張 晴 于瑞德 鄭宏偉 楊美琳 甘 淼

(1.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所干旱區(qū)環(huán)境演變實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830011； 2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

天山東部不同海拔西伯利亞落葉松對氣候變暖的響應(yīng)分析

張 晴1,2于瑞德1*鄭宏偉1楊美琳1甘 淼1

(1.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所干旱區(qū)環(huán)境演變實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830011；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

利用樹木年輪氣候?qū)W方法，探討了在氣候變暖情景下，天山東部上中下限西伯利亞落葉松(Larixsibirica)樹木徑向生長與氣候因子之間的響應(yīng)關(guān)系，并利用冗余分析對其關(guān)系進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明：不同海拔的差值年表(RES)要比標(biāo)準(zhǔn)年表(STD)的特征參數(shù)大，具有更高的信噪比和平均敏感度，含有較多的環(huán)境信息且更能代表樹木總體變化；海拔2 160 m處的年表(L1)在快速升溫(1985年)后，樹木年輪寬度與降水和溫度的相關(guān)性明顯減弱；海拔2 430 m處的年表(L2)在兩個時段內(nèi)與降水和溫度的關(guān)系均較弱；海拔2 700 m處的年表(L3)在1985～2013年時段內(nèi)對降水和氣溫的正響應(yīng)均增強(qiáng)。樹木徑向生長對單月氣候因子的響應(yīng)在前一年11、12月份顯著性更高，當(dāng)年6、7月份氣溫與樹輪寬度指數(shù)具有更高的相關(guān)性。氣候變暖使樹木徑向生長不斷減小的特征在低海拔地區(qū)表現(xiàn)更為明顯。上中下限西伯利亞落葉松對氣溫升高的敏感性降低。高海拔地區(qū)西伯利亞落葉松的徑向生長主要受溫度的影響，而中低海拔地區(qū)主要受降水與溫度的共同影響。

樹木年輪；天山東部；西伯利亞落葉松；氣候變暖；響應(yīng)分析

樹木徑向生長受自身遺傳因素和外部環(huán)境條件的共同制約[1]。而近年來隨著全球氣候變暖的加劇，氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了顯著的影響[2～3]。其中，極端環(huán)境(如高緯度地區(qū)、高山林線等)中的樹木生長對氣候變化反應(yīng)敏感，長期以來受到人們的高度重視[4～5]。一些研究表明，隨著氣候變暖，樹木生長速度加快[4]；然而，越來越多的研究表明，隨著全球氣候變暖，樹木徑向生長對氣候變化的敏感性降低[3]，另外，影響樹木生長的限制因子也在發(fā)生變化。樹木生長對氣候變暖產(chǎn)生的“分異現(xiàn)象”使得基于樹木年輪資料重建的氣候序列的可信度需要重新評估[5～7]。自從D’Arrigo等[8]首次提出“分異問題”的概念，即樹輪寬度對氣候變暖的敏感性下降的現(xiàn)象后，樹木生長與氣候關(guān)系的研究受到廣泛關(guān)注。年輪寬度與氣候要素之間的復(fù)雜的關(guān)系在不同樹種不同氣候因子上存在顯著差異，這一結(jié)果已得到國內(nèi)外大量研究的證實(shí)。如Briffa等研究報道：在20世紀(jì)后半時期，北半球高海拔樹木徑向生長對夏季氣溫產(chǎn)生分異現(xiàn)象，對氣候變化的敏感性降低[9]。Salzer等[10]對美國西部懷特山刺果松(Pinuslongaeva)的研究發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)后半期升溫導(dǎo)致林線附近樹木徑向生長迅速。然而，Matisons等研究卻發(fā)現(xiàn)氣候變化導(dǎo)致橡樹對冬季溫度和生長季節(jié)長度的敏感性降低[4]。Buntagen等[11]發(fā)現(xiàn)阿爾卑斯山的挪威云杉(Piceaabies)樹輪寬度在20世紀(jì)對降水的敏感性增加，對溫度的敏感性降低。郭明明等[12]對川西岷江冷杉(Abiesfaxoniana)和岷江柏(Cupressuschengiana)的研究發(fā)現(xiàn)，1995年升溫突變后，不同海拔樹木年輪寬度指數(shù)呈下降趨勢，表現(xiàn)出對氣候變暖的“響應(yīng)分異現(xiàn)象”。雷靜品等[7]研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度逐年升高，祁連山北坡青海云杉(Piceacrassifolia)受水分的限制作用逐漸突出。秦莉等[13]對賽里木湖雪嶺云杉的研究發(fā)現(xiàn)，樹輪寬度對溫度的響應(yīng)整體表現(xiàn)為生長季的負(fù)相關(guān)，平均最高氣溫對樹木徑向生長的限制作用最大。Yang等[14]在祁連山針對祁連圓柏(Sabinaprzewalskii)的研究表明，樹木生長對氣候的響應(yīng)關(guān)系不受海拔梯度變化的影響，不同海拔梯度樹木生長均受當(dāng)?shù)亟邓康目刂?。祁連山中部地區(qū)森林上限青海云衫(Pciceacrassifolia)樹木生長與氣候因子的敏感性較差，春季降水對年輪寬度的限制作用隨著海拔的升高而逐步減弱[15]。朱海峰等[16]對天山西部雪嶺云杉的研究發(fā)現(xiàn)，森林下限樹木徑向生長對溫度的響應(yīng)要強(qiáng)于森林上限樹木。盡管西伯利亞落葉松(Larixsibirica)作為天山東部的主要建群樹種之一，但是氣候變暖對不同海拔西伯利亞落葉松的生長及樹木生長對氣候變化的時間動態(tài)響應(yīng)特征的相關(guān)研究卻存在欠缺，因此，亟待開展相關(guān)研究來進(jìn)一步了解森林生態(tài)系統(tǒng)與氣候變化之間的響應(yīng)機(jī)制，研究天山東部不同海拔西伯利亞落葉松對氣候變暖的響應(yīng)關(guān)系，是對我國西北樹木年輪研究工作的有益補(bǔ)充。

