新疆西天山不同海拔雪嶺云杉樹輪寬度年表特征及其氣候響應(yīng)分析

李淑娟，喻樹龍，尚華明，袁玉江，姜盛夏，劉艷，范煜婷，牛軍強(qiáng)

（1.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆樹木年輪生態(tài)實驗室，中國氣象局樹木年輪理化研究重點開放實驗室，新疆 烏魯木齊 830002；2.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

新疆西天山不同海拔雪嶺云杉樹輪寬度年表特征及其氣候響應(yīng)分析

李淑娟1，喻樹龍1，尚華明1，袁玉江1，姜盛夏1，劉艷1，范煜婷1，牛軍強(qiáng)2

（1.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆樹木年輪生態(tài)實驗室，中國氣象局樹木年輪理化研究重點開放實驗室，新疆 烏魯木齊 830002；2.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

利用西天山新源林場卡勒克瑪林區(qū)5個采樣點（按海拔從高到低依次將采樣點編號為KL1、KL2、KL3、KL4、KL5）的雪嶺云杉樹木樣芯，建立寬度年表，并分析樹木年輪標(biāo)準(zhǔn)化年表與氣候的相關(guān)性,以及這種相關(guān)性隨海拔梯度的變化情況。結(jié)果表明：（1）樣本對總體均有較高代表性，KL3的各項指標(biāo)在5個標(biāo)準(zhǔn)化年表中最高，包含的氣候信息最多，受到氣候的影響最明顯；（2）高海拔的KL1和KL2與新源上年4—8月以及當(dāng)年4月的降水量呈正相關(guān)，中、低海拔的KL3～KL5則與上年4月—當(dāng)年4月降水量正相關(guān)，除KL5與當(dāng)年4月的降水量正相關(guān)不顯著外，其余標(biāo)準(zhǔn)化年表均與新源上年及當(dāng)年4月降水量相關(guān)顯著；（3）各標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源站上年4—10月以及當(dāng)年9月的平均溫度和平均最高溫度呈負(fù)相關(guān)，而與上年12月的溫度要素呈正相關(guān)；（4）各采樣點樹木徑向生長受氣候的“滯后性”影響明顯，森林上線采樣點（KL1、KL2）的樹木徑向生長主要受制于溫度，中、下線（KL3～KL5）主要受制于降水量。

雪嶺云杉；樹木年輪；氣候響應(yīng)；西天山

雪嶺云杉（Picea schrenkiana）主要分布于新疆天山地區(qū)，面積達(dá)5.284×105hm2,是新疆山地森林中分布最廣泛的樹種[1]，由于雪嶺云杉對光熱和土壤條件的嚴(yán)格選擇性，在天山北坡僅分布在海拔1400～2800 m的中山帶[2]。鑒于該樹種對氣候響應(yīng)的敏感性[3]，近年來，部分學(xué)者進(jìn)行了伊犁河谷基于雪嶺云杉樹木年輪的研究，并取得一些成果。

其中，袁玉江等[4-6]研究發(fā)現(xiàn)，西天山北坡上樹線的樹輪最大密度年表與當(dāng)年溫度顯著相關(guān)，年降水量越多，所在區(qū)域上樹線最大密度年表對溫度的相關(guān)性越好，且顯著相關(guān)的平均溫度涉及的月數(shù)也不斷增多；同時，伊犁地區(qū)的大部分年表都和上年7月—當(dāng)年4月的降水表現(xiàn)為正相關(guān)。尚華明等[7-9]通過對鞏乃斯河源區(qū)的樹輪年表研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的大部分林木生長受到氣候的“滯后效應(yīng)”影響明顯，各采樣點的標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源氣象站夏季平均最高氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，與生長季及其前期的降水呈正相關(guān)，樹木生長主要受制于水分條件。喻樹龍[10]對鞏乃斯的雪嶺云杉密度年表進(jìn)行研究后認(rèn)為，生長季及其之前影響樹木生長的氣候因素有差異，生長季之前，森林中下部林緣的早材平均密度形成與降水正相關(guān)而與溫度負(fù)相關(guān)，生長季則相反，同時研究得出，對森林上樹線林木晚材平均密度影響最主要的因子是7—8月的氣溫。朱海峰等[3]研究發(fā)現(xiàn)，制約北天山和南天山雪嶺云杉生長的氣候要素存在差異，北天山南坡森林下樹線的云杉生長主要與生長季7、8月的降水量顯著正相關(guān)，而南天山北坡的下樹線林木生長則與上年11月—當(dāng)年1月的最低溫度顯著正相關(guān)，同時，地形對雪嶺云杉生長的氣候要素影響明顯，在南天山北坡，森林下樹線樹木生長強(qiáng)于上樹線。

