2018, Vol.38
树木年轮分布广泛，在气候与环境变化研究中发挥着非常重要的作用。本文研究区选在我国东南和华北季风区，其地理位置的西界定义为我国陆地地势的第二、第三级阶梯的分界线，其北界定义为河北省的北部边界。该地区年平均温度、年降水均有自南向北降低的趋势，年平均温度从25 ℃降低到5 ℃，年降水从2400 mm降低到400 mm(图 1)。同时该地区是我国经济发展最好的地区，包括京津冀、长三角、珠三角地区，气候和环境对该地区的经济、生产、生活都具有重要的影响。该地区的树木年轮学研究已经走过了30余年的历程，一批批树木年轮学家在这片土地上呕心沥血，开拓前进，在树轮宽度、树轮同位素、树轮化学等方面都取得了显著的进展，公开发表了100多篇树轮方面的文章。在这个发展历程中，不同时段研究的重点不同，与国家需求、当时的科学技术水平、人们对树轮研究的认识程度等都有一定联系。本文按照1990年代及之前、2000年代和2010年以来这3个阶段，对这些已有的树轮研究成果予以总结归纳，进一步明确当前研究进展、不确定性和下一步的发展方向，为未来该地区的树轮学研究提供借鉴。
|
图 1 研究区多年年均温度(a)、年降水量(b)(1961~2014年)分布 黑色粗实线包含区域为研究区。根据中国气象数据网(http://data.cma.cn/)发布的《中国地面气温月值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)》、《中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)》绘制 Fig. 1 Distributionof annual mean temperature (a), and annual total precipitation(b) averaged over the period 1961~2014. The region circled by black thick line represents the study region. Drawn from the databases of China monthly surface atmospheric temperature(Ver 2.0), and China monthly land surface precipitation(Ver 2.0)both with 0.5°×0.5°resolution |
这一阶段是树木年轮学在我国东南和华北季风区发展的萌芽阶段，研究点分布见图 2a。树木年轮学研究主要集中在树轮宽度和树轮化学方面，树轮宽度研究地点包括安徽嘉山、黄山，江苏溧阳，浙江天目山，山东沂山等；树轮化学研究地点包括江苏南京、常州、无锡和苏州，浙江天目山，江西鹰潭，河北承德等；树轮稳定同位素研究仅在台湾有所报道[1]。交叉定年技术是树木年轮学发展史上的一个重要里程碑，由于有了交叉定年技术，树木年轮学成为定年准确(确定到某一具体年)的一门科学。在这一时段，研究区已经引入了交叉定年技术，树木年轮宽度的研究有了一定的复本量。但东南地区气候复杂，树龄较短，找到能够用于重建的树木生长主控气候要素相对比较困难，有研究者尝试进行了非线性的气候重建，但其生理机制方面的解释变得非常复杂。研究区工业发达，环境污染比较严重，这一时期树轮化学在该地区取得了一定的进展。
|
图 2 树轮宽度、树轮稳定同位素和树轮化学在1990年代及以前(a)、2000年代(b)和2010年以来(c)的研究点分布 Fig. 2 Distributionof the study sites in terms of tree-ring width, tree-ring stable isotopes, and dendrochemistry in prior to and the 1990s (a), the 2000s (b), and 2010 onward (c) |
安徽省嘉山县(现明光市)马尾松(Pinus massoniana)人工林生长对气候响应的研究已经引入了复本量，包含了25个树芯，尽管年表非常短，与气象资料的重叠时段更短，仅有16年，但是已经采用了树木生长的去趋势方法[2]；江苏省溧阳市马尾松树轮宽度研究采用了30个树芯，年表长度达到118年，由于树木生长的限制因子不明确，故采用了非线性方法重建了年平均温度、年降水量[3]，但是其生理意义不明确[4]；浙江省西天目山柳杉(Cryptomeria fortunei)、金钱松(Pseudolarix amabilis)和黄山松(Pinus taiwanensis)径向生长主要受到夏、秋季节温度和降水的影响[5]；安徽黄山山顶面黄山松的径向生长与大于10℃积温期间的太阳辐射和积温有一定联系，与降水关系不大[6]，进一步显示了东南地区树木径向生长与气候要素之间的关系比较复杂。通过油松(Pinus tabulaeformis)树轮宽度年表重建了山东省沂山地区过去200年的湿润指数[7]。因此认为，华北地区降水较少，树木生长易受到土壤湿度的制约。
从上面的研究中可以看出，研究区针叶树树种的年轮是清晰的，可以进行交叉定年，但是原始森林分布较少，尤其是东南地区，找到老龄树存在一定的难度。东南地区树轮研究需要解决好两个方面的问题：一是找到具有足够样本量的老树(如100年以上)来建立可靠的树轮年表，二是这些基于老树建立的树轮年表具有明确的气候限制因子。
1.2 树轮化学树轮化学通过分析树轮中的化学元素含量重建过去环境变化历史。江苏省南部地区树轮化学研究表明树木年轮中化学元素含量和当年环境中化学元素的含量有相关性，指示出可以通过树轮中化学元素含量的分析再现环境的动态变化[8]，这一工作为采用树轮化学重建环境污染史奠定了理论基础。浙江省西天目山金钱松树轮中金属元素含量在过去200年的变化，被用以指示树木生长环境的变化[9]；江苏省南京市栖霞山矿区黑松(Pinus thunbergii)和马尾松树轮中元素含量与采矿活动有关[10]；河北承德市油松年轮中硫含量在20世纪开始升高，指示出城市化和工业化过程引起大气污染加剧，并造成了古松的大量死亡[11~12]；承德市油松针叶在不同季节硫的分布特征与大气中SO2和悬浮颗粒物的变化趋势基本一致[13]。
江苏省南京市黑松的年轮化学研究表明早材中的重金属元素含量高于晚材，各个不同方向上元素含量也不同，建议覆盖整个年轮环域取样[14]，这一研究对树轮化学研究取样具有借鉴作用。江西红壤马尾松树轮样品的金属元素含量与当年土壤中的金属元素含量服从对数线性关系[15]，南京太平门雪松(Cedrus deodara(Roxb.)G. Don)年轮中化学元素含量与其根部当年土壤中化学元素含量也符合对数线性相关模式[16]，这两项研究发现了树轮中化学元素与树下土壤中化学元素含量之间的关系。
这些工作表明可以采用树轮化学方法重现采样点周围环境的污染史，尽管不同元素进入树轮中的机制、元素在树轮中的横向迁移等还需要进一步开展研究工作。
2 2000年代2000年代，该地区的树轮宽度研究还是不多，树轮化学研究尝试建立污染历史与污染源之间的关系，为环境保护提供指导；树轮稳定同位素开始迅速发展并成长起来。树轮宽度研究地点仅有广东阳春和河北围场；树轮化学研究地点包括广西柳州，广东广州、惠州、肇庆和南海，安徽黄山，湖北恩施，江苏南京，北京香山，河北兴隆等；树轮稳定同位素研究地点包括浙江天目山、福建漳州、广东阳春等。研究点分布见图 2b。
2.1 树轮宽度广东阳春樟树(Cinnamomum camphora)径向生长对秋季降水有一定的记录作用[17]；珠三角一些地区，由于受到空气污染的影响，马尾松的径向生长在最近几十年已经开始下降[18]。这些工作显示东南地区树轮宽度研究的问题依然存在，并可能会更加复杂。河北围场油松径向生长与5~6月平均温度显著负相关，据此采用树轮年表对5~6月平均温度进行了重建[19]，同时支持华北地区树木生长对生长季温度的负响应[7]。
2.2 树轮化学广西柳州马尾松年轮中元素含量的变化可能与酸雨有一定联系[20]；黄山地区黄山松树轮元素研究表明，硫含量的变化与旅游人数有关，年轮中某些金属元素含量与树龄有关[21]；湖北恩施树轮中硒的累积与富硒煤的燃烧及富硒岩石的风化有关[22]；肇庆鼎湖山和南海西樵山土壤和大气中重金属含量增加导致马尾松木质部重金属含量上升[23]，树轮中金属元素含量和硫含量可以指示大气的污染历史[23~24]，两地某些金属元素的比值可以用来反映土壤的酸碱度变化[25]；对南京市行道树树轮重金属和作为对照组的南京林业大学校园内对应树种的重金属研究发现，自1990年以来重金属元素含量的增长与南京市机动车的拥有量呈显著正相关关系[26~27]；河北省兴隆县钢铁厂附近树轮之间磁性颗粒不存在横向迁移，磁性参数可指示该地区大气环境污染历史[28]。
树轮中多种元素含量与树下土壤中对应元素的含量呈对数线性相关被北京南郊杨树树轮化学研究进一步证实[15]，这一关系式被用于反演这些元素在土壤中的变化过程[29]。
2.3 树轮稳定同位素这一时期树轮同位素研究主要集中在浙江天目山地区，以稳定碳同位素(δ13C)的研究为主。在天目山地区，采用树轮δ13C重建了1873年以来的大气CO2浓度[30~31]，采用老树又把大气CO2浓度变化延长到公元1685年[32~33]，δ13C还与季节降水和季节温度有关[34~37]。树轮δ13C的研究进一步表明，由于大气CO2浓度增加，天目山柳杉的水分利用效率也增加了[38]。综合研究表明，天目山3株柳杉树轮δ13C的共性变化主要与气候和大气CO2浓度有关，而它们之间绝对值的差异与树木各自立地处局部环境条件的差异有关[39~40]。
此外，天目山柳杉树轮δ13C在各个方位具有一定差异[41]，初步认为是由于不同坡向及树冠不同方位光照条件的差异造成的，但是各个方位的年际变化趋势是一样的，说明它们反映了共同的环境条件变化[42]，并对采样方位的代表性作了进一步的研究[43]。稳定氢同位素可以反映冬季温度的变化[44]；树轮同位素对相对湿度、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件具有一定的记录能力[45~46]。树轮同位素对ENSO的记录在广东樟树树轮δ13C的研究中也有所反映[47]。广东不同时代埋藏古木的树轮δ13C可以反映气候的湿热与冷凉变化[48]。
从这些工作中可以发现，树轮同位素研究中采样方位具有一定的重要性，树轮δ13C的高、低频变化分别反映出气候和大气CO2浓度的变化，不同树木个体之间δ13C的差异是由于局地生长环境的差异引起的，但并不影响气候和大气CO2浓度的重建。结合其他技术，树轮同位素还可以被用于冰期、间冰期尺度的气候变化研究。
3 2010年以来2010年以来树轮宽度研究在东南地区呈现出爆发式增加(图 2c)，对树木径向生长对气候的响应规律也有了一定的统计学角度的认识；树轮稳定氧同位素(δ18O)引入到该地区的气候研究当中，研究点广为分布(图 2c)，为认识东亚季风年代际尺度的变化提供了新的研究手段。
