚干旱半干旱区气候变化研究。
新疆作为中东亚干旱半干旱区的重要组成部
分，远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋湿气
不易进入，形成明显的温带大陆性干旱气候，气温变
化大，日照时间长，降水量少，空气干燥。新疆年平均
降水量为 150 mm左右，但各地降水量相差很大，在
天山和阿尔泰山地区，受中纬西风所带来水汽的影
响，降水甚至大于 400 mm。作为中国西北干旱半干
旱区主要的天然林区，天山和阿尔泰山区森林广布，
其森林面积占中国西北地区森林总面积的近三分之
一，主要以西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、雪岭云
杉 （Picea schrenkiana）、西伯利亚云杉（Picea
obovata）等针叶树种为主。新疆树轮研究工作者利用
天山和阿尔泰山的树轮资料开展了大量的树轮气候
学研究，重建了这一区域过去几百年的温度和降水
序列[13-21]。但新疆北部低海拔的平原绿洲荒漠地区
树轮气候研究相对偏少，需要进一步加强在这一地
区树轮气候研究。新疆的平原绿洲荒漠地区分布了
许多胡杨（Populus euphratica）林，最大树龄达 300
a，是开展过去气候变化研究的宝贵材料。在 20世纪
80 年代，李江风等 [22]利用胡杨重建塔里木河径流
量。近几年，新疆树轮研究工作者在艾比湖流域利用
胡杨开展了温度重建研究[23]。本文通过对新疆东部
区建立的雪岭云杉和胡杨区域树轮宽度年表与木垒
气象站气候要素的响应进行分析，重建了该地区
1725年以来干湿变化特征，并讨论了山地与平原绿
洲荒漠的树轮干湿变化记录的异同。该研究工作对
于进一步了解新疆绿洲荒漠地区气候变化提供数据
支持，对认识气候变化背景下新疆绿洲荒漠地区的
气候生态环境演变具有重要意义。
1 资料与方法
1.1 研究区概况及树轮资料获取
新疆东部以温带荒漠干旱气候为主。研究区的
主要气候特征表现为降水稀少，温度变化幅度大，雨
热同期。根据木垒气象站 1959—2013 年的气候资
料，该地区年平均降水为 321.4 mm，年平均温度为
5.4 ℃，7月是温度和降水最高的月份。随着海拔高
度变化，研究区降水和植被覆盖有着明显的变化，由
下至上依次为荒漠草原带，针叶林带以及灌丛带。山
地针叶林的建群种为雪岭云杉, 雪岭云杉已经被证
明适于利用树轮宽度进行气候变化研究[15]，而在平
原绿洲荒漠森林的主要树种为胡杨。针叶林林下土
壤为灰褐森林土，胡杨林下为灰棕荒漠土。
树轮采样工作分别于 2013年 11月和 2014年
7月进行。在新疆东部的天山山区和古尔班通古特
沙漠南缘绿洲荒漠带分别布设了 7个雪岭云杉树轮
采样点（XDY，WTG，KGY，DLY，LBY，LTY，SQG）和
两个胡杨树轮采样点（SJQ和 MLH）（图 1和表 1）。
在 7个雪岭云杉树轮采样点共计采集了 186棵树的
372个树轮样芯，在 2个胡杨树轮采样点共计采集
了 52棵树的 104个树轮样芯。依照树轮样本处理的
基本程序，首先对所采样芯进行晾干、粘贴、磨平。用
砂纸将样芯打磨至年轮轮廓清楚，细胞清晰可见之
后，在显微镜下在树芯表面进行记号标识，用精度为
0.001 mm的 Velmex轮宽测量仪进行轮宽测量。利
用 COFECHA程序对交叉定年结果进行检验[24]。树
轮宽度年表的建立是利用 ARSTAN程序完成[25]。将
9个采样点的所有树轮宽度序列利用负指数函数进
行去除生长趋势处理[25]。由于不同采样点间的雪岭
云杉树轮宽度序列与胡杨树轮宽度序列存在较高相
关系数（r>0.5），以双权重平均法将上述去除生长趋
势后的序列合并成均值为 1、最小值为 0的无量纲
的雪岭云杉和胡杨区域树轮宽度标准化年表。以
ESP值[26]大于 0.85的起始年为树轮宽度年表有效起
始年份，雪岭云杉区域树轮宽度标准化年表和胡杨
区域树轮宽度标准化年表的有效起始年份为1725
年和 1835年。
图 1 新疆东部树轮采样点和气象站分布
35
沙 漠 与 绿 洲 气 象
Desert and Oasis Meteorology
第10卷 第1期
2016年2月
研究论文
表 1 新疆东部树轮采样点信息
1.2 气象资料和分析方法
