于 健 ，徐倩倩,2，何 秀 ，羅春旺 ，劉文慧，李俊清，劉琪璟

（1.北京林業(yè)大學 林學院省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室，北京 100083；2.中國農(nóng)業(yè)科學院 鄭州果樹研究所，河南 鄭州 450009; 3.中國科學院 沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016）

長白山東坡落葉松樹輪寬度對氣候響應(yīng)的分離效應(yīng)

于 健1，徐倩倩1,2，何 秀3，羅春旺1，劉文慧1，李俊清1，劉琪璟1

（1.北京林業(yè)大學 林學院省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室，北京 100083；2.中國農(nóng)業(yè)科學院 鄭州果樹研究所，河南 鄭州 450009; 3.中國科學院 沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016）

為探討近52年 (1958～2009年) 長白山地區(qū)樹木生長對氣候因子響應(yīng)的異質(zhì)性特征，以1989/1990年為分界點，利用響應(yīng)函數(shù)及向前滑動相關(guān)分析等樹輪氣候?qū)W方法，研究了兩個時間段 (1958～1989年和1990～2009年) 長白山東坡長白落葉松Larix olgensis 與氣候因子之間的響應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明：（1）1958～1989年與1990～2009年溫度指標差異呈極顯著性水平。（2）1958～1989年時段樹木生長分別與當年2月平均溫度及上年12月最高溫度呈顯著負相關(guān)；1990～2009年時段落葉松生長與上年12月平均溫度及降水量呈顯著負相關(guān)，并與當年9月降水量呈顯著負相關(guān)；1989年以后當年2月溫度及9月降水量的增加對樹木徑向生長具有顯著抑制作用。據(jù)此推斷伴隨著全球氣候變暖，長白山地區(qū)樹木生長對氣候因子在兩個時段上表現(xiàn)出了不同的響應(yīng)特征，發(fā)生了響應(yīng)模式的改變。

氣候變化；落葉松；響應(yīng)分離；樹輪寬度

工業(yè)化革命以來，二氧化碳等溫室氣體的大量排放，致使全球氣候不斷變暖。自從19世紀中葉，全球年平均氣溫以每20年大概0.32℃增加[1]。為了評估全球變暖和20世紀溫度變化趨勢，量化人為影響對氣候變化的貢獻是極其重要的。由于依據(jù)傳統(tǒng)器測工具測量的氣象數(shù)據(jù)時間較短，并且主要集中在人類對氣候具有強烈影響時期，因此，尋找氣候記錄代用資料，對于理解過去氣候變異是至關(guān)重要的。

樹木年輪具有定年準確、連續(xù)性強、分辨率高和易于獲得復(fù)本等特點，成為獲取過去氣候信息的重要手段之一[2]。因此，在重建過去千年高分辨率及區(qū)域甚至全球尺度氣候變化中，樹木年輪已成為極為重要的代用資料[3-4]。然而，樹木生長分離效應(yīng)（Divergence problem) 將會模糊樹木對氣候的響應(yīng)，這種效應(yīng)是在全球氣候變暖趨勢下，北半球高緯度地區(qū)原本對于溫度響應(yīng)敏感的樹輪資料，在最近幾十年樹木生長對于平均溫度的響應(yīng)敏感性降低，即樹木生長與20世紀全球氣候變暖趨勢出現(xiàn)了分離，在區(qū)域尺度上難以擬合20世紀的全球變暖趨勢[5-6]。然而，自Jacoby and D'Arrigo[6]首次發(fā)現(xiàn)樹木生長對于氣候變化出現(xiàn)響應(yīng)分離以來，國內(nèi)外學者在很多地方開展了大量有關(guān)樹木－氣候響應(yīng)分離的研究。Yonenobu等[7]對日本扁柏 Hinoki cypress 樹輪寬度研究發(fā)現(xiàn)，原本對溫度變化響應(yīng)敏感的樹輪寬度，在1962年出現(xiàn)敏感度下降。Shi等[8]在青藏高原的研究也發(fā)現(xiàn)樹木生長對氣候響應(yīng)的不穩(wěn)定性，并在1977年出現(xiàn)分異?？梢婍憫?yīng)分離現(xiàn)象在國際上越來越受到樹輪氣候?qū)W家的重視。伴隨著全球氣候變暖，低緯度地區(qū)增溫幅度遠沒有高緯度地區(qū)的增溫幅度大，北方森林生態(tài)系統(tǒng)較易受外界氣候變化的影響[9-10]。目前關(guān)于樹木生長分離效應(yīng)的研究還主要集中于北半球高緯度地區(qū)，在中低緯度地區(qū)涉及較少[3]。