3.1 树轮宽度2010年以来，我国东南地区树木年轮研究迅猛发展。仅树轮宽度研究，2010年至今在国内外期刊公开发表的论文已超过50篇，其中绝大部分符合国际树木年轮数据库的要求，涉及树种包括黄山松、马尾松、巴山冷杉(Abies fargesii)、长苞铁杉(Tsuga longibracteata)等，为我国树轮研究积累了大量数据，在生态响应分析和历史气候重建方面都取得了长足进步。以下按照树轮宽度对气候要素的响应模式进行简要介绍。响应模式的归类如下：对冷季气温响应指只要包含了12~2月中的至少一个月；对暖季气温响应指只要包含了6~8月中的至少一个月；如果既包含12~2月中的至少一个月，又包含6~8月中的至少一个月，就把它同时归入到对冷季响应和暖季响应；对水分的响应是指和降水或干湿指数显著正相关，或者与温度显著负相关，或者同时与降水正相关、与温度负相关。
3.1.1 对冷季气温响应Shi等[49]利用浙江省清凉峰和安徽省仙寓山的黄山松样本(海拔约1050 m)建立宽度年表，重建了1852~2006年的12~3月平均气温，方差解释量为31.7 %，揭示了在该地区进行树轮气候研究具有一定的潜力，其重建的冬季温度序列有显著的20年准周期，并与东亚冬季风指数对应良好；Duan等[50]采集江西、湖南两省5个采样点(海拔502~1431 m)的144棵马尾松树轮宽度样本建立了一条区域年表，据此重建了1849~2008年冬春季(1~4月)温度，方差解释量为48.6 %，该重建与浙江省清凉峰和安徽省仙寓山12~3月平均气温重建[49]对比较好，并结合500 hPa位势高度场分析表明，研究区冬春季温度在器测时段主要受乌拉尔高压脊型环流影响，而器测时段之前则受北方型环流控制；Chen等[51]通过福建长汀的马尾松(海拔450~480 m)树轮宽度重建了1850~2009年11~2月平均最高气温，方差解释量为32.9 %，对比表明，长汀的一些暖冬与厄尔尼诺事件对应，部分低温年则受火山喷发影响；Duan等[52]基于安徽、湖北、浙江、江西、湖南、福建、广东7省共31个采样点的838个马尾松、黄山松样芯，以样本中出现生长量异常减小的比率为指标，重建了1825~2008年1~3月温度的年际变化，方差解释量为49.5 %，发现1930s后，东南地区冷季温度的变率有所增加；江西九岭山(海拔600~1000 m)、广东南岭东部九连山(海拔300~600 m)的马尾松宽度年表均与冬春季(1~3月)平均气温显著正相关[53]；湖北宜昌(海拔900~940 m)马尾松树轮宽度年表用于重建1875~2011年的冬半年(11~4月)最低气温，方差解释量为55 %，研究表明，当地气候变暖比东南地区提前且更为显著，东亚冬季风是冬半年温度变化的主要驱动因子，人为因素对1980s中期之后的变暖也起到了作用[54]；Chen等[55]在福建长汀卧龙山(海拔437~450 m)和罗地村(海拔450~480 m)采集马尾松树轮宽度样本，前一个样地树木被割松油，研究表明未受人为破坏的树木生长与冬季温度(1~2月)显著正相关，气候变暖条件下树木径向生长增加，而割松油导致生长量严重下降。
以上一系列研究有力地表明，在东南中低海拔地区，黄山松、马尾松等主要针叶树种的树轮宽度变化中普遍包含生长季前期或生长季初期的冷季温度信号。
2010年以来，我国东南季风区树轮宽度响应冷季温度变化的报道自北向南还包括：神农架中高海拔(海拔2675~2940 m)巴山冷杉径向生长与上年秋冬季、当年早春温度显著正相关[56]。侯鑫源等[57]对神农架太子垭(海拔2600 m)巴山冷杉的树轮宽度研究表明树轮宽度与当年2月、4月和9月平均气温显著正相关，主要受生长期活动积温控制；Zheng等[58]利用神农架(海拔2759 m)巴山冷杉重建了1783~2011年的2~5月平均温度，方差解释量44.5 %，重建与实测序列在低频上对应较好，但高频信号有所欠缺；浙江古田山(海拔985~356 m)的黄山松与年均温、木荷(Schima superba)与秋季气温、马尾松与冬季气温显著正相关，但1977年后，树木与气温的相关降低，并有分离现象，作者认为与1976/ 77太平洋气候转型有关[59]；福建三明(海拔315 m)马尾松轮宽虽然总体而言受水分限制，但在冬春冷湿期(1~3月)，其径向生长与降水量、相对湿度显著负相关，与太阳日照时数显著正相关[60]；福建永安天宝岩(海拔1220~1280 m)的长苞铁杉和台湾栖兰(海拔1800~1900 m)的日本扁柏(Chamaecyparis obtusa)径向生长均与上年及当年秋冬季温度显著正相关，并受到亚太气候系统的显著影响[61]；福建戴云山七里洋、肖牛楠(海拔1412~1600 m)的黄山松树轮宽度与2月温度显著正相关，与2月降水显著负相关[62]；福建鼓山马尾松在1978年后，径向生长与1月温度的正相关变得显著[63]；南岭(海拔1387 m)华南五针松(Pinus kwangtungensis)宽度年表与2~4月温度显著正相关，与相对湿度显著负相关，表明冬春季温度是径向生长的主要限制因子[64]。
3.1.2 对暖季气温响应在研究区尤其是东南地区，由于热量条件较好，树木径向生长对暖季温度的正响应主要发生在高海拔山区(海拔一般须达到1500 m以上)。例如，曹受金等[65]研究发现湖南炎陵(海拔1530 m)的资源冷杉(Abies ziyuanensis)宽度年表与5~7月气温显著正相关，并重建了1840~2010年的5~7月平均气温，但方差解释量较低，不到30 %；浙江省九龙山、安徽省牯牛降两个高海拔样点(海拔1500 m以上)的黄山松径向生长与上年夏季温度显著正相关[66]。基于这一响应规律，在我国东南地区开展的包含暖季温度信号的气候重建工作还包括：Cai等[67]在江西三清山(海拔1545 m)采集黄山松宽度样本，重建了1806~2009年生长季(上年3~10月)平均最高温度，方差解释量为56.4 %，进一步分析表明，北太平洋海表温度和太平洋年代际振荡(PDO)对我国东南地区温度变化有显著影响；Shi等[68]将九龙山、牯牛降的样本[66]与江西三清山(海拔1550~1600 m)的黄山松样本合并，建立了一条区域树轮宽度年表，据此重建了研究区1812~2013年4~7月的气温，方差解释量高达60.6 %，并将重建的温度序列与全国粮食收成记录在年代际尺度上进行对比，得出社会动荡是影响1920~1949年粮食减产的重要原因；Cai等[69]在大别山天堂寨(海拔1550 m)建立的黄山松树轮宽度年表对上年4~6月平均温度正响应，据此重建了1846~2010的4~6月平均温度，方差解释量为46.8 %，与华东其他温度序列对比发现，近期显著增温的起始时间有北方早、南方迟的规律。此外，Zhao等[70]对湖南广西交界地区(海拔904~1070 m)的长苞铁杉早晚材宽度研究表明，在北坡土壤持水性好的样点，调整晚材宽度与7月温度显著正相关。
此外，还有一些点的树木生长同时对冷季和暖季温度做出响应。安徽、湖北交界的大别山次主峰天堂寨(海拔1500 m)黄山松径向生长受当年2~7月平均气温限制[71]，因此被用于重建1869~2008年的2~7月平均气温，方差解释量为49.8 % [72]；湖北神农架连香树(Cercidiphyllum japonicum)径向生长除了响应冬季温度外，与夏季温度也有稳定的显著正相关[73]；大别山最高峰白马尖(海拔1640~1760 m)的黄山松宽度年表被用于重建1834~2011年的1~7月平均最低气温，方差解释量达57.6 %，重建表明，1990~2010年的高温和1948~2010年的升温速度在过去178年来前所未有[74]；陈秋艳等[75]利用神农架神农顶和太子垭(海拔2720~2940 m)的巴山冷杉宽度年表重建了1842~2013年2~6月平均气温，方差解释量为40.96 %。
3.1.3 对水分响应研究区除了位于华北的山东、河南、河北部分地区属于半湿润区，其他大部分地区均属于湿润区，在季风影响下具有雨热同期的特征，因此树木生长的水分条件较为充足，水分胁迫的情况一般发生在海拔较低、土壤持水性较差的样点，往往与特定季节的水热组合有关，除了直接表现为和降水量或干湿指数的正相关外，在很多样点表现为与温度的负相关。
目前，在研究区利用树轮宽度对水分的正响应进行重建的研究论文不多。东南地区主要工作有：Shi等[76]利用浙江小岱村(海拔380~490 m)马尾松建立了树轮宽度年表，重建了1856~2013年2~4月降水量，方差解释量达47.8 %，重建序列与ENSO相关显著，指示了热带太平洋气候系统对长江中下游2~4月降水的影响；Chen等[77]利用福建中部南平地区(海拔950~998 m)的柳杉宽度年表重建了1855~2011年的自适应帕尔默干旱指数(scPDSI)，方差解释量为36 %，并探讨了与ENSO、东亚夏季风(EASM)强度的联系；Zhao等[78]研究表明，湖南广西交界奇山寨(海拔1030 m)的长苞铁杉晚材生长主要受夏季水分胁迫影响，利用调整晚材宽度重建了7~8月标准化降水蒸散指数(SPEI)，方差解释量40 %，并发现研究区SPEI变化受到ENSO的影响不稳定；Cai等[79]在福建方广岩(海拔70~260 m)采集马尾松样本建立宽度年表，重建了研究区1872~2012年4~11月的降水，方差解释量49.8 %，研究区降水与华北季风区降水在年代际上一致，均受EASM显著影响。华北地区主要工作有：Lei等[80]对山东临朐县沂山(海拔678 m)油松的宽度研究表明，油松径向生长与5~8月降水正相关、温度负相关，并据此重建了1755~2007年5~8月湿润指数，方差解释量为40 %，重建湿度序列与山东地区花生产量在高频上表现出一定的对应关系；赵伯阳等[81]利用河北青龙(海拔380 m)的24根油松样芯建立树轮宽度年表，重建了1890~2012年的5~7月平均相对湿度，方差解释量为39.1 %。
部分研究利用年表与温度的显著负相关关系进行了温度重建[82~85]，但需要注意的是年表可能反映的仍是水分亏缺。Chen等[82]采用沙县马尾松样本建立宽度年表，基于年表与夏秋季温度的显著负相关关系，通过当年和上一年的轮宽的二元线性回归重建了1803~2008年7~10月最低温，并探讨了与亚洲太平洋气候系统的联系。大别山中段南麓湖北麻城(海拔500~540 m)马尾松树轮宽度与上年9~10月和当年3~4月、6~9月平均最高气温显著负相关，并被用于重建1879~2011年的6~9月平均最高气温[83]；湖南道吾山(海拔200~350 m)马尾松树轮宽度与上年10~12月、当年3月及6~9月温度显著负相关，与上年10~11月、当年4月、6月降水显著正相关，其中6~9月高温是最主要的限制因子，并据此重建了1815~2013年6~9月平均气温[84]；王旸等[85]研究发现河北木兰围场(海拔1130~1380 m)的油松、鱼鳞云杉(Picea jezoensis var. komarovii)径向生长与初夏气温负相关、与降水正相关。