利用相关函数分析了树轮宽度年表与气候要素
的关系。选用的气象资料为木垒气象站（1959—2013
年）的月降水量和月平均温度。此外，根据器测气象
资料计算了研究区的标准化降水蒸发指数（SPEI）
[27]。基于树轮宽度年表与气候的相关分析结果，建立
树轮宽度与气候因子的重建回归方程。为评价气候
重建效果，同时考虑校准期时间较短，采用逐一剔除
检验法进行验证，计算的统计量有相关系数，方差解
释量，符号检验，误差缩减值等[25]。
2 结果与讨论
2.1 树轮宽度变化的气候响应
相关分析结果发现，天山东部雪岭云杉径向生
长变化与降水主要呈正相关关系，而与温度呈负相
关关系（图 2）。进一步的相关普查发现雪岭云杉径
向生长变化与降水量、温度的季节性组合普遍较低
（r<0.6）。因此，利用研究区标准化降水蒸发指数进
行了相关普查，发现上年 8月至当年 7月平均 SPEI
与雪岭云杉径向生长变化的相关系数最高，达到
0.67（n=54，P<0.01）。天山东部胡杨区域树轮宽度年
表与木垒气象站的月平均温度、月降水量和 SPEI的
相关分析结果表明, 胡杨径向生长与当年 6—7 月
降水量的相关关系十分显著，超过了 0.05的显著性
水平。与雪岭云杉不同的是胡杨径向生长与冬季月
平均温度存在显著正相关，超过 0.05的显著性水平
（图 3）。类似于雪岭云杉，胡杨径向生长也与上年 11
月至当年 9月平均 SPEI存在显著相关，相关系数为
0.48（n=54，P<0.01）。从相关分析结果看，干湿变化
对于新疆东部地区雪岭云杉和胡杨径向生长的影响
大于温度的影响，这符合干旱区的树轮气候响应特
征。而 SPEI是充分考虑到降水、气温等多种气候因
素综合影响的一个气象指标，同时也考虑了前期干
旱的积累效应，更能够体现气候对树木生长的影响。
因此，两个树种的径向生长与 SPEI之间的相关较单
一气候因子要高。从树木生理角度讲，冬春季节温度
偏高，有利于休眠的树木形成层苏醒，使得胡杨的生
长季提前；同时，由于偏高的温度有利于冰雪消融，
地下水水位的抬升，这一方面又使胡杨在生长初期
有更充足的水分，更加有利于宽轮的形成。同时，当
生长季降水量相对充足，土壤水分的胁迫作用减弱
的情况下，良好的水分条件会促进雪岭云杉和胡杨
叶片的光合作用，增加树木光合作用所产生的积累
量，从而使得径向生长量增加，形成较宽的树轮。反
之，则形成较窄树轮。生长于山区的雪岭云杉在一定
程度上还受到温度变化影响，偏高的温度会加快土
壤的蒸散速度，加大土壤水分的散失，从而造成干旱
的发生或加重干旱，而干旱常是高温的背景，高温和
干旱都对雪岭云杉生长有着很大影响[28]。相反，胡杨
主要生长于平原绿洲荒漠地区，相对耐旱，其生长主
要依靠地下水补给，由温度升高所造成的地表土壤
干湿变化对其影响较小，其对干湿变化的敏感度较
图 2 新疆东部雪岭云杉和胡杨年表与降水、温度和 SPEI的相关系数
（虚线为 0.05的显著性水平临界值）
代号
XDY
WTG
KGY
DLY
LBY
LTY
SQG
SJQ
MLH
北纬
43°48′
43°40′
43°32′
43°36′
43°29′
43°32′
44°46′
45°02′
44°46′
东经
88°52′
89°10′
89°37′
90°14′
92°21′
92°53′
91°18′
90°33′
91°18′
海拔
2 000
2 180
2 230
2 335
2 390
2 220
2 516
1 045
774
坡向
NE
NE
N
N
N
N
N
N
E
树种
雪岭云杉
雪岭云杉
雪岭云杉
雪岭云杉
雪岭云杉
雪岭云杉
雪岭云杉
胡杨
胡杨
36
陈峰等：新疆东部雪岭云杉和胡杨树轮记录的干湿变化对比分析
图 4 SPEI重建序列与上年 8月到当年 7月平均 SPEI（a）和空间相关、上年 11月到当年 9月平均
SPEI（b）的空间相关
a b
雪岭云杉差。但是平原地区地下水补给受到了山区
径流变化影响，因此胡杨径向生长变化仍然与整个
区域干湿变化存在很强关联。
2.2 SPEI序列的建立
根据上述相关分析结果设计了 SPEI重建方程。
在校准期内（1960—2013年），重建序列很好地反演
了新疆东部干湿变化，二者在变化幅度和趋势上具
有很好的一致性。逐一剔除检验结果表明符号检验
