青藏高原东北部祁连圆柏的树轮生态学研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘录三 |
| 答辩日期 | 2005-09-07 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 邵雪梅 |
| 关键词 | 树轮生态学 树木年轮 祁连圆柏 青藏高原 气候变化 森林干扰 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 树轮生态学是一门利用树木年轮数据及相关资料来评价过去与现在森林环境变迁的科学，它用树轮年代学的技术、方法研究一系列森林生态问题。近年来树轮生态学的发展提高了我们对森林动态的认识，许多研究已经涉及种群动力学、林分更新方式、森林干扰事件的周期与强度以及气候影响等方面。生长在青藏高原东北部地区的祁连圆柏（Sabina przewalskii Kom.）是我国的特有树种，生态适应幅度较大，在水源涵养和水土保持方面发挥着重要作用。开展祁连圆柏的树轮生态学研究，不仅具有重要的科学意义，而且具有较强的社会实用价值。 在充分了解祁连圆柏分布区生态环境现状的基础上，本研究选择了4个代表性样地采集树木年轮样本，依据树轮年代学的基本原理与方法，分别建立了祁连圆柏轮宽年表，分析了气候要素、森林干扰等对祁连圆柏生长的影响以及不同环境条件下祁连圆柏的发展趋势。最后，借助群落演替理论以及空间分析技术等，探讨了全球变化对祁连圆柏生长及演替的可能影响。通过此研究，主要得到以下几方面的认识： （1）在位于祁连圆柏分布中心的同德地区，气候状况比较适合祁连圆柏的生长，祁连圆柏群落更新状况良好。在适宜气候条件下，祁连圆柏在生长过程中出现生长释放或抑制事件的频次、强度存在较大差异，有的祁连圆柏植株从未出现生长释放或抑制事件，有的则达4次之多，表明祁连圆柏的生长受局部环境变化与小尺度干扰事件的显著影响。在10年尺度上，祁连圆柏在1880s出现生长释放的频率最高，这可能与1870s在本区域发生的严重地震灾害有关。在低频变化上，祁连圆柏还表现出几种不同类型的径向生长方式，譬如有些圆柏在生长过程中生长速率持续下降，而有些圆柏的生长速率始终维持在较低水平。 （2）在接近祁连圆柏分布北界的祁连地区，温度是影响祁连圆柏径向生长的主要环境因子，尤其是上年11月至当年2月的温度对树木生长的正影响稳定而显著。另外，生长季中6~7月份丰富的降水也有利于祁连圆柏生长。样方内大部分祁连圆柏的树龄小于250年，自18世纪后期到上世纪30年代，该群落中的祁连圆柏得以陆续补充，且其更新强度在10年尺度上呈现一定的波动性。这期间祁连圆柏的更新状况与年表的波动呈现出较好的对应关系，即祁连圆柏更新较好的时段往往发生在轮宽指数较高期间，而在祁连圆柏更新较差的时段，年表的轮宽指数往往也较低。树木生长释放事件在1970s出现的频率最高，占总释放次数的40%。树轮年表也显示祁连圆柏径向生长率自1970s以来持续上升，且上升幅度为近200年来最大，反映了祁连圆柏生长对全球变暖的区域响应。另外，随着树龄减小，祁连圆柏胸径总体上呈下降趋势，但二者之间并未表现出显著线性关系，而且随着树龄增大，二者之间的不确定性就越大。因此，对祁连圆柏林进行生态学研究时，不能用树木径级结构代替年龄结构指示种群年龄动态。 （3）在接近祁连圆柏分布西界的都兰地区，祁连圆柏林上下限年表之间存在较好的一致性，祁连圆柏的生长主要受区域气候而不是取样位点的影响。不论是在森林上限还是下限，5~6月份降水都是限制祁连圆柏生长的主要气候因子，这一时期丰富的降水有利于树木生长，而4~6月份温度对树木生长有一定负影响。树轮资料所指示的气候干湿变化特征与青藏高原东北部地区的其它气候代用资料（敦德冰芯的微粒含量与青海湖沉积岩芯的氧同位素和粒度资料）之间有较好的一致性，揭示了本区域小冰期以来的3个主要干旱期：1400s-1460s、1580s-1710s以及 1770s-1880s。与森林上限相比，下限树轮宽度指数变化的振幅较大，年表的平均敏感性较高，与气候因子的相关关系也较显著。这是由于该区域树木生长的主要限制因子是5~6月份降水，而山区降水通常随海拔高度的升高而增加，从而使得森林上限降水对树木生长的限制作用减弱。 （4）在研究区域各年表的排序分析中，各年表第一、二主分量共同解释年表变化总方差的70.7%。二维空间排序图直观地显示出祁连圆柏生长状况的梯度变化，在一定程度上反映了各祁连圆柏群落之间的关系。年表排序具有非常明确的生态意义，说明分布区的水热组合状况决定了祁连圆柏的生长模式。 （5）不论是冰芯资料、模型预测还是气象记录都表明，进入20世纪以来乃至未来相当长时期内，青藏高原东北部的气候状况逐步向暖湿方向转化，且不同地区向暖湿方向转化的幅度不同，这可能导致各地祁连圆柏的生长存在显著差异。为了促进祁连圆柏林的更新与发展，本研究提出了保护祁连圆柏天然林资源、开展区域引种实验、加强科学研究与人才建设、加大资金投入力度与建立生态补偿机制等几点建议，旨在为祁连圆柏林的可持续发展提供科学依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 116 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/152]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘录三. 青藏高原东北部祁连圆柏的树轮生态学研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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