一些研究工作也分析了西天山雪嶺云杉生長的氣候因子隨海拔高度的變化情況，如袁玉江等[11]研究發(fā)現(xiàn)，伊犁地區(qū)森林上下線的雪嶺云杉生長主要受制于降水因素，Zhang[12]等則認(rèn)為降水量可能主要限制西天山北坡森林下線林木的徑向生長，4—5月的氣溫對上線樹木的徑向生長影響較大，而6—7月氣溫主要影響下線林木生長。Liu WH[13]等利用統(tǒng)計方法分離降水和溫度對西天山不同海拔的樹木徑向生長的影響時發(fā)現(xiàn)，上下線的樹木生長均和降水正相關(guān)，而溫度有所不同，上線與溫度為正相關(guān)，下線則相反。郭允允等[14]認(rèn)為，天山中段最大降水高度隨季節(jié)發(fā)生明顯變化，因此造成影響林木生長的氣候因子比較復(fù)雜，林線附近的樹木主要受限于溫度要素，海拔較低的采樣點與上年8—9月的降水總量正相關(guān)，與上年7—8月的平均溫度負(fù)相關(guān)。

目前來看，基于西天山雪嶺云杉的大部分研究覆蓋范圍都較大，該區(qū)域的水熱組合又很復(fù)雜，導(dǎo)致限制樹木徑向生長對氣候的響應(yīng)因子很難提取，造成諸多結(jié)論并不一致。同時，在局地性氣候明顯的背景下，圍繞雪嶺云杉樹輪寬度隨海拔高度變化的研究還相對匱乏。因此，在前人的研究基礎(chǔ)上，本文利用新源林場卡勒克瑪林區(qū)5個采樣點的樹輪樣本，研制出樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)化年表，分析年表特征及其與新源氣象站的氣候相關(guān)性，并考察這種相關(guān)性隨海拔高度的變化特征，為該區(qū)域的樹木年輪研究提供基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于西天山北麓的伊犁河谷東端、新源縣東南面，鞏乃斯河上游，地處43°17′30″～43°19′14″N，83°00′35″～83°01′30″E,東與鞏乃斯林場毗連，地勢東高西低，屬大陸高寒山地氣候，冬季漫長，夏季短促，降水豐沛，采樣區(qū)主要為天山云杉林，云杉生長環(huán)境良好，各采樣點生產(chǎn)力較高，無明顯人類活動干擾和自然破壞。

距離采樣區(qū)最近的氣象站為新源站。根據(jù)新疆氣象信息中心的歷史觀測月平均資料，包括逐月降水量、月平均溫度、月平均最高溫度和月平均最低溫度，選取1960年1月—2014年12月的時間序列。從多年平均資料來看（圖1），溫度（圖1a）以7、8月最高，其中多年平均最高溫度（Tmax）在30℃左右，1月、2月和12月溫度為一年中最低，多年平均最低溫度（Tmin）為-13℃左右，最高溫度在0℃附近；降水量（圖1b）峰值出現(xiàn)在5月，接近75 mm，其次是4月和6月，均在65 mm左右，冬季降水最少（1、2月和上年12月），各月降水均不足25 mm。

