全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 20 期摇 摇 2012 年 10 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
太湖流域源头溪流氧化亚氮(N2O)释放特征 袁淑方,王为东 (6279)……………………………………………
闽江河口湿地植物枯落物立枯和倒伏分解主要元素动态 曾从盛,张林海,王天鹅,等 (6289)…………………
宁夏荒漠草原小叶锦鸡儿可培养内生细菌多样性及其分布特征 代金霞,王玉炯 (6300)………………………
陕西省栎黄枯叶蛾蛹的空间分布 章一巧,宗世祥,刘永华,等 (6308)……………………………………………
模拟喀斯特生境条件下干旱胁迫对青冈栎苗木的影响 张中峰,尤业明,黄玉清,等 (6318)……………………
中国井冈山生态系统多样性 陈宝明,林真光,李摇 贞,等 (6326)…………………………………………………
鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态 汤景明,艾训儒,易咏梅,等 (6334)……
不同增温处理对夏蜡梅光合特性和叶绿素荧光参数的影响 徐兴利, 金则新,何维明,等 (6343)……………
模拟长期大风对木本猪毛菜表观特征的影响 南摇 江,赵晓英,余保峰 (6354)…………………………………
雷竹林土壤和叶片 N、P 化学计量特征对林地覆盖的响应 郭子武,陈双林,杨清平,等 (6361)………………
利用树木年轮重建赣南地区 1890 年以来 2—3月份温度的变化 曹受金,曹福祥,项文化 (6369)……………
川西亚高山草甸土壤呼吸的昼夜变化及其季节动态 胡宗达,刘世荣,史作民,等 (6376)………………………
火干扰对小兴安岭白桦沼泽和落叶松鄄苔草沼泽凋落物和土壤碳储量的影响
周文昌,牟长城,刘摇 夏,等 (6387)
…………………………………
……………………………………………………………………………
黄土丘陵区三种典型退耕还林地土壤固碳效应差异 佟小刚,韩新辉,吴发启,等 (6396)………………………
岩质公路边坡生态恢复土壤特性与植物多样性 潘树林,辜摇 彬,李家祥 (6404)………………………………
坡位对东灵山辽东栎林土壤微生物量的影响 张摇 地,张育新,曲来叶,等 (6412)………………………………
太湖流域典型入湖港口景观格局对河流水质的影响 王摇 瑛,张建锋,陈光才,等 (6422)………………………
基于多角度基尼系数的江西省资源环境公平性研究 黄和平 (6431)……………………………………………
中国土地利用空间格局动态变化模拟———以规划情景为例 孙晓芳,岳天祥,范泽孟 (6440)…………………
世界主要国家耕地动态变化及其影响因素 赵文武 (6452)………………………………………………………
不同氮源下好氧反硝化菌 Defluvibacter lusatiensis str. DN7 的脱氮特性 肖继波,江惠霞,褚淑祎 (6463)………
基于生态足迹方法的南京可持续发展研究 周摇 静,管卫华 (6471)………………………………………………
基于投入产出方法的甘肃省水足迹及虚拟水贸易研究 蔡振华,沈来新,刘俊国,等 (6481)……………………
浦江县土壤碱解氮的空间变异与农户 N投入的关联分析 方摇 斌,吴金凤,倪绍祥 (6489)……………………
长江河口潮间带盐沼植被分布区及邻近光滩鱼类组成特征 童春富 (6501)……………………………………
深圳湾不同生境湿地大型底栖动物次级生产力的比较研究 周福芳,史秀华,邱国玉,等 (6511)………………
灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞 Ca2+内流及 H2O2 积累 高海波,张淑静,沈应柏 (6520)……………
濒危物种金斑喙凤蝶的行为特征及其对生境的适应性 曾菊平,周善义,丁摇 健,等 (6527)……………………
细叶榕榕小蜂群落结构及动态变化 吴文珊,张彦杰,李凤玉,等 (6535)…………………………………………
专论与综述
流域生态系统补偿机制研究进展 张志强 ,程摇 莉 ,尚海洋,等 (6543)…………………………………………
可持续消费的内涵及研究进展———产业生态学视角 刘晶茹,刘瑞权,姚摇 亮 (6553)…………………………
工业水足迹评价与应用 贾摇 佳,严摇 岩,王辰星,等 (6558)………………………………………………………
矿区生态风险评价研究述评 潘雅婧,王仰麟,彭摇 建,等 (6566)…………………………………………………
研究简报
围封条件下荒漠草原 4 种典型植物群落枯落物枯落量及其蓄积动态 李学斌,陈摇 林,张硕新,等 (6575)……
密度和种植方式对夏玉米酶活性和产量的影响 李洪岐,蔺海明,梁书荣,等 (6584)……………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*312*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄10
封面图说: 草丛中的朱鹮———朱鹮有着鸟中“东方宝石冶之称。 洁白的羽毛,艳红的头冠和黑色的长嘴,加上细长的双脚,朱鹮
历来被日本皇室视为圣鸟。 20 世纪前朱鹮在中国东部、日本、俄罗斯、朝鲜等地曾有较广泛地分布,由于环境恶化等
因素导致种群数量急剧下降,至 20 世纪 70 年代野外已认为无踪影。 1981 年 5 月,中国鸟类学家经多年考察,在陕
西省洋县重新发现朱鹮种群,一共只有 7 只,也是世界上仅存的种群。 此后对朱鹮的保护和科学研究做了大量工
作,并于 1989 年在世界首次人工孵化成功。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 20 期
2012 年 10 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 20
Oct. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家林业局林业公益性项目(200804001)
收稿日期:2012鄄02鄄14; 摇 摇 修订日期:2012鄄07鄄17
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: csj5623263@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201202140197
曹受金,曹福祥,项文化.利用树木年轮重建赣南地区 1890 年以来 2—3月份温度的变化.生态学报,2012,32(20):6369鄄6375.
Cao S J, Cao F X, Xiang W H. Tree鄄ring鄄based reconstruction of the temperature variations in February and March since 1890 AD in southern Jiangxi
Province, China. Acta Ecologica Sinica,2012,32(20):6369鄄6375.
利用树木年轮重建赣南地区 1890 年以来
2—3月份温度的变化
曹受金,曹福祥*,项文化
(中南林业科技大学生命科学与技术学院,长沙摇 410004)