研究区其他水分响应的报道自北向南总结如下：山东蒙山(海拔350~470 m)，黑松径向生长与当年4~9月降水显著正相关[86]；Shi等[87]对秦岭东部油松的气候响应沿海拔梯度变化的研究发现，海拔1200~1900 m的4个样点，油松生长均与温度(尤其5月、6月)负相关，与12~5月降水正相关；高海拔样点与当年9~10月降水负相关，而低海拔呈正相关；湖北神农架较低海拔(海拔2340~2650 m)巴山冷杉径向生长与夏季温度显著负相关，与上年秋季、当年春季降水显著正相关，中海拔树木径向生长与当年春季降水显著正相关，高海拔树木与降水无关[56]；鄂、豫、皖交界的大别山地区，彭剑峰等[88]采集黄柏山(海拔760~840 m)小林海的黄山松样本进行气候响应分析，发现其径向生长主要受上年及当年生长季末(9~10月)气候条件影响，与这一时段的温度负相关，与降水量、相对湿度、PDSI正相关；2015年他们又在黄柏山大峡谷(海拔760 m)和九峰尖(海拔988~1010 m)补充建立了两条黄山松宽度年表，分析表明[89]，3组样品第一主分量与上年秋冬季温度显著负相关，与上年生长季末和当年生长季初(上年11月、当年4月)降水显著正相关，但与上年和当年8月降水显著负相关，这3组年表的响应差异与立地因子有关；大别山腹地的湖北罗田青苔关(海拔879 m)油松径向生长受5~6月降水总量限制[71]；福建北部桐木村(海拔950 m)和福建中部天斗山(海拔998 m)的柳杉径向生长与各月PDSI都呈显著正相关，对7~2月PDSI响应最强[90]；陈峰等[91]利用福建沙县马尾松样本(海拔420~450 m)建立的宽度年表与降水相关性较弱，但与上年10月、当年8月、10月温度显著负相关，与亚洲-太平洋涛动指数(IAPO)显著正相关，指示了夏秋相对干旱季节气旋降水和高温对树木生长的影响，并据此重建了1803~2006年的IAPO；福建三明格氏栲自然保护区(海拔315 m)的马尾松径向生长与夏季伏旱期(7~8月)温度显著负相关，与整个生长季(3~11月)的降水量、相对湿度均为显著正相关，与6~11月PDSI指数也呈显著正相关[60]；对福建鼓山马尾松宽度的研究表明，夏季的水分胁迫是主要的限制因子[63]；福建省长汀县圭龙山自然保护区(海拔700 m)福建柏(Fokienia hodginsii)径向生长与上年春夏季(4~8月)降水和当年秋季(9~10月)温度显著正相关，但滑动相关分析表明该响应关系并不稳定，1970s~ 1990s树木生长对气候变化最敏感，基于响应面回归分析表明，只有温度、降水同时改善才会促进树木生长[92]；福建戴云山七里洋、肖牛楠(海拔1412~1600 m)的黄山松径向生长受7月水分胁迫，对于一些生长在极端环境的“侏儒树”，5月干旱则是最主要的限制因子[62]；戴云山肖牛楠(海拔1500 m)黄山松的基面积增量(BAI)年表与5~10月温度显著负相关，9~10月降水显著正相关，表明夏秋季高温引起的季节性干旱是主要限制因子，人工神经网络模型对径向生长的模拟结果还表明径向生长与温度和降水存在一定的非线性关系[93]；广西桂林三月岭(海拔480 m)马尾松径向生长与当年6~9月及上年2~11月平均气温显著负相关，与上年10月降水、当年6月、7月、8月相对湿度和PDSI显著正相关，表明夏季水分亏缺是径向生长的主要限制因子[94]；朱安明等[95]在广西柳州(海拔210 m)34年生的杉木(Cunninghamia lanceolata)实验林采集了来自52个种源的614个树盘，发现整轮宽度、早材宽度和晚材宽度与年平均气温和最高气温呈负相关，与降水、湿润度指数相关较弱，并探讨了气候响应模式随种源地经纬度的变化，为造林选种提供依据；广东九连山(海拔300~600 m)的马尾松径向生长与7~10月气温显著负相关，与降水和相对湿度显著正相关[53]；广东南岭国家自然保护区的(海拔1387 m)华南五针松与5~8月降水显著正相关，与温度显著负相关[64]；Luo等[96]在广东石门台和鼎湖山(海拔77~577 m)采集马尾松和木荷树芯样本分别建立树轮宽度年表，评估了树间竞争和气候变暖对两树种的影响，研究发现树木年际间的生长变化更多受气候影响，而长期生长变化受到树间竞争的影响更大，径向生长与气候的关系以对上年秋冬季气温的负响应为主，仅鼎湖山马尾松呈现出与当年3月、4月温度的显著正相关，但同时与当年5月温度显著负相关。
3.1.4 其他除了上述树轮气候重建和树轮气候响应研究外，还有一些研究者在研究区运用树木年轮学方法解决森林生态学相关问题，如Dang等[97]研究了神农架南北坡不同海拔高度巴山冷杉的年龄结构和更新动态；Tang等[98]在安徽石台矶滩乡一片17年的杉木栽植地中，选取不同优势级的18棵树取样测量年轮宽度，用于计算逐年胸径和地上生物量(AGB)增长量；Fang等[99]尝试对水下埋藏古木从树轮宽度的角度进行了研究：他们对福建泉州深沪湾和漳浦前湖湾的水下埋藏木进行\{14 C\}测年，结果表明深沪湾样本来自全新世早期，而前湖湾样本距今40000年以上，采用深沪湾一个66轮的样品分析年轮特征，结果表明该样本是针叶树，常出现分支树轮，可能生长在受胁迫的环境中，轮宽有显著的20年周期而年际变化不明显，不同于该地区现代树木年轮的年际、多年代际周期特征，这可能与全新世中期ENSO变化减弱有关。树木生长监测工作在研究区也有所开展：在江西庐山山顶(海拔1402 m)，Liu等[100]在2016~2017年连续两年利用自动生长监测仪监测黄山松树干增长量(2016年3棵树，2017年4棵树)，获得了逐小时数据，与样点架设的自动气象站记录的逐小时数据进行相关分析发现，就生长季而言，树木生长与生长季最低温显著负相关，与降水显著正相关；在年内，限制因子由春季和早夏温度转移到夏秋季降水。另外，采用台湾树轮宽度重建了近千年的春季东亚副热带急流指数[101]。
3.2 树轮稳定同位素2010年以来，一个突出特点就是树轮气候学研究引入了树轮δ18O，同时树轮δ13C在气候响应与重建、树木水分利用效率方面的研究还在不断发展中。
东南地区，树轮δ18O对暖季水分响应比较敏感，如与降水[102~105]、PDSI[106]、相对湿度[107]均表现出负相关性(表 1)。Xu等[102~103, 105]在浙江安吉、安徽大别山、福建沿海地区重建了暖季降水序列，并证实厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对区域降水影响具有时间不稳定性，两者间关系可能与ENSO方差大小及PDO的相位有关；Cai等[104]在桂林地区建立的树轮δ18O序列不仅反映了区域的水分状况，还与河南、安徽、浙江、福建的δ18O序列具有显著的正相关性，说明树轮δ18O受到更大尺度的环流系统控制，如印度夏季风(ISM)和ENSO；Liu等[106]在台湾利用红桧(Chamaecyparis formosensis)树轮δ18O序列重建了1190年以来太平洋中部海温的变化，发现20世纪末期以来中部型厄尔尼诺事件较过去8个世纪发生频率最高，这与人类活动导致中部太平洋增暖的时间相一致；Liu等[107]在河南尧山重建的暖季相对湿度序列在近几十年来表现出显著下降趋势，被认为与EASM持续减弱有关。这些序列对认识区域干湿变率及其与大尺度的环流系统间关系具有重要意义。树轮δ18O能够反映暖季的干湿变化可能是因为树木记录了暖季降水δ18O，而东南地区暖季降水δ18O与降水量负相关(“雨量效应”)[108~109]。Xu等[103, 110]对东南地区多个树种年轮δ18O年内变化型进行了研究，结果表明它们具有类似于降水δ18O年内变化的“哑铃”形状，即生长季中期相对生长季早晚期δ18O偏负。树轮δ18O与相对湿度和干湿指数的显著相关性，一方面可能是相对湿度和干湿指数与降水具有密切联系，另一方面两者还可通过影响植物叶片的蒸腾作用来改变δ18O[109]。
|
表 1 我国东南和华北地区树轮δ18O和δ13C的主导气候因子* Table 1 Dominant limiting climatic factors for tree-ring δ18O and δ13C in Southeast China and North China |
树轮δ13C与相对湿度具有显著负相关[111~113](表 1)。这是因为相对湿度的升高有利于增加叶片气孔导度，使得碳同位素分馏作用(Δδ13C)增强，δ13C偏负[114]；此外，树轮δ13C与气温[115]、日照时数具有正相关性[112]，这可能是因为气温和日照时数增加一方面有利于提高叶片光合作用速率，另一方面可能导致土壤水分的蒸发加剧，植物为降低蒸腾速率减小气孔导度，这两种作用都导致叶片细胞间CO2浓度降低，碳同位素分馏效应减弱，δ13C偏正[114]。Liu等[113]等利用天目山树轮Δδ13 C重建了区域4~6月相对湿度，方差解释量达73 %。此外，基于树轮碳同位素分馏效应与叶片气孔导度间的定量关系，部分研究还利用树轮δ13C研究了树木水分利用效率长期的变化。Sun等[116]在珠江三角洲的研究表明马尾松的水分利用效率与持续增加的大气CO2浓度和夏季气温间呈非线性关系；Li等[112]对福建泉州的研究表明该地区马尾松的水分利用效率在过去150年持续上升，其92.6 %的方差变化可被大气CO2浓度变化所解释；路伟伟等[117]对北京山区侧柏(Platycladus orientalis)的水分利用效率研究则表明该树种持续上升的水分利用效率主要与气温升高有关。
相比宽度指标，树轮稳定同位素对气候响应特征在空间上表现出较强的一致性。从表 1可知，δ18O在不同海拔、纬度带、距海远近上均能反映出暖季降水信号的变化；δ13C在不同纬度带间也均反映出相对湿度变化。这与碳、氧同位素在植物体中分馏机制较为明确[118]、制约因子相对单一有关[114]。这里要说明的是，当前研究多是选用生长在一些排水条件较好的立地环境中的树轮样品，以尽可能凸显水分对同位素分馏的限制作用，同位素在不同立地环境下对气候响应究竟有何差异还值得进一步研究。
2010年以来东南地区树轮稳定同位素气候学研究采取了诸多措施使得重建序列具有更为稳定的气候信号。例如，采用4棵及以上树木来建立同位素序列以提高序列的信噪比[119]；采用微量纤维素提取法[120]，尽可能降低样品在实验过程中的损耗，同时提高样品的均一性。东南地区早夏和晚夏降水具有不同的驱动机制[121]，有必要对两者分别重建以研究其历史变率。未来可以利用激光剥蚀[122]，轮转式切片机[123]等技术对树轮样品高分辨率切割，在季节尺度上探讨δ18O对降水的响应及重建潜力。
