在气候变暖的背景下,全球范围内气候变率增加,极端气候事件频发。由于我国东南地区湿润的气候环境,树木的径向生长对于气候要素的变化不是很敏感,树轮气候的相关研究工作还是相对较薄弱。长江中下游地区为东亚季风的主要影响区,近年来,长江中下游地区的树轮气候学研究也开展得越来越多。目前大多数的研究主要是针对单点小区域的树轮气候线性响应特征分析或者树轮气候重建,而对区域大范围的树轮气候非线性响应特征,以及整个研究区气候变化的非线性趋势和驱动机制的研究相对较少。针对这些问题,本文利用新采集的和前人采集的长江中下游地区的树轮宽度资料分析区域树轮气候响应的非线性模式,并利用整个研究区的温度器测资料分析现代温度变化的空间复杂度和非线性趋势,最后基于树轮资料恢复研究区过去170多年来的冬春季温度变化,探究研究区温度变化的可能驱动机制。本文首先借助长江中下游地区神农架(巴山冷杉,Abies fargesii Franch)、壶瓶山(马尾松,Pinus massoniana)、张家界(马尾松,Pinus massoniana)采集的树轮宽度资料,分别建立了AD1843-2013、AD1834-2013、AD1830-2013、AD1883-2013的树轮STD年表,并结合前人的研究基础,运用线性与非线性手段分析了区域树轮气候响应模式。研究发现,区域树木的径向生长主要与冬春季温度相关,而与降水的相关性不显著。在此基础上,结合前人己采集的树轮资料,并借助回归树模型(Boosting Regression Trees, BRT)探索气象要素与树木生长之间的关系。模拟结果表明,2、3、4月份的温度是区域树木生长的主要限制因子,且两者的关系遵循“生态幅”的原理,呈现出逻辑斯蒂函数的分布特征；研究还表明,冬季与春季的温度变化对区域树木生长的影响存在“补偿作用”,而冬季的温度对树木的径向生长更加重要。在前文的相关分析研究中发现冬春季温度对区域树木的生长有至关重要的作用,为了更好的理解树轮资料重建区域冬春季温度的变化,我们先了解区域冬春季现代观测气候的变化特征。根据长江中下游地区60年来的器测冬春季温度变化资料,利用Higuchi分形维数与改进的经验模态分解(EEMD)分析方法分别探索了区域冬春季温度空间变化的复杂度与非线性变化趋势。研究发现,区域冬春季温度序列的Higuchi分形维数在空间上存在明显的差异,说明不同气候区内气候变化的复杂性有比较大的差异。其中,沿海地区的分维数较高,区域气候变化比较复杂,中西部地区分维数较低,气候系统复杂性有所减小,这可能与海气作用等小气候因素有关。而基于EEMD分解的温度序列的非线性趋势发现,1980年之前长江中下游绝大部分地区冬春季温度呈现下降的趋势,但是变暖地区的面积逐年增加,而最近30多年来,区域冬春季温度上升显著,变冷地区的面积严重萎缩并迅速消失。此外,我们还发现,区域高纬度地区冬春季的升温速率要高于低纬度地区,这可能与哈德莱环流下沉支流的位置有关。最后我们利用神农架林区两个点的巴山冷杉(Abies fargesii Franch)建立了研究区一条新的树轮年表,时间跨度为AD 1842～2013年。相关分析发现,神农架树木的径向生长与2月、3月、4月和6月的温度显著正相关,其中树轮与2-6月平均温度相关系数最高达到0.64,并基于此重建了研究区过去170多年来冬春季(2-6月)平均气温的变化。树轮资料显示共有6个寒冷时段被纪录下来,分别是AD 1848～1859年,AD 1869～1874年,AD 1888～1900年,AD 1927～1932年,AD 1938～1973年和AD 1979～1994年。这些寒冷事件与邻近区域的历史资料所记载的寒冷气候事件时间比较一致。通过与研究区周边树轮记录的冬春季温度变化的对比发现,1870s之前本文树轮记录的低温变化与秦岭山脉东部地区树轮所记录的低温变化较一致,在1920s以后则与大别山地区和江西湖南地区树轮所记录的低温变化较一致。对比三条重建序列的趋势变化发现,神农架地区的温度开始变暖的时间要早于大别山地区与江西湖南地区,且升温的幅度也更大,这可能是由于神农架地区的海拔较高,热容量(heat capacity)较小导致的。最后通过对区域冷期与暖期500hPa高度场的合成分析得出,区域低温事件主要受乌拉尔高压的影响。