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本研究的目的是利用东北地区东部树轮宽度网络,重建该地区过去几百年来的温度变化。在充分了解东北地区地理环境概况和森林分布现状,以及该地区前期树轮气候学研究的基础上,本研究在东北地区东部建立了由29个树轮采样点组成的树轮网络,建立了21个树轮宽度标准化年表和差值年表,通过相关分析和时序叠加分析揭示了树轮宽度年表和指示年中的气候信息,并在此基础上,利用不同标准化方法(二次去趋势法和RCS法)建立的年表,通过多元逐步回归分析重建了长白山地区过去几百年来的2-9月最低温度变化。通过这些研究,主要得到了以下几方面的初步认识:
(1)在小兴安岭地区的红松树轮宽度标准化年表中公共气候信息主要是最低温度的低频变化,但与各样点年表显著相关的月份不太一致。虽然年表对各气候要素均有体现,但信号不强。差值年表中公共的气候信息较少。张广才岭地区红松树轮宽度的标准化年表对三种气候要素均有体现,其中最低温度的信息稍强,可能主要是低频变化。差值年表均体现了当年6月降水和最高温度信息。在长白山地区,树轮年表对各气候要素均有指示,主要有1-3月的最高温度,2-4月的最低温度,7月和9月的最低温度,以及6月的降水量。无论是标准化年表还是差值年表,对温度的指示都强于降水,对最低温度的指示强于最高温度。
(2)小兴安岭地区红松树轮宽度区域指示年主要体现了气温变化的信号。树木生长增大的正指示年主要体现了前1-2年内的较低的1-4月温度,这一点在最低温度方面体现的更为明显。树木生长减小的负指示年则主要体现了上一年10月的低温,对最高温度的体现更为明显。张广才岭地区红松树轮宽度区域正指示年指示了上年6月暖干(最高温度更为明显),和当年春暖(2-3月最低温度更为明显)、夏季湿凉(6-8月最高温度)的气候状况,负指示年则主要指示了上年6月湿凉的气候状况。长白山地区红松树轮宽度区域正指示年指示了当年的暖春(2-3月)和湿凉的夏季(6-8月),区域负指示年对上年生长季(4-9月)较高的最低温度有较好的指示。
(3)在气候变暖的影响下,长白山高海拔森林上限鱼鳞云杉和落叶松生长对温度变化的响应性质在19世纪初期发生了变化,由对温度的正响应,变为对温度的负响应。低海拔红松的生长对温度的正响应相对比较稳定。在该地区开展树轮重建时,应特别注意这种响应性质的变化。
(4)在该地区利用二次去趋势方法建立的标准年表和RCS方法建立的年表重建的温度变化在14年以内时间尺度的温度变化重建相差不大,RCS年表对大约58年以上低频温度变化的重建较好,二次去趋势年表在对14~58年以内的年代际变化体现的较好。二者在大约72年以内时间尺度上的公共信息比较一致,但在大于72年时间尺度上,两者差别较大。RCS更好的体现了19世纪中期以来的变暖,17世纪中后期和18世纪前期的RCS重建中的低温与北半球的“小冰期”有较好的对应。在本地区利用RCS年表可以有效的重建百年尺度的低频气候变化信息。