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基于树木年轮重建京冀北部山地生态气候指标

作　者: 徐康
导　师: 关文彬
学　校: 北京林业大学
专　业: 自然保护区学
关键词: 兴安落叶松鱼鳞云杉油松生长趋势年表生态气候指标灾害
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

论文选取处于蒙古高原向华北平原过渡的京冀北部的河北塞罕坝国家级自然保护区、河北滦河上游国家级自然保护区、河北茅荆坝国家级自然保护区、北京松山国家级自然保护区四个样地的地带性树种(兴安落叶松(Larix gmelini)、鱼鳞云杉(Picea jezoensis)、油松(Pinus tabulaeformis)),运用树轮年代学方法进行树木胸高年轮芯的取样,建立了树轮年表,进而分析了年表与气候因子的相关性分析,并讨论了不同月份的温度、降水量和土壤温度对树木生长产生不同的影响,进而重建了四个地点的生态气候指标,以探究树木年轮增宽的主要时期和影响因子。探索利用多木平均实测轮宽和年表反推两种途径获取相对树龄内的胸径宽,运用3种理论生长方程(Logistic, Richards和Gompertz)进行模拟。结果显示：Richards理论生长方程拟合树木生长最为合适。通过相近相对树龄的单木生长趋势比对,利用年表生成的生长趋势与实际测量值趋势一致,构建的胸径生长模型在一定领域内具有应用性。不同样点内的不同树种与不同时期内的气候因子进行相关分析可知：树木的主要生长期都为4—9月内的5—8月；年表与该时段内的土壤温度呈负相关,与月气温呈负相关,与月降水量呈正相关；上一年10月至当年9月作为年度尺度因考虑树木的生长周期而更有意义；在进行与气候变化响应分析的研究中,由多种树种建立的混合年表相对于由单种树种建立的年表更具有相关性。对处于不同纬度的塞罕坝、滦河上游、茅荆坝及松山地区的气象资料建立温暖指数Wi、寒冷指数Ci、湿润指数Hi和干燥指数Ii4种生态气候指标,并将各指标与树轮年表进行相关性分析。结果显示：Wi、Ci、Ii随纬度降低而升高,Hi随纬度降低而降低；4项生态气候指标都表明随纬度的降低,地区气候呈暖干化发展。选取具有可比性的干燥指数进行重建分析并与1928—1992年的旱涝灾害进行比对。结果显示：各地区与旱涝灾害符合状况良好；重建干燥指数曲线呈旱涝相间的5～11年的小周期；至2009年,湿润小周期刚结束,预测未来几年内将进入干旱小周期。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 引言  10-19
  1.1 气候对树木生长的影响  11-13
    1.1.1 温度  11
    1.1.2 水分  11
    1.1.3 土壤  11-12
    1.1.4 灾害性气候  12-13
  1.2 树木年代学起源  13
  1.3 树轮气候学内容及应用  13-16
    1.3.1 树轮长年表  13-14
    1.3.2 树轮气候学中的年轮宽度应用  14
    1.3.3 树轮气候学中的年轮密度应用  14-15
    1.3.4 树轮气候学中的年轮图像法应用  15
    1.3.5 树轮气候学中的稳定同位素应用  15-16
    1.3.6 树轮气候学中的时间尺度  16
  1.4 生态气候指标的应用  16-17
  1.5 研究树种油松及其在我国分布区  17-19
2 研究区概况  19-30
  2.1 河北塞罕坝国家级自然保护区概况  19-21
    2.1.1 研究区域自然地理概况  19
    2.1.2 地质地貌  19
    2.1.3 气候  19-20
    2.1.4 水文  20
    2.1.5 土壤  20
    2.1.6 植被  20-21
    2.1.7 社会经济状况  21
  2.2 河北滦河上游国家级自然保护区概况  21-23
    2.2.1 自然地理概况  21-22
    2.2.2 地质地貌  22
    2.2.3 气候  22
    2.2.4 水文  22-23
    2.2.5 土壤  23
    2.2.6 植被  23
  2.3 河北茅荆坝国家级自然保护区概况  23-27
    2.3.1 自然地理概况  24
    2.3.2 地质  24
    2.3.3 地貌  24-25
    2.3.4 气候  25
    2.3.5 水文  25
    2.3.6 土壤  25-26
    2.3.7 生物资源  26
    2.3.8 社会经济状况  26-27
    2.3.9 区内油松状况  27
  2.4 北京松山国家级自然保护区概况  27-30
    2.4.1 地理位置  28
    2.4.2 地形地貌  28
    2.4.3 气候  28
    2.4.4 水文  28
    2.4.5 土壤  28
    2.4.6 生物资源  28-29
    2.4.7 社会经济状况  29-30
3 研究资料与方法  30-37
  3.1 采集样本  30
  3.2 样本预处理  30-31
    3.2.1 晾干  30
    3.2.2 粘贴  30-31
    3.2.3 捆绑  31
    3.2.4 打磨  31
  3.3 交叉定年与轮宽量测  31-34
  3.4 建立年表  34
    3.4.1 生长量订正  34
    3.4.2 标准化  34
    3.4.3 建立最终年表  34
  3.5 建立生长趋势  34-35
    3.5.1 生长趋势  34
    3.5.2 由轮宽测量值推导生长趋势曲线  34-35
    3.5.3 由年表推导生长趋势曲线  35
  3.6 气象资料收集  35-36
    3.6.1 塞罕坝和滦河上游相关气象资料采集  35
    3.6.2 茅荆坝相关气象资料采集  35
    3.6.3 松山相关气象资料采集  35-36
  3.7 生态气候指标的建立  36
  3.8 相关分析计算  36-37
4 结果与分析  37-71
  4.1 年表构建与分析  37-42
    4.1.1 塞罕坝树轮宽度年表  37-38
    4.1.2 滦河上游树轮宽度年表  38-39
    4.1.3 茅荆坝树轮宽度年表  39-40
    4.1.4 松山树轮宽度年表  40-42
  4.2 生长趋势分析  42-51
    4.2.1 塞罕坝兴安落叶松生长趋势  42-44
    4.2.2 滦河上游鱼鳞云杉、油松生长趋势  44-46
    4.2.3 茅荆坝油松生长趋势  46-47
    4.2.4 松山油松生长趋势  47-49
    4.2.5 不同纬度油松生长趋势比较  49-51
  4.3 树轮年表与气候因子相关分析  51-63
    4.3.1 塞罕坝和滦河上游树轮年表与气候因子相关分析  51-57
    4.3.2 茅荆坝油松年表与气候因子相关分析  57-62
    4.3.3 松山油松年表与气候因子相关分析  62-63
  4.4 生态气候指标的建立和分析  63-71
    4.4.1 建立生态气候指标  63-65
    4.4.2 生态气候指标与树轮年表的相关分析  65
    4.4.3 重建历史生态气候指标  65-67
    4.4.4 重建干燥指数与灾害气候对比  67-71
5 结论  71-74
参考文献  74-82
个人简介  82-83
导师简介  83-84
获得成果目录清单  84-85
致谢  85

基于树木年轮重建京冀北部山地生态气候指标

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