中國西北干旱、半干旱區(qū)作為氣候變化最為敏感的地區(qū)之一，自20世紀(jì)后半期以來，出現(xiàn)普遍升溫現(xiàn)象，呈現(xiàn)由暖干化向暖濕化轉(zhuǎn)型趨勢[17]。本文將利用樹木年輪資料分析天山東部不同海拔樹木徑向生長與氣候因子的關(guān)系。在氣候由冷濕向暖濕變化的情況下，通過分析天山東部不同海拔西伯利亞落葉松對氣候變化的響應(yīng)，確定氣候變化前后樹木生長與氣候因子相關(guān)關(guān)系的變化，以期為研究全球氣候變暖情景下該地區(qū)西伯利亞落葉松對氣候的響應(yīng)特征提供科學(xué)基礎(chǔ)，同時也為天山地區(qū)氣候變化背景下的森林保護(hù)提供理論依據(jù)，并為進(jìn)一步針對性地制定應(yīng)對全球氣候變化的措施及森林經(jīng)營提供科學(xué)的理論研究依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究區(qū)位于天山東部哈密林場(93°36′～93°40′E，43°18′N～43°21′N)，海拔1 880～3 000 m，該地區(qū)屬溫帶大陸性干旱氣候，干燥少雨，年、日溫差大，地區(qū)各地氣溫差異明顯，降水分布不均勻。研究區(qū)多年平均氣溫為2.7℃，7月份溫度最高，平均氣溫18.9℃；年均降水量為230.5 mm，降水集中在6～8月份，其中7月份降水量最多，平均51.4 mm(圖1)。天山東部森林資源豐富，西伯利亞落葉松主要分布在2 100～2 800 m的陰坡地帶。

圖1 巴里坤氣象站1956～2013年氣象資料圖 Pm.降水量；Tm.月平均氣溫；Tmin.月平均最低氣溫；Tmax.月平均最高氣溫Fig.1 Climatic diagram of the Barkol Weather Station during 1956-2013 Pm.Precipitation; Tm. Mean monthly temperature; Tmin. Mean monthly minimum temperature; Tmax. Mean monthly maximum temperature

1.2 樣本采集與年表建立

本文所用樣芯于2016年8月采自天山東部哈密林場不同海拔高度的3個采樣點(diǎn)，所選取的樣芯與周圍樹木無明顯競爭且位于對氣候變化較為敏感的坡度較陡地段的健康樹。樣本采集嚴(yán)格按照樹木年輪學(xué)的基本原理進(jìn)行，取樣時用生長錐在樹的胸高位置(約1.3 m)鉆取樹芯，每株樹從南北、東西方向取2個完好的樣芯作為樣本，將樣芯裝入紙筒，編號(表1)。

表1 樹輪采樣點(diǎn)信息

將樣芯帶回實(shí)驗(yàn)室后，按照Stokes和Smiley[18]的方法對樣芯進(jìn)行加工處理：自然風(fēng)干、粘板、打磨處理、交叉定年后，用Lintab年輪測量儀(精度為0.01 mm)進(jìn)行樹輪寬度的測量[19]，并結(jié)合COFECHA交叉定年質(zhì)量控制程序?qū)崿F(xiàn)對年輪數(shù)據(jù)測量結(jié)果的交叉定年檢驗(yàn)[20],剔除部分有問題或與主序列相關(guān)系數(shù)低的樣芯，進(jìn)入年表的序列數(shù)共計。經(jīng)過檢驗(yàn)的年輪序列，采用ARSTAN年表研制程序[21]進(jìn)行去趨勢和標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到三種不同年表，即標(biāo)準(zhǔn)化年表(STD)、自回歸年表(ARS)和差值年表(RES)。本文對3個采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化樹輪寬度年表進(jìn)行了分析。并使用Dendroclim 2002[22]應(yīng)用軟件對高、中、低海拔的樹輪寬度指數(shù)與單月氣象因子(前一年9月份～當(dāng)年10月份)進(jìn)行相關(guān)分析(圖2)。

1.3 氣象資料

本研究選取距采樣點(diǎn)最近的巴里坤氣象站(43°36′N，93°00′E；海拔1 650.9 m)1957～2013年的月降水量、月平均氣溫、月平均最低氣溫和月平均最高氣溫作為氣象數(shù)據(jù)?？紤]到樹木生長可能受到前一年氣候條件的影響，故選擇上年9月～當(dāng)年10月的氣象數(shù)據(jù)與樹輪年表進(jìn)行相關(guān)性分析。使用Mann-Kendall方法檢查氣候數(shù)據(jù)是否存在突變點(diǎn)，采用double-mass方法檢測氣候序列的非隨機(jī)變化[23]。檢驗(yàn)結(jié)果表明：該站降水和氣溫數(shù)據(jù)變化相對均一，可用來代表自然氣候的變化。

通過對該站1957～2013年的氣象資料的研究發(fā)現(xiàn)(圖2)，該站年平均氣溫以1984年為界，在1957～1984年年平均氣溫呈下降趨勢，而在1985～2013年年平均氣溫呈顯著上升趨勢。這與對新疆全區(qū)的研究結(jié)果較為一致，都受到全球氣候變暖的影響，存在明顯變暖的趨勢[24]。年降水量整體呈上升趨勢，分段趨勢不明顯，年降水量最大年為2007年，降水量達(dá)342.4 mm；在1962年達(dá)到最低值121.4 mm。研究區(qū)的氣候表現(xiàn)出由冷濕轉(zhuǎn)化為暖濕的狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔梯度西伯利亞落葉松年表特征分析