長白落葉松Larix olgensis為松科落葉喬木，是我國東北高山針葉林的主要森林組成樹種，其樹輪界限清晰，易于定年，近年來在樹輪氣候?qū)W研究中被廣泛應(yīng)用。前人開展了諸多有關(guān)落葉松對氣候因子響應(yīng)分離的研究，Jacoby等[11]對西伯利亞落葉松樹輪寬度的研究發(fā)現(xiàn)，樹輪寬度對溫度響應(yīng)在1970年之后出現(xiàn)分異。Carrer等[12]對意大利北部林線處歐洲落葉松樹輪寬度進行了研究，發(fā)現(xiàn)樹輪在19～20世紀對氣候變化的敏感性發(fā)生了轉(zhuǎn)變。李廣起等[13]研究了長白山紅松和魚鱗云杉在分布上限徑向生長對氣候變暖的不同響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)長白山氣度溫度可以以1978年為分界點，劃分為平穩(wěn)期和升溫期，發(fā)現(xiàn)魚鱗云杉樹輪寬度出現(xiàn)隨溫度升高而下降的“分離現(xiàn)象”。由于目前在中低緯度地區(qū)有關(guān)分異問題的研究還比較少，要想了解半球尺度甚至更大范圍樹輪氣候?qū)W中的分異現(xiàn)象，在更加廣泛的地區(qū)，特別是中低緯度地區(qū)開展類似的研究是必要的[3]。

本研究基于長白山東坡長白落葉松的樹輪寬度資料，以1989/1990年為分界點，在1958～1989年和1990～2009年兩個時間段上探討樹木生長對氣候是否在中緯度長白山地區(qū)出現(xiàn)響應(yīng)分離效應(yīng)？如果出現(xiàn)，其生長分離效應(yīng)的具體表現(xiàn)特征如何？這為研究全球變暖趨勢下該地區(qū)落葉松對氣候的響應(yīng)特征及評估該地區(qū)氣候重建可靠性具有一定意義。

1 研究區(qū)概況

采樣區(qū)位于長白山東坡自然保護區(qū)內(nèi)長白落葉松林 (128°15′E，42°03′N，海拔 1 451 m)。該區(qū)域氣候?qū)儆谑芗撅L影響的溫帶大陸性山地氣候，春季多大風，夏季潮濕多雨，秋季涼爽多霧，冬季寒冷漫長，溫度與降水四季變化明顯，雨季主要分布在6～8月。年平均溫度為3.68℃，年平均降水量為815 mm。長白山地處中緯度，高空為西信風，山頂各季偏西風占絕對優(yōu)勢。山體中下部由于地形復(fù)雜，氣旋和反氣旋活動頻繁，導致風向多變，季風現(xiàn)象不明顯，只是部分受季風影響。長白山東坡植被垂直分布規(guī)律不如北坡完整和明顯。受火山噴發(fā)的影響，東坡自山底到山上林線處（海拔約2 000 m）均為長白落葉松林[14]。

林分為落葉松純林，有少量的白樺 Betula platyphylla。林分株數(shù)密度為1 057株/hm2，林分平均年齡170 a，平均胸徑29.0 cm，平均樹高24.0 m。林下灌木主要有長白薔薇Rosa koreana、寬葉杜香Ledum palustre var. dilatatum、藍靛果忍冬Lonicera edulis、毛脈忍冬Lonicera nigra var. barbinervis、 越 桔 Vaccinium vitis-idaea等。林下草本主要有藍果七筋菇Clintonia udensis、林奈草Linnaea borealis、毛蕊老鸛草Geranium eriostemon、 毛 緣 苔 草 Carex pilosa var. pilosa、細葉苔草Carex duriuscula、全葉山芹Ostericum maximowiczii等，苔蘚層發(fā)達。

