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气候变化及其对植物生长发育的影响倍受公众和科学界的关注。高山树线交错带(tree-line ecotone)是木本植物在垂直海拔梯度上的最高分布区域,该区域内的木本植物对气候变化具有较强的敏感性,是研究气候因子对木本植物径向生长影响的理想材料。西南山地是全球生物多样性热点地区之一,也是气候变化的敏感区域。西南山地具有北半球海拔分布最高的树线,且随海拔升高呈现出阔叶杜鹃灌木逐渐替代针叶乔木的典型特征。对比研究树线交错带乔木和灌木径向生长与气候因子之间的相互关系,有助于理解在海拔梯度上乔木—灌木—草本过渡替代分布格局的成因,同时也为理解高山树线的形成机制提供了新视角。本论文主要以西南山地树线交错带15个地点的4种灌木(栎叶杜鹃Rhododendronphaeochrysum、川滇杜鹃R.traillianum、棕背杜鹃R.przewalskii和陇蜀杜鹃R.alutaceum)和3种乔木(长苞冷杉Abies georgei、岷江冷杉A.faxoniana和丽江云杉Picea likiangensis)为研究对象,利用树木年轮学方法,建立了5个灌木年表和10个乔木年表,通过分析15个年表与气候因子间的相关关系,探讨高山树线交错带不同气候因子对木本植物径向生长的影响。以长苞冷杉为代表,选取了4个研究点(梅里雪山雨崩、香格里拉金江、哈巴雪山和玉龙雪山牦牛坪),并在每个研究地点分别设立海拔梯度,阐述不同海拔梯度、生境和年龄组分(仅限于梅里雪山雨崩)条件下长苞冷杉径向生长对气候因子响应的异同。同时,根据灌木年表与冬季平均最低温度间的显著相关关系,重建了该区域近221年以来冬季平均最低温度的变化历史。 本研究主要内容包括:⑴通过树线交错带15个木本植物年表与气候因子间的相关分析发现,5个灌木年表均与上年12月到当年2月平均最低温度呈负相关关系,而10个乔木年表均与上年11月到当年1月平均温度呈正相关关系,且在不同研究点间都呈现一致的规律。这些表明冬季温度对该区域内木本植物径向生长具有显著影响,但针叶乔木和阔叶灌木对冬季温度的响应方向相反。⑵不同研究点和海拔梯度上长苞冷杉的对比研究发现,在相对寒冷湿润的区域,如梅里雪山雨崩、香格里拉金江和哈巴雪山,长苞冷杉径向生长均与上年11月平均最高温度呈显著正相关关系;在相对温暖干燥的区域,如玉龙雪山牦牛坪,长苞冷杉径向生长与3-5月的帕尔默干旱指数(Palmer drought severityindex,PDSI)呈显著正相关关系。说明在区域尺度范围内,水分条件影响物种对气候因子的响应。此外,长苞冷杉径向生长对气候因子的响应不受海拔梯度的影响。⑶对梅里雪山雨崩村两个树龄组分的长苞冷杉年表与气候因子进行相关分析发现,幼年树组和成年树组的径向生长均与上年11月和当年6月平均最高温度呈显著正相关关系,与6月降雨量呈负相关关系。与幼年树组相比,成年树组的径向生长与6月温度和降雨量间的相关系数较大。说明树龄影响长苞冷杉对温度和降雨量的响应敏感性。⑷基于灌木年表,重建了西南山地冬季平均最低温度的变化历史。发现在过去221年来,西南山地存在4个温暖期,分别是1800-1822、1858-1881、1892-1921和1966-2011,和3个寒冷期,即1823-1858、1882-1891和1922-1965。