秦岭是我国气候划分上的一条重要分界线,该地区高山林线对全球和区域气候变化有着十分敏感的响应,对全球变化和生态系统的研究有重大意义,成为我国较早开展树轮气候学研究的地区之一。但是以往的研究多集中于采用线性回归方法对单点树轮气候进行重建方面,关于区域树轮资料与气候响应的分异现象和非线性模式等问题涉及较少。本文对秦岭牛背梁自然保护区树木的径向生长与其主要限制性气候因子之间的响应关系是否稳定进行探讨,即研究区是否存在分离效应,并进一步分析其具体表现特征;同时,借助基于生理过程的树轮生理模型Vaganov-Shashkin-Lite(简称VS-Lite模型),解析研究区巴山冷杉(Abies fargesii)径向生长与其主要限制性气候因子之间的响应关系。基于经验的近线性统计方法主要是通过树轮气候学的一般研究方法,对秦岭牛背梁自然保护区不同海拔巴山冷杉的年表特征及其对气候的响应特性进行研究,结果表明:(1)所采样芯包含着较为丰富的气候变化信息,能够很好地反映研究区气候变化的一致性情况,达到了进一步分析的要求;(2)随着海拔的升高,各样本序列所反映出的对于气候变化的同步性和信号强度表现出了先下降后上升的变化特征;(3)5个采样点所选用的年表与气温和降水等气候因子的相关关系具有海拔差异。同时,将1992/1993年作为分界点,对两个时段(1969-1992年和1993-2013年)研究区巴山冷杉的生长对于气候要素响应的异质性特征进行分析。结果表明:随着全球气候的变暖,研究区巴山冷杉的径向生长对于温度这一气候因子的响应特征在两个时段上表现出了不同,即树木生长对于气候的响应变得不稳定,存在着一定的分离效应。基于生理过程的非线性关系研究主要是借助于生理模型V-S Lite,模拟得到秦岭牛背梁自然保护区巴山冷杉的年轮宽度序列,并从生理过程的角度对研究区巴山冷杉的径向生长与气候因子之间的响应关系进行研究,进而界定影响巴山冷杉树木生长的主要限制性因子。模拟结果表明:4-5月份时,研究区树木生长的主要限制性因子是温度;6-8月份时,土壤湿度是巴山冷杉生长季中后期生长量的主要限制性因子;9月份以后,温度是树木生长的主要限制性因子。同时,伴随着全球变暖,巴山冷杉的生长季得到了延长。本研究分别利用基于经验的近线性统计方法和基于生理过程的模型V-S Lite对秦岭牛背梁自然保护区巴山冷杉的径向生长与其主要限制性气候因子之间的响应关系进行研究和分析,结果均表明研究区存在着一定的“分离效应”,且4月份时较高的温度能够刺激巴山冷杉树木形成层的活动,延长树木的生长季,有利于研究区巴山冷杉的生长;在6月份时,树木生长的主要限制性因子是土壤湿度,此时过高的温度会对巴山冷杉的生长产生抑制作用,而充沛的降水会使得研究区土壤的水分状况良好,有利于巴山冷杉的生长。利用生理模型V-S Lite对研究区巴山冷杉的生长进行拟合,能够更好地辨别出巴山冷杉径向生长的主要限制性因子,也能够为揭示巴山冷杉径向生长与气候要素之间的响应关系提供生理依据。