2 材料與方法

2.1 樣本的采集及處理

野外采樣時間為2010年7、8月，隨機選取90株位于上層林冠、生長健康的長白落葉松。每株樹在胸高處 (1.3 m) 鉆取一根樹輪樣芯。將取樣后的樹輪樣芯裝入紙筒內(nèi)，記錄樹木的胸徑、皮厚和開裂深度等信息。樹輪樣芯按照國際通用的方法固定、晾干、打磨拋光[15]，直至在顯微鏡下能夠清晰分辨樹輪界限為止。

2.2 年輪測量與年表的建立

利用Lintab 6樹輪寬度測量儀 (精度為0.01 mm) 量測樹輪樣芯寬度, 并結(jié)合COFECHA程序[16]實現(xiàn)對樣本序列測量結(jié)果的交叉定年的檢驗，剔除異常和難以交叉定年的序列。本研究共測量82根樣芯的樹輪寬度，經(jīng)交叉定年檢驗，最終保留51根樹輪樣本。年表的建立是通過計算機程序ARSTAN (Auto Regressive Standardization)[17]完成的。建立年表的過程實質(zhì)上是樹木樹輪序列的去趨勢和標準化過程。以步長為32的樣條函數(shù)去除樹木本身的遺傳因子和干擾競爭產(chǎn)生的生長趨勢，最終得到長白落葉松三類年表，分別為標準化年表（STD）（見圖1）、差值年表（RES）和自回歸年表 (ARS)。

圖1 長白山落葉松標準化年表（STD）Fig. 1 Standard chronologies of L. olgensis of Changbai Mountain

2.3 氣象資料

選取距離采樣點最近的東崗氣象站(127°34′E，42°06′N，海拔 774.2 m) 的氣候資料，進行樹輪氣候響應(yīng)分析，氣象站距離采樣點的垂直海拔高度差大約為684.8 m，包括1958～2009年完整年的月平均溫度 (Tm)、月最高溫度 (Tmax)、月最低溫度 (Tmin)、月降水量 (Pm) 等。為了更好地了解溫度和降水對樹木樹輪徑向生長的綜合影響，本文中采用降水量 (Pm) 和平均溫度 (Tm) 的比值 (稱為濕潤指數(shù)H) 來分析其與樹輪徑向生長的關(guān)系。由于氣象站和采樣點的海拔高度相差較大，本研究又選取Dai[18]發(fā)表的帕爾默干旱指數(shù)(PDSI)數(shù)據(jù)集的一個格點資料作為研究因子(128.75° E，42.25°N，分辨率為 2.5°×2.5°，1957～ 2005年)。本研究依據(jù)長白落葉松的年生長規(guī)律，將月值氣候資料按照1、2、3月為當年春季(CS)，4、5月為當年生長季前期 (BG)，6、7、8、9月為當年生長季 (CG)，10、11、12月為冬季(PW) 進行季節(jié)劃分，并計算每一季節(jié)的平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、帕爾默干旱指數(shù)和濕潤指數(shù)。

1958年以來，長白山地區(qū)溫度呈極顯著上升趨勢（R= 0.362，p＜0.01），氣候傾向率為0.26℃·10a-1（見圖2）。1957～ 2009年平均溫度為3.68℃，其中平均溫度最高出現(xiàn)在1998年，為5.57℃，1969年平均溫度最低，僅為2.08℃。20世紀90年代（1990～1999）平均氣溫為4.27℃，比近53年平均氣溫高出0.59℃。與平均溫度相比，該區(qū)域年降水量呈現(xiàn)出微弱的下降趨勢（R= 0.116，p＞0.05），氣象傾向率為-9.57 mm·10a-1（見圖2）。該地區(qū)近53年來平均降水量為815.12 mm，1986年降水量最大，為1 190.80 mm，降水量最小年份出現(xiàn)在1978年，為574.20 mm，并且1986年和1995尤為突出，年降水量均超過了1 100 mm，并且這兩年平均降水量超過近53年平均降水量的43.0%。