3.3 树轮化学2010年以来树轮化学研究重点仍为树轮中重金属元素对环境污染的反映。南京幕府山已废弃的采石场中，刺槐(Robinia pseudoacacia)树轮中铁、铬、铅含量整体呈波动下降趋势，认为与降水量和地形有关[124~125]；南京栖霞山小营盘刺楸(Kalopanax septemlobus)树轮中的铅、锌含量可以指示环境中的铅、锌含量的变化，空间上树轮铅、锌含量和根部土壤铅、锌含量显著正相关，时间上重金属含量的变化与采矿活动和机动车数量的变化相对应，研究还表明，重金属含量不影响树木径向生长[126]；山东临沂市银杏(Ginkgo biloba)树轮中铅含量随采样点不同，有市区高于郊区、近郊高于远郊的规律[127~128]；赵兴云等[127]研究发现市区树轮铅含量波动大，无明显趋势，郊区树轮铅含量逐渐上升，采样方位对结果有明显影响；段芋竹等[128]测试结果表明各样点铅含量总体下降，铅含量在树轮中的变化可能与经济发展和横向迁移有关；北京首都机场高速公路旁毛白杨树(Populus tomentosa)树皮中重金属元素含量明显高于木质部，采样方位影响显著，靠公路一侧大于背离公路一侧，南北侧的差异可能与光照有关，不同元素随时间变化趋势各异，并探讨了树轮重金属元素变化与气候及车流量的关系[129]；梁燕均等[130]利用庐山如琴湖附近杉木样本测定近10年树轮中铬、铜、镍、铅、锌的变化，结果表明在年内尺度上，早材(对应旅游旺季)中重金属高于晚材(对应旅游淡季)，年际尺度上，多种重金属含量与旅游活动强度的年际变化显著正相关，作者认为这反映了旅游活动强烈的季节和年份，树轮中重金属元素积累增加，“重金属岛”效应增强；上海外环绿化带樟树树轮中的铜、锌、铅呈上升趋势，树轮中镉与根部土壤中的含量显著正相关，而铜、锌、铅含量不受土壤影响，可能来源于大气[131]。
这些研究表明，树轮中重金属元素的含量受到环境的显著影响，并且具有一定的记录环境变化历史的能力，但实际研究中进行时间序列分析时，往往存在时间分辨率低(3~5年的树轮混合成一个样本)，计算相关的年份短，复本量少(多个样芯混合测试，缺乏树内、树间对比)等问题，对树轮中元素含量变化是否存在生长趋势和横向迁移等问题的认识不够明确，也限制了对环境信息的解读。在未来有必要发展适用于微量样品测试的实验方法并加强机理研究。
4 结论与展望本文分别从树轮宽度、树轮化学、树轮同位素3个方面，分3个时间段对我国东南和华北季风区的树轮研究做了归纳和分析。研究区水热条件比较好，森林的人为干扰比较严重，研究难度比较大，但是该地区人口密集、经济比较发达，人类社会对环境的依赖度非常高，开展气候和环境变化研究具有重要意义。树轮宽度是树轮研究的基础。研究区1990年代以前研究较少，2000年代缓慢发展。自2010年以来，研究区树轮宽度研究呈现爆发式增加，发现东南地区树木径向生长主要受到温度限制，对冷季、暖季、冷季和暖季的温度均能呈现出显著的响应，也有一些零星的地点树轮生长受到水分条件的制约；华北地区树木生长主要受制于水分条件的制约。树轮化学研究在研究区起步比较早，与该地区经济发达、环境污染较为严重有一定的关系，树轮中元素含量与树下土壤中元素含量具有对数线性关系，为恢复污染史打下了理论基础。2000年代，对树轮稳定碳同位素研究进行了探索；2010年以来树轮稳定氧同位素在该地区发展了起来，经过十多年的发展，在采样方法、同位素指示的气候意义、基于同位素的气候要素重建等方面都取得了显著成效。
随着研究的进一步深入和研究手段的拓展，我们需要进一步解决的问题也随之而来。为什么树木生长与上一年的气候要素相关程度最高，为什么树木生长与生长季前期冬春季节的温度显著正相关，能否通过植物生长监测等手段从植物生理学角度来回答这些问题？树轮同位素能否对树木生长的机理进行解释？树轮化学能否广泛开展起来，研究能否深入到对每一种目标元素的具体研究，包括是否有横向迁移，边材率对横向迁移的影响程度等，为环境保护做出一定的贡献？这些问题的解答，将为未来利用树轮进一步研究气候变化、环境污染等提供更为广阔的前景。
致谢: 感谢鹿化煜教授修改这篇论文，感谢审稿专家对论文细致的评审和建设性的修改意见。
| [1] |
Sheu D D, Kou P, Chiu C H, et al. Variability of tree-ring δ13C in Taiwan fir:Growth effect and reponse to May-October temperatures[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1996, 60(1): 171-177. DOI:10.1016/0016-7037(95)00401-7 |
| [2] |
兰涛, 夏冰, 贺善安. 马尾松的生长与气候关系的年轮分析[J]. 应用生态学报, 1994, 5(4): 422-424. Lan Tao, Xia Bing, He Shan'an. Tree ring analysis on relation of Pinus massoniana growth to climate factors[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 1994, 5(4): 422-424. |
| [3] |
夏冰, 兰涛, 贺善安. 利用马尾松年轮资料重建江苏暖湿地区气候的初步研究[J]. 植物资源与环境, 1994, 3(2): 34-38. Xia Bing, Lan Tao, He Shan'an. A preliminary studies on the climate reconstruction in a warm and humid area-Liyang, Jiangsu Province by using tree ring data of Pinus massoniana[J]. Journal of Plant Resources and Environment, 1994, 3(2): 34-38. |
| [4] |
夏冰, 兰涛, 贺善安. 马尾松直径生长与气候的非线性响应函数[J]. 植物生态学报, 1996, 20(1): 51-56. Xia Bing, Lan Tao, He Shan'an. Nonlinear response function of growth of Pinus massoniana to climate[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 1996, 20(1): 51-56. |
| [5] |
夏冰, 贺善安, 邓飞, 等. 西天目山针叶树直径生长与气候变化的关系[J]. 植物资源与环境, 1995, 4(4): 1-9. Xia Bing, He Shan'an, Deng Fei, et al. Relationship between climate change and diameter growth of conifer trees in western Tianmu Mountain, Zhejiang[J]. Journal of Plant Resources and Environment, 1995, 4(4): 1-9. |
| [6] |
吴泽民, 黄成林, 马青山. 黄山松年轮生长和气候的关系[J]. 应用生态学报, 1999, 10(2): 20-23. Wu Zemin, Huang Chenglin, Ma Qingshan. Relationship between tree-ring growth of Pinus taiwanensis and climatic factors[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 1999, 10(2): 20-23. |
| [7] |
沈长泗, 陈金敏, 张志华, 等. 采用树木年轮资料重建山东沂山地区200多年来的湿润指数[J]. 地理研究, 1998, 17(2): 39-45. Shen Changsi, Chen Jinmin, Zhang Zhihua, et al. Utlizing tree ring chronologies to reconstruct 200 years' moisture index in Yishan, Shandong Province[J]. Geographical Research, 1998, 17(2): 39-45. |
| [8] |
钱君龙. 树木年轮中化学元素含量和环境相关性的研究[J]. 地理科学, 1985, 5(1): 55-59. Qian Junlong. Study on the relationship between the content of chemical elements in tree ring and its environment[J]. Scientia Geographica Sinica, 1985, 5(1): 55-59. |
| [9] |
夏冰, 管志健, 董小耘, 等. 西天目山金钱松树轮中五种金属元素的含量分析[J]. 植物资源与环境, 1992, 1(1): 23-29. Xia Bing, Guan Zhijian, Dong Xiaoyun, et al. Analyses of five metallic element concentrations in tree-ring of Pseudolarix kaempferi Gord. in Tianmu Mountain[J]. Journal of Plant Resources and Environment, 1992, 1(1): 23-29. |
| [10] |
董雅文, 钱君龙, 黄景苏, 等. 南京栖霞山地区树木年轮元素的相关性及其组合类型[J]. 应用生态学报, 1995, 6(2): 133-137. Dong Yawen, Qian Junlong, Huang Jingsu, et al. Correlation among elements in tree rings on Xixia Mountain of Nanjing and their combination types[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 1995, 6(2): 133-137. DOI:10.3321/j.issn:1001-9332.1995.02.017 |
| [11] |
蒋高明. 运用油松年轮揭示承德市硫及重金属污染的历史[J]. 植物生态学报, 1994, 18(4): 314-321. Jiang Gaoming. The application of Pinus tabulaeformis tree rings in revealing the pollution history of Chengde City[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 1994, 18(4): 314-321. |
| [12] |
蒋高明. 树木年轮对大气污染历史过程的指示作用[J]. 城市环境与城市生态, 1994, 7(2): 17-20. Jiang Gaoming. Study on the bio-indicating air pollution history by tree rings[J]. Urban Environment & Urban Ecology, 1994, 7(2): 17-20. |
