全 文 ：沙 漠 与 绿 洲 气 象
Desert and Oasis Meteorology
研究论文
第10卷 第1期
2016年2月
张同文，袁玉江，魏文寿，等.浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表对比分析[J].沙漠与绿洲气象，2016，10（1）：47-53.
doi：10.3969/j.issn.1002-0799.2016.01.007
收稿日期：2015-04-28；修回日期：2015-11-27
基金项目：科技部公益性行业（气象）科研专项（GYHY201206014）和
中国气象局气候变化专项（CCSF201438）共同资助。
作者简介：张同文（1982-），副研究员，从事树轮气候研究工作。
E-mail: zhangtw@idm.cn
浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表
对比分析
张同文，袁玉江，魏文寿，尚华明，喻树龙，张瑞波，陈 峰，范子昂，秦 莉
（中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，中国气象局树木年轮理化研究重点实验室，新疆树木年轮生态实验室，
新疆 乌鲁木齐 830002）
摘 要：利用浑善达克沙地白音敖包采集的白扦树芯样本，使用传统宽度测量手段和图
像分析手段建立了研究区域采样点的全轮、早材、晚材宽度年表。对比分析结果表明，研究
区域内基于图像分析手段和传统宽度测量手段所获取的全轮宽度数据不存在明显差异。基
于图像分析手段建立的全轮、早材及晚材宽度年表之间在全频域、高频域和低频域的相关
系数均呈显著正相关，且 3种年表在低频变化上比在高频域更为一致。过去 142 a 以来，全
轮、早材、晚材宽度年表均具有 2 个低值阶段和 2 个高值阶段，且 3 个年表间的高低值变化
阶段基本一致。与当地气象资料的相关分析结果显示，全轮、早材、晚材宽度年表均对气温
表现出负相关，对降水变化的响应则不明显。而早材宽度与气温表现出的较高相关系数还
说明了基于图像分析手段获取的该种数据具有作为气候代用资料的价值。
关键词：浑善达克沙地；白扦；树轮宽度；早材宽度；晚材宽度；气候响应
中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1002-0799（2016）01-0047-07
作为中国十大沙漠沙地之一的浑善达克沙地，
地处中国北方脆弱生态过渡带，对气候变化响应敏
感[1]。这一地区在历史上曾是优良的天然牧场，但却
在近年来全球变暖的背景下，成为我国荒漠化发展
最快、危害最严重的地区之一，同时还是威胁京津地
区最近的沙尘源区[2]。土地沙漠化是生态系统遭受
干扰后，生态平衡遭到破坏，植被及环境发生全面退
化的过程[3]。现在普遍认为，这一过程由气候变化和
人类活动共同引起[4]。因此，在这一区域进行气候变
化研究，为深入理解浑善达克沙地及其周边地区气
候变化机制并提供气候背景数据，有助于该地区牧
业生产规划、防沙治沙等相关工作的开展。
浑善达克沙地现分布有第四纪早期残遗的天然
白扦（Picea meyeri Rehd. et Wils.）纯林，这为开展树
木年轮气候学研究提供了前提条件。梁尔源等较早
针对这一地区白扦树种开展了树木生长对气候变化
敏感性分析研究[5]，并结合分布于周边的油松（Pinus
tabulaeformis Carr.）树轮宽度数据重建了浑善达克
沙地过去 163 a的 5—7月平均 PDSI变化序列[6]。刘
禹等利用采自白音敖包地区的白扦的树轮宽度数据
重建了自公元 1838年以来的 4—7月上旬降水量，
并发现重建序列干湿期变化与周边大范围降水变化
阶段吻合[7]。近年来随着树轮分析手段的进步，研究
人员可以通过扫描分析树芯样本数字化图像，获取
包含树轮全轮宽度在内的树轮早晚材宽度及其灰度
资料[8-10]。树轮资料种类的进一步丰富使得开展更为
精细的树木生长气候响应分析及历史气候变化重建
成为可能。
本研究目的在于：（1）对比图像分析手段和传统
宽度测量手段获取树轮宽度数据的质量差异；（2）建
立浑善达克沙地白扦树种全轮、早材、晚材宽度年
表，进一步从数据种类和年表数量上丰富我国树轮
资料数据库；（3）开展多种树轮宽度年表变化特征对
47
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
比、年表间互相关以及全轮、早材、晚材生长气候响
应分析，为将来在这一区域开展基于多种树轮宽度
资料的气候重建打下基础。
1 资料与方法
1.1 研究区域概况