摘要:采用树木年轮气候学方法,利用江西赣南地区马尾松(Pinus massoniana )的年轮宽度资料,分析了马尾松径向生长与气候
要素变化的相关及响应关系,结果表明赣南地区马尾松径向生长与当年 2—3月份的平均温度相关性最高。 在响应分析的基础
上,重建了江西赣南地区 1890 年以来 2—3月份温度的变化历史。 重建序列显示在过去 119a中研究区存在 3 个较为明显的冷
期(1892—1906 年、1918—1922 年、1944—1957 年)和 3 个明显的暖期(1909—1917 年、1959—1968 年和 1998—2008 年)。
关键词:江西赣南;树木年轮;树轮年表;气候变化;马尾松
Tree鄄ring鄄based reconstruction of the temperature variations in February and
March since 1890 AD in southern Jiangxi Province, China
CAO Shoujin, CAO Fuxiang*, XIANG Wenhua
Faculty of Life Science and Technology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan Province 410004, China
Abstract: A dendroclimatological approach is very useful in the study of global climatic changes because it provides precise
dating, high continuity, high resolution and easily obtained duplicates. Only a few dendroclimatological works have been
conducted in tropical and subtropical zones because of the relatively small effect of seasonality there. Tree ring width from
the upper tree鄄line is sensitive to variations in temperature during the early stage of the growing season. Under the recent
background of climate warming, tree ring width responded to temperature changes consistently allowing it to provide a
historic proxy of past temperature change in this area. A standardized 119鄄year tree鄄ring chronology was established based
on samples collected. Statistical analysis of the chronology shows a mean first order autocorrelation of 0. 53, mean sensitivity
of 0. 25, and signal鄄to鄄noise ratio of 22. 60. The results indicate tree鄄ring chronology records information related to
environmental changes and tree鄄ring chronology can be used for dendroclimatological studies. To explore the climatic
significance of tree ring width of Pinus massoniana in this study of dendroclimate, correlation analyses were conducted
between the chronology and four climate variables recorded at the Gan County meteorological station from 1951 to 2008:
monthly mean maximum temperature, monthly mean temperature, monthly mean minimum temperature and monthly
precipitation. This study aims to reveal the changes in some of climatic factors over the past 119 years in the Gan County,
Jiangxi Province, China by using the measurement and dating of tree鄄ring widths from large diameter trees of P. massoniana
in the area, as well as to analyze the response of growth of P. massoniana to climate change and the correlation between its
radial growth and the variability of some climatic factors in the area. The research procedures follow: 1) core samples were
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extracted from 47 standing trees selected for experimental sampling from the upper elevations of the site (360m), 2)
according to the normal process of tree鄄ring analysis, tree鄄ring widths were measured with a LINTAB instrument, 3 )
measures of cross鄄dating for sample trees were taken using the COFECHA Program, and 4) correlations between ring width,
temperature and precipitation were measured with ARSTAN software. The reconstructed function was Ti = 4. 11I i +7. 51
(R2 = 0. 567, R2adj = 0. 543, < 0. 01) . Because the instrumental dataset was large and an independent test was applied for
the transfer function, all the test parameters indicated the function was stable and reliable.
