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细胞尺度上的树轮指标能够反映出比轮宽分辨率高或者不同的气候信息,在气候变化的研究中具有巨大潜力。长白山我国东北地区,是对气候变暖较为明显的区域,在此区域的树轮与气候变化的研究中,细胞尺度的树轮指标还未使用。本研究采用不同海拔高度的、隶属于两个森林类型的红松年轮样本,在细胞尺度上利用统计和模拟两种方法探讨了近50年来树轮、气候关系及未来气候变化对红松生长的影响。得到以下结论:
⑴在长白山的3个样地分别建立了轮宽和细胞尺度的细胞个数、平均细胞大小、早材细胞大小等参数年表。在这些年表中,细胞大小逐年变化不存在生长趋势;轮宽主要是由细胞个数决定的。
⑵在长白山区,细胞大小指标能够反应出较轮宽和细胞个数指标更丰富甚或不同的气候信息,但随着海拔升高,细胞大小年表含有的气候信息逐渐减少。
⑶气温和降水都是限制树木生长的因子,但随着海拔的升高,二者的限制性大小有所改变。主要表现在:树轮年表含有的气温信息增多,含有的降水信息减少,且与树轮指数年表相关显著的气候要素不论气温还是降水在月份上都有所推后。
⑷1988年存在气温升高突变,在此之后,不同海拔的红松年轮-气候要素关系发生改变。主要表现在:限制树木生长的气候要素月份有所提前;气候要素对中国科学院森林生态系统定位站1号标准样地(HY1)和中国科学院森林生态系统定位站2号标准样地(HY2)的红松限制性减弱。
⑸TREERING模型对模拟长白山地区红松生长的适用性得到初步检验。TREERING模拟的结果基本不仅可以验证统计分析结论,也可以为统计结果提供生理解释。
⑹模拟显示,阔叶红松林内的红松基本上4月底开始生长,10月中旬结束生长,生长期共约175-178天。随着海拔的升高生长期有所推后。
⑺在未来气候升高,降水减少的情况下,HY1样地的红松细胞个数有所减少,轮宽有所减小。无法利用统计分析方法对长白山北坡红松生长进行有效预估。