浑善达克沙地沿东西方向横亘于内蒙古高原的
东部，位于 41°56′~44°24′ N，112°22′~117°57′ E。其
东西长约 450 km，南北最宽处为约 120 km，海拔在
1100~1300 m，占地面积约为 5.2×104 km2[2]。该沙地
位于温带半干旱气候区，属于东亚季风气候系统和
中纬度西风系统共同作用的地区。区域内降水量少
且变化大，年降水量从东南部的近 400 mm，向西北
递减至 200 mm以下；年均温则为 0.95~4.75 ℃[11]。
整个沙区大风频繁、风力强劲，年平均风速 3.5~5.3
m/s。风速在 6 m/s 以上的年吹刮时间约为 1500~
3381 h。因此，该区域大风季节与植被枯死、地表裸
露同期，土壤风蚀严重[4]。
本研究所选取的树种为白扦。采样点位于浑善
达克沙地东北缘白音敖包境内，采样点代号设为
BYA（图 1）。采样点位于连绵沙丘之上，地势较缓，
位置为 43°31′29.0″ N，117°13′4.2″ E，平均海拔为
1355.3 m，郁闭度为 0.3。林下土壤为沙性土
（Arenosols），土壤信息来自联合国粮食与农业组织
（Food and Agriculture Organization）发布的世界土壤
数据库 v1.2 版 （Harmonized World Soil Database
version 1.2）。此次共采集样树 22棵，每株样树采集
2个粗树芯样本（生长锥口径为 8.00 mm）和 1个细
树芯样本（生长锥口径为 5.15 mm），共有 43个粗树
芯样本和 21个细树芯样本用于后续的实验分析。
图 1 研究区域树芯样本采样点及气象站位置
1.2 树轮年表的建立
按照树木年轮分析基本流程[12]，对所采集的粗
细两种树芯样本进行干燥、固定、打磨，并在显微镜
下目测定年及标记。使用精度为 0.001 mm的树轮宽
度测量系统（Velmex Measuring System）测量 43个粗
树芯样本，获取其树轮宽度数据，用于研制基于传统
树轮宽度测量手段的树轮宽度年表。使用 Epson
1640XL扫描仪将 21个细树芯样本数字化，分辨率
为 1600 dpi。 再 使 用 精 度 为 0.001 mm 的
WINDENDROTM 2005年树轮图像分析系统（http://
www.regentinstruments.com）测定所获取的树轮灰度
图像。在树轮密度分析中，一般选择树轮早、晚材发
生转换的界限为最大密度值与最小密度值差值的
1/2处。而过去研究表明，同样选择最大灰度值与最
小灰度值差值的 1/2处作为树轮早、晚材的界限，树
轮图像分析所获取的树轮早材平均灰度和晚材平
均灰度能够较好地反映其对应种类树轮密度的变
化[10]。因此，在分析树轮图像过程中采用以上标准，
最终获得细树芯样本的全轮宽度、早材宽度、晚材宽
度，共 3种树轮宽度数据[13]。
使用基于折线图对比方法原理自研的轮宽值曲
线对比程序 TT结合国际年轮库 COFECHA程序[14]
对基于传统手段测量的树轮宽度数据进行交叉定年
检验与质量控制。再依照传统手段确定的缺年位置，
对图像手段测量的全轮、早材及晚材宽度进行插年。
使用国际年轮库 ARSTAN树轮年表研制程序[15]对已
完成交叉定年的多种树轮宽度数据进行年表研制。
采用较为保守的负指数曲线进行树木生长趋势拟
合，再用双权重平均法（Robust Biweight）将去除生
长趋势后的序列合并成为树轮宽度指数序列，最终
建立标准化年表、差值年表和自回归年表。为了更好
地保留年表的低频气候信息，标准化年表被用于随
后的研究中。其中，基于传统手段建立的树轮宽度年
表代号为 BYA；基于图像手段建立的全轮宽度、早
材宽度、晚材宽度年表代号分别为 BRW、BEW、
BLW。表 1中列出了多种树轮宽度年表的特征参数
和公共区间（1900—1999年）分析结果。使用子样本
信号强度 SSS来确定年表的可靠长度[16]。本研究取
0.8 为 SSS 的阈限，则 BYA 年表的可靠长度为
1871—2011年，共 141 a；而 BRW年表、BEW年表、
BLW年表的可靠长度为 1889—2011 年，共 123 a
（图 2）。
1.3 气象资料
选取距离采样点空间距离最近的林西气象站
（43°36′N，118°04′E；海拔 800.3 m）1953—2011年的
降水量和气温观测资料进行树轮气候响应分析（资
48
张同文等：浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表对比分析
料来自中国气象科学数据共享服务网：http://cdc.
