全 文 ：马尾松的生长与气候关系的年轮分析3
兰　涛　夏　冰　贺善安　(江苏省2中国科学院植物研究所, 南京 210014)
Tree r ing analysis on rela tion of P inus m asson iana growth to cl imate factors. L an T ao,
X ia B ing and H e Shanan ( Institu te of B otany , J iang su P rov ince and A cad em ia S in ica ,
N anj ing 210014). 2Ch in. J . A pp l. E col. , 1994, 5 (4) : 422- 424.
T he rela t ionsh ip betw een m ean ring index of P inus m asson iana and m ean month air tem 2
peratu re and p recip ita t ion in east Ch ina is analyzed by regression models. T he resu lts
show that month p recip ita t ion p lays an impo rtan t ro le fo r the diam eter grow th of the
p ine, w h ile m ean month air temperatu re has a lit t le influence on it. T he diam eter grow th
show s sign ifican tly po sit ive response to the p recip ita t ion in A p ril, M ay, June, Ju ly,
Sep tem ber, O ctober and N ovem ber, and negative response to the p recip ita t ion in Jan2
uary, M arch and last D ecem ber.
Key words　T ree ring analysis, T ree ring w idth , A ir temperatu re, P recip ita t ion, P inus
m asson iana.
　　3 江苏省自然科学基金资助项目.
　　1992 年 3 月 31 日收到, 1994 年 5 月 26 日改回.
1　引　　言
树木年轮宽度可以反映树木在外界环境影响
下的生长情况. 利用年轮资料研究过去的气候变
化, 国内已有报道[3, 4 ]. 本文试用年轮资料来探讨
气候因素对树木生长的影响. 马尾松 (P inus m as2
son iana)是华东地区的重要造林树种之一, 其人工
林分布北缘位于安徽嘉山一带[1 ]. 了解分布带边
缘树木生长与气候的关系, 对引种、造林均有指导
意义.
2　材料与方法
　　马尾松树芯样品取于 1990 年 6 月, 安徽嘉山
老夹山林场 (北纬 32°38′, 东经 118°03′) 的马尾松
纯林. 平均树高 20m , 平均胸径 15cm ; 样地海拔
130m , 坡向西, 坡度 3°; 黄棕壤; 经营粗放.
于样地内随机选 15 株马尾松, 胸高处相向钻
取树芯 2 个, 共得有效树芯样品 25 个. 室内打磨、
定年[5 ] , 用年轮测试仪 (精度 0. 01mm )测定年轮宽
度.
由于该林场无完整的气候观测资料, 故选用
与该地相距 80km 的蚌埠市资料, 两地间无明显
地形起伏. 为消除非气候因素 (如树龄、采伐等) 对
年轮宽度变化趋势的影响, 对 25 个树芯样品的年
轮宽度系列分别进行标准化处理 (除趋势) [5 ] , 得
相应的年轮宽度指数, 再平均得平均年轮宽度指
数系列, 长度为 26 年, 即 1964- 1989 年, 记为R.
考虑到平均年轮指数系列受前 1 年生长的影响以
及气候资料年代长度的限制, 实际采用的年轮指
数系列为 1965- 1980 年, 共 16 年. 其前 1 年的年
轮指数系列为 1964- 1979 年, 记为 L . 供分析的
气候因素为 1965- 1980 年 1- 11 月的月降水量、
月平均气温和前 1 年 12 月的降水量、月平均气
温, 共计 24 个因子. 由于需考虑的因子较多, 可用
的气候资料年代较短, 故将降水量和气温分别进
行考虑. 记月平均气温为 T i (输入微机单位为
1ö10℃) , i= 1, 2⋯⋯12; 月降水量为 P i (mm ) , i=
1, 2⋯⋯12, 求解回归方程 (1)和 (2) :
R = T C + A iT i + aL 　　　　
( i = 1, 2⋯⋯12) (1)
R = PC + B iP i + bL 　　　　
( i = 1, 2⋯⋯12) (2)
式中 T C 和 PC 分别为两个方程的系数, A i、B i 分
别为式 (1) 和式 (2) 的回归系数, a 和 b 分别为前 1
年年轮指数的回归系数. 对两个方程及其各变量
进行检验. 上述统计分析采用“统计作图”软件在
应 用 生 态 学 报　1994 年 10 月　第 5 卷　第 4 期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CH IN ESE JOU RNAL O F A PPL IED ECOLO GY,O ct. 1994, 5 (4)∶422—424
微机上完成.