Results indicated a temperature increase during the growing season enhances P. massoniana growth. Prolongation of
the growing season and rising temperatures during the growing season can also accelerate the growth of P. massoniana. The
correlation coefficient between the temperature series reconstructed by the regression and the observational data is as high as
0. 75; there was strong correlation between the radial growth of P. massoniana and the average monthly temperature in
February and March from 1890 to 2008 having a significant impact on plant physiology. The average temperature sequence
of February and March was reconstructed. Three cold periods (1892—1906, 1918—1922, 1944—1957) and three warm
periods (1909—1917, 1959—1968, 1998—2008) occurred. Our tree鄄ring width chronology data were strongly correlated
to results from previous studies. The results not only further supplement the study of tree鄄ring width chronologies, but also
provide baseline data for the study of dendroclimatological reconstruction in warm and humid areas in subtropical China.
Key Words: climate change; dendrochronology; Pinus massoniana; southern Jiangxi Province; tree鄄rings
全球气候变化是人类生存所面临的重大问题。 树木年轮方法具有测年准确、连续性强、分辨率高和易于
获取复本等特点[1],从而成为全球气候变化研究的重要手段之一。 国外树木年轮气候学研究进展很快,利用
树轮资料重建气温、降水序列,研究火山、地震以及冰川作用等,显示出树木年轮在研究过去环境变化中的重
要作用[2]。 我国的年轮气候学研究是在 20 世纪 80 年代才逐步开展起来的,研究主要集中在干旱、半干旱、高
寒及高海拔等气候限制地区。 在热带、亚热带地区开展的树木年轮气候学的研究工作还很少,国际上热带、亚
热带地区树木年轮气候学的工作主要在印度尼西亚[3]、南美洲[4]和泰国[5]等具有明显干湿季节变化的地区,
我国则主要集中在广东[6]、湖北[7]、河南[8]、陕西[9]等温暖湿润地区的树木年轮与气候因子的响应研究,而利
用树木年轮重建过去气候变化的研究甚少。
江西赣南树木园地处中亚热带地区,气候温暖湿润,且年内有明显的干湿季节,从理论角度可以进行树木
年轮学的研究。 王兵等[10]在该地区进行了树木年轮与气候变化的响应研究,表明气候变化对树木生长的影
响是非常显著的,但因树龄较小没有进行过去气候变化的重建。 本文利用马尾松的树轮标本,从树轮宽度中
提取 2—3月份温度变化信息,重建江西赣南 119a来的温度变化,该重建结果不仅延伸了研究区现有的气象
观测记录,而且为研究当地历史时期气候变化提供基础数据与参考依据。
1摇 研究区概况
研究在江西省赣南树木园(25毅50忆—25毅51忆N,114毅21忆—114毅22忆E)进行,该树木园位于湘赣边界,南岭山
脉北侧,罗霄山脉东侧,东南面被水库水面环绕,西北面以低山岭脊为界,全园总面积 701. 9 hm2,其中林地面
积 578. 4 hm2。 地势东南低,西北高,海拔 198—638 m。 土壤主要为古老千枚岩和砂页岩母质发育而成的黄
红壤,土层厚度 100 cm左右,腐殖质厚度 12—15 cm,枯枝落叶层约 2—3 cm,呈酸性,pH 值为 4—5。 植被现
以马尾松(Pinus massoniana)为主的针阔混交林﹑毛竹(Phyllostachys pubescens)林﹑油茶(Camellia oleifera)
林,主要树种以壳斗科( Fagaceae)为主,间有樟科 ( Lauraceae)、冬青科 (Aquifoliaceae)、山茶科 ( Theaceae