nmic.cn/home.do）。通过分析多年月降水量和月平均
气温的变化情况，发现这一地区气候变化具有雨热
同季的特点。年内高温期为 6—8月，以 7月为最高；
降水量年内变化呈单峰型，降水也主要集中在 6—8
月，占全年降水总量的约 74%，其中也以 7月降水
量为最多（图 3a）。图 3b~3c显示研究区域自 1953年来
年平均气温存在一个显著的上升趋势（p<0.000 1），
而年降水量的下降趋势则不显著。
2 结果与分析
2.1 图像分析手段和传统宽度测量手段获取树轮
宽度数据的对比
通过对比年表间特征参数（表 1），发现基于图
像分析手段建立的 BRW年表在平均敏感度、标准
差、第一主成分方差解释量等参数上要高于基于传
统宽度测量手段建立的 BYA年表，而其信噪比和样
本总体代表性等参数则相对较低。相近的序列平均
相关和平均树间相关参数则表明，构成这两个宽度
年表子序列的一致性比较接近。通过对比 BYA年表
和 BRW年表在公共区间 1889—2011年的 10个最
大值和最小值（表 2），从其对应发生年份来分析两
个年表在极端值上的一致性。结果显示，BYA年表
和 BRW年表的 8个最大值（1901年，1903年，1957
年，1958年，1959年，1961年，1964年，1998年）和 9
个最小值（1917年，1922年，1944年，1945年，1953
年，1988年，2008年，2010年，2011年）的对应年份
相同。使用高低通滤波器[17]对 BYA年表和 BRW年
表进行高低频信息分解后，两者在全频域、高频域和
低频域的相关系数分别为 0.958，0.966，0.957。图 4
显示 BYA年表和 BRW年表的原值、高频及低频曲
线变化相似。综合以上对比分析结果，发现在这一研
表 1 树轮年表特征参数及公共区间
（1900—1999年）特征量
统计量
平均指数
平均敏感度
标准差
峰度系数
偏度系数
一阶自相关
序列平均相关
平均树间相关
信噪比
样本总体代表性
第一主成分方差解释量
SSS>0.8的第 1年（样本数）
BYA
0.896
0.166
0.265
2.679
0.363
0.695
0.346
0.334
20.644
0.954
0.401
1871（6）
BRW
0.902
0.193
0.275
2.648
0.408
0.640
0.312
0.312
4.543
0.820
0.432
1889（5）
BEW
0.900
0.212
0.277
2.442
0.321
0.578
0.305
0.305
4.388
0.814
0.418
1889（5）
BLW
0.890
0.215
0.279
3.127
0.491
0.618
0.257
0.257
3.814
0.792
0.355
1889（5）
图 2 树轮年表及其样本量
（a为基于传统手段建立的树轮宽度年表，b为基于数字图像
手段建立的村轮全轮，c为基于数字图像手段建立的树轮早
材年表，d为基于数字图像手段建立的树轮晚材宽度年表）
图 3 林西气象观测资料
（a为多年逐月降水量和平均气温，b为逐年年降水量，c为逐年年平均气温，其中虚线为趋势线）
49
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
究区域内基于图像分析手段和传统宽度测量手段所
获取的树轮宽度数据没有明显差异，通过分析树轮
数字化图像获取的全轮宽度是可靠的。
表 2 基于不同方法建立的两种树轮年表最大值和
最小值的对比（公共区间：1889—2011年）
图 4 BYA年表（红线）和 BRW年表（蓝线）的对比
（a为原值，b为高频，c为低频）
2.2 全轮、早材及晚材宽度年表对比分析
通过对比年表间特征参数（表 1），发现 BRW年
表的平均敏感度和标准差均略低于 BEW 和 BLW
年表。这表明，逐年的早晚材宽度变化要比全轮宽度
变化相对剧烈。BRW年表的序列平均相关、平均树
间相关和样本总体代表性要高于 BEW 和 BLW 年