表2為研究區(qū)西伯利亞落葉松3個采樣點(diǎn)STD和RES年表分析結(jié)果和公共區(qū)間(1910～2016年)分析結(jié)果。樹木年輪學(xué)理論認(rèn)為：樣本間的相關(guān)(R1，R2，R3)、信噪比(SNR)和樣本總體解釋量(EPS)越大則表明所選樣本對群體的代表性越好即序列的共性越強(qiáng)，整個分析中的環(huán)境信息含量越大，說明受環(huán)境因子影響越強(qiáng)。從表2可以看出，各年表的平均敏感度介于0.184～0.323，標(biāo)準(zhǔn)差介于0.186～0.291，R1，R2，R3分別介于0.325～0.499，0.315～0.495,0.459～0.690。第一主成分解釋量達(dá)到37.7%～53.9%，表明3個采樣點(diǎn)的樹木生長對氣候變化均具有一定的敏感性。同時，3個年表的信噪比達(dá)到6.747～15.939，均大于3，EPS達(dá)到0.871～0.941，均超過了0.85的最低閾值[25]，證明3個年表都是研究氣候響應(yīng)的可信資料。因此所選樣本能夠很好地反映該地區(qū)西伯利亞落葉松樹木年輪生長的基本特征。除了標(biāo)準(zhǔn)差和一階自相關(guān)系數(shù)，其他統(tǒng)計量均是RES年表的數(shù)值大于STD年表，這表明差值年表含有較多的環(huán)境信息，且更能代表樹木總體變化。所以本文采用RES年表進(jìn)行分析(圖3)。

2.2 1957～1984年和1985～2013年樹輪指數(shù)變化趨勢比較

本研究將1984/1985年為分界點(diǎn)，樹輪寬度指數(shù)波動趨勢分為1957～1984年和1985～2013年兩個階段。由樹輪寬度指數(shù)在兩個時段的寬度對比(圖4)可以看出，在海拔2 160 m的森林下限(L1年表)，樹輪指數(shù)在1957～1984年時段的波動幅度較大，在1985～2013年時段的波動幅度相對較穩(wěn)定，低于1957～1984年時段，但樹輪指數(shù)在兩時段的差異性沒有達(dá)到顯著性水平(F=0.234，P>0.05)；在海拔2 430 m的森林中限(L2年表)樹輪指數(shù)在1957～1984年時段的波動幅度稍小于1985～2013年這一時段，在兩時段上沒有顯著差異(F=0.371，P>0.05)；在海拔2 710 m的森林上限(L3年表)樹輪指數(shù)在1957～1984年的波動幅度大于1985～2013年時段，但樹輪指數(shù)在兩時段上沒有達(dá)到顯著性差異水平(F=0.873，P>0.05)。3個海拔梯度樹輪寬度指數(shù)的中值和平均值都表現(xiàn)為1957～1984年高于1985～2013年時段。由此可見，研究區(qū)樹木的徑向生長隨著氣候變暖呈現(xiàn)不斷減小的特征。

表2 各采樣點(diǎn)樹輪年表特征參數(shù)

注：MS.平均敏感度；SD.標(biāo)準(zhǔn)差；AC.一階自相關(guān)；R1.序列平均相關(guān)；R2.不同樹間樣芯平均相關(guān)系數(shù)；R3.同一棵樹樣本間的平均相關(guān)系數(shù)；SNR.信噪比；EPS.樣本的總體代表性；PCA1.第一主成分解釋量

Note:MS. Mean sensitivity; SD. Standard deviation; AC. First-order autocorrelation; R1. Mean correlation between all radii; R2. Mean correlation between trees; R3. Mean correlation within a tree; SNR. Signal to noise ratio; EPS. Expressed population signal; PCA1. Variance in first eigenvector

圖4 樹輪指數(shù)在兩個時段(1957～1984和1985～2013年)的箱線圖Fig.4 Boxplots of tree-ring width in two periods(1957-1984 and 1985-2013)

2.3 不同海拔梯度樹木徑向生長與逐月氣候要素的響應(yīng)分析

本文對高、中、低海拔的樹輪寬度指數(shù)與單月氣象因子(前一年9月份～當(dāng)年10月份)進(jìn)行相關(guān)分析(圖5)。分析結(jié)果表明，低海拔(L1)年表與兩個時段氣候因子的相關(guān)性明顯不同，快速升溫(1985年)后，樹木徑向生長與溫度和降水的相關(guān)性明顯減弱。具體而言，低海拔西伯利亞落葉松年輪指數(shù)在1957～1984年時段內(nèi)與生長季前的降水大多呈正相關(guān)關(guān)系，與生長季降水呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，尤其是與上一年12月至當(dāng)年1月降水正相關(guān)達(dá)到顯著水平(P<0.05)；同時，低海拔樹木徑向生長與溫度的負(fù)相關(guān)關(guān)系顯著，分別與上年10月最低氣溫、當(dāng)年1月和5月的3個溫度指標(biāo)以及當(dāng)年6月的平均氣溫和平均最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。但在1985～2013年時段，低海拔樹木徑向生長僅與當(dāng)年3月降水顯著正相關(guān)(P<0.05)，與當(dāng)年6月的平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

中海拔(L2)年表在1957～1984年時段內(nèi)與降水和溫度的關(guān)系均較弱，僅與當(dāng)年6月降水顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與上年10月和當(dāng)年9月平均最低氣溫顯著正相關(guān)(P<0.05)。到1985～2013年，氣候因子對中海拔樹木徑向生長的限制作用隨著氣候變暖而增強(qiáng)。中海拔樹木徑向生長與上一年12月和當(dāng)年2月降水顯著正相關(guān)(P<0.05)；與上一年12月3個溫度指標(biāo)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，而與當(dāng)年5月和8月平均最低氣溫、當(dāng)年7月平均最高氣溫顯著正相關(guān)(P<0.05)。

高海拔(L3)年表在1957～1984年時段內(nèi)與上一年11月降水顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與當(dāng)年5月降水顯著正相關(guān)(P<0.05)；與當(dāng)年6月平均氣溫和平均最高氣溫和7月平均最低氣溫顯著正相關(guān)(P<0.05)，與當(dāng)年8月平均最高氣溫和9月平均氣溫和平均最低氣溫顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。而1985～2013年時段內(nèi)樹木徑向生長與當(dāng)年3月和8月降水顯著正相關(guān)(P<0.05)，與上年12月3個溫度指標(biāo)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與7月平均最低氣溫還是保持顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