| [13] |
蒋高明. 承德市油松针叶硫及重金属含量动态及其与大气SO2之间的关系[J]. 生态学报, 1995, 15(4): 407-412. Jiang Gaoming. The dynamics of sulphur and heavy metal content in the needles of Pinus tabulaeformis Carr. and the relation between needle sulphur and air SO2[J]. Acta Ecologica Sinica, 1995, 15(4): 407-412. DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.1995.04.010 |
| [14] |
钱君龙, 董雅文, 柯善哲. 树木年轮化学元素含量分析的正确取样方法[J]. 土壤, 1994(4): 223-225. Qian Junlong, Dong Yawen, Ke Shanzhe. Correct sampling methods in the analysis of the content of elements in dendrochemistry[J]. Soil, 1994(4): 223-225. |
| [15] |
钱君龙, 柯晓康, 柯善哲, 等. 江西红壤地区马尾松的年轮与其根部土壤中化学元素含量的相关性研究[J]. 土壤学报, 1999, 36(3): 348-353. Qian Junlong, Ke Xiaokang, Ke Shanzhe, et al. Study on correlation between chemical element contents in the annual ring of Masson pine tree and those in soils near tree roots in red soils area of Jiangxi Province[J]. Acta Pedologica Sinica, 1999, 36(3): 348-353. DOI:10.3321/j.issn:0564-3929.1999.03.008 |
| [16] |
钱君龙, 柯晓康, 尹卓思, 等. 南京太平门地段雪松树年轮及其根土中化学元素含量的相关性研究[J]. 地理科学, 1998, 18(4): 83-87. Qian Junlong, Ke Xiaokang, Yin Zhuosi, et al. Study on correlation between chemical element contents in tree rings of Cedrus deodara(Roxb.)G.Don. trees and in the soil near[J]. Scientia Geographica Sinica, 1998, 18(4): 83-87. |
| [17] |
邢秋茹, 刘鸿雁, 孙艳荣, 等. 广东阳春现代樟树树轮宽度变化及其对气候因子的响应[J]. 生态学报, 2004, 24(9): 2077-2080. Xing Qiuru, Liu Hongyan, Sun Yanrong, et al. Response of contemporary tree ring width of Cinnamomum camphora to climate change in Yangchun, Guangdong Province[J]. Acta Ecologica Sinica, 2004, 24(9): 2077-2080. DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2004.09.034 |
| [18] |
Kuang Y W, Sun F F, Wen D Z, et al. Tree-ring growth patterns of Masson pine(Pinus massoniana L.)during the recent decades in the acidification Pearl River delta of China[J]. Forest Ecology and Management, 2008, 255(8-9): 3534-3540. DOI:10.1016/j.foreco.2008.02.036 |
| [19] |
刘禹, 田华, 宋慧明, 等. 油松年轮记录的河北围场公元1884年以来5-6月平均温度[J]. 第四纪研究, 2009, 29(5): 896-904. Liu Yu, Tian Hua, Song Huiming, et al. Tree ring based reconstruction of the May~June mean temperature since A.D. 1884 in Weichang, Hebei Province, China[J]. Quaternary Sciences, 2009, 29(5): 896-904. DOI:10.3969/j.issn.1001-7410.2009.05.06 |
| [20] |
王金凤, 温远光, 梁宏温. 柳州酸雨区马尾松年轮元素含量变化研究[J]. 生态科学, 2005, 24(4): 310-313. Wang Jinfeng, Wen Yuanguang, Liang Hongwen. The research on the content of chemical element of Pinus massoniana's tree ring in Liuzhou[J]. Ecologic Science, 2005, 24(4): 310-313. DOI:10.3969/j.issn.1008-8873.2005.04.004 |
| [21] |
吴泽民, 高健, 黄成林, 等. 黄山松年轮硫及重金属元素含量动态特征[J]. 应用生态学报, 2005, 16(5): 820-824. Wu Zemin, Gao Jian, Huang Chenglin, et al. Dynamic characters of sulphur and heavy metals concentrations in Pinus taiwanensis growth rings[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2005, 16(5): 820-824. DOI:10.3321/j.issn:1001-9332.2005.05.009 |
| [22] |
Liu G, Zhang Y, Qi C, et al. Comparative on causes and accumulation of selenium in the tree-rings ambient high-selenium coal combustion area from Yutangba, Hubei, China[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2007, 133(1-3): 99-103. DOI:10.1007/s10661-006-9563-4 |
| [23] |
旷远文, 周国逸, 温达志, 等. 珠江三角洲马尾松年轮重金属含量年代变化[J]. 热带亚热带植物学报, 2007, 15(5): 383-389. Kuang Yuanwen, Zhou Guoyi, Wen Dazhi, et al. Historical changes in heavy metals in tree-rings of Masson pine(Pinus massoniana)in the Pearl River delta, South China[J]. Journal of Tropical and Subtropical Botany, 2007, 15(5): 383-389. DOI:10.3969/j.issn.1005-3395.2007.05.003 |
| [24] |
旷远文, 周国逸, 温达志. 珠江三角洲马尾松年轮中S的环境指示意义[J]. 北京林业大学学报, 2008, 30(2): 1-7. Kuang Yuanwen, Zhou Guoyi, Wen Dazhi. Environmental bioindication of sulphur in tree rings of Masson pine(Pinus massoniana)in the Pearl River delta of China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2008, 30(2): 1-7. |
| [25] |
Kuang Y W, Wen D Z, Zhou G Y, et al. Reconstruction of soil pH by dendrochemistry of Masson pine at two forested sites in the Pearl River delta, South China[J]. Annals of Forest Science, 2008, 65(8). DOI:10.1051/forest:2008070 |
| [26] |
栾以玲, 姜志林, 阮宏华. 南京市几种行道树年轮重金属元素含量的变化[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2009, 33(6): 147-150. Luan Yiling, Jiang Zhilin, Ruan Honghua. The historical dynamics of concentrations of heavy metal in street tree rings in Nanjing, China[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Science Edition), 2009, 33(6): 147-150. DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.2009.06.034 |
| [27] |
栾以玲, 阮宏华, 姜志林. 南京市不同环境树木年轮重金属元素含量对比分析[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(35): 17725-17729. Luan Yiling, Ruan Honghua, Jiang Zhilin. Comparative analysis of the content of the heavy metal in tree ring in different growth backgrounds in Nanjing City[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2009, 37(35): 17725-17729. DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2009.35.176 |