3　结果与分析
　　前 1 年平均年轮指数及各月平均气温与年轮
指数的回归方程中各变量的检验见表 1. 虽然相关
系数为 0. 861, 但回归方程的 F 值仅为 0. 955, 说
明回归方程中各变量对 R 均无显著影响, 用前期
生长量和各月平均气温不能很好地反映年轮指数
变化, 在所选变量中, 气候因子占方差较小, 全部
12 个月的气温方差总和为 0. 41, 而前期生长量一
项就达 0. 456.
表 1　回归方程 (1)及其各变量的方差分析
Table 1 Var iance ana lysis for regression model 1 and in-
dependan t var iables
来　源
Source
平方和
Sum of
squares
自由度
D F
均　方
M ean
square
F 值
F2value
模型 1
M odel 1 289. 966 13 22. 3051 0. 95
L 153. 0864 1 153. 086 6. 55
T 1 8. 2159 1 8. 2159 0. 35
T 2 10. 9359 1 10. 9359 0. 47
T 3 4. 8396 1 4. 8396 0. 21
T 4 1. 7103 1 1. 7103 0. 07
T 5 43. 4473 1 43. 4473 1. 86
T 6 51. 8653 1 51. 8653 2. 22
T 7 0. 0722 1 0. 0722 0. 00
T 8 5. 4793 1 5. 4793 0. 23
T 9 0. 2732 1 0. 2732 0. 01
T 10 3. 8468 1 3. 8468 0. 16
T 11 1. 1794 1 1. 1794 0. 05
T 12 4. 9707 1 4. 9707 0. 21
误差
E rro r 46. 7294 2 23. 3647
L = p rio r grow th of 1 year, T 1, ⋯⋯, T 11= temperatu re
from January, ⋯⋯, to N ovem ber, T 12 = p rio r 1 year
temperatu re in D ecem ber.
　　前 1 年生长量及各月降水量与平均年轮指数
的回归方程中各变量的方差分析见表 2. 回归方程
为:
Rδ = 12. 1262 + 1. 5011L - 0. 0037P 1
+ 0. 0010P 2 - 0. 0016P 3 + 0. 0038P 4
+ 0. 0034P 5 + 0. 0028P 6 + 0. 0025P 7
- 0. 0075P 8 + 0. 0062P 9 + 0. 0103P 10
+ 0. 0034P 11 - 0. 011P 12　　　 (3)
所建回归方程的 r= 0. 999, F = 971, 达极显著水
平. 其中前 1 年生长量可解释 45% 的变异, 月降水
量可解释 45% 的变异, 除 8 月份降水量外, 其余各
月降水量对年轮指数均有显著或极显著影响. 由
表 2　回归方程 (2)及其各变量的方差分析
Table 2 Var iance ana lysis for regression model 2 and its
independan t var iables
来　源
Source
平方和
Sum of
squares
自由度
D F
均　方
M ean
square
F 值
F2value
模型 2
M odel 2 336. 6428 13 25. 8956 971
3 3
L 153. 0864 1 153. 0864 57443 3
P1 1. 7711 1 1. 7711 663 3
P2 28. 3349 1 28. 3349 10633 3
P3 6. 3892 1 6. 3892 2393 3
P4 56. 1648 1 56. 1648 21073 3
P5 6. 1903 1 6. 1903 2323 3
P6 26. 4036 1 26. 4036 9903 3
P7 27. 0854 1 27. 0854 10163 3
P8 0. 3420 1 0. 3420 12. 8
P9 16. 2249 1 16. 2249 6093 3
P10 3. 1123 1 3. 1123 1073
P11 0. 9524 1 0. 9524 353
P12 10. 5847 1 10. 5847 3973 3
误差
E rro r 0. 053296 2 0. 0266
L = p rio r grow th of 1 year, P1, ⋯⋯, P11 = p recip itation
from January, ⋯⋯, to N ovem ber, P12 = p rio r 1 year
p recip itation in D ecem ber.