Camelliaceae)、杜鹃花科 ( Ericaceae )、大戟科 ( Euphdrbiaceae )、交让木科 ( Daphniphgllaceae )、杜英科
(Elaeocarpaceae)、金缕梅科(Hamamelidaceac)等。
2摇 资料和方法
2. 1摇 气象数据
摇 摇 为了研究树木径向生长与气候要素间的关系,利用离采样点距离最近(50 km)的赣县气象站(25毅23忆N,
0736 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 江西赣县气象站多年月平均温度和降水分布
摇 Fig. 1 摇 Mean monthly precipitation and temperature of Gan
County, Jiangxi Province
114毅21忆 E) 1951—2008 年的气象数据。 年平均温度
18郾 5 益,1 月平均温度 7. 5益,7 月平均温度 29. 5 益,极
端最高温度 36. 2 益,极端最低温度-7. 1 益,年降雨量
1612. 3 mm,主要集中在 4—6 月,干湿季节明显,年蒸
发量 1031. 5 mm,相对湿度 80%以上,年无霜期 302. 5 d
(图 1)。
考虑到前一年气候状况对当年树木生长的影
响[11], 所用气候资料的时间跨度为上年 7 月到当年 10
月, 气候要素包括月平均气温、月降水量、月平均最高
气温和月平均最低气温。
2. 2摇 树轮资料
图 2摇 江西省赣南树木园马尾松的标准年表
摇 Fig. 2摇 The standard tree鄄ring chronologies of Pinus massoniana
in Gannan of Jiangxi Province, China
2010 年 8 月下旬在赣南树木园采集马尾松树木年
轮样本,采样点位于马尾松天然林上限位置,海拔 360
m,坡度 40毅—60毅,树高 20—30 m,平均胸径为 68cm,平
均年龄为 97a(88—137a),取样高度 1. 2 m。 共采集了
来自 47 棵树的 92 个树芯样本。 采集的树芯带回实验
室磨平打光,初步目测年龄和检查可能存在的伪年轮和
遗失年轮,然后采用 LINTAB年轮宽度测量仪测定树木
年轮宽度,分辨率 0. 01 mm。 利用 COFECHA程序对交
叉定年和测量结果进行检验,采用负指数函数和斜率为
负数的回归方程对生长趋势进行拟合,将去趋势序列以
双权重平均法,通过 ARSTAN[12]程序合成标准轮宽年
表(图 2)。 树轮序列的起始长度为 137 a(1872—2008 年),可靠年表序列长度(EPS>0. 85)为 119 a(1890—
2008 年)。 公共区间分析年份为 1951—2008 年,年表的平均敏感度为 0. 25,一阶自相关系数为 0郾 53,表明上
年的气候对当年轮宽产生一定的影响,气候变化对树木径向生长的影响存在一定的滞后效应。 年表的第 1 主
分量所占的方差量和信噪比分别为 41. 00%和 22. 60,表明年表所含气候信息均达到了较高水平。 样芯间相
关系数为 0. 65,表明各树种年轮样本间具有较好的相关性。 缺轮率为 0. 20% ,且缺轮高度吻合,出现缺轮的
年份对应气候恶劣年份,说明在这些年份中出现干旱、生长初期低温或生长季内高温等气候灾害,说明利用该
年表重建历史时期气候变化具有较好的可信度。 树间相关系数达到 0. 39,反映了采样点树木之间全频信息
的相关程度高。 以上年表各种统计特征表明了样本之间的树轮宽度变化有很好的一致性,记录了可靠区域气
候信息,可用于年轮气候学分析。
3摇 结果与分析
3. 1摇 树轮径向生长与气候要素的关系
摇 摇 从表 1 可看出,标准树轮宽度年表与当年 8、9 月份平均最高气温、上年 8、9 月份平均气温以及上年 7、8
月份的降水量均存在显著的相关性,并与当年 2、3 月份的平均气温相关系数最高。 如果将 2、3 月的气温平均
再与树轮宽度年表进行相关分析,相关系数达 0. 63(琢<0. 01)。
采用偏相关分析来去除 2、3 月平均气温和降水量之间相互作用对树木生长、气候要素关系的影响,分析
结果表明:将 2、3 月平均气温的影响取固定时,标准树轮宽度年表与 2、3 月降水量的偏相关系数只有 0. 16;
而反过来固定 2、3 月降水量的影响时,标准树轮宽度年表与 2、3 月平均气温的偏相关分别达 0. 51(琢<0. 01)
和 0. 57(琢<0. 01),而与 2、3 月平均气温的偏相关达 0. 60(琢<0. 01)。 由此可见,2、3 月平均气温对树木径向
生长的影响极为显著。
1736摇 20 期 摇 摇 摇 曹受金摇 等:利用树木年轮重建赣南地区 1890 年以来 2—3月份温度的变化 摇
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表 1摇 各月气候要素与树轮宽度年表之间的相关系数表
Table 1摇 Correlation coefficients between climatic variables and standard tree ring width chronology
月份
Month
前一年 Previous
7
Jul.