圖5 1957～1984年和1985～2013年樹輪寬度(RES)年表與氣象資料的相關(guān)性分析 Pm.降水量；Tm.月平均氣溫；Tmin.月平均最低氣溫；Tmax.月平均最高氣溫；p9～p12：上一年9～12月；1～10：當(dāng)年1～10月；虛線為置信區(qū)間超過95%的顯著水平Fig.5 Correlation coefficients between tree-ring width chronology and meteorological data in 1957-1984 and 1985-2013 Pm. Precipitation; Tm. Mean monthly temperature; Tmin. Mean monthly minimum temperature; Tmax. Mean monthly maximum temperature; p9-p12. September to December of last year; 1-10. January to October of this year; The dashed horizontal lines are the significance levels(P<0.05)

圖6 不同海拔年表與主要?dú)夂蛞蜃又g的滑動相關(guān)系數(shù) 滑動窗口為20 a，虛線為置信區(qū)間超過95%的顯著水平。Fig.6 The moving correlation coefficients between chronologies and main climate factors at different altitude.the moving window is 20 years The dashed horizontal lines are the significance levels(P<0.05)

2.4 不同海拔樹木徑向生長與重要?dú)夂蛞蜃拥膭討B(tài)關(guān)系

相關(guān)分析的結(jié)果顯示不同海拔樹木的生長對生長季4～10月溫度和降水具有較高的敏感性。因此本文運(yùn)用滑動相關(guān)分析的方法進(jìn)一步對樹木生長與重要?dú)夂蛞蜃雨P(guān)系的時間動態(tài)進(jìn)行了分析(圖6),氣候因子選取了當(dāng)年4、5、6、10月的平均溫度和降水量。結(jié)果表明，自1980年氣候向暖濕方向變化以來，西伯利亞落葉松徑向生長與氣候因子的關(guān)系呈現(xiàn)較不穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。

由氣溫與不同海拔西伯利亞落葉松的相關(guān)關(guān)系分析可知：高海拔>中海拔>低海拔在與4、5、6月份氣溫的相關(guān)關(guān)系中表現(xiàn)顯著。高海拔地區(qū)呈現(xiàn)正相關(guān)，中海拔地區(qū)相關(guān)性不顯著，低海拔地區(qū)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。其中，6月份平均溫度與年表的相關(guān)關(guān)系在1980～2010年大部分達(dá)到顯著相關(guān)。5月份的平均溫度與年表的相關(guān)關(guān)系在氣候向暖濕變化的過程中，不同海拔之間的相關(guān)關(guān)系差異逐漸縮小。高中低海拔年表與4月平均溫度的相關(guān)關(guān)系呈現(xiàn)緩慢到降低再到增加的發(fā)展態(tài)勢。而與5月平均溫度的相關(guān)關(guān)系變化最為明顯，高低海拔年表由顯著相關(guān)轉(zhuǎn)為不顯著相關(guān)，并且不同海拔高度的發(fā)展態(tài)勢趨向一致，進(jìn)一步說明在氣候向暖濕變化的過程中，樹輪指數(shù)與溫度的敏感性異常降低[8]。6月平均溫度與中海拔地區(qū)年表的相關(guān)性變化最大，有正相關(guān)轉(zhuǎn)為負(fù)相關(guān)又轉(zhuǎn)為正相關(guān)。但是高中低海拔年表與6月平均溫度的相關(guān)性差異在逐漸縮小。然而10月均溫與不同海拔之間的相關(guān)性卻在逐漸擴(kuò)大，相關(guān)關(guān)系由正相關(guān)逐漸變?yōu)樨?fù)相關(guān)。

由降水與不同海拔西伯利亞落葉松的相關(guān)關(guān)系分析可知：與溫度對年表的相關(guān)關(guān)系相比，降水與年表的相關(guān)性在不同海拔地區(qū)呈現(xiàn)較不穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。高中低海拔樹輪寬度與4月降水的相關(guān)關(guān)系先增加再減小，由正相關(guān)轉(zhuǎn)為負(fù)相關(guān)。5和10月的降水與高中低海拔年表的相關(guān)性均不顯著，在降水逐漸增加的情景下，低海拔與5月降水的相關(guān)關(guān)系由正相關(guān)轉(zhuǎn)為負(fù)相關(guān)，高海拔呈現(xiàn)相反的發(fā)展態(tài)勢，并且不同海拔之間的相關(guān)系數(shù)的差異在縮小。6月降水與中海拔地區(qū)的相關(guān)性變化較大，由顯著負(fù)相關(guān)逐漸變?yōu)轱@著正相關(guān)，與低海拔地區(qū)相關(guān)性減小，與高海拔地區(qū)存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。這些結(jié)果充分反映了氣候因子變化對于不同海拔西伯利亞落葉松徑向生長會有不同的影響，氣候條件的改變可以引起樹木生長與氣候因子關(guān)系的變化。同時這種變化存在不穩(wěn)定性。

2.5 不同海拔樹木徑向生長對主要?dú)夂蛞蜃拥娜哂喾治?/h3>

為進(jìn)一步驗(yàn)證天山東部西伯利亞落葉松樹木生長與氣候因子的關(guān)系，將森林上中下限差值年表分別與氣候因子做冗余分析(圖7)。從圖7a可以看出1957～1984年，在所選的56個氣候變量中，有5個變量對西伯利亞落葉松徑向生長影響達(dá)到顯著水平(P<0.05)。其中，L1年表與前一年12月和當(dāng)年一月的降水表現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)，與前一年10月的最低氣溫呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。L2年表與前一年10月的最低溫有顯著的正相關(guān)關(guān)系。從圖7b圖可以看出1985～2013年，3月份降水與L1年表呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性(P<0.05),前一年12月份的降水與L2年表呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，8月份降水、前一年12月份氣溫分別與L3年表呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)、負(fù)相關(guān)。綜上所述，天山東部西伯利亞落葉松與氣候因子之間冗余分析與傳統(tǒng)相關(guān)分析的結(jié)果基本一致，但是也存在一些分歧，比如相關(guān)分析還檢測到當(dāng)年9月份的平均氣溫、最低氣溫和前一年11月降水對L3年表的負(fù)影響。冗余分析與常規(guī)方法響應(yīng)存在差異在以往的研究中也有發(fā)現(xiàn)[26～27],這主要與冗余分析使用的是區(qū)域平均氣候有關(guān)，但冗余分析最大的優(yōu)勢在于能獨(dú)立保持一組變量對另一組變量的貢獻(xiàn)率，還可以最大程度地精簡環(huán)境變量個數(shù)[28]。