表说明，全轮宽度的一致性要强于早晚材宽度；而较
高的信噪比证明全轮和早材宽度年表（信噪比分别
为 4.543和 4.388）可能比晚材宽度年表（信噪比为
3.814）包含有更多的气候信息。
为了研究全轮、早材、晚材生长的长时间尺度滞
后情况，对 BRW，BEW和 BLW年表进行了 1~10阶
自相关分析。结果表明，研究区域白扦前一年的树轮
生长强烈地影响着后一年的树轮生长（表 3）。其中，
全轮宽度和晚材宽度的滞后性影响较强，会延续到
随后的 5 a；而早材宽度的滞后性影响相对较弱。
表 3 树轮年表 1~10阶自相关系数
使用上文相同权重的高低通滤波器对 BRW、
BEW和 BLW年表进行高低频信息分解后，分别在
其全频域、高频域和低频域做相关分析。全轮宽度、
早材宽度、晚材宽度之间呈显著正相关，且这种联系
在低频变化上要明显强于高频变化（表 4）。此外，全
轮宽度与早材宽度之间在全频域、高频域和低频域
的相关系数要明显高于两者与晚材宽度的相关系
数。这表明，与晚材宽度数据相比，研究区样木全轮
和早材宽度数据所包含的气候信息可能更为相似。
表 4 树轮年表在全频域、高频域和低频域的
互相关系数（公共区间：1889—2011年）
将以上 3种树轮宽度年表序列经 21 a滑动平
均后，用于揭示其低频变化。结果表明，BRW年表存
在 2个低值阶段（1914—1950年，1981—2001年）和
2 个高值阶段（1899—1913 年，1951—1980 年）；
BEW 年表存在 2 个低值阶段（1914—1951 年，
1984—2001年）和 2个高值阶段（1899—1913年，
1952—1983 年）；BLW 年表存在 2 个低值阶段
（1917—1946年，1974—2001年）和 2个高值阶段
（1899—1916年，1947—1973年）。图 5显示全轮、早
材、晚材的宽度低频变化阶段基本一致。
2.3 树木生长气候响应
干旱区硬叶乔木的冷限为-5~1 ℃，最适温度为
15~35 ℃，热限为 42~55 ℃[18]。由图 3可知，林西地
树轮参数
0.361
0.461
0.502
0.52
0.53
0.536
0.539
0.544
0.58
0.588
年份
1922
2011
1944
2008
2010
1953
1917
1988
2009
1945
树轮参数
1.627
1.623
1.506
1.476
1.457
1.455
1.437
1.423
1.397
1.388
年份
1903
1998
1959
1964
1901
1899
1958
1961
1957
2001
树轮参数
0.432
0.476
0.514
0.525
0.552
0.552
0.569
0.581
0.616
0.639
年份
1922
2011
1944
2008
1945
2010
1988
2007
1953
1917
树轮参数
1.637
1.57
1.477
1.477
1.47
1.462
1.403
1.398
1.392
1.346
年份
1959
1903
1957
1958
1964
1998
1901
1914
1961
1956
BRW年表BYA年表
10个最大值 10个最小值 10个最大值 10个最小值
BLW
0.851*
0.789*
1
BEW
0.976*
1
/
BRW
1
/
/
BLW
0.577*
0.398*
1
BEW
0.968*
1
/
BRW
1
/
/
BLW
0.735*
0.610*
1
BEW
0.972*
1
/
BRW
1
/
/
BRW
BEW
BLW
全频域（n=123） 高频域（n=111） 低频域（n=111）
*代表显著性水平达 0.01。
10阶
-0.04
113
-0.02
113
0.01
113
9阶
-0.04
114
-0.04
114
0.04
114
8阶
0.04
115
0.02
115
0.14
115
7阶
0.07
116
0.07
116
0.11
116
6阶
0.07
117