圖1 新源氣象站的多年（a）月平均最高溫度（Tmax）、月平均溫度（T）、月平均最低溫度（Tmin）和（b）各月降水量（P）

2 樹輪采樣及其特征

2014年9月下旬，在伊犁新源林場的卡勒克瑪林區(qū)進(jìn)行了集中采樣。樣區(qū)位于天山北坡中海拔森林帶，各采樣點處于同一坡面，樣本均為天山云杉。此次采集樣點5個，樣芯共計258根，按海拔從高到低依次將采樣點編號為KL1、KL2、KL3、KL4、KL5，其中，KL2和KL5各采集21棵樹，其他3個采樣點各采集22棵樹，KL2每棵樹鉆取樣芯4個，其他采樣點每棵樹鉆取樹芯2個。5個采樣點中，KL1～KL4的森林郁閉度均介于0.4～0.6，KL5較低，只有0.2。采樣嚴(yán)格遵循樹木年輪學(xué)的基本原理進(jìn)行，除保持水平距離外，海拔也保持一定高差，5個采樣點分布高度為1640～2100 m，其中，KL1～KL4自身高差均不超過10 m，KL5自身高差略大，在1640～1700 m分布。KL1所處的海拔未達(dá)到森林上限，但是此次采樣區(qū)的林緣上線，KL3和KL5的絕大部分樹木樣本采于石崖邊。采樣點基本概況如圖2。

圖2 新源林場卡勒克瑪林區(qū)采樣點分布

表1 新源林場卡勒克瑪區(qū)5個采樣點概況

3 年表研制

3.1 年表研制

根據(jù)樹木年輪學(xué)的基本原理和研究步驟[15-16]，對天山云杉的樹輪樣芯進(jìn)行固定、磨光、目測定年并標(biāo)識、輪寬測量和交叉定年。其中，輪寬的測量采用精度為0.001 mm的MeasureJ2X樹輪寬度測量系統(tǒng)，對測量獲得的輪寬數(shù)據(jù)參考TT軟件折線圖對比法進(jìn)行交叉定年，再對定年結(jié)果通過國際年輪庫的COFECHA交叉定年質(zhì)量控制程序進(jìn)行檢驗[17]。根據(jù)COFECHA程序的運行結(jié)果，剔除了與主序列相關(guān)較低的6條子序列（來自6棵樹，其中KL3兩棵，其他采樣點各一棵）。使用ARSTAN年表研制程序[18-19]中的負(fù)指數(shù)函數(shù)擬合去除因樹木本身的遺傳因子所產(chǎn)生的生長趨勢，利用序列2/3長度的三階樣條函數(shù)穩(wěn)定樹輪寬度年表方差，最終得到標(biāo)準(zhǔn)化年表（STD）、差值年表（RES）和自回歸年表（ARS），本文僅對樹輪寬度的標(biāo)準(zhǔn)化年表進(jìn)行氣候響應(yīng)研究。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化年表特征

卡勒克瑪5個采樣點（KL1～KL5）的輪寬標(biāo)準(zhǔn)化年表的主要特征如表2所示，輪寬指數(shù)及對應(yīng)樣本數(shù)變化如圖3，年表的互相關(guān)如表3，具體如下：

（1）平均敏感度：5個年表中，KL3的平均敏感度最高，達(dá)到0.236，KL2最低，為0.118，其他3個年表介于0.182～0.207之間。作為衡量樹木生長對氣候敏感性的重要指標(biāo)，平均敏感度越高表明受到氣候因子的限制作用越強(qiáng)，因此，KL3對氣候的敏感性是5個采樣點中最強(qiáng)的，與氣候變化的關(guān)系也最為密切，而KL2最弱，這有可能是因為KL3處于林緣中部且在石崖邊，受到的人為干擾較少、樹木生長受溫度以及降水等氣候條件的制約作用明顯所致，而KL2位于天山北坡的最大降水帶[20]（海拔2000 m）附近，降水量相對充沛，光熱條件相對穩(wěn)定，因此，對氣候的敏感性相對降低。

表2 新源林場卡勒克瑪5個采樣點樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)化年表的主要特征參數(shù)

表3 卡勒克瑪5個采樣點輪寬標(biāo)準(zhǔn)化年表的互相關(guān)系數(shù)

（2）標(biāo)準(zhǔn)差和信噪比：均為表達(dá)年表包含氣候信息的參數(shù)，其中，標(biāo)準(zhǔn)差為偏離平均氣候水平的生長偏差，信噪比為氣候信號與氣候噪音（非氣候因素）的比值，二者的值越大，表明受到氣候因素的影響越明顯，包含氣候信息越多。不論是標(biāo)準(zhǔn)差還是信噪比，5個年表均表現(xiàn)出KL3最大、KL2最小，其他的次之，表明KL3包含的氣候信息最為豐富，而KL2最少。