（42+/12-） 超过了 99%置信度检验；误差缩减值
（0.41）和效率系数（0.41）均为正值。这些检验参数均
表明重建方程稳定可靠。利用雪岭云杉区域树轮宽
度年表能够较好地重建新疆东部自 1725年以来的
上年 8月至当年 7月的 SPEI变化，方差解释量达
45.3%。
图 3展示了新疆东部自 1725年上年 8月至当
年 7月 SPEI重建序列及其 15 a低通滤波曲线，其
平均值为 0.05，标准差为 0.37。重建结果揭示
1725—1728 年，1737—1758 年，1765—1804 年，
1829—1834 年，1845—1852 年，1888—1904 年，
1915—1923 年，1932—1961 年，1969—1973 年，
1986—2001 年偏湿；1729—1736 年，1759—1764
年，1805—1828年，1835—1844年，1853—1887年，
1905—1914 年，1924—1931 年，1962—1968 年，
1974—1985年，2002—2013年偏干。其中 1783年和
1928年分别是最湿润和最干旱年份。SPEI重建结果
显示在最近10 a新疆东部出现变干的趋势。空间相
关分析揭示 SPEI重建序列能够表征新疆东部大范
围干湿变化，但与天山西部地区干湿变化相关较低
（图 4a）。
图 3 新疆东部 1725—2013年上年 8月至当年
7月 SPEI重建序列及 15 a低通滤波曲线
2.3 雪岭云杉和胡杨树轮干湿记录对比
尽管胡杨树轮宽度年表与气候因子相关性较
低，难以达到重建标准，但是其仍包含了较强的干湿
变化信号（图 4b），截取雪岭云杉树轮宽度年表
1835—2013年之间的数据，对比发现两者在原始序
列上存在显著相关（r=0.24，n=179，p<0.01），经 15 a
低通滤波处理以后，相关系数上升为 0.30（图 5）。在
1850—1957年和 1987—2013年期间二者变化趋势
较为一致，1987 年以来的暖湿化趋势在最近 10 a
出现了转折。两者间最大的差异是 1958—1986年，
在此期间二者表现为反向变化：平原绿洲荒漠区表
现出显著偏干阶段，而山地干湿变化围绕均值表现
出显著的波动。同时，对比发现胡杨树轮宽度序列表
现出的干旱阶段比雪岭云杉树轮宽度序列表现出的
干旱阶段滞后 1~3 a出现，这种滞后现象可能是山
区径流向平原地区移动过程的产物。在生长于山地
的雪岭云杉主要受到干湿变化控制，对气候变化响
应敏感而迅速，而胡杨生长主要受到地下水水位的
影响，地下水补给水源从山区到平原地区需要较长
时间，使得胡杨对于区域干湿变化有所滞后。最近
10 a来，两者都表现出了显著下降趋势，这可能与
37
沙 漠 与 绿 洲 气 象
Desert and Oasis Meteorology
第10卷 第1期
2016年2月
研究论文
图 6 1725—2013年新疆东部与天山中西部
干湿变化序列对比
温度持续上升有关[24]，而山区的雪岭云杉树轮宽度
序列表现得更为明显，胡杨的变化趋势仍然表现出
滞后性。
图 5 胡杨树轮宽度年表与雪岭云杉树轮
宽度年表对比
2.4 区域对比
新疆树轮工作者已在天山山区进行了许多树轮
干湿变化研究工作，这为进行多点树轮重建结果对
比提供了可能性。利用天山中西部干湿变化序列
（1725—2005年）[23]与本重建序列进行比较。本重建
序列与天山中西部干湿变化序列的相关系数达到了
0.44（P<0.001，n=281），但在进行 15 a低通滤波处理
以后, 发现两个地区干湿变化在低频变化上存在较
大差异（图 6），如: 1725—1805年，1910—1950 年，
1990—2013年，这说明尽管两个地区的年际变化存
在很强的一致性，但由于受到不同区域气候系统，新
疆区域干湿变化在年代际变化上仍然存在较大差
异。1877—1879年和 1928年的大旱是东亚季风区
范围最为严重 2次极端干旱事件[29-32]，在新疆东部
干湿变化序列体现较为明显，而在天山中西部地区
这 2次干旱极端事件表现不明显。类似的，1917年
出现中亚地区历史上最为严重的干旱极端事件[13]，
在天山中西部干湿变化序列体现十分明显，而在天
山东部干湿变化序列甚至指示在这一时期还偏湿。