2.4 數(shù)據(jù)分析

圖2 長白山地區(qū)東崗氣象站平均氣溫與降水量的變化情況 (1958～2009年)Fig. 2 Variations of annual mean temperature and precipitations measured by Dong-gang meteorological station in Changbai Mountain in 1958～2009

通過獨立樣本T檢驗檢查兩個時段（1958～1989年、1990～2009年）上的氣候因子和樹輪指數(shù)是否存在顯著性差異。對比樹輪指數(shù)和氣象因子在整個時間段 （1958～2009年）的變化趨勢，分析樹木生長隨氣候因子的變化規(guī)律。通過樹輪年表與兩個時段（ 1958～1989年、1990～2009年）逐月及季節(jié)性氣候因子的響應(yīng)分析，闡述樹木生長在兩時間段對于氣候的不同響應(yīng)特征。

由于樹木生長受上年和當年氣候因子的共同影響，通常也要把上年的氣候因子考慮進去。因此本研究選取東崗氣象站自1958年起的時間跨度為上年10月到當年9月 (共12個月) 的氣候因子與所得的樹輪年表進行響應(yīng)函數(shù)分析，以期了解溫度和降水對樹木樹輪徑向生長的綜合影響。然后，利用滑動相關(guān)分析方法評估氣候?qū)ιL的時間穩(wěn)定性，其允許分別以固定的開始和結(jié)束年份向前或者向后滑動[19]。本研究中采用基本長度為25年的向前滑動相關(guān)分析。所有響應(yīng)函數(shù)計算通過DENDROCLIM2002計算程序[20]，該程序用拔靴法 (Bootstrap) 1000次重采樣計算響應(yīng)和相關(guān)系數(shù)，并在0.05水平下對其進行顯著性檢驗。本文中所有作圖通過KaleidaGraph 3.6軟件完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 年表特征分析

標準化年表和差值年表樣本總體代表性均高于0.85的可接受水平，表明樹輪樣本所含信號能代表整體特征，包含較多的環(huán)境信息；樹間相關(guān)系數(shù)分別為0.455和0.427，說明每株樹受相似環(huán)境因子的影響，樹輪徑向生長較為一致；平均敏感度在0.16～0.20之間，說明落葉松對本地區(qū)氣候因子變化反應(yīng)敏感，可以被用來研究樹木徑向生長與氣候因子間的關(guān)系 (見表1)。年表的信噪比較高，較好地記錄了落葉松生長環(huán)境的變化。第一主分量的解釋量均超過40%，表明影響樹木生長的因子相對集中或者主要受某些因子的限制。由此可見，所建立的落葉松年表完全滿足樹輪氣候?qū)W分析的要求。

標準化年表除平均敏感度低于差值年表外，標準差、信噪比、樣本總體代表性和第一主分量均高于差值年表 (見表1)。樹輪氣候?qū)W相關(guān)研究表明，具備信噪比高、平均敏感度大、樣本總體代表性好等特點為高質(zhì)量樹輪年表[16,21,22]。因此，本研究選用樣本總體代表性較大、信噪比較高的落葉松標準年表進行氣候要素響應(yīng)分析。

表1 落葉松年表的統(tǒng)計特征及公共區(qū)間 (1882～2009) 分析Table 1 Statistics and common interval analysis of L. olgensis chronologies

3.2 樹輪指數(shù)與氣候因子的波動特征比較

基于長白山地區(qū)過去52年平均氣溫和降水量變化情況可知，以1989/1990年為分界點，氣候因子波動趨勢分為1958～1989年和1990～2009年兩個階段。由樹輪指數(shù)和氣象站年溫度和降水量等氣候因子在兩個時段箱線圖特征(見圖3)可以看出，1990～2009年樹輪指數(shù)稍高于1958～1989年時段，但樹輪指數(shù)在兩時段差異沒有達到顯著性水平 (F=0.102, p＞0.05)，其在兩時段的差異性特征主要體現(xiàn)在樹輪指數(shù)的波動幅度大小上。平均溫度、最高溫度和最低溫度在1990～2009年時段均極顯著高于1958～1989年時段 (F =0.008, F = 0.736, F = 3.667, p＜0.01)，并且在1958～1989年時段波動較大。降水量在兩時段上的差異沒有達到顯著性水平 (F = 0.712, p＞0.05)，前一時段波動幅度大于后一時段。PDSI在兩時段差異性達極顯著性水平 (F = 1.708, p＜0.01)，1990～2005年時段波動幅度大于1958～1989年時段。