（3）一階自相關(guān)：自相關(guān)反映氣候?qū)δ贻喩L的持續(xù)性影響，而一階自相關(guān)主要表達(dá)上一年氣候?qū)Ξ?dāng)年輪寬生長的影響，該值越大，表明上年氣候?qū)Ξ?dāng)年輪寬的生長影響就越強(qiáng)。KL1～KL5的正的顯著自相關(guān)基本都集中在一階，表明采樣區(qū)林木生長受到上一年氣候因子的影響很強(qiáng)，其中，KL3對上年氣候的響應(yīng)最強(qiáng)，其一階自相關(guān)最大，達(dá)到0.511，KL5次之，KL4最小，為0.351。

（4）樹間相關(guān)系數(shù)：反映同一采樣點林木生長受到氣候影響所導(dǎo)致的同步性變化大小，相關(guān)系數(shù)越大表明對氣候的響應(yīng)越顯著，采樣點同步性越好，包含越多的氣候信息。KL3林間相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到0.561，KL2最小，為0.373，其他3個采樣點相差不大，均介于0.4～0.5之間，表明KL3樹輪年表中包含的氣候信息最多，KL2最少。

（5）樣本對總體的代表性：是采樣成功與否的重要指標(biāo)之一，其百分比越大，表明采樣越成功?？ɡ湛爽?shù)貐^(qū)5個采樣點中，KL2的樣本數(shù)本身較大，對總體的代表性接近96%，其他4個采樣點的樣本對總體的代表百分率均在96%以上，表明此次采樣較成功。

（6）第一特征向量百分比：是考量氣候因子對輪寬生長的限制作用的重要指標(biāo)之一，百分比越大，限制作用越強(qiáng)，年表包含的氣候信息越多。5個標(biāo)準(zhǔn)化年表中，KL1和KL2的第一特征向量百分比在40%以上，KL3～KL5都在50%以上，所有采樣點中KL3的第一特征向量百分比最大，接近60%，表明林緣中部的KL3包含的氣候信息可能最多，林緣下線次之，林緣上線最少。

（7）年表的缺輪百分比：反映氣候?qū)淠旧L影響的強(qiáng)弱，缺輪百分比越大，說明樹輪采樣點的氣候越惡劣，樹木生長受到采樣點氣候的限制越顯著。此次卡勒克瑪?shù)?個采樣年表中，KL3的缺輪百分比最大，KL1次之,其中，KL3和KL1部分缺輪出現(xiàn)在1919年和1938年，而KL1最多的缺輪出現(xiàn)在1917年，其他幾個采樣點的樣芯在這些年份并未出現(xiàn)缺輪，這與很多降水重建序列中普遍出現(xiàn)的極端干旱年份（1917年和1945年左右）[21]并不完全一致，表明各采樣點的樹木生長受到大氣候環(huán)境的制約作用有限，而KL3和KL1受到的氣候限制較其他采樣點強(qiáng)，包含更多的氣候信息，這可能和采樣點的地理環(huán)境和地形等條件有關(guān)，如KL3的大部分樣本都在石崖邊，KL1處于林緣上線，生長環(huán)境都相對惡劣，因此受到氣候的限制作用更強(qiáng)。

（8）輪寬指數(shù)（圖3）：5個采樣點的輪寬指數(shù)大小有所不同，但變化趨勢基本一致，各曲線的波峰、波谷基本保持同一趨勢，由此可以判斷卡勒克瑪林區(qū)的天山云杉生長有著相同或相似的氣候限制因子。5個年表中，KL3的輪寬指數(shù)波動幅度最大，KL2最小，這可能和采樣點的地理位置有關(guān)：KL3位于石崖邊，生長環(huán)境較差，對氣候變化敏感，而KL2位于天山北坡最大降水帶附近[20]，生長環(huán)境良好，因此，對氣候的響應(yīng)不如其他采樣點敏感。