8
Aug.
9
Sep.
10
Oct.
11
Nev.
12
Dec.
当年 Current
1
Jan.
2
Feb.
3
Mar.
4
Apr.
5
May
6
Jun.
7
Jul.
8
Aug.
9
Sep.
10
Oct.
降水量 Precipitation -0. 40*-0. 45* -0. 11 -0. 15 0. 05 -0. 07 -0. 13 -0. 17 0. 19 0. 27 0. 09 0. 07 -0. 05 -0. 09 -0. 11 0. 12
平均气温 Mean temperature -0. 23 -0. 44* -0. 41* 0. 03 0. 12 0. 07 0. 11 0. 52**0. 59** 0. 31 0. 30 -0. 21 -0. 15 -0. 09 -0. 05 0. 12
平均最高气温
Mean maximum temperature
-0. 13 -0. 19 -0. 21 0. 10 0. 09 -0. 03 0. 12 0. 21 0. 27 0. 31 0. 29 0. 17 -0. 27 -0. 41* -043* 0. 21
平均最低气温
Mean minimum temperature 0. 02 0. 01 0. 08 0. 09 0. 04 0. 01 0. 03 0. 14 0. 20 0. 13 0. 11 0. 13 0. 23 0. 20 0. 27 0. 21
摇 摇 表中标有*,**的数据分别表示通过了 琢=0. 05,琢=0. 01 的显著水平
摇 图 3摇 树轮指数与 2—3月温度的散点图(1951—2008 年)
Fig. 3摇 Scatter plot of February to March temperature and tree鄄
ring indices with linear relationship highlighted during the period
of 1951—2008
3. 2摇 2—3 月平均气温的重建
选择赣县气象站 2—3 月平均温度为重建因子,以
树轮宽度标准化年表为变量,以 1951—2008 年为建模
期,用一元线性回归模型建立树轮宽度指数与 2—3 月
平均温度之间的转换方程(图 3)为:
Ti = 4. 11Ii + 7. 51
式中,Ti 为第 i 年的 2—3 月平均温度,Ii 为第 i 年树轮
宽度标准化年表值。 该重建方程的相关系数为 0. 753,
方差解释量为 56. 7% ,调整后方差解释量为 54. 3% ,F
检验值为 32. 08,远超过了 99. 99% 的置信度区间,说
明重建方程有非常高的显著性。
由于气象站有较长的实测资料,本文采用建模期和
独立检验期检验方程的稳定性[13]。 分别以 1951—1979 年为校准期、1980—2008 年为独立检验期,以 1980—
2008 年为校准期、1951—1979 年为独立检验期对方程进行检验,独立统计检验的参数包括相关系数( r)、乘积
平均数( t)、符号检验(S)、误差缩减值(RE)、效率系数(CE)。 各项检验结果表明(表 2),在两个独立检验期,
实测值和模拟值的单相关系数( r)、符号检验值(S)和乘积平均数( t)都达到了 0. 01 的显著性水平以上。 RE
值和 CE值都为正值,较好的通过了检验。
表 2摇 转换方程统计检验参数
Table 2摇 Independent statistical test parameters of the transfer function
时段 Time
1980—2008 年
R2 F
时段 Time
1951—1979 年
r t S RE CE
1951—1979 0. 655 51. 26** 1980—2008 0. 693** 1. 679** 23 / 6** 0. 265 0. 146
1980—2008 0. 523 29. 60** 1951—1979 0. 784** 1. 824** 24 / 5** 0. 358 0. 259
1951—2008 0. 543 32. 08**
摇 摇 * *表示达到 0. 01 的显著性水平
从图 4 可以看出,总体上重建温度序列能够与实测温度序列较好地吻合,但重建序列与实测序列的年际
变化在某些时段存在较大的差异,可能是由于多种因子同时作用于树木生长的结果。 可能使 2—3月温度重
建结果的精确度受到影响。 另外,气象站点的气候资料在反映林区的气候特征时具有一定的差异,影响树木
年轮宽度序列与气候因子的相关系数,导致重建序列的方差解释量较小,导致重建值对气温高值的响应偏低。
3. 3摇 温度重建序列特征分析
根据转换方程,重建了江西赣南 119a(1890—2008 年)来 2—3月温度的变化曲线(图 5),从图 5 可以看
出,其中 2—3 月温度最低的 3 a 分别为 1957 年、1945 年和 1893 年,而温度最高的 3a 依次为 2007 年、2002
2736 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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年和 1960 年。 为了提取重建序列的年代际变化趋势,并了解气温变化的低频信息,对重建序列进行 11 a 滑
动平均,可以看到,重建的温度序列有 3 个较为明显的冷期( 1892—1906 年、1918—1922 年、1944—1957 年)
和 3 个明显的暖期( 1909—1917 年、1959—1968 年和 1998—2008 年)。 而在 1970—1997 年,这一时期气温
变化幅度较小,气温相对比较稳定。
摇 图 4摇 江西赣县气象站 2—3 月平均温度实测序列和重建序列
对比
Fig. 4 摇 Comparison between observed and reconstructed mean
temperature from February to March
摇 图 5摇 江西赣南 1890—2008 年间 2—3 月平均温度重建序列(黑
色粗线是 11a滑动平均值)
Fig. 5 摇 Tree鄄ring reconstruction of February to March
temperature plotted annually from 1890 to 2008, along with a
smoothed 11鄄year moving average
4摇 讨论与结论
4. 1摇 讨论
目前,在我国热带、亚热带湿润地区开展树木年轮气候学的研究较少。 我国亚热带地区是世界上少有的
常绿阔叶林区,亚热带常绿阔叶林、针阔混交林属于南方丘陵和南方山区,生态环境变幅大,物种繁多、分布复