3 討論

3.1 氣溫降水增加對不同海拔西伯利亞落葉松徑向生長的影響

目前普遍認(rèn)為，森林上限的樹木生長主要受溫度的影響,而森林下限的樹木生長主要受降水的影響[29]。但候愛敏[30]、彭劍鋒[31]等卻認(rèn)為森林下限樹木生長受氣溫和降水等氣候因子綜合影響。從L1年表與單月氣候因子的相關(guān)性分析(圖5)可知，在氣候由冷濕向暖濕的變化過程中，樹木的徑向生長隨著氣候變暖而減小,體現(xiàn)了溫度上升引起的樹木生長變化的“分離現(xiàn)象”。L1年表中1957～1984年前一年12月份、當(dāng)年1月份的降水以及前一年10月份、當(dāng)年1月份的氣溫與樹輪寬度指數(shù)分別呈現(xiàn)顯著正相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。這表明降水對樹木生長具有明顯的“滯后效應(yīng)”大量研究表明，樹木生長不僅受當(dāng)年氣候因子的影響，還受上年氣候因子的影響[7,13,16]。從樹木生理學(xué)上講，前一年充足的降水可以彌補(bǔ)因生長季樹木生長過快造成的水分缺失，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的積累及土壤水分涵養(yǎng)，從而為來年樹木徑向生長創(chuàng)造有利的條件。同時5、6月份的氣溫對樹輪寬度指數(shù)也具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。然而在1985～2013年，氣溫降水對樹木徑向生長的影響均表現(xiàn)為不顯著(P>0.05)。由此可見5～6月份的高溫會導(dǎo)致土壤中水分大大減少，導(dǎo)致植物蒸騰和土壤水分蒸發(fā)加劇，從而抑制落葉松的生長。在冷濕向暖濕變化的情況下，下限年表(L1)與氣溫降水的相關(guān)性差異顯著，這與西伯利亞落葉松生長下限位于荒漠邊緣有關(guān)，干旱地區(qū)春季氣溫回升迅速，往往使土壤中水分含量大大的減少，致使樹木正常的生理生長機(jī)能恢復(fù)較慢。下限樹木生長還與年均溫呈負(fù)相關(guān)，說明溫暖的年份不利于耐寒樹種的生長發(fā)育，這與彭劍鋒的相關(guān)研究相一致[25,28]。對L2年表的相關(guān)分析表明，在氣候由冷濕向暖濕的變化過程中，降水的影響在增大，前一年12月份、當(dāng)年2月份的降水由負(fù)相關(guān)轉(zhuǎn)為正相關(guān)，說明降水增加對中海拔地區(qū)的樹木徑向生長有利。中限年表(L2)在1957～1984年與年平均氣溫、當(dāng)年夏季氣溫具有較高的相關(guān)性(R2=0.379，P<0.05；R2=0.224)，同時在1985～2013年與上年冬季氣溫相關(guān)性顯著(R2=0.390，P<0.05)說明中限樹木徑向生長主要受到氣溫的影響。L3年表與降水的相關(guān)性也呈減弱趨勢，但是氣溫持續(xù)增加對樹木徑向生長的影響不顯著。前一年11月份降水的負(fù)相關(guān)在氣候變化的過程中轉(zhuǎn)為正相關(guān)，降水增加帶來的正相關(guān)更顯著。當(dāng)年6、7月份的高溫可以促進(jìn)冰雪的融化為樹木生長提供充足的水分。上限年表(L3)與上年冬季降水達(dá)到0.400的相關(guān)性，說明上限年表主要受降水的影響，冬季冰雪積水為樹木的徑向生長提供充足的水源，同時降水對樹木徑向生長存在滯后性。但是在1984～2013年降水增加的情況下，冬季降水與上限年表有較高的負(fù)相關(guān)，這與森林上限降水比較豐富有關(guān)，降水量的增加和土壤濕度的增大往往不利于耐旱的西伯利亞落葉松根部呼吸進(jìn)而抑制樹木的正常生長[28]。

圖7 天山東部3個差值年表(實(shí)線)與氣候因子(虛線)的冗余分析 a. 1957～1984；b. 1985～2013 向量長度代表氣候因子重要性，年表向量與氣候向量之間夾角的余弦值表示相關(guān)系數(shù)。二者同方向表示具有較強(qiáng)正相關(guān)，反方向表示具有較強(qiáng)負(fù)相關(guān)，垂直表示不相關(guān)。下腳注“p”表示前一年。Fig.7 Redundancy analysis calculated of the three RES chronologies in the east section of the Tianshan Mountains(Solid vectors) and climate factors(dash vectors) a. 1957-1984; b. 1984-2013 The vector length represents climate factor importance. The correlation between the variables is illustrated by the cosine of the angle between two vectors. The same direction indicates a strong positive correlation, while the opposite directions have a high negative correlation. Vectors crossing at right angles are related to a near-zero correlation. The footnote “p” indicates the previous year.

3.2 不同海拔樹輪寬度指數(shù)對單月重要?dú)夂蛞蜃拥捻憫?yīng)