0.03
117
0.14
117
5阶
0.20*
118
0.17
118
0.26**
118
4阶
0.25**
119
0.15
119
0.40**
119
3阶
0.31**
120
0.20*
120
0.39**
120
2阶
0.46**
121
0.41**
121
0.39**
121
1阶
0.55**
122
0.48**
122
0.53**
122
r
n
r
n
r
n
BRW
BEW
BLW
**代表显著性水平达 0.01；*代表显著性水平达 0.05。
50
区 3月和 4月的平均气温分别为-3.5 ℃和 6.5 ℃，
所以白扦的树液这一时期已开始流动。5月的月平
均气温为 14.3 ℃，树木形成层开始向外分裂形成新
的韧皮部，向内分裂形成新的木质部。随后的 6—8
月的月平均气温均在干旱区硬叶乔木的最适温度范
围内，因此这一时期是树木径向生长的快速时期。进
入 9月后，气温下降明显，月平均气温已跌至13.6
℃，树木径向生长变慢。10月的气温继续下降，月均
温接近至冷限，树木生长逐渐停滞。根据以上分析，
选择上年 8月至当年 9月为树木生长气候响应分析
时段。这一时段涵盖上年生长季后期至当年整个生
长季。
将林西气象站 1953年以来的逐月降水量和平
均气温资料按照上年 8月至当年 9月的顺序排列组
合后，与全轮、早材及晚材宽度年表进行单相关普
查。3 种树轮宽度对气温大体上呈现负相关，且
BRW年表在上年 8月（r=-0.27）、10月（r= -0.36）及
当年 8 月（r=-0.47），BEW 年表在上年 8 月（r=-
0.33）、9 月（r=-0.31）、10 月（r=-0.36）及当年 8 月
（r=-0.52），BLW年表在上年 10月（r=-0.30）及当年
8月（r=-0.27）呈显著相关（图 6）。而 3种树轮宽度
对降水的响应相对较弱，仅 BEW年表在当年 7月
（r=0.26）的相关系数达到了 0.05的显著性水平。
以上结果可以看出，3种树轮宽度年表的气候
响应结果相似，表现出的均是高温对树木生长的限
制作用。从树木生理学角度来看，生长在干旱半干旱
区针叶树种的轮宽不仅受到其生长季气候的影响，
还受生长季前期气候的影响[19]。后续研究证明，树木
早材和晚材的形成同样会受到生长季前期气象要素
变化的影响[20-21]。近年来，国内外研究人员使用树轮
早晚材宽度进行了一些树木生长气候响应分析及历
史气候重建研究。Lebourgeois在研究生长在法国西
部科西嘉松（Pinus nigra ssp. laricio var. Corsicana）
时发现，生长季夏季高温干旱是树木全轮、早材及晚
材宽度的主要限制因子[22]。通过开展祁连山西部肃
南大火烧沟青海云杉（Picea crassifolia）多种树轮宽
度气候响应研究，结果表明其早材宽度与当地 6—9
月平均最高气温存在显著负相关[23]。本文的相关分
析结果与以上研究结果相似，也显示出高温对研究
区树木径向生长的限制作用有明显的滞后效应，且
当年生长季中后期高温不仅会对当年的树木径向生
长产生制约，还会对下一年树木形成早、晚材均产生
影响。此外，高温限制作用对区域内样木早材的形成
最为显著，其次为全轮宽度，最后为晚材宽度。因此，
与气象资料较高的相关系数，也证明了基于图像分
析手段获取的早材宽度数据具有作为气候代用资料
的价值。
图 5 全轮（a）、早材（b）及晚材（c）宽度年表
变化阶段对比
图 6 全轮（a）、早材（b）、晚材（c）宽度年表与气象资料的相关分析结果
（虚线代表显著性水平达 0.05）
张同文等：浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表对比分析
51
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
3 结论
本研究利用采集自浑善达克沙地白音敖包的白
扦样本，使用传统宽度测量手段和图像分析手段获
取树轮全轮、早材及晚材宽度数据，并建立多种树轮