杂。 根据调查很多树种的年轮不清晰,不易分辨。 马尾松广泛分布于我国的亚热带地区,由于其能够在贫瘠、
恶劣的自然条件下良好生长而成为我国亚热带地区绿化造林和利用荒山废地恢复植被的主要先锋树种。 其
年轮清晰,早材和晚材界限分明,非常适合于树木年轮气候学的研究,故本文研究选择了当地优势树种———马
尾松作为研究对象。 赣南树木园树种丰富,而且不同树木之间的生长模式不同,其他树种是否能更敏感、准确
的反映气候的变化,需要进一步的研究。
在位于南岭山脉北侧的江西赣南马尾松分布的森林上限区,制约树木径向生长最主要的气象因子为生长
季初期的温度。 马尾松的生长期为 3—11 月,3 月为马尾松初生长的关键时段,是树轮早材形成的时期,当 2、
3 月份温度较高时,树木的起始生长时间提前,树木进入生长季越早,意味着树木生长季的延长,有利于树木
的径向生长,形成较宽的年轮。 反之,如果气温较低,光合作用效率降低,形成窄轮[14]。 因此,研究马尾松树
轮宽度与当年 2—3月平均温度的显著正相关是具有明确树木生理学意义的。
可见,影响马尾松径向生长量主要的气温要素为生长季初期(2、3 月份)的温度。 根据上述分析,本研究
选择 2、3 月平均气温作为重建对象。
赣南地区树轮年表较好地反映该地区 2—3月份平均温度的变化,无论从单月相关还是月份组合的角度
看,其年轮宽度与当年的 2—3月份平均温度相关性最高,这与段建平、刘洪滨[15鄄16]等在中国东南部地区及秦
岭南坡佛坪的研究表明,各样点的树木生长明显受生长季前期温度影响,呈较为显著的正相关关系一致。 但
与吴祥定等[17]认为树木生长与初春温度呈负相关的研究结果相反,原因可能是取样点的海拔高度和地貌条
件均不相同。 张大鹏[18]在福建梅花山的研究发现在高海拔地区,马尾松次生木质部的形成明显受到低温的
影响,因此,马尾松生长对季节气候因子响应表现出的不同,可能与不同海拔生长季节的长短有关。 兰涛[19]
在马尾松分布的北缘安徽的研究结果显示生长季节的降水是生长的主要限制因子。 而侯爱敏[20]和滕菱[21]
在南亚热带的广东鼎湖山研究发现夏季的高温高湿是制约马尾松年轮宽度的关键,这是因为在南亚热带地区
水热充沛,夏季高温和高湿会抑制生长,而在北亚热带,降水和温度都较低,生长期的长短和生长期内的水分
成为限制因子,恰好解释了南北分布边缘水热条件对生长影响的差异。
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段德寅[22]曾在本研究采样点以西 50 km 以外的湖南桂东建立了同树种的年轮指数曲线图, 其冷期是
1890—1903 年、1916—1922 年、1943—1959 年;暖期是 1904—1915 年、1960—1964 年。 其年轮指数所反映的
冷暖变化与本研究有较好的对应关系。 说明在江西赣南地区,位于森林上限树木年轮的宽度能较好地反映生
长季初期温度的变化。
20 世纪初的旱灾, 是中国近代十大灾荒之一, 其中赣南是受灾害较为严重的地区。 通过史料分析得出
此次灾害在赣南地区发生的确切时间应该是 1911—1917 年[23](本文 1909—1917 年), 其中 1916 年为最严
重的年份。 根据江西省自然灾害史料记载[23], 到 1916 年, 江西“山中树木枯死,禾枯地赤,烈风沏夜,农作物
无收冶。 根据本文的重建结果, 赣南地区自 1909 年以来 2—3月平均气温不断上升, 到 1916 年温度达到重
建时段内较高记录, 这一持续升温事件对此次干旱事件的爆发无疑贡献巨大。
4. 2摇 结论
本文利用江西赣南地区的树木年轮资料,重建该地区百年以来的气候变化,并分析其变化特征。 通过研
究,得出以下结论:
(1)在位于南岭山脉北侧的江西赣南马尾松分布的森林上限区,制约树木径向生长最主要的气象因子为
生长季初期的温度。 树轮宽度指数与 2—3月温度的相关显著,这一关系具有明确的生理学意义。
(2)重建结果表明,在过去 119a 来的温度变化上,研究区存在 3 个较为明显的冷期( 1892—1906 年、
1918—1922 年、1944—1957 年) 和 3 个明显的暖期( 1909—1917 年、1959—1968 年和 1998—2008 年) 。
致谢:感谢江西赣南树木园给予的帮助,实验过程中得到了中国科学院地理科学与资源研究所邵雪梅研究员
的指导,野外取样得到中南林业科技大学曹基武老师,陈健、司书兵、彭积庆等的帮助,特此致谢。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 20 October,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Characteristics of nitrous oxide (N2O) emission from a headstream in the upper Taihu Lake Basin
YUAN Shufang, WANG Weidong (6279)
……………………………………
……………………………………………………………………………………………
Nutrient dynamics of the litters during standing and sediment surface decay in the Min River estuarine marsh
ZENG Congsheng, ZHANG Linhai, WANG Tian忆e, et al (6289)
………………………
…………………………………………………………………
Diversity and distribution of endophytic bacteria isolated from Caragana microphylla grown in desert grassland in Ningxia
DAI Jinxia, WANG Yujiong (6300)
……………
…………………………………………………………………………………………………
Spatial distribution of Trabala vishnou gigantina Yang pupae in Shaanxi Province, China
ZHANG Yiqiao, ZONG Shixiang, LIU Yonghua, et al (6308)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of drought stress on Cyclobalanopsis glauca seedlings under simulating karst environment condition