由此可見，樹輪指數(shù)和氣候因子在兩個時段都有明顯波動，主要體現(xiàn)在1958～1989年時段樹輪指數(shù)偏低，波動較大，溫度指標較低，PDSI較高；然而在1990～2009年時段樹輪指數(shù)較高，波動較小，氣候特征主要集中表現(xiàn)為溫度增加趨勢明顯，兩時段平均溫度、最高溫度和最低溫度差異均達到極顯著性水平，降水量差異不明顯。

3.3 樹輪指數(shù)與氣候因子變化趨勢比較

基于過去52年 (1958～2009年) 樹輪指數(shù)與氣候因子的波動特征 (見圖4)可知，樹輪指數(shù)波動在1990年呈現(xiàn)波動低谷，1990年之前波動較為平穩(wěn)，之后波動出現(xiàn)較大起伏。溫度指標波動趨勢在1990年之前較為平穩(wěn)，之后出現(xiàn)明顯上升，這與箱線圖所顯示的特征一致，從圖4中可以清楚地看出樹輪指數(shù)與溫度指標在1990年出現(xiàn)明顯分離。降水量和PDSI在1958～2009年整個時間段波動趨勢變化不明顯，與樹輪指數(shù)均在2000年以后出現(xiàn)不同程度的分離，表現(xiàn)為樹輪指數(shù)數(shù)值高于降水量和PDSI數(shù)值。

圖3 樹輪指數(shù)與氣候因子在兩個時段 (1958～1989年和1990～2009年) 的箱線圖Fig. 3 Box plots of tree-ring index and climatic factors in two periods (1958～1989 and 1990～2009)

綜上所述，樹輪指數(shù)與溫度指標在1990年表現(xiàn)出明顯的分離現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為溫度指標值高于樹輪指數(shù)值。樹輪指數(shù)與降水量和PDSI吻合較好，但也在2000年以后出現(xiàn)不同程度的分離現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為樹輪指數(shù)數(shù)值高于降水量和PDSI數(shù)值。

3.4 樹木生長對氣候的響應(yīng)函數(shù)分析

為了揭示樹木生長在不同時間段對于氣候的響應(yīng)特征，分別作了標準年表與兩個時段氣候因子的響應(yīng)分析。由圖5可以看到，在1958～1989年時段樹木生長主要與當年2月(r = -0.326 7, p＜0.05)平均溫度顯著負相關(guān)，與上年12月 (r =-0.373 5, p＜0.05)最高溫度顯著負相關(guān)。在1990～2009年期間，長白山地區(qū)樹木生長與上年12月(r = -0.445 1, p＜0.05) 平均溫度顯著負相關(guān)，與上年12月和當年9月 (r = -0.333 1, r = -0.481 8,p＜0.05) 降水量呈顯著負相關(guān)。兩時段均與上年12月(r = 0.342 9, r = 0.428 3，p＜0.05)濕潤指數(shù)顯著正相關(guān)，與最低溫度相關(guān)性不顯著。綜合來看：長白山地區(qū)落葉松生長季主要集中于5～9月，11月進入休眠期，12月份溫度過高可以增加樹木的呼吸作用，使樹木大量消耗上年生長季積累的光合作用產(chǎn)物，對下一年樹木生長產(chǎn)生影響。2月長白山地區(qū)仍處于十分寒冷的春季，此時溫度過高將加快樹木呼吸作用，過多的消耗樹體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)，造成樹體內(nèi)樹液提前開始流動，若溫度驟降，則可能導致樹體受凍害，影響當年樹木生長。長白山冬季積雪，上年12月份降水的增加將引起冬季溫度進一步降低，產(chǎn)生低溫脅迫，導致上年光合作用積累產(chǎn)物的大量消耗，使下年形成窄輪。9月長白山降水量相對充足，陰雨天頻繁出現(xiàn)導致降水的增加，將減弱樹木的光合作用，導致窄輪的形成。