| [28] |
张春霞, 黄宝春, 骆仁松, 等. 钢铁厂附近树木年轮的磁学性质及其环境意义[J]. 第四纪研究, 2007, 27(6): 1092-1104. Zhang Chunxia, Huang Baochun, Luo Rensong, et al. Magnetic properties of tree ring samples close to a smelting factory and their environmental significance[J]. Quaternary Sciences, 2007, 27(6): 1092-1104. DOI:10.3321/j.issn:1001-7410.2007.06.025 |
| [29] |
王亚平, 许春雪, 王苏明. 树木年轮与其根部土壤化学元素含量的相关性[J]. 地质通报, 2005, 24(10-11): 952-956. Wang Yaping, Xu Chunxue, Wang Suming. Correlation between chemical element contents in tree rings and those in soils near tree roots in the southern suburbs of Beijing, China[J]. Geological Bulletin of China, 2005, 24(10-11): 952-956. |
| [30] |
唐劲松, 钱君龙, 尹卓思, 等. 用树轮碳同位素年序列重建大气二氧化碳浓度[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2000, 24(3): 45-48. Tang Jinsong, Qian Junlong, Yin Zhuosi, et al. Restructing CO2 concentration by the tree-ring carbon isotopic ratios of west Tianmu Mountain[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Science Edition), 2000, 24(3): 45-48. DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.2000.03.011 |
| [31] |
吕军, 屠其璞, 钱君龙. 利用树轮δ13C重建大气CO2浓度序列[J]. 应用气象学报, 2002, 13(3): 377-379. Lü Jun, Tu Qipu, Qian Junlong. Reconstruction of atmospheric CO2 concentration using tree-ring δ13C[J]. Journal of Applied Meteorological Science, 2002, 13(3): 377-379. DOI:10.3969/j.issn.1001-7313.2002.03.014 |
| [32] |
赵兴云, 王建, 钱君龙. 用树轮δ13C重建1685年以来的大气CO2浓度变化趋势[J]. 第四纪研究, 2005, 25(5): 545-551. Zhao Xingyun, Wang Jian, Qian Junlong. Reconstruction of atmospheric CO2 concentration changes since 1685 by tree ring δ13C annual series[J]. Quaternary Sciences, 2005, 25(5): 545-551. DOI:10.3321/j.issn:1001-7410.2005.05.003 |
| [33] |
Zhao X Y, Qian J L, Wang J, et al. Using a tree ring δ13C annual series to reconstruct atmospheric CO2 concentration over the past 300 years[J]. Pedosphere, 2006, 16(3): 371-379. DOI:10.1016/S1002-0160(06)60065-9 |
| [34] |
吕军, 屠其璞, 钱君龙. 天目山柳杉树轮δ13C对华东地区降水序列的重建[J]. 南京气象学院学报, 2001, 24(3): 350-355. Lü Jun, Tu Qipu, Qian Junlong. Reconstruction of precipitation seriers in East China by δ13C of tree rings[J]. Journal of Nanjing Institute of Meteorology, 2001, 24(3): 350-355. DOI:10.3969/j.issn.1674-7097.2001.03.008 |
| [35] |
钱君龙, 吕军, 屠其璞, 等. 用树轮α-纤维素δ13C重建天目山地区近160年气候[J]. 中国科学(D辑), 2001, 31(4): 333-341. Qian Junlong, Lü Jun, Tu Qipu, et al. 160-year climate reconstruction using tree-ring α-cellulose δ13C in Tianmu Mountain[J]. Science in China(Series D), 2001, 31(4): 333-341. |
| [36] |
唐劲松, 钱君龙, 王国群, 等. 柳杉树轮δ13C与气候要素的分析与应用[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2001, 25(2): 29-33. Tang Jinsong, Qian Junlong, Wang Guoqun, et al. Relationship between δ13C in tree rings cellulose and climatic factors[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition), 2001, 25(2): 29-33. DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.2001.02.007 |
| [37] |
赵兴云, 王建, 钱君龙, 等. 天目山地区树轮δ13C记录的300多年的秋季气候变化[J]. 山地学报, 2005, 23(5): 540-549. Zhao Xingyun, Wang Jian, Qian Junlong, et al. The climate change in autumn recorded in the δ13C of tree rings in the past 300 years at Tianmu Mountain[J]. Mountain Research, 2005, 23(5): 540-549. DOI:10.3969/j.issn.1008-2786.2005.05.005 |
| [38] |
赵兴云, 王建, 商志远, 等. 天目山柳杉树轮δ13C序列所反映的植物水分利用率对大气CO2浓度变化的生理响应[J]. 地理科学, 2008, 28(5): 698-702. Zhao Xingyun, Wang Jian, Shang Zhiyuan, et al. Foliage physiological response to increase of atmospheric CO2 concentration reflected by δ13C series of tree ring in Tianmu Mountains[J]. Scientia Geographica Sinica, 2008, 28(5): 698-702. DOI:10.3969/j.issn.1000-0690.2008.05.019 |
| [39] |
赵兴云, 王建, 钱君龙. 天目山柳杉树轮δ13C年序列的共性与个性分析[J]. 地理与地理信息科学, 2005, 21(4): 104-108. Zhao Xingyun, Wang Jian, Qian Junlong, et al. Analysis on the commonness and individuality of the δ13C annual series of tree rings at Tianmu Mountain[J]. Geography and Geo-Information Science, 2005, 21(4): 104-108. DOI:10.3969/j.issn.1672-0504.2005.04.023 |
| [40] |
赵兴云, 王建, 钱君龙, 等. 天目山柳杉树轮δ13C年序列差异[J]. 应用生态学报, 2006, 17(3): 3362-3367. Zhao Xingyun, Wang Jian, Qian Junlong, et al. Differences of δ13C annual series among Cryptomeria fortunei tree rings at Tianmu Mountain[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006, 17(3): 3362-3367. |
| [41] |
邓自旺, 钱君龙, 屠其璞, 等. 环境因素对天目山柳杉树轮δ13C方位分布的影响[J]. 植物生态学报, 2003, 27(1): 93-98. Deng Ziwang, Qian Junlong, Tu Qipu, et al. Effects of environmental factors on δ13C azimuth distribution in Cryptomeria fortunei tree rings in Tianmu Mountain regions[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 2003, 27(1): 93-98. DOI:10.3321/j.issn:1005-264X.2003.01.014 |