最近幾十年來，研究區(qū)升溫明顯(圖2)，快速升溫對天山東部西伯利亞落葉松上中下限樹木徑向生長與氣候因子的動態(tài)關(guān)系出現(xiàn)明顯的差異，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。隨著氣溫的升高，研究區(qū)下限西伯利亞落葉松生長對4月平均溫度的敏感性降低，而森林上限樹木生長的敏感性增強(qiáng)(圖6)。4月份是樹木由休眠進(jìn)入生長期的關(guān)鍵時期，適度的升溫有利于樹木及早打破休眠，樹木進(jìn)入生長季越早意味著生長季的提前，同時4月份高溫能促進(jìn)積雪融化，提高土壤含水量，進(jìn)而提高生長季的植物生長速率[32]，就越有利于樹木的生長，對應(yīng)于滑動相關(guān)分析中上限年表與4月的平均溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，并且相關(guān)系數(shù)逐漸增大。相比較而言，4月份的高溫對下限的西伯利亞落葉松的生長產(chǎn)生負(fù)相關(guān)，主要因?yàn)槲鞑麃喡淙~松生長下限位于荒漠邊緣有關(guān)，干旱地區(qū)春季氣溫回升迅速，往往使土壤中水分含量大大的減少，致使樹木正常的生理生長機(jī)能恢復(fù)較慢。上中下限西伯利亞落葉松與5月均溫的相關(guān)關(guān)系減弱，均表明了西伯利亞落葉松對氣溫升高的敏感性降低。然而，由于氣候因子之間具有耦合關(guān)聯(lián)，以及氣候變化的復(fù)雜性，使得樹木生長對氣溫升高敏感性降低的原因變得非常復(fù)雜[33]。6月份的高溫會加重土壤水分的匱乏，土壤干旱脅迫會降低樹木水勢，使葉肉細(xì)胞對水分的吸附力增大，限制了葉內(nèi)水分的運(yùn)動，從而使樹木的光合作用速率減弱，影響樹木的生長[34]。表現(xiàn)為中下限西伯利亞落葉松與6月均溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而與上限呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)。10月均溫與上中下限年表的相關(guān)關(guān)系均表現(xiàn)為由不顯著的正相關(guān)變?yōu)樨?fù)相關(guān)，這主要是由于研究區(qū)此時雖然溫度較低，但是光照比較充足，再加上適量的降水，與10月的降水呈現(xiàn)不顯著的正相關(guān)，10月樹木各組織器官的生長基本停止，但是仍然可以進(jìn)行一定的光合作用，此時濕潤的條件有利于積累更多的光合產(chǎn)物，有利于樹木生長。

在氣候變暖的背景下，上中下限年表與降水量的關(guān)系隨著時間的變化表現(xiàn)為更顯著的不穩(wěn)定性。年表與4月降水量的相關(guān)關(guān)系在上中下限年表上均表現(xiàn)為上升到下降的變化趨勢，說明在生長季初期適當(dāng)?shù)慕邓梢源龠M(jìn)樹木的生長，但是隨著降水量的持續(xù)增加，降水帶來的正影響逐漸減弱甚至出現(xiàn)負(fù)相關(guān)，降水量的增加和土壤濕度的增大往往不利于耐旱的西伯利亞落葉松根部呼吸進(jìn)而抑制樹木的正常生長[28]。5月份的降水量對上中下限西伯利亞落葉松的影響比較穩(wěn)定，說明5月份的降水對西伯利亞落葉松的生長較適宜。中下限西伯利亞落葉松對6月份降水敏感性增強(qiáng)，上限對6月份降水的敏感性卻呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)并且相關(guān)性不斷減弱，充分說明上限對溫度的敏感性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于對降水的敏感性。而中下限主要受溫度與降水的雙重影響。在一定的高度范圍內(nèi)，隨著海拔的升高降水有逐步增加的趨勢，樹木生長進(jìn)入生長期內(nèi)，較多的降水能夠促進(jìn)樹木的徑向生長，在降水滿足了樹木生長所需的水分時，降水對樹木生長的限制作用逐漸減弱，而溫度對樹木生長的影響逐漸顯著，生長季內(nèi)溫度的升高有利于增加凈光合產(chǎn)量[34]。10月處于生長季的末期，下限西伯利亞落葉松對10月降水的敏感性較弱，10月降水對上中限落葉松的影響呈現(xiàn)正相關(guān)，并且相關(guān)性不斷增加，說明在生長季末期適當(dāng)?shù)慕邓跔I養(yǎng)物質(zhì)的積累以及木質(zhì)化過程。

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)不同海拔西伯利亞落葉松樹輪年表特征參數(shù)均較高，差值年表(RES)的各項(xiàng)統(tǒng)計特征要大于標(biāo)準(zhǔn)化年表(STD)，具有更高的信噪比和平均敏感度，含有較多的環(huán)境信息且更能代表樹木總體變化。其中各項(xiàng)統(tǒng)計參數(shù)存在中海拔(L2)<低海拔(L1)<高海拔(L3)的關(guān)系，說明高海拔和低海拔地區(qū)對氣候變化的響應(yīng)要高于中海拔地區(qū)。高海拔落葉松林郁閉度較小，樹木自幼樹到大樹很少受到大樹的遮蓋，一直處在陽光的直射下，而中低海拔落葉松處于郁閉度較大的林層內(nèi)，樹木自幼樹到大樹都受到大樹的遮陰和養(yǎng)分爭奪，空間競爭激烈，這就削弱了落葉松林對外界環(huán)境的敏感性。

(2)單月氣候因子對不同海拔不同時間段的樹木徑向生長具有不同的影響。氣候變暖使樹木徑向生長不斷減小的特征在低海拔地區(qū)表現(xiàn)更為明顯。1957～1984年，下限(L1)樹木的徑向生長主要受1月氣溫和降水、5月份6月份氣溫、前一年10月氣溫、前一年12月降水的影響。中限(L2)年表主要受前一年10月份最低溫和當(dāng)年6月降水的影響。上限(L3)年表主要與前一年11月降水、當(dāng)年4月降水和當(dāng)年9月氣溫顯著相關(guān)。在氣溫迅速上升的暖濕期(1985～2013)年，下限年表對氣溫、降水的響應(yīng)不顯著。中限年表與前一年12月份的氣溫降水顯著相關(guān)。下限年表與前一年12月份的降水負(fù)相關(guān)，與3月降水、7月最低溫正相關(guān)。

(3)氣候的暖濕變化對天山東部西伯利亞落葉松上中下限樹木徑向生長與氣候因子的動態(tài)關(guān)系產(chǎn)生顯著差異。上中下限西伯利亞落葉松與4、5和6月均溫的相關(guān)關(guān)系減弱，均表明了西伯利亞落葉松對氣溫升高的敏感性降低。研究區(qū)西伯利亞落葉松的徑向生長高海拔地區(qū)主要受溫度的影響，而中低海拔地區(qū)主要受降水與溫度的共同影響。

(4)綜上所述，本研究以近60年的氣象資料為基礎(chǔ)研究了氣候由冷濕向暖濕變化的過程中西伯利亞落葉松徑向生長對氣候的響應(yīng)，不同海拔樹木生長對氣候變化具有不同的響應(yīng)。在今后的研究中應(yīng)該充分考慮海拔梯度和區(qū)域氣候的影響。

1.Fritts H C.Tree rings and climate[M].London:Academic Press,1976.