年表。通过对比基于不同手段建立的全轮宽度年表
的特征参数、极端值以及两者在高低频域的相关系
数，结果表明研究区域内基于图像分析手段和传统
宽度测量手段所获取的全轮宽度数据没有明显差
异。基于图像分析手段建立的全轮、早材及晚材宽度
年表之间在全频域、高频域和低频域的相关系数均
呈显著正相关，且 3种年表在低频变化上比在高频
域更为一致。经 21 a滑动平均后，全轮、早材、晚材
宽度年表均具有 2个低值阶段和 2个高值阶段，且
3种年表间的高低值变化阶段基本一致。全轮、早
材、晚材宽度年表与当地气象资料的相关分析结果
显示，3种树轮宽度年表均对高温呈负相关，对降水
变化的响应则不明显。而早材宽度与气温表现出的
较高相关系数还说明了基于图像分析手段获取的该
种数据具有作为气候代用资料的价值。
致谢：感谢赤峰林业局赵玉民，新疆师范大学硕士研究
生胡建、牛军强及新疆大学硕士研究生姜盛夏、崔宇在野外
采样和树芯样本预处理中给予的支持和协助。
参考文献：
[1] 张兰生，方修琦，任国玉，等.我国北方农牧交错带的环境
演变[J].地学前缘，1997，4（1-2）：127-136.
[2] 陈玉福，蔡强国.京北浑善达克沙地荒漠化现状、成因与
对策[J].地理科学进展，2003，22（4）：353-359.
[3] 王涛.中国沙漠与沙漠化[M].石家庄：河北科学技术出版
社，2003：16.
[4] 刘树林，王涛.浑善达克沙地的土地荒漠化过程研究[J].
中国沙漠，2007，27（5）：719-724.
[5] Liang E Y, Shao X M, Hu Y X, et al. Dendroclimatic
evaluation of Climate -Growth Relationships of Meyer
Spruce（Picea meyeri）on a Sandy Substrate in Semi-Arid
Grassland, North China [J]. Trees-Struct Funct，2001，15
（4）：230-235.
[6] Liang E Y, Shao X M, Liu H Y, et al. Tree-Ring Based
PDSI Reconstruction since AD 1842 in the Ortindag Sand
Landm, East Inner Mongolia [J]. Chinese Science Bulletin，
2007，52（19）：2715-2721.
[7] Liu Y, Cai Q F, Park W K, et al. Tree-Ring Precipitation
Records from Baiyinaobao, Inner Mongolia since A.D.
1838 [J]. Chinese Science Bulletin，2003，48（11）：1140-
1145.
[8] 刘洪滨，吴祥定，邵雪梅.采用树轮图像分析方法研究历
史时期气候变化的可行性[J].地理研究，1996，15（2）：44-
51.
[9] 张同文，袁玉江，魏文寿，等.阿勒泰西部柯姆采点树轮宽
度年表与灰度年表的建立 [J]. 沙漠与绿洲气象，2007，1
（3）：9-14.
[10] 张同文，袁玉江，喻树龙，等.树轮灰度与树轮密度的对
比分析及其对气候要素的响应 [J]. 生态学报，2011，31
（22）：6743-6752.
[11] 刘树林，王涛.浑善达克沙地地区的气候变化特征[J].中
国沙漠，2005，25（4）：557-562.
[12] Speer J H. Fundamentals of Tree -Ring Research [M].
Tucson: The University of Arizona Press, 2010：87-105.
[13] 张同文，袁玉江，魏文寿，等.用于气候分析的树木年轮
灰度资料获取方法与质量控制 [J]. 沙漠与绿洲气象，
2012，6（1）：68-74.