| [42] |
王建, 赵兴云, 钱君龙. 天目山柳杉树轮δ13C方位变化及成因探讨[J]. 地理研究, 2006, 25(2): 242-254. Wang Jian, Zhao Xingyun, Qian Junlong. An investigation into the causes of the azimuth variations of δ13C in Cryptomeria fortunei tree rings at Tianmu Mountain[J]. Geographical Research, 2006, 25(2): 242-254. DOI:10.3321/j.issn:1000-0585.2006.02.007 |
| [43] |
王建, 钱君龙, 梁中, 等. 树轮稳定碳同位素分析的采样方法——以天目山柳杉为例[J]. 生态学报, 2008, 28(12): 6070-6078. Wang Jian, Qian Junlong, Liang Zhong, et al. Sampling strategy for carbon isotope analysis of tree rings:A case study of Cryptomeria fortunei from Mt. Tianmu, China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(12): 6070-6078. DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2008.12.035 |
| [44] |
钱君龙, 邓自旺, 屠其璞, 等. 天目山柳杉树轮δD年序列及其气候含义[J]. 中国科学(D辑), 2001, 31(5): 372-376. Qian Junlong, Deng Ziwang, Tu Qipu, et al. Climatic significance of δD time series in tree rings from Tianmu Mountain[J]. Science in China(Series D), 2001, 31(5): 372-376. |
| [45] |
陈宝君, 钱君龙, 濮培民. ENSO对天目山柳杉树轮同位素的影响[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2002, 22(4): 53-58. Chen Baojun, Qian Junlong, Pu Peimin. Relationship between ENSO and tree-ring stable isotopes of Cryptomeria fortunei from Tianmu Mountain area in East China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2002, 22(4): 53-58. |
| [46] |
吕军, 屠其璞, 钱君龙, 等. 利用树木年轮稳定同位素重建天目山地区相对湿度序列[J]. 气象科学, 2002, 22(1): 47-51. Lü Jun, Tu Qipu, Qian Junlong, et al. Relative humidity series reconstructed by using stable isotopes in tree ring of Tianmu Mountain[J]. Scientia Meteorologica Sinica, 2002, 22(1): 47-51. DOI:10.3969/j.issn.1009-0827.2002.01.006 |
| [47] |
孙艳荣, 崔海亭, 穆治国, 等. 广东现代樟树树轮纤维素的碳同位素与厄尔尼诺事件的关系[J]. 地球学报, 2003, 24(6): 505-510. Sun Yanrong, Cui Haiting, Mu Zhiguo, et al. The δ13C sequence of Cinnamomum camphora tree ring α-cellulose in Yangchun County, Guangdong Province, and its relationship with the El Niño event[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2003, 24(6): 505-510. DOI:10.3321/j.issn:1006-3021.2003.06.004 |
| [48] |
孙艳荣, 崔海亭, 刘鸿雁, 等. 埋藏古木的树轮碳同位素作为古气候变化代用指标的可能性[J]. 地球学报, 2006, 27(6): 577-582. Sun Yanrong, Cui Haiting, Liu Hongyan, et al. The possibility of using the δ13C sequence of α-cellulose of the annual ring buried ancient timbers as substituting indices for paleo-climate change research[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2006, 27(6): 577-582. DOI:10.3321/j.issn:1006-3021.2006.06.008 |
| [49] |
Shi J F, Cook E R, Lu H Y, et al. Tree-ring based winter temperature reconstruction for the lower reaches of the Yangtze River in Southeast China[J]. Climate Research, 2010, 41(2): 169-175. |
| [50] |
Duan J, Zhang Q B, Lv L, et al. Regional-scale winter-spring temperature variability and chilling damage dynamics over the past two centuries in Southeastern China[J]. Climate Dynamics, 2012, 39(3-4): 919-928. DOI:10.1007/s00382-011-1232-9 |
| [51] |
Chen F, Yuan Y J, Wei W S, et al. Tree ring-based winter temperature reconstruction for Changting, Fujian, subtropical region of Southeast China, since 1850:Linkages to the Pacific Ocean[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2012, 109(1-2): 141-151. DOI:10.1007/s00704-011-0563-0 |
| [52] |
Duan J, Zhang Q, Lv L. Increased variability in cold-season temperature since the 1930s in subtropical China[J]. Journal of Climate, 2013, 26(13): 4749-4757. DOI:10.1175/JCLI-D-12-00332.1 |
| [53] |
赵业思, 商志远, 王建, 等. 马尾松树轮宽度与气候因子关系的地域差异——以九岭山和九连山为例[J]. 亚热带资源与环境学报, 2014, 9(4): 1-8. Zhao Yesi, Shang Zhiyuan, Wang Jian, et al. Regional disparities about the relationships between tree-ring width of Pinus massoniana Lamb. and climatic factors:A case study in Jiuling Mountain and Jiulian Mountain[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2014, 9(4): 1-8. DOI:10.3969/j.issn.1673-7105.2014.04.001 |
| [54] |
Cai Q, Liu Y, Wang Y, et al. Recent warming evidence inferred from a tree-ring-based winter-half year minimum temperature reconstruction in northwestern Yichang, South Central China, and its relation to the large-scale circulation anomalies[J]. International Journal of Biometeorology, 2016, 60(12): 1885-1896. DOI:10.1007/s00484-016-1175-2 |
| [55] |
Chen F, Yuan Y J, Yu S L, et al. Influence of climate warming and resin collection on the growth of Masson pine(Pinus massoniana)in a subtropical forest, Southern China[J]. Trees-Structure and Function, 2015, 29(5): 1423-1430. DOI:10.1007/s00468-015-1222-3 |
| [56] |
Dang H, Zhang Y, Zhang K, et al. Climate-growth relationships of subalpine fir(Abies fargesii)across the altitudinal range in the Shennongjia Mountains, Central China[J]. Climatic Change, 2013, 117(4): 903-917. DOI:10.1007/s10584-012-0611-5 |
| [57] |
