新疆天山北坡东部地区树木年轮气候研究
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摘要
本文利用天山北坡东部地区的树木年轮宽度资料,研制出8个树轮宽度标准化年表,并通过相关分析发现:树木年轮宽度标准化年表序列与天山北坡东部地区上年7至当年6月的降水相关性较好,树轮宽度标准化年表序列与天山北坡东部地区夏季6月的平均最低气温相关性较好,最高单相关系数分别达到0.597 (α=0.000006)、-0.437(α=0.001)。使用逐步回归分析方法重建出上年7月至当年6月降水和当年6月平均最低气温方程。交叉检验结果显示重建方程具有较好的稳定性。利用重建方程重建了天山北坡东部地区301a上年7月至当年6月的降水和158a夏季(6月)的平均最低气温的变化序列,方差解释量分别达到45.0%和43.5%,通过对气候重建序列的分析,本文得到以下几点结论:
①天山北坡东部地区上年7月至当年6月的降水与夏季6月的平均最低气温对该地区天山云杉的年轮生长有很大影响,两者均具有明确的树木生理学意义;且经过交叉检验,降水和温度的重建结果稳定可信的。
②天山北坡东部地区,近301a来上年7月至当年6月的降水大致经历了6个偏干阶段和7个偏湿阶段,其中偏干年份为160年,多于偏湿年份。最长的偏干阶段是1730—1776年,偏少6.2%;最干旱年份是1944年,偏少40.2%;最长的偏湿阶段是1869—1906年,偏多5.8%;最湿润年份是1791年,偏多48.0%;最湿润阶段为1777—1804年,降水偏多9.6%;最干旱年份为1841—1868年,降水偏少9.0%。重建序列分析表明:天山北坡东部地区20世纪60年代偏少3.8%,70年代偏少5.9%,80年代偏少3.1%,90年代偏多4.2%。近158a来,天山北坡东部地区当年6月平均最低温度大致经历了9个偏暖阶段和10个偏冷阶段,其中:正常年118个(74.7%);偏热年19个(12.0%);偏凉年18个(11.4%);暖夏年1个(0.6%);冷夏年2个(1.3%)。从月平均最低气温偏冷阶段的极值看,平均值最小值出现在1849年,为11.19℃,偏冷2.19℃;均值最大值出现时段为1851,为15.80℃,偏暖2.42℃;最长偏暖时段为1918—1935,平均最低气温为14.04℃,偏暖0.66℃。最长偏冷时段为1936—1962年,平均最低气温为12.93℃,偏冷0.45℃。上述重建的降水和温度序列的干湿、冷暖变化阶段与新疆、中国西北干旱半干旱区的变化趋势有很大的相似性,它们之间具有一定的内在联系和复杂的响应关系。
③天山北坡东部地区,近301a来上年7月至当年6月的降水在0.05的显著性水平上具有2.0a、2.8a、3.6a、3.7a、11.1a、50.0a、66.7a、100.0a的变化准周期,并且在1741年、1764年、1804年、1869年、1905年发生过突变,其中1741年、1804年、1905年的突变是降水由多向少发生变化,1764年和1869年的突变是降水由少向多发生变化;近158a来夏季6月平均最低气温具有2.0a变化准周期,并且在1907年、1936年发生过突变,其中1907年的突变是平均最低气温由低向高发生变化,1936年的突变是平均最低气温由高向低发生变化。
According to tree-ring width samples of the east in the northern slopes of Tianshan mountains,Xinjiang. Correlation calculation indicates that the correlations were significant between the tree-ring chronologies with the precipitation(from July last year to June current year )and temperature (Summer June) of the East of the Northern Slopes of Tianshan Mountains in Xinjiang, with the greatest single correlation coefficient is 0.597(Sign. Level:0.000006) and -0.437(Sign. Level:0.001). Using the tree-ring width standardized chronologies of SBG t+1、SBG t、CTG t , the long-term sequence of precipitation was reconstructed, with an explained variance of 45.0%; at the same time, using the tree-ring width standardized chronolologies of ZDG t+1、ZDG t+2、BYX t+1、XHG t、DDG t+2, the long-term sequence of temperature was reconstructed, with an explained variance of 43.5%. It is verified that the reconstructed precipitation and temperature were reliable.
Analyzing the reconstructed series show that:
(1) The growth of the alpine timberline spruce on the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang is intensively limited by the precipitation(from July last year to June current year )and temperature (Summer June). The result has distinct physiological significance. the reconstructed equation was stable by crossing-test.
(2) In the 301 years, the precipitation of the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang has 7 wet stages and 6 dry stages. And there were 160 dry years, more than wet years. The longest drier stages:1730—1776, less 6.2%, the longest wetter stages:1869—1906, more 5.8%. The driest year is 1944, less 40.2%, the wettest year is 1791,more 48.0%. The wettest stages:1777—1804, more 9.6%, the driest stages: 1841—1868, less 9.0%.
In the 158 years, the mean minimum temperature of June in the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang has 118 normal years (74.7%); warmer years: 19(12.0%); cooler years: 18(11.4%); cold summer: 2(1.3%); hot years: 1(0.6%); According to the extreme value of mean minimum temperature of colder years in this stages, the least value of mean minimum temperature occurs in 1849, 11.19℃, lower 2.19℃; the maximum value occurs in 1851,15.80℃, higher2.42℃. The longest warmer stages is 1918—1935, the mean minimum temperature is 14.04℃, higher 0.66℃; the longest cold Spring stages is 1936—1962, the mean minimum temperature is 12.93℃, lower 0.45℃.
The long-term change periods of precipitation and temperature are greatly similar to that of the changing trend of Xinjiang and China's north-western, and there are some inherent and intricate relationships and responses between them.