[14] Grissino-Mayer H D. Evaluating Crossdating Accuracy: a
Manual and Tutorial for the Computer Program
COFECHA [J]. Tree-Ring Research，2001，57（2）：205-
221.
[15] Cook E R. A Time Series Analysis Approach to Tree -
Ring Standardization [M]. Tucson: The University of
Arizona Press，1985：1-171.
[16] Wigley T M L, Briffa K R, Jones P D. On the Average
Value of Correlated time Series, with Applications in
Dendroclimatology and Hydrometeorology [J]. Journal of
Climate and Applied Meteorology, 1984, 23：201-203.
[17] Yuan Y, Zhang T, Wei W, et al. Development of Tree-
Ring Maximum Latewood Density Chronologies for the
Western Tien Shan Mountains, China: Influence of
Detrending Method and Climate Response [J].
Dendrochronologia，2013，31：192-197.
[18] 王忠.植物生理学[M].北京：中国农业出版社，2000：176.
[19] Fritts H C. Tree Rings and Climate [M]. London：
Academic Press，1976：223-238.
[20] Kitin P, Funada R, Sano Y, et al. Variations in the
Lengths of Fusiform Cambial Cells and Vessel Elements
in Kalopanax pictus [J]. Annals of Botany，1999，84（5）：
621-632.
[21] González I G, Eckstein D. Climatic Signal of Earlywood
Vessels of Oak on a Maritime site [J]. Tree Physiology，
2003，23（7）：497-504.
[22] Lebourgeois F. Climatic Signals in Earlywood, Latewood
and Total Ring width of Corsican Pine from Western
France [J]. Annals of Forest Science，2000，57（2）：155-
164.
[23] 陈峰，袁玉江，魏文寿，等.树轮记录的酒泉近 240 a来
6—9月气温变化[J].干旱区研究，2012，29（1）：47-54.
52
Developments and Analysis of Multi-Tree-Ring Width Chronologies
of Meyer Spruce in the Ortindag Sand Land
ZHANG Tongwen，YUAN Yujiang，WEI Wenshou，SHANG Huaming，YU Shulong，
ZHANG Ruibo，CHEN Feng，FANG Ziang，QIN Li
（Institute of Desert Meteorology，China Meteorological Administration，Key Laboratory of Tree-ring Physical and
Chemical Research of China Meteorological Administration，Key Laboratory of Tree-ring Ecology of Uigur
Autonomous Region，Urumqi 830002，China）
Abstract Earlywood （BEW）, latewood （BLW）, and total ring width （BYA and BRW）
chronologies were developed from spruce trees （Picea meyeri Rehd. et Wils.） from a single site,
named as Bayinaobao in the northeastern Ortindag Sand Land based on the traditional method of
ring-width measurement and the method of image analysis. The comparison between the BYA and
BRW chronologies shows that the variation of two total ring width chronologies developed by the
traditional method of ring-width measurement and the method of image analysis are quite similar.
Coherence among the BRW, BEW, and BLW chronologies shows that there are significant positive
correlations between the chronologies in the original, high-, and low-frequency domains, while the
relationship in the low -frequency domain is stronger than the high -frequency domain. After
applying a 21-year moving average, there are two low-value periods（1914-1950 and 1981-2001）
and two high-value periods (1899-1913 and 1951-1980) in the BRW chronology; two low-value
periods（1914-1951 and 1984-2001）and two high-value periods（1899-1913 and 1952-1983）in
the BEW chronology; two low-value periods （1917-1946 and 1974-2001） and two high-value
periods （1899-1916 and 1947-1973） in the BLW chronology in the past 141 years. And these
high- and low-value periods of three kinds of tree-ring width chronologies correspond well. The
results of tree growth-climate responses show that three kinds of tree-ring width chronologies were
found to be negatively correlated with temperature while the responses to the variation of
precipitation are not significant. The higher correlation coeficients between earlywood width and
temperature demonstrate the value of ring-width data from the method of image analysis.
Key words Ortindag sand land；Picea meyeri Rehd. et Wils.；tree-ring-width；early wood-width；
late wood-width；climate response
张同文等：浑善达克沙地白扦树轮早晚材宽度年表对比分析
53