圖3 新源林場云杉樹輪寬度指數(shù)和樣本量（選取SSS大于0.85對應(yīng)的起始年份）

（9）互相關(guān)系數(shù)（表3）：該系數(shù)可以反映各采樣點樹木生長的同步性，根據(jù)表2中SSS值大于0.85選取5個年表公共區(qū)間為1842—2014年，對5個采樣點標(biāo)準(zhǔn)化年表的公共區(qū)間進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)互相關(guān)系數(shù)普遍較大，雖然存在個體差異，但基本在0.6以上，表明各采樣點之間的氣候影響整體關(guān)聯(lián)度較強(qiáng)。

綜上所述，樣本對總體的代表性很高，表明此次采樣比較成功，各樣本的顯著自相關(guān)主要集中在一階，說明林木生長受當(dāng)?shù)貧夂虻摹皽笮浴庇绊懨黠@，年表的其他各項參數(shù)指標(biāo)中，KL3的各項特征參數(shù)均在5個年表中最高，說明該年表包含的氣候信息最多，對氣候的響應(yīng)最為敏感，這可能和KL3的采樣環(huán)境密切相關(guān)，因為大部分樣本都在石崖邊，土層薄，石頭多，生長環(huán)境相對惡劣，樹木生長主要受到水分條件限制，造成KL3的林木生長對氣候變化更敏感。

4 輪寬對氣候變化的響應(yīng)分析

樹輪寬度年表的建立，為當(dāng)?shù)貧v史氣候的分析提供基礎(chǔ)，為了進(jìn)一步明確各采樣點林木生長所包含的氣候信息，建立當(dāng)?shù)貥淠旧L對氣候的響應(yīng)機(jī)制，對樹輪寬標(biāo)準(zhǔn)化年表與附近新源氣象站的氣象要素進(jìn)行相關(guān)分析。

4.1 相關(guān)分析結(jié)果

將新源氣象站上年、當(dāng)年及次年的歷史資料作為相關(guān)分析要素，分別與KL1～KL5的標(biāo)準(zhǔn)化年表進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如圖4。

圖4 新源林場卡勒克瑪?shù)貐^(qū)5個采樣點樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源氣象站氣象要素的相關(guān)系數(shù)

4.1.1 樹輪年表與降水量相關(guān)分析結(jié)果

各采樣點云杉生長受到降水量的“滯后效應(yīng)”影響明顯，這與表2中一階自相關(guān)的特征相對應(yīng)。從逐月降水量來看，高海拔的KL1和KL2與新源上年4月（L4）—上年8月（L8）以及當(dāng)年4月（T4）的降水量呈正相關(guān)，中、低海拔的KL3～KL5則與上年4月（L4）—當(dāng)年4月（T4）降水量正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在不同月份之間存在較大差異。

其中，KL1～KL5均與L4相關(guān)顯著，各采樣點與L4的相關(guān)系數(shù)隨海拔高度的逐漸降低而增大（如圖5），同時，KL1～KL4與T4也相關(guān)顯著，這一方面是因為氣候的“滯后效應(yīng)”導(dǎo)致采樣點林木生長受到上年4月降水影響，另一方面，新源多年平均最大降水出現(xiàn)在4—6月，此時云杉處于生長季初期，而4月份開始回暖的溫度條件對土壤水分蒸發(fā)和樹木蒸騰作用有限，因此，當(dāng)年4月充足的降水有利于云杉生長，多余的水分還可作為儲備，供應(yīng)后期生長所需[18]。上線年表KL1～KL3與T4的相關(guān)系數(shù)較上年4月（L4）更大，下線年表KL4～KL5則相反，表明KL1～KL3的林木生長與當(dāng)年4月降水的關(guān)系更密切，而KL4～KL5則受到上年4月降水的影響更明顯。

此外，中、低海拔的KL3～KL5均與L8相關(guān)顯著，且KL4和KL5對上年9月（L9）的相關(guān)也通過了0.05的顯著性水平檢驗，但所有采樣點對當(dāng)年8、9月（T8、T9）的降水相關(guān)均不顯著。

圖5 樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源站上年4月降水相關(guān)系數(shù)隨海拔高度變化曲線