最近 10 a来，区域差异更加明显，天山中西部持续
变湿，而新疆东部却存在明显的变干趋势。这种反向
变化也很可能与西风和夏季风交互作用有关[33]。此
外，天山东端干湿变化序列与甘肃河西走廊北山地
区降水重建序列 [32] 在年际变化上存在显著正相关
（r=0.24，n=251，p<0.001），而年代际变化上两者基本
呈同位相变化，相关系数高达 0.31，这说明新疆东
部的干湿变化与甘肃河西走廊关联性较强，并有可
能受到了东亚夏季风影响，这与黄伟等[34]的研究结
果是一致的。
3 结论
（1）利用新疆东部的雪岭云杉和胡杨建立了两
个树种的区域树轮宽度年表，这两个树轮宽度年表
可信起止时间分别为 1725—2013年和 1835—2013
年。相关分析结果发现，天山东部雪岭云杉区域树轮
宽度年表与降水主要呈正相关关系，而与温度呈负
相关关系。胡杨径向生长与当年 6—7月降水量、冬
季月平均温度存在显著正相关。此外，两个树种的径
向生长与 SPEI之间都存在很强的正相关。
（2）利用雪岭云杉区域树轮宽度年表能够较好
地重建新疆东部自 1725年以来的上年 8月至当年
7月的 SPEI变化，方差解释量达 45.3%。重建结果
揭示 1725—1728 年，1737—1758 年，1765—1804
年，1829—1834年，1845—1852年，1888—1904年，
1915—1923 年，1932—1961 年，1969—1973 年，
1986—2001 年偏湿；1729—1736 年，1759—1764
年，1805—1828年，1835—1844年，1853—1887年，
1905—1914 年，1924—1931 年，1962—1968 年，
1974-1985年，2002—2013年偏干。
（3）新疆不同地区既有很强公共干湿变化信号，
也存在区域差异，特别是在低频变化上，而新疆东部
也与甘肃河西走廊干湿变化存在紧密联系。胡杨树
轮宽度年表与雪岭云杉树轮宽度年表所指示的干湿
变化在年代际上存在一致性，但是胡杨对干湿变化
响应往往滞后于雪岭云杉。
参考文献：
[1] 陈亚宁，杨青，罗毅，等.西北干旱区水资源问题研究思考
[J].干旱区地理，2012，35（1）：1-9.
[2] Shao XM, Xu Y, Yin ZY, et al. Climatic Implications of a
3585 -Year Tree -Ring Width Chronology from the
Northeastern Qinghai -Tibetan Plateau [J]. Quaternary
Science Reviews，2010，29（17-18）：2111-2122.
[3] Yang B, Qin C, Wang J, et al. A 3,500-Year Tree-Ring
Record of Annual Precipitation on the Northeastern
Tibetan Plateau[J]. Proceedings of the National Academy of
Sciences，2014，111（8）：2903-2908.
[4] Yang B，Qin C，Shi F，et al. Tree Ring -Based Annual
Streamflow Reconstruction for the Heihe River in Arid
Northwestern China from AD 575 and Its Implications for
38
陈峰等：新疆东部雪岭云杉和胡杨树轮记录的干湿变化对比分析
Water Resource Management [J]. The Holocene，2012，22：
773-784.
[5] Zhang Y, Tian QH, Gou XH, et al. Annual Precipitation
Reconstruction since AD 775 Based on Tree Rings from
the Qilian Mountains, Northwestern China[J]. International
Journal of Climatology，2011，31：371-381.