落葉松樹木生長與季節(jié)性氣候因子的響應(yīng)分析可知，樹輪寬度與上年冬季平均溫度顯著負相關(guān)，這與逐月氣候變量的分析結(jié)果一致。

3.5 樹木生長對氣候響應(yīng)的滑動相關(guān)分析

為了進一步了解落葉松徑向生長對于氣候響應(yīng)的時間變化，分別作了樹木徑向生長對平均溫度和降水量的向前滑動相關(guān)分析，滑動窗口為25年。由圖6可以看出，落葉松氣候信號在整個研究區(qū)間是相對穩(wěn)定的。在1990～2001年期間，2月的平均溫度對樹木的徑向生長具有顯著的抑制作用，然而在響應(yīng)函數(shù)分析中對樹木生長影響顯著的2月溫度，在滑動分析中僅僅呈現(xiàn)出在2009年顯著負相關(guān) (r = -0.252, p＜0.05)。在1989年和1991～2009年期間，上年12月的降水量對樹木徑向生長表現(xiàn)出顯著負相關(guān)，9月的降水量對樹木生長的影響不顯著。

圖4 過去52年 (1958～2009年) 樹輪指數(shù)與氣候因子的變化趨勢比較Fig. 4 Variation tendency of tree ring index and climate factors during the past 52 years (1958～2009)

4 結(jié)論與討論

4.1 樹輪指數(shù)與氣候因子波動特征及變化趨勢比較

本研究發(fā)現(xiàn)，1958～1989年時段溫度偏低，1990～2009年時間段溫度指標明顯增加，兩個時間段平均溫度、最低溫度和最高溫度差異達極顯著性水平，降水變化趨勢不明顯。這與前人對川西臥龍地區(qū)岷江冷杉 Abies faxoniana 1976年前后氣候波動特征的研究有所不同[23]，可能與研究地域不同的氣候類型有關(guān)，長白山地處東北地區(qū)，該地區(qū)屬于溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷而漫長，夏季溫暖多雨而短暫，溫度對全球變暖反應(yīng)敏感。

溫度指標在1990年以后呈上升趨勢，其值高于樹輪指數(shù)值，而降水量在整個時間段波動趨勢較為一致，并沒有因溫度的升高而下降，這與樹輪指數(shù)和氣候因子波動特征箱線圖分析結(jié)果一致。大量研究發(fā)現(xiàn)20世紀90年代為氣溫普遍上升時期[24-25]。同時許多學者研究得出，樹木生長與溫度在1990年以后出現(xiàn)了響應(yīng)分離[23,26]。本研究結(jié)果與上述前人研究結(jié)果一致，說明長白山地區(qū)樹木生長對于溫度指標的響應(yīng)在近代（尤其是1990年以后）出現(xiàn)了響應(yīng)分離效應(yīng)。

圖5 落葉松標準年表樹輪指數(shù)與各月值及季節(jié)性氣候因子的相關(guān)性Fig. 5 Correlations between standard chronology ring-width index of L. olgensis and monthly and seasonal climatic factors

圖6 年表序列與氣象因子的向前滑動相關(guān)分析Fig. 6 Correlation analysis of forward evolutionary intervals between ring-width chronology and climatic factors

4.2 樹木生長對氣候因子的響應(yīng)