上述結(jié)果與以往的研究結(jié)果略有不同，袁玉江等[5]認(rèn)為伊犁地區(qū)的樹輪年表與上年7月—當(dāng)年4月降水正相關(guān)，而張錄等[22]研究結(jié)果中，伊犁尼勒克地區(qū)的云杉生長與上年7—8月的降水顯著正相關(guān)。作者認(rèn)為，這些差異很可能是由局地性氣候影響導(dǎo)致。

將各采樣點的標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源站降水的組合資料進(jìn)行相關(guān)分析（表4）,發(fā)現(xiàn)最顯著相關(guān)出現(xiàn)在上年4—10月（L4～L10），相比于上線年表（KL1和KL2），中、下線年表（KL3～KL5）與L4～L10降水總和的相關(guān)系數(shù)更大，表明KL3～KL5的樹木生長受到該時段降水總和的影響更為明顯（表4），其中，KL4與降水的相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到0.608，表明其受到該時段降水的制約作用最明顯。

表4 天山云杉樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源氣象站降水量和溫度的相關(guān)分析

4.1.2 樹輪年表與溫度相關(guān)分析結(jié)果

各采樣點的標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源站上年4月（L4）—10月（L10）以及當(dāng)年9月（T9）的平均溫度和平均最高溫度均為負(fù)相關(guān)，其中，與上年7月（L7）平均最高溫度的負(fù)相關(guān)均通過了0.05的顯著性水平檢驗，而與L12的溫度要素均為正相關(guān)（未通過顯著性檢驗）。與此同時，不同年表與新源溫度要素的相關(guān)系數(shù)也存在差異。整體來看，處于林緣上部的KL1和KL2受到溫度的影響相比KL3～KL5更明顯：KL1和KL2與上年6—9月的溫度（包括平均溫度、最高溫度和最低溫度）相關(guān)均通過了0.05顯著性水平檢驗，相關(guān)系數(shù)接近或者超過0.4，其中，與最高溫度的相關(guān)系數(shù)均超過0.5（表4），而KL3～KL5與溫度的相關(guān)系數(shù)中，除個別月份（如L7）顯著外，基本都不顯著。

在此基礎(chǔ)上，本文給出溫度要素中相關(guān)最好的月份及組合，如表4?？梢钥闯觯夏?—9月的組合最高溫度是溫度要素中影響樹木生長的最顯著因子，除KL3的相關(guān)系數(shù)較?。?0.318），其他幾個采樣點的相關(guān)系數(shù)都在-0.45以上；逐月溫度要素中，上年7月的最高溫度和平均溫度相對最顯著，其中，除KL3與最高溫度的相關(guān)系數(shù)略小外，其他采樣點的相關(guān)系數(shù)相差不大，都在-0.35～-0.4之間；平均溫度方面，KL1和KL2的相關(guān)系數(shù)（分別為-0.429、-0.439）明顯較林緣中部和下線的KL3～KL5大(最大為-0.305)，即林緣上線的KL1和KL2受到的影響較KL3～KL5更為顯著。

此外，上線年表（KL1和KL2）與上年5—9月的逐月溫度的相關(guān)系數(shù)絕對值較降水更大（圖4），表明高海拔采樣點的林木生長受到溫度影響更明顯；而中、下線年表（KL3～KL5）與上年4—10月的降水總量相關(guān)系數(shù)較6—9月的月平均最高溫度的相關(guān)系數(shù)絕對值要高（表4），表明中、低海拔的林木生長受到上年4—10月的降水總量制約更顯著。這和“海拔越高，林木生長受到溫度的限制作用越大”的結(jié)論[23]以及Zhang RB等[12]研究發(fā)現(xiàn)的西天山北坡森林下樹線林木徑向生長主要受制于降水因素的結(jié)果基本一致。同時，也有可能是受到小地形的影響，高海拔的采樣點降水相對豐沛，因此降水的限制作用相對減弱，而溫度隨海拔升高而降低，低海拔的采樣點溫度相對較高，蒸發(fā)量大，降水的制約作用凸顯[14]。此外，與伊犁河谷樹木生長主要受當(dāng)年降水影響的整體情況有所不同[6]，KL1～KL5受到氣候的“滯后效應(yīng)”影響明顯，樹木生長主要受上年氣候制約，這與新源周邊的樹輪研究結(jié)果一致[7]。