(3) The reconstructed long-term precipitation sequence had 2.0a、2.8a、3.6a、3.7a、11.1a、50.0a、66.7a、100.0a changing periods. The reconstructed precipitation had abrupt change in 1741、1764、1804、1869、1905. The reconstructed long-term temperature sequence had 2.0a changing periods. The reconstructed precipitation had abrupt change in 1907、1936.
①天山北坡东部地区上年7月至当年6月的降水与夏季6月的平均最低气温对该地区天山云杉的年轮生长有很大影响,两者均具有明确的树木生理学意义;且经过交叉检验,降水和温度的重建结果稳定可信的。
②天山北坡东部地区,近301a来上年7月至当年6月的降水大致经历了6个偏干阶段和7个偏湿阶段,其中偏干年份为160年,多于偏湿年份。最长的偏干阶段是1730—1776年,偏少6.2%;最干旱年份是1944年,偏少40.2%;最长的偏湿阶段是1869—1906年,偏多5.8%;最湿润年份是1791年,偏多48.0%;最湿润阶段为1777—1804年,降水偏多9.6%;最干旱年份为1841—1868年,降水偏少9.0%。重建序列分析表明:天山北坡东部地区20世纪60年代偏少3.8%,70年代偏少5.9%,80年代偏少3.1%,90年代偏多4.2%。近158a来,天山北坡东部地区当年6月平均最低温度大致经历了9个偏暖阶段和10个偏冷阶段,其中:正常年118个(74.7%);偏热年19个(12.0%);偏凉年18个(11.4%);暖夏年1个(0.6%);冷夏年2个(1.3%)。从月平均最低气温偏冷阶段的极值看,平均值最小值出现在1849年,为11.19℃,偏冷2.19℃;均值最大值出现时段为1851,为15.80℃,偏暖2.42℃;最长偏暖时段为1918—1935,平均最低气温为14.04℃,偏暖0.66℃。最长偏冷时段为1936—1962年,平均最低气温为12.93℃,偏冷0.45℃。上述重建的降水和温度序列的干湿、冷暖变化阶段与新疆、中国西北干旱半干旱区的变化趋势有很大的相似性,它们之间具有一定的内在联系和复杂的响应关系。
③天山北坡东部地区,近301a来上年7月至当年6月的降水在0.05的显著性水平上具有2.0a、2.8a、3.6a、3.7a、11.1a、50.0a、66.7a、100.0a的变化准周期,并且在1741年、1764年、1804年、1869年、1905年发生过突变,其中1741年、1804年、1905年的突变是降水由多向少发生变化,1764年和1869年的突变是降水由少向多发生变化;近158a来夏季6月平均最低气温具有2.0a变化准周期,并且在1907年、1936年发生过突变,其中1907年的突变是平均最低气温由低向高发生变化,1936年的突变是平均最低气温由高向低发生变化。
According to tree-ring width samples of the east in the northern slopes of Tianshan mountains,Xinjiang. Correlation calculation indicates that the correlations were significant between the tree-ring chronologies with the precipitation(from July last year to June current year )and temperature (Summer June) of the East of the Northern Slopes of Tianshan Mountains in Xinjiang, with the greatest single correlation coefficient is 0.597(Sign. Level:0.000006) and -0.437(Sign. Level:0.001). Using the tree-ring width standardized chronologies of SBG t+1、SBG t、CTG t , the long-term sequence of precipitation was reconstructed, with an explained variance of 45.0%; at the same time, using the tree-ring width standardized chronolologies of ZDG t+1、ZDG t+2、BYX t+1、XHG t、DDG t+2, the long-term sequence of temperature was reconstructed, with an explained variance of 43.5%. It is verified that the reconstructed precipitation and temperature were reliable.
Analyzing the reconstructed series show that:
(1) The growth of the alpine timberline spruce on the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang is intensively limited by the precipitation(from July last year to June current year )and temperature (Summer June). The result has distinct physiological significance. the reconstructed equation was stable by crossing-test.
(2) In the 301 years, the precipitation of the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang has 7 wet stages and 6 dry stages. And there were 160 dry years, more than wet years. The longest drier stages:1730—1776, less 6.2%, the longest wetter stages:1869—1906, more 5.8%. The driest year is 1944, less 40.2%, the wettest year is 1791,more 48.0%. The wettest stages:1777—1804, more 9.6%, the driest stages: 1841—1868, less 9.0%.
In the 158 years, the mean minimum temperature of June in the East of the Northern Slope of Tianshan Mountain in Xinjiang has 118 normal years (74.7%); warmer years: 19(12.0%); cooler years: 18(11.4%); cold summer: 2(1.3%); hot years: 1(0.6%); According to the extreme value of mean minimum temperature of colder years in this stages, the least value of mean minimum temperature occurs in 1849, 11.19℃, lower 2.19℃; the maximum value occurs in 1851,15.80℃, higher2.42℃. The longest warmer stages is 1918—1935, the mean minimum temperature is 14.04℃, higher 0.66℃; the longest cold Spring stages is 1936—1962, the mean minimum temperature is 12.93℃, lower 0.45℃.
The long-term change periods of precipitation and temperature are greatly similar to that of the changing trend of Xinjiang and China's north-western, and there are some inherent and intricate relationships and responses between them.
(3) The reconstructed long-term precipitation sequence had 2.0a、2.8a、3.6a、3.7a、11.1a、50.0a、66.7a、100.0a changing periods. The reconstructed precipitation had abrupt change in 1741、1764、1804、1869、1905. The reconstructed long-term temperature sequence had 2.0a changing periods. The reconstructed precipitation had abrupt change in 1907、1936.
引文
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