通過樹木生長與氣候因子的響應(yīng)關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)樹木生長在兩個時間段對氣候因子的響應(yīng)模式發(fā)生了改變，表現(xiàn)出了不同的響應(yīng)特征。具體表現(xiàn)為，1958～1989年受當年2月平均溫度和上年12月最高溫度的影響顯著；而在1990～2009年期間，上年冬季溫度對樹木生長限制作用明顯增強，上年12月平均溫度、降水量以及當年9月降水量成為限制樹木生長的重要氣候因子。1990～2009年較1958～1989年時段溫度上升明顯，平均溫度、最高溫度和最低溫度差異均達到極顯著水平，并且有研究表明長白山地區(qū)冬季溫度上升幅度最大[25]，進而說明1990～2009年冬季平均溫度已成為其主要限制因子，由此推測溫度上升造成的干旱脅迫可能是引起兩時間段響應(yīng)差異的原因，這與Jacoby and D'Arrigo[6]的研究結(jié)果一致。由滑動相關(guān)分析可知，20世紀90年代2月平均溫度增加對落葉松樹木的徑向生長具有顯著的抑制作用，說明在低海拔地區(qū)平均溫度越高，呼吸作用越強，消耗過多的養(yǎng)分，徑向生長減緩，這與于大炮等[27]的研究結(jié)果一致。與降水量的關(guān)系則表現(xiàn)為，樹木徑向生長與1989年之后（除1990年）上年12月降水量的增加呈顯著負相關(guān)。從植物生理學角度看，上年12月為當?shù)芈淙~松的休眠期，此期間降水量大，常常伴隨著低溫，極易造成落葉松受凍害，故使得落葉松的徑向生長對上年12月的降水量具有顯著負相關(guān)，這與蘭濤等[28]和曹受金[29]的結(jié)果一致。

綜上可知，落葉松樹木生長與氣候因子的響應(yīng)模式在1958～1989年和1990～2009年兩時間段發(fā)生了改變，沒有出現(xiàn)響應(yīng)分離現(xiàn)象，這對于今后長白山地區(qū)氣候因子的重建提供了理論依據(jù)。因此，有必要從更長時間尺度對長白山地區(qū)氣候因子進行觀測，這對于研究全球變暖趨勢下該地區(qū)樹木生長的分離效應(yīng)研究是極其重要的，為進一步評估該地區(qū)基于樹木生長對氣候因子響應(yīng)建立的森林碳儲量模型和認識全球碳循環(huán)格局提供依據(jù)。

致謝：張國春、徐瓊瑤等參加野外取樣工作，孫翀參加部分室內(nèi)分析，北京林業(yè)大學高露雙、姜慶彪，以及胡希優(yōu)、封曉輝在交叉定年和年表制作等數(shù)據(jù)處理過程中給予悉心指導，在此一并致謝。

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Response divergence of Larix olgensis tree-ring widths to climate variation in eastern slope of Changbai Mountain, northeast China

YU Jian1, XU Qian-qian1,2, HE Xiu3, LUO Chun-wang1, LIU Wen-hui1, LI Jun-qing1, LIU Qi-jing1
(1.The Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;2. Zhengzhou Fruit Research Institute; Chinese Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450009, Henan, China; 3. Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, Liaoning, China)

The heterogeneity characteristics between tree-ring widths of Larix olgensis and climate variations during recent 52 years(1958～2009) in Changbai Mountain were investigated, with the years of 1989/1990 as a cutoff point in the period of 1958～2009, by using response function and forward evolutionary intervals analysis method. The results show that between 1958～1989 and 1990～2009,temperature indicator difference was extremely signif i cant; during the time period of 1958～1989, tree-ring widths of L. olgensis had a signif i cantly negative correlation with mean temperature in current year February and maximum temperature previous year December;during the time period of 1990～2009, tree-ring widths of L. olgensis had a signif i cantly negative correlation with mean temperature and precipitation in previous year December, and a signif i cantly negative correlation with precipitation in current year September; tree-ring widths of L. olgensis had a signif i cantly negative correlation with mean temperature in current year February and precipitation in current year September after 1989. In conclusion, tree ring widths in the studied region behaved a different response characteristics and showed response to the change of mode to environmental factors under changing climate.

climate change; Larix olgensis; response divergence; tree-ring width

S791.22

A

1673-923X(2013)03-0089-09

2012-10-16

國家林業(yè)公益性行業(yè)專項資助項目 （200804001）

于 ?。?986-），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，研究方向：樹輪氣候?qū)W、樹輪生態(tài)學；E-mail：yujian1986829@sina.com

劉琪璟（1960-），男，遼寧大連人，教授，博士生導師，主要研究方向：森林生態(tài)學、森林群落生態(tài)學、樹木種群生態(tài)學、植被遙感等；E-mail：liuqijing@gmail.com

[本文編校：謝榮秀]