[6] 秦宁生，靳立亚，时兴合，等.利用树轮资料重建通天河流
域 518年径流量[J].地理学报，2004，59（4）：550-556.
[7] 勾晓华，邓洋，陈发虎，等.黄河上游过去 1234年流量的
树轮重建与变化特征分析[J].科学通报，2010，55：3236-
3243.
[8] Treydte K, Schleser GH, Helle G, et al. The Twentieth
Century was the Wettest Period in Northern Pakistan over
the Past Millennium[J]. Nature，2006，440：1179-1182.
[9] Esper J, Bosshard A, Schweingruber FH, et al. Tree-rings
from the Upper Timberline in the Karakorum as Climatic
Indicators for the Last 1000 years [J]. Dendrochronologia，
1995，13：79-88.
[10] Esper J, Schweingruber FH, Winiger M. 1,300 Years of
Climate History for Western Central Asia Inferred from
Tree-Rings[J]. The Holocene，2002，12：267-277.
[11] Davi NK, Pederson N, Leland C, et al. Is Eastern
Mongolia Drying? A Long - Rerm Perspective of a
Multidecadal trend [J]. Water Resources Research，
2013，49（1）：151-158.
[12] Pederson N, Hessl AE, Baatarbileg N, et al. Pluvials,
Droughts, the Mongol Empire, and Modern Mongolia [J].
Proceedings of the National Academy of Sciences，
2014，111（12）：4375-4379.
[13] Chen F, Yuan YJ, Chen FH, et al. A 426-year drought
History for Western Tian Shan, Central Asia Inferred from
Tree -Rings and its Linkages to the North Atlantic and
Indo-West Pacific Oceans [J]. The Holocene，2013，23：
1095-1104.
[14] Chen F, Yuan, YJ, Wei WS， et al. Precipitation
Reconstruction for the Southern Altay Mountains（China）
from Tree Rings of Siberian Spruce, Reveals Recent
Wetting Trend[J]. Dendrochronologia，2014，32：266-272.
[15] Chen F, Yuan YJ, Wei WS, et al. Tree-Ring Recorded
Hydroclimatic Change in Tianshan Mountains during the
Past 500 years [J]. Quaternary International，2015，358：
35-41.
[16] Yu S, Yuan Y, Wei W，et al. A 352-Year Record of
Summer Temperature Reconstruction in the Western
Tianshan Mountains, China, as Deduced from Tree-Ring
Density[J]. Quaternary Research，2013，80（2）：158-166.
[17] Zhang TW, Yuan YJ, Liu Y et al. A Tree-Ring Based
Precipitation Reconstruction for the Baluntai Region on
the Southern Slope of the Central Tien Shan Mountains,
China, since A.D. 1464 [J]. Quaternary International，
2015，283：55-62.
[18] 尚华明，魏文寿，袁玉江，等.帕米尔东北部昆仑圆柏
850年树轮宽度年表的建立及其气候意义[J].沙漠与绿
洲气象，2015，9（1）：6-11.
[19] 陈峰，袁玉江，魏文寿，等.用于气候分析的树木年轮密
度资料获取方法与质量控制 [J]. 沙漠与绿洲气象，
2012，6（1）：62-67.
[20] 陈峰，袁玉江，魏文寿，等.呼图壁河流域树轮年表的建
立及其特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（2）：7-10.
[21] 喻树龙，袁玉江，陈峰，等.巩乃斯河源树木年轮密度年
表特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（4）：1-11.
[22] 李江风，袁玉江，由希尧，等.树轮水文学研究与应用
[M].北京：科学出版社，2000.
[23] 尚华明，张瑞波，魏文寿，等.胡杨树轮 δ13C记录的艾比
湖地区夏季最高温度变化[J].沙漠与绿洲气象，2013，7
（5）：7-13.
[24] Holmes RL. Computer-Assisted Quality Control in Tree-
Ring Dating and Measurement [J]. Tree -ring Bulletin，
1983，43：69-75.
[25] Cook ER, Kairiukstis LA. Methods of Dendrochronology
[M]. Dordrecht: Kluwer Academic Press，1990.
[26] Wigley TML, Briffa KR, Jones PD. On the Average Value
of Correlated Time Series， with Applications in
Dendroclimatology and Hydrometeorology [J]. Journal of
Applied Meteorology and Climatology, 1984，23：201 -
213.
[27] Vicente -Serrano SM, Beguería S, López -Moreno JI. A
Multi-scalar Drought index sensitive to Global Warming：
The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index-
SPEI[J]. Journal of Climate，2010，23：1696-1718.