ZHANG Zhongfeng, YOU Yeming, HUANG Yuqing, et al (6318)
……………………………
…………………………………………………………………
Ecosystem diversity in Jinggangshan area, China CHEN Baoming, LIN Zhenguang, LI Zhen, et al (6326)…………………………
Niche dynamics during restoration process for the dominant tree species in montane mixed evergreen and deciduous broadleaved
forests at Mulinzi of southwest Hubei TANG Jingming, AI Xuenru,YI Yongmei, et al (6334)……………………………………
Effects of different day / night warming on the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters of Sinocaly鄄
canthus chinensis seedlings XU Xingli,JIN Zexin,HE Weiming, et al (6343)……………………………………………………
The effect of simulated chronic high wind on the phenotype of Salsola arbuscula
NAN Jiang,ZHAO Xiaoying, YU Baofeng (6354)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Responses of N and P stoichiometry on mulching management in the stand of Phyllostachys praecox
GUO Ziwu, CHEN Shuanglin, YANG Qingping, et al (6361)
…………………………………
……………………………………………………………………
Tree鄄ring鄄based reconstruction of the temperature variations in February and March since 1890 AD in southern Jiangxi Province,
China CAO Shoujin, CAO Fuxiang, XIANG Wenhua (6369)……………………………………………………………………
Diel variations and seasonal dynamics of soil respirations in subalpine meadow in western Sichuan Province, China
HU Zongda,LIU Shirong,SHI Zuomin, et al (6376)
…………………
………………………………………………………………………………
Effects of fire disturbance on litter mass and soil carbon storage of Betula platyphylla and Larix gmelinii鄄Carex schmidtii swamps
in the Xiaoxing忆an Mountains of Northeast China ZHOU Wenchang, MU Changcheng, LIU Xia, et al (6387)…………………
Variance analysis of soil carbon sequestration under three typical forest lands converted from farmland in a Loess Hilly Area
TONG Xiaogang, HAN Xinhui, WU Faqi, et al (6396)
………
……………………………………………………………………………
Soil鄄property and plant diversity of highway rocky slopes PAN Shulin,GU Bin,LI Jiaxiang (6404)……………………………………
Effects of slope position on soil microbial biomass of Quercus liaotungensis forest in Dongling Mountain
ZHANG Di, ZHANG Yuxin, QU Laiye, et al (6412)
………………………………
………………………………………………………………………………
Responses of water quality to landscape pattern in Taihu watershed: case study of 3 typical streams in Yixing
WANG Ying, ZHANG Jianfeng, CHEN Guangcai, et al (6422)
………………………
……………………………………………………………………
Study on the fairness of resource鄄environment system of Jiangxi Province based on different methods of Gini coefficient
HUANG Heping (6431)
………………
………………………………………………………………………………………………………………
Simulation of the spatial pattern of land use change in China: the case of planned development scenario
SUN Xiaofang, YUE Tianxiang, FAN Zemeng (6440)
……………………………
………………………………………………………………………………
Arable land change dynamics and their driving forces for the major countries of the world ZHAO Wenwu (6452)……………………
