高级测树学李建华-第5章年轮测定及研究现状

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1、ж第五章年轮测定及研究现状一、研究年轮的意义树木年轮的形成与变异除遗传因素外，还与环境因子密切相关，树木年轮宽度变化能够反映外界环境的变化情况。树木年轮资料具有定年准确、连续性强、分辨率高和记录性好等优点，广泛应用于历史时期的气候变化研究。早在19世纪初或更早的时候，就曾有一些科学家尝试建立树木年轮宽窄变异与气候要素变化的关系。近年来，树木年轮研究已广泛应用于树轮年表的建立，以及降水量、温度、干湿度等多项环境因子的历史重建工作。作为自然历史的载体，年轮为众多学科提供了可供查考的数据依据，因此，研究年轮具有重要意义。2幻灯片二、

2、年轮研究的历史2.1国际方面该领域最早的奠基者是美国科学家A.E.Douglass，之后不断有人尝试建立树木年轮宽窄变异与气候要素变化的关系。在国外的研究中，Graybill、Shiyatov（1989）以及Graumlich（1993）等重建了美国1000多年来的降水和温度，Briffa（1990）利用树木年轮重建了芬诺斯堪迪亚地区从公元500～1990年间的夏季温度，Earle利用树木年轮宽度重建了加利福尼亚河川径流量的历史变化（1993）。3幻灯片二、年轮研究的历史2.2国内方面国内这方面的研究主要集中于新疆、内蒙等西北

3、干旱、半干旱地区，对上述地区进行气候重建和相关性分析。在我国，范敏杰等用树木年轮重建了伊犁南天山北坡西部的降水量序列，喻树龙等利用天山北坡西部树轮年表重建了博州1576—2002年的年最低气温，王亚军等利用树轮资料重建黑河古径流的变化，王梦麦等利用树木年轮重建六盘山地区1900年以来的干湿变化周期，崔明星等运用树木年轮气候学方法，研究了河北木兰围场油松的生长与气候要素之间的关系。说明当地油松的宽度生长对气候因子变化的敏感性波动较大。目前，我国利用树木年轮学方法，重建了天山、喜马拉雅山、祁连山等地的气候，研究的方法也从年轮宽度逐

4、步深入到年轮密度（彭剑峰等，2005；张瑞波等，2008）。该领域目前研究的前沿是在对年轮宽度分析的基础上，研究密度变化、细胞大小、数目等的变化对气候变化的响应，确定年轮变化序列，从而重建历史某个时期的气候变化。4幻灯片三、树木年轮学基本原理3.1早晚材原理在春季，树木开始生长，形成层开始分化次生木质细胞，这时生长的部分营养物质来源于上一年生长季中的贮存。这一木质部分，称为早材。因环境和季节的变化，植物生理条件改变，之后形成层细胞的体积变小，细胞壁变厚，形成层木质部分颜色变深，这部分称为晚材，晚材和早材并为一年的生长宽度，即年

5、轮。树木从环境中吸收养分和能量到年轮中，因此树木年轮与它们的生长环境密切相关。5幻灯片三、树木年轮学基本原理3.2均一性原理均一性原理由JamesHutton于1785年最先提出，在古气候研究中常被应用。例如，在过去出现过的气候型，现代、今后有可能出现，现在出现过的气候类型必定可以从历史气候中找到相似的类型。将这一原理，应用到树木年轮气候学中，其根本依据是限制树木生长的气候条件在过去和现在是一样的。6幻灯片三、树木年轮学基本原理3.3限制因子定律任何一种生物学过程，必须遵守一条生物学定律，即它进行的生物学过程、变化速度都不可能

6、超过主要限制因子所允许的程度。若某个因子发生变化，不起限制作用，则某生物学过程速度就加快，直到出现另一个限制因子，或出现几个限制因子时为止。限制因子定律对树木气候学及其重要，因为只有在一个或多个环境要素强烈限制树木生长并且持续足够长的时间，造成较大地理范围上许多树木的年轮宽度或其它特征以同一种方式变化时，才可以进行树木年轮的交叉定年。7幻灯片三、树木年轮学基本原理3.4生态环境选择原理这一定律实际上是限制因子定律的延伸，我们在样本采集时，应挑选树木生长的位置和地点在受限制因子最大的小区域内。由此也可以认为：在采取样本时，尽量选

7、择气候影响最大的那个地点上的树木，如林缘木，以避免那些非气候噪音的影响。生态环境选择原理对指导野外工作尤其是采样地点和采样标本树木的选择十分重要。8幻灯片三、树木年轮学基本原理3.5敏感性原理树木年轮宽度的逐年宽窄变化是衡量气候对年轮生长限制的一项很好的指标，树木年代学研究中把这种宽窄变化作为树木径向生长反映气候变化的平均敏感度。显然，平均敏感度度量了相邻年轮之间的轮宽变化情况，在树轮气候学研究中主要反应了气候的短期变化或高频变化。研究表明，平均敏感度大的样本保持的气候信息相对较多，相应的噪声较少，样本与气候变化的关系较密切。

8、9幻灯片三、树木年轮学基本原理3.6交叉定年原理生长在同一生态环境下的树木，由于受到同样的限制因子作用，其年轮的宽窄变化应该是同步的。若两组以上的序列，甚至同一株树、不同方位采取的样本，所测出年轮序列无法重叠，则将两序列年轮宽度点在坐标带上，画出年轮变化曲线，可明显看出它的错