[28] 陈峰，袁玉江，魏文寿，等.呼图壁河流域树轮年表的建
立及其特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（2）：7-10.
[29] Chen F, Yuan YJ, Wei WS, et al. Tree-Ring Recorded
Hydroclimatic Change in Tianshan Mountains During the
Past 500 Years [J]. Quaternary International，2015，358：
35-41.
[30] Chen F, Yuan YJ, Wei WS, et al. Reconstructed
Precipitation for the North -Central China over the Past
380 Years and Its Linkages to East Asian Summer
Monsoon Variability [J]. Quaternary International，
2013，283：36-45.
[31] Chen F, Yuan Y, Zhang R, et al. A Tree -Ring Based
Drought Reconstruction（AD 1760-2010） for the Loess
Plateau and Its Possible Driving Mechanisms [J]. Global
and Planetary Change，2014，122：82-88.
[32] Chen F, Yuan YJ, Wei WS, et al. Tree -ring -based
39
沙 漠 与 绿 洲 气 象
Desert and Oasis Meteorology
第10卷 第1期
2016年2月
Comparative Analysis Between Tree-Ring Based Drought Records of
Populus euphratica and Picea schrenkiana from the Mountains and Plains
of Eastern Xinjiang
CHEN Feng，SHANG Huaming，YUAN Yujiang
（Xinjiang Laboratory of Tree Ring Ecology/Key Laboratory of Tree-ring Physical and Chemical Research of
China Meteorological Administration，Institute of Desert Meteorology，China Meteorological Administration，
Urumqi 830002，China）
Abstract The regional tree-ring width chronologies of Populus euphratica and Picea schrenkiana
were developed for eastern Xinjiang, northwestern China. The climate response analysis shows the
regional tree-ring width chronology of Picea schrenkiana had a good correlation （r=0.67） with
August -July standardized precipitation -evapotranspiration index （SPEI）. Based on the regional
tree -ring chronology of Picea schrenkiana, we developed a August -July SPEI reconstruction of
eastern Xinjiang for the period AD 1725-2013. The SPEI/tree-growth model accounts for 45.3% of
the observed SPEI variance during the period 1960-2013. The SPEI reconstruction reveals valuable
information about dry periods and severe drought events over the past 289 years: periods of
relatively damp years are identified for AD 1725 -1728, 1737 -1758, 1765 -1804, 1829 -1834,
1845-1852, 1888-1904, 1915-1923, 1932-1961, 1969-1973 and 1986-2001. Dry periods with
below-average SPEI occurred in AD 1729-1736, 1759-1764, 1805-1828, 1835-1844, 1853-1887,
1905-1914, 1924-1931, 1962-1968, 1974-1985 and 2002-2013. Spatial field correlations of our
SPEI reconstruction and tree-ring width chronology of Populus euphratica with the gridded SPEI
data reveal that they both have strong regional drought signals. The drought reconstructions of
Xinjiang show the strong common signals, and there are also some regional differences in different
parts of Xinjiang. The central-west Tianshan Mountains appear damp trend during the recent years,
while the eastern Xinjiang appeared a dry trend, and strongly associated with the drought series
from the monsoonal areas of China. Thus, the eastern Xinjiang is likely to be an important
geographical boundary in the arid and semiarid regions of the mid-latitude Asia. The regional tree-
ring width chronologies of Populus euphratica and Picea schrenkiana show that similar trends of
drought changes. However, the response of Populus to dry and damp change tend lagged behind the
changes of Schrenk spruce.
Key words Eastern Xinjiang； Populus euphratica； Picea schrenkiana； tree -ring； drought
reconstruction
研究论文
Annual Precipitation Reconstruction for the Hexi
Corridor, NW China: Consequences for Climate History
on and beyond the Mid -Latitude Asian Continent [J].
Boreas，2013，42：1008-1021.
[33] Chen FH, Yu ZC, Yang ML, et al. Holocene Moisture
Evolution in Arid Central Asia and Its Out -of -Phase
Relationship with Asian Monsoon History [J]. Quaternary
Science Reviews，2008，27（3-4）：351-364.
[34] 黄伟，陈建徽，张肖剑，等.现代气候条件下降水变化的
“西风模态”空间范围及其影响因子初探[J].中国科学：
地球科学，2015，45：379-388.
40