式 (3) 得到的估计值与预测值吻合 (图 1) , 说明降
水量可以较好地描述年轮指数且有可能利用年轮
指数重建各月降水量.
根据式 (3)、表 2 和马尾松生长特点[2 ]可得图
2. 从图 2 可看出, 马尾松直径生长量受前 1 年直
径生长的影响较大, 前 1 年生长量大有利于第 2
年的生长. 降水量对马尾松的直径生长也有较大
影响, 4、5、6、7 月和 9、10、11 月降水量大, 对马尾
松直径生长有显著正影响, 8 月份降水量对直径
生长有负影响, 但统计检验表明这种影响达不到
显著水平. 前 1 年 12 月至当年 2 月, 为当地马尾
松生长的休眠期, 此期降水量大, 常会有低温伴
随, 易使马尾松受冻害, 故使得马尾松的生长对前
1 年 12 月和当年 1 月的降水量有显著负响应; 3
月份为马尾松的新枝、芽萌动时期, 大降水量伴随
的倒春寒更易使树木遭受损害, 故马尾松对 3 月
份降水量也有显著负响应. 本研究中未发现各月
平均气温对马尾松直径生长有显著影响, 但这并
不排斥在马尾松分布北界地区突发性降温对其生
长的影响. 因此, 在马尾松分布北界研究气温对其
3244 期　　　　　　　　兰　涛等: 马尾松的生长与气候关系的年轮分析　　　　　
图 1　实际年轮指数与模型 (2)的估计值
F ig. 1 A ctual ring index vs. p redicted ring index by mod2
el (2).
生长的影响时, 还应考虑选择其他气温指标, 如极
端低温、降温速度等.
　　分别考虑气温和降水量对马尾松直径生长的
影响, 在建模时可能会产生回归系数的不稳定性.
在观测数据足够大时, 应尽可能把气温和降水量
指标合在一个模型中考虑, 以便更好地了解二者
对分布北界的马尾松直径生长的复合效应.
4　小　　结
　　运用年轮资料分析安徽嘉山老夹山林场马尾
松直径生长与气候的关系表明, 所研究的马尾松
直径生长主要受前 1 年直径生长和降水量的影
响. 前 1 年生长好, 有利于第 2 年的生长. 4- 7 月
和 9- 11 月, 降水量大有利于直径生长; 8 月份降
水量对直径生长影响不显著; 前 1 年 12 月和当年
1、3 月的降水量大, 不利于尾松直径生长. 各月平
均气温对马尾松直径生长无显著影响.
用前 1 年生长量和各月降水量能较好地描述
年轮指数的变异, 且降水量在模型内所占方差可
达 45% , 说明有可能利用马尾松年轮资料重建过
去的降水量.
图 2　年轮指数对各月降水量及前 1 年直径生长的响应
(马尾松 12- 2 月休眠, 2- 4 月长新叶新枝, 4- 7 月形成
春材, 9- 11 月形成秋材)
F ig. 2 Responses of ring index to month p recip itations
and diam eter grow th of one year ahead.
(P inus m asson iana; D ecem ber to February, do rm ancy;
February to A p ril, stem and leave grow th; A p ril to Ju2
ly, fo rm of early wood; Sep tem ber to N ovem ber, fo rm
of late wood).
致谢　陶金川、杨开红同志协助野外取样, 谨致谢
意.
参考文献
[ 1 ]　中国树木志编辑委员会. 1986. 中国树木志第 2 卷.
中国林业出版社, 北京, 27- 29.
[ 2 ]　安徽农学院林学系. 1980. 马尾松. 中国林业出版
社, 北京, 10- 35.
[ 3 ]　吴祥定、林振耀. 1983. 云南小中甸地区树木年轮所
表征的气候变化. 青藏高原研究, 横断山考察专辑
(1). 云南人民出版社, 昆明, 206- 213.
[ 4 ]　吴祥定、孙　力、湛绪志. 1989. 利用树木年轮资料
重建西藏中部过去气候的初步尝试. 地理学报, 44
(2) : 334- 341.
[ 5 ]　F rit ts, H. C. 1976. T ree R ing and C lim ate. A ca2
dem ic P ress, L ondon, 261- 268.
424 应　用　生　态　学　报 5 卷