Denitrification characteristics of an aerobic denitrifying bacterium Defluvibacter lusatiensis str. DN7 using different sources of nitrogen
XIAO Jibo, JIANG Huixia, CHU Shuyi (6463)
……
……………………………………………………………………………………
Study on sustainable development in nanjing based on ecological footprint model ZHOU Jing, GUAN Weihua (6471)………………
Applying input鄄output analysis method for calculation of water footprint and virtual water trade in Gansu Province
CAI Zhenhua, SHEN Laixin, LIU Junguo, et al (6481)
……………………
……………………………………………………………………………
Correlation analysis of spatial variability of Soil available nitrogen and household nitrogen inputs at Pujiang County
FANG Bin, WU Jinfeng, NI Shaoxiang (6489)
…………………
……………………………………………………………………………………
Characteristics of the fish assemblages in the intertidal salt marsh zone and adjacent mudflat in the Yangtze Estuary
TONG Chunfu (6501)
…………………
………………………………………………………………………………………………………………
A comparison study on the secondary production of macrobenthos in different wetland habitats in Shenzhen Bay
ZHOU Fufang, SHI Xiuhua, QIU Guoyu, et al (6511)
………………………
……………………………………………………………………………
Regurgitant from Orgyia ericae Germar induces calcium influx and accumulation of hydrogen peroxide in Ammopiptanthus
mongolicus (Maxim. ex Kom. ) Cheng f. cells GAO Haibo, ZHANG Shujing,SHEN Yingbai (6520)…………………………
Behavior characteristics and habitat adaptabilities of the endangered butterfly Teinopalpus aureus in Mount Dayao
ZENG Juping, ZHOU Shanyi, DING Jian, et al (6527)
……………………
……………………………………………………………………………
Community structure and dynamics of fig wasps in syconia of Ficus microcarpa Linn. f. in Fuzhou
WU Wenshan, ZHANG Yanjie, LI Fengyu, et al (6535)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Review and Monograph
Review and trend of eco鄄compensation mechanism on river basin ZHANG Zhiqiang, CHENG Li,SHANG Haiyang, et al (6543)……
Definition and research progress of sustainable consumption: from industrial ecology view
LIU Jingru, LIU Ruiquan, YAO Liang (6553)
……………………………………………
………………………………………………………………………………………
The estimation and application of the water footprint in industrial processes JIA Jia, YAN Yan, WANG Chenxing, et al (6558)……
Research progress in ecological risk assessment of mining area PAN Yajing,WANG Yanglin,PENG Jian, et al (6566)………………
Scientific Note
Litter amount and its dynamic change of four typical plant community under the fenced condition in desert steppe
LI Xuebin, CHEN Lin, ZHANG Shuoxin, et al (6575)
……………………
……………………………………………………………………………
Effects of planting densities and modes on activities of some enzymes and yield in summer maize
LI Hongqi, LIN Haiming,LIANG Shurong, et al (6584)
……………………………………
……………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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第 32 卷摇 第 20 期摇 (2012 年 10 月)
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