2.Bogino S,Fernández Nieto M J,Bravo F.Climate effect on radial growth ofPinussylvestrisat its southern and western distribution limits[J].Silva Fennica,2009,43(4):609-623.

3.Shi C M,Masson-Delmotte V,Daux V,et al.An unstable tree-growth response to climate in two 500 year chronologies,North Eastern Qinghai-Tibetan Plateau[J].Dendrochronologia,2010,28(4):225-237.

4.Matisons R,Elferts D,Brūmelis G.Changes in climatic signals of English oak tree-ring width and cross-section area of earlywood vessels in Latvia during the period 1900-2009[J].Forest Ecology and Management,2012,279:34-44.

5.郭明明.川西亞高山主要針葉樹種年輪氣候響應(yīng)的分異規(guī)律研究[D].北京:中國林業(yè)科學(xué)研究院,2015.

Guo M M.Divergence of responses of tree ring from mainConiferspeciesto climate in subalpine region of Western Sichuan,China[D].Beijing:Chinese Academy of Forestry,2015.

6.高琳琳,勾曉華,鄧洋,等.樹輪氣候?qū)W中分異現(xiàn)象的研究進(jìn)展[J].冰川凍土,2011,33(2):453-460.

Gao L L,Gou X H,Deng Y,et al.An overview of the divergence phenomenon in Dendroclimatology[J].Journal of Glaciology and Geocryology,2011,33(2):453-460.

7.雷靜品,封曉輝,施征,等.海拔梯度上青海云杉徑向生長與氣候關(guān)系穩(wěn)定性研究[J].西北植物學(xué)報,2012,32(12):2518-2529.

Lei J P,Feng X H,Shi Z,et al.Stability of relationship between climate andPiceacrassifoliaradial growth in different elevations[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,2012,32(12):2518-2529.

8.D’arrigo R,Mashig E,Frank D,et al.Temperature variability over the past millennium inferred from Northwestern Alaska tree rings[J].Climate Dynamics,2005,24(2-3):227-236.

9.Briffa K R,Schweingruber F H,Jones P D,et al.Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes[J].Nature,1998,391(6668):678-682.

10.Salzer M W,Hughes M K,Bunn A G,et al.Recent unprecedented tree-ring growth in bristlecone pine at the highest elevations and possible causes[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2009,106(48):20348-20353.

11.Büntgen U,Frank D C,Schmidhalter M,et al.Growth/climate response shift in a long subalpine spruce chronology[J].Trees-Structure and Function,2006,20(1):99-110.

12.郭明明,張遠(yuǎn)東,王曉春,等.升溫突變對川西馬爾康樹木生長的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2015,35(22):7464-7474.

Guo M M,Zhang Y D,Wang X C,et al.Effects of abrupt warming on main conifer tree rings in Markang,Sichuan,China[J].Acta Ecologica Sinica,2015,35(22):7464-7474.

13.秦莉,袁玉江,喻樹龍,等.賽里木湖流域雪嶺云杉(Piceaschrenkiana)樹木徑向生長對氣候變化的響應(yīng)[J].中國沙漠,2015,35(1):113-119.

Qin L,Yuan Y J,Yu S L,et al.Response of tree-ring crowth ofPiceaschrenkianato climate change in the Sayram Lake Basin,Xinjinag,China[J].Journal of Desert Research,2015,35(1):113-119.

14.Yang B,He M H,Melvin T M,et al.Climate control on tree growth at the upper and lower treelines:a case study in the Qilian Mountains,Tibetan Plateau[J].PLoS One,2013,8(7):e69065.

15.勾曉華,陳發(fā)虎,楊梅學(xué),等.祁連山中部地區(qū)樹輪寬度年表特征隨海拔高度的變化[J].生態(tài)學(xué)報,2004,24(1):172-176.

Gou X H,Chen F H,Yang M X,et al.Analysis of the tree-ring width chronology of Qilian Mountains at different elevation[J].Acta Ecologica Sinica,2004,24(1):172-176.

16.朱海峰,王麗麗,邵雪梅,等.雪嶺云杉(Piceaschrenkiana)樹輪寬度對氣候變化的響應(yīng)[J].地理學(xué)報,2004,59(6):863-870.

Zhu H F,Wang L L,Shao X M,et al.Tree Ring-width response ofPiceaschrenkianato climate change[J].Acta Geographica Sinica,2004,59(6):863-870.

17.姚俊強(qiáng),楊青,陳亞寧,等.西北干旱區(qū)氣候變化及其對生態(tài)環(huán)境影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2013,32(5):1283-1291.

Yao J Q,Yang Q,Chen Y N,et al.Climate change in arid areas of Northwest China in past 50 years and its effects on the local ecological environment[J].Chinese Journal of Ecology,2013,32(5):1283-1291.

18.Stokes M A,Smiley T L.An introduction to tree-ring dating[M].Chicago:The University of Chicago Press,1968.

19.Holmes R L,Adams R K,Fritts H C.Tree-ring chronologies of western North America:California,Eastern Oregon and Northern Great basin with procedures used in the chronology development work including users manuals for computer programs COFECHA and ARSTAN[M].Holmes Richard L,1986.

20.Holmes R L.Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement[J].Tree-Ring Bulletin,1983,44(1):69-75.

21.Cook E R,Holmes R L.Program ARSTAN users manual.laboratory of tree ring research[R].Tucson:University of Arizona,1984.

22.Biondi F,Waikul K.DendroClim 2002:a C++ program for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies[J].Computers & Geosciences,2004,30(3):303-311.

23.尚華明,魏文壽,袁玉江,等.樹輪記錄的中天山150年降水變化特征[J].干旱區(qū)研究,2010,27(3):443-449.

Shang H M,Wei W S,Yuan Y J,et al.The 150-year precipitation change recorded by tree ring in the central Tianshan Mountains[J].Arid Zone Research,2010,27(3):443-449.