5 結(jié)論

（1）5個采樣點（KL1～KL5）的樣本均對總體有很好的代表性，其中，KL3的各項標(biāo)準(zhǔn)化年表特征指標(biāo)均最大，表明KL3受到氣候的影響最明顯，包含的氣候信息最多。

（2）各標(biāo)準(zhǔn)化年表與降水量的相關(guān)中，上樹線年表KL1和KL2與新源上年4—8月以及當(dāng)年4月的降水量呈正相關(guān)，中、下線年表KL3～KL5則與上年4月—當(dāng)年4月降水正相關(guān)，其中，各年表均與L4降水相關(guān)顯著，KL1～KL4與T4降水相關(guān)也顯著，且中、上線年表KL1～KL3與T4相關(guān)更密切，下線年表KL4～KL5則受到L4的影響更明顯。各年表均與上年4—10月的降水總量相關(guān)顯著，相比于上線年表KL1和KL2，中、下線的KL3～KL5受到降水的制約更明顯。

（3）各采樣點的標(biāo)準(zhǔn)化年表與新源氣象站上年生長季及前期（上年4—10月）以及當(dāng)年9月的平均溫度和平均最高溫度均為負(fù)相關(guān)，且與L7平均最高溫度相關(guān)顯著，而與L12的溫度要素均為正相關(guān)。

（4）各采樣點樹木徑向生長受氣候的“滯后性”影響明顯，林緣上部的采樣點（KL1、KL2）樹木徑向生長受到上年5—9月的溫度的制約作用較降水更明顯，林緣中下部（KL3～KL5）則主要受制于上年4—10月的降水總量。

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Tree-ring Chronology Features and Climatic Response of Picea schrenkiana along Altitude Gradient in the West Tianshan Montains，China

LI Shujuan1，YU Shulong1，SHANG Huaming1，YUAN Yujiang1，JIANG Shengxia1，LIU Yan1，
FAN Yuting1，NIU Junqiang2
（1.Institute of Desert Meteorology，CMA；Xinjiang Laboratory of Tree Ring Ecology；Key Laboratory of Tree-ring Physical and Chemical Research of CMA，Urumqi 830002，China；2.Geographical Science and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China）

Along an altitude gradient,tree-ring samples ofPicea schrenkianaare collected and ring-width chronologies are developed from 5 sites（named KL1～KL5 along high altitude gradient to low）in Kalekema of Xinyuan,West Tianshan Montains.It is mainly focus on the response character of standard chronologies to local climate and the change of correlation coefficient along with altitudinal gradient.The main results showed that：（1）Comparing the five chronology characteristic parameters,chronology of KL3 at mid-altitude has the highest index,contain more climatic information than others and influenced by the climate most obviously.（2）KL1 and KL2 positively correlated with Xinyuan precipitation in last April to last August which at high altitude, but KL3～KL5 positively correlated with last till this April rainfall which at mid and lower altitude, all of the tree-ring standard chronologies have significant positive correlation with this and last April precipitation,except KL5 is not significant with this April.（3）All of the standard chronologies are negatively correlated with monthly mean temperature of last April to last October and this September,but positively correlated with last December.（4）the lay of climate influenced it obviously,temperature played a more important role than precipitation on radial growth of the highforest boder sites（KL1、KL2）,but the mid and low-forest boder sites（KL3～KL5）are just the opposite.

Picea schrenkiana；tree-ring；climatic response；West Tianshan Mountains

P467

A

1002-0799（2017）01-0050-08

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.01.007

2016-04-14；

2016-11-14

公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目（IDM201202）；國家自然科學(xué)基金項目（41205070、41405139）；自治區(qū)重點實驗室開放課題（2014KL017）。

李淑娟（1982-），女，助理研究員，主要從事氣候變化及診斷方面的研究。E-mail：lishujuan2006@163.com

李淑娟，喻樹龍，尚華明，等.新疆西天山不同海拔雪嶺云杉樹輪寬度年表特征及其氣候響應(yīng)分析[J] .沙漠與綠洲氣象，2017，11（1）：50-57.