生态系统受全球气候变化的影响,森林生态系统作为生态系统的一部分,其与气候之间的关系密切而复杂。气候的改变直接影响到树木生理生态过程。关帝山位于吕梁山脉中段,处于北方中部暖温带半湿润半干旱过渡区,有完整的植被垂直带谱,植被保护良好,树木生长受人为干扰较小。另外该区在一定海拔范围内有以青扦(Picea wilsonii)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为优势树种的寒温带针叶树种的混交林。研究该区域树木径向生长与气候因子的关系,不仅对该区域的森林管理保护有重要意义,也可以对区域气候特征下树木与气候因子的响应研究提供更多的理论支撑。利用树木年轮宽度为工具,以青扦为研究树种,在关帝山庞泉沟沿着海拔梯度设立低海拔、中海拔、高海拔3个采样点,共采集了158棵树芯,建立了3个青扦树轮宽度年表。利用相关分析和响应面分析了明确了青扦树轮年表与各气候指标的关系,得出了影响青扦树木径向生长的主要气候因子;利用滑动分析进一步讨论了气候变暖对青扦树木生长与主要气候因子间的稳定性,揭示了气候变化对树木径向生长的年际动态响应机制。研究的主要结论如下:(1)青扦径向生长特征。从平均敏感度(MS),样本总体代表性(EPS),第一特征向量百分比(VFP),信噪比(SNR)这些较为主要的用来表征树轮年表质量的指标,可以看到,相较于标准年表(STD),差值年表(RES)包含的气候信息量更大,受环境因子的限制作用更强,基于此特性,研究也采用了RES年表作为后续的分析年表。利用指示树木径向生长年际动态差异的GKL分析表明,三个海拔上的青扦年际生长动态较为一致。(2)研究区青扦径向生长主要受水热共同作用的影响,尤其是生长季的干旱限制对青扦的径向生长影响明显。6月均温,6月均温,最热月高温与青扦轮宽的宽度呈显著负相关(P<0.05);季节尺度上,雨季均温与其呈显著负相关(P<0.05),热季降水与其呈显著正相关(P<0.05)。生长季的中长期的水热积累导致的水分亏缺,进一步限制了青扦的径向生长。主要表现为生长季的夏季温度以及中长期的标准化降水蒸散指数(SPEI)、标准化降水指数(SPI)对树木生长的影响。其8月、9月、10月的值与轮宽为显著正相关(P<0.05),并且其相关显著性主要集中在生长季的后期。(3)季节性气候因子对关帝山青扦径向生长的影响具有滞后性。青扦径向生长对上一年的春季及夏季均温呈显著负相关(P<0.05)。(4)不同海拔青扦径向生长与气候因子的响应关系有一定的差异。海拔梯度的变化导致了水热条件的改变。由于受气温递减率的影响,随着海拔的升高,气温降低、降水增多。相关分析的结果表明,生长季持续的水热条件与青扦的树木生长影响显著,但这一关系随着海拔梯度的升高而变弱。由于高海拔气温变低降水增多,使得高海拔处对生长季高温及降水的响应减弱,反而对生长季后期的低温响应有所增强,在高海拔处还呈现出树轮宽度与11月低温、GDD0-5显著负相关。另外,低海拔受高温和水分缺乏的影响,其对生长季的温度和水分响应更加强烈。海拔的变化也使得上年生长季的水热因子对青扦的滞后作用有所改变。上年夏季的高温对中低海拔上青扦生长具有明显的限制作用,然而到了高海拔,这种滞后作用不显著。随着气候变暖,低海拔处的青扦生长可能受到的水热协同的作用更加显著。