24.胡汝驥,姜逢清,王亞俊,等.新疆氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變的信號及影響[J].干旱區(qū)地理,2002,25(3):194-200.

Hu R J,Jiang F Q,Wang Y J,et al.A study on signals and effects of climatic pattern change from warm-dry to warm-wet in Xinjiang[J].Arid Land Geography,2002,25(3):194-200.

25.Wigley T W L,Briffa K R,Jones P D.On the average value of correlated time series,with applications in Dendroclimatology and Hydrometeorology[J].Journal of Applied Meteorology,1984,23(2):201-213.

26.于健,徐倩倩,劉文慧,等.長白山東坡不同海拔長白落葉松徑向生長對氣候變化的響應(yīng)[J].植物生態(tài)學(xué)報,2016,40(1):24-35.

Yu J,Xu Q Q,Liu W H,et al.Response of radial growth to climate change forLarixolgensisalong an altitudinal gradient on the eastern slope of Changbai Mountain,Northeast China[J].Chinese Journal of Plant Ecology,2016,40(1):24-35.

27.王曉春,宋來萍,張遠(yuǎn)東.大興安嶺北部樟子松樹木生長與氣候因子的關(guān)系[J].植物生態(tài)學(xué)報,2011,35(3):294-302.

Wang X C,Song L P,Zhang Y D.Climate-tree growth relationships ofPinussylvestrisvar.mongolicain the northern Daxing’an Mountains,China[J].Chinese Journal of Plant Ecology,2011,35(3):294-302.

28.尹鍇,崔勝輝,趙千鈞,等.基于冗余分析的城市森林林下層植物多樣性預(yù)測[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(11):6085-6094.

Yin K,Cui S H,Zhao Q J,et al.Understory diversity prediction of urban forest based on the redundancy analysis(RDA)[J].Acta Ecologica Sinica,2009,29(11):6085-6094.

29.吳祥定.樹木年輪與氣候變化[M].北京:高等教育出版社,1990.

Wu X D.Tree rings and climate change[M].Beijing:Higher Education Press,1990.

30.侯愛敏,彭少麟,周國逸.樹木年輪對氣候變化的響應(yīng)研究及其應(yīng)用[J].生態(tài)科學(xué),1999,18(3):16-23.

Hou A M,Peng S L,Zhou G Y.The study of the reactions of tree rings to the climate change and its applications[J].Ecologic Science,1999,18(3):16-23.

31.彭劍峰,勾曉華,陳發(fā)虎,等.天山東部西伯利亞落葉松樹輪生長對氣候要素的響應(yīng)分析[J].生態(tài)學(xué)報,2006,26(8):2723-2731.

Peng J F,Gou X H,Chen F H,et al.The responses of growth ring width variations ofLarixsibiricaLedb to climatic change in eastern Tianshan Mountains[J].Acta Ecologica Sinica,2006,26(8):2723-2731.

32.Dang H S,Jiang M X,Zhang Q F,et al.Growth responses of subalpine fir(Abiesfargesii) to climate variability in the Qinling mountain,China[J].Forest Ecology and Management,2007,240(1-3):143-150.

33.Wilson R,D’arrigo R,Buckley B,et al.A matter of divergence:tracking recent warming at hemispheric scales using tree ring data[J].Journal of Geophysical Research:Atmospheres,2007,112(D17):D17103.

34.郭建平,高素華,王連敏,等.CO2濃度與土壤水分脅迫對紅松和云杉苗木影響的試驗(yàn)研究[J].氣象學(xué)報,2004,62(4):493-497.

Guo J P,Gao S H,Wang L M,et al.Experimental study on the impacts of CO2concentration and soil water stresson on nursery stocks ofPinuskoraiensisSieb.et Zucc andPiceaasperataMast[J].Acta Meteorologica Sinica,2004,62(4):493-497.

“One thousand plan” from Chinese academy of sciences(Y672141)；“Young scholars of western” from Chinese academy of sciences(2015-XBQN-B-22)

introduction：ZHANG Qing(1992—),female,postgraduate,engaged in the research of climate change and environmental evolution.

date：2017-06-14

ResponseAnalysisofLarixsibiricatoClimateWarmingatDifferentElevationsintheEasternTianshanMountains

ZHANG Qing1,2YU Rui-De1*ZHENG Hong-Wei1YANG Mei-Lin1GAN Miao1

(1.Laboratory of Environmental Change in Arid Lands Xinjiang Institute of Ecology and Geography Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011；2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049)

Under the background of climate warming, we discussed the response relationship between the radial growth ofLarixsibiricaand the climatic factors at different elevation of the eastern Tianshan Mountains, and validated this relationship by using the redundant analysis method. Compared with the standard chronology, the residual chronology of different elevation has larger characteristic parameters, higher SNR and mean sensitivity, and more environmental information, which is better to represent the overall change of trees. At 2 160 m(L1), after the rapid warming of the chronology(after 1985), the correlation between the tree-ring width and the temperature was reducing significantly. At 2 430 m(L2), the chronology is less associated with precipitation and temperature in two periods. At 2 700 m(L3), the positive response of the chronology to precipitation and temperature from 1985-2013 was enhanced. The response of radial growth to monthly climatic factors is higher in November and December of the last year, and the correlation between temperature and tree-ring width index is higher in June and July of the current year. Climate warming reduces the radial growth of trees, which is more obvious in low elevation areas. At all elevation, the sensitivity ofL.sibiricato climate warming is decreasing. The radial growth of theL.sibiricaat high elevation is mainly affected by the temperature, while that at middle and low elevation area is mainly affected by precipitation and temperature.

tree rings;eastern Tianshan Mountains;Larixsibirica;climate warming;response analysis

中國科學(xué)院千人計劃科研項(xiàng)目(Y672141)；中國科學(xué)院“西部青年學(xué)者”項(xiàng)目(2015-XBQN-B-22)

張晴(1992—)，女，碩士研究生，主要從事氣候變化和環(huán)境演變研究。

* 通信作者：E-mail:yuruide@sina.com

2017-06-14

* Corresponding author：E-mail:yuruide@sina.com

Q948.112

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2018.01.003