侯鑫源, 史江峰, 李玲玲, 等. 湖北神农架巴山冷杉径向生长对气候的响应[J]. 应用生态学报, 2015, 26(3): 689-696. Hou Xinyuan, Shi Jiangfeng, Li Lingling, et al. Growth response of Abies fargesii to climate in Shennongjia Mount of Hubei Province, Southeastern China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2015, 26(3): 689-696. |
| [58] |
Zheng Y, Shao X, Lu F, et al. February-May temperature reconstruction based on tree-ring widths of Abies fargesii from the Shennongjia area in Central China[J]. International Journal of Biometeorology, 2016, 60(8): 1175-1181. DOI:10.1007/s00484-015-1111-x |
| [59] |
Wang X C, Li Z S, Ma K P. Decreased sensitivity of tree growth to temperature in Southeast China after the 1976/77 regime shift in Pacific Climate[J]. Sains Malaysiana, 2014, 43(1): 9-19. |
| [60] |
董志鹏, 郑怀舟, 方克艳, 等. 福建三明马尾松树轮宽度对气候变化的响应[J]. 亚热带资源与环境学报, 2014, 9(1): 1-7. Dong Zhipeng, Zheng Huaizhou, Fang Keyan, et al. Responses of tree-ring width of Pinus massoniana to climate change in Sanming, Fujian Province[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2014, 9(1): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1673-7105.2014.01.001 |
| [61] |
Chen F, Yuan Y, Wei W, et al. Tree-ring response of subtropical tree species in Southeast China on regional climate and sea-surface temperature variations[J]. Trees, 2015, 29(1): 17-24. DOI:10.1007/s00468-013-0951-4 |
| [62] |
Chen D, Fang K Y, Li Y J, et al. Response of Pinus taiwanensis growth to climate changes at its southern limit of Daiyun Mountain, mainland China Fujian Province[J]. Science China:Earth Sciences, 2016, 59(2): 328-336. DOI:10.1007/s11430-015-5188-1 |
| [63] |
Li Y, Fang K, Cao C, et al. A tree-ring chronology spanning 210 years in the coastal area of Southeastern China, and its relationship with climate change[J]. Climate Research, 2016, 67(3): 209-220. DOI:10.3354/cr01376 |
| [64] |
李越, 李胜利, 杨昌腾, 等. 南岭华南五针松树轮宽度对气候因子的响应[J]. 亚热带资源与环境学报, 2016, 11(1): 26-31, 51. Li Yue, Li Shengli, Yang Changteng, et al. Responses of tree-ring width of Pinus kwangtungensis to climaic factors in Nanling[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2016, 11(1): 26-31, 51. DOI:10.3969/j.issn.1673-7105.2016.01.005 |
| [65] |
曹受金, 曹福祥, 项文化. 利用树木年轮研究湖南炎陵气温变化情况——1840年以来5~7月份气温变化情况重建[J]. 中南林业科技大学学报, 2012, 32(4): 10-14. Cao Shoujin, Cao Fuxiang, Xiang Wenhua. Tree-ring-based reconstruction of temperature variations from May to July since 1840 in Yanling County of Hunan Province, China[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2012, 32(4): 10-14. DOI:10.3969/j.issn.1673-923X.2012.04.003 |
| [66] |
李玲玲, 史江峰, 侯鑫源, 等. 中国东南高海拔黄山松生长对气候的响应——以浙江省九龙山和安徽省牯牛降为例[J]. 应用生态学报, 2014, 25(7): 1849-1856. Li Lingling, Shi Jiangfeng, Hou Xinyuan, et al. High altitude Pinus taiwanensis Hayata growth response to climate in Jiulongshan and Guniujiang, Southeastern China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(7): 1849-1856. |
| [67] |
Cai Q, Liu Y. Two centuries temperature variations over subtropical Southeast China inferred from Pinus taiwanensis Hayata tree-ring width[J]. Climate Dynamics, 2017, 48(5-6): 1813-1825. DOI:10.1007/s00382-016-3174-8 |
| [68] |
Shi J, Li J, Zhang D D, et al. Two centuries of April-July temperature change in Southeastern China and its influence on grain productivity[J]. Chinese Science Bulletin, 2017, 62(1): 40-45. |
| [69] |
Cai Q, Liu Y, Duan B, et al. Regional difference of the start time of the recent warming in Eastern China:Prompted by a 165-year temperature record deduced from tree rings in the Dabie Mountains[J]. Climate Dynamics, 2018, 50(5-6): 2157-2168. DOI:10.1007/s00382-017-3741-7 |
| [70] |
Zhao Y, Shi J, Shi S, et al. Summer climate implications of tree-ring latewood width:A case study of Tsuga longibracteata in South China[J]. Asian Geographer, 2017, 34(2): 131-146. DOI:10.1080/10225706.2017.1377623 |
| [71] |
郑永宏, 张永, 邵雪梅, 等. 大别山地区黄山松和油松树轮宽度的气候意义[J]. 地理科学进展, 2012, 31(1): 72-77. Zheng Yonghong, Zhang Yong, Shao Xuemei, et al. Climate significance of tree ring width of Huangshan pine and Chinese pine in the Dabie Mountains[J]. Process in Geography, 2012, 31(1): 72-77. |
| [72] |
Zheng Y, Zhang Y, Shao X, et al. Temperature variability inferred from tree-ring widths in the Dabie Mountains of subtropical Central China[J]. Trees, 2012, 26(6): 1887-1894. DOI:10.1007/s00468-012-0757-9 |
| [73] |
He D, Jiang M X, Wei X Z. A dendroclimatic investigation of radial growth-climate relationships for the riparian species Cercidiphyllum japonicum in the Shennongjia area, Central China[J]. Trees-Structure and Function, 2012, 26(2): 503-512. DOI:10.1007/s00468-011-0611-5 |
| [74] |
Shi J, Cook E R, Li J, et al. Unprecedented January-July warming recorded in a 178-year tree-ring width chronology in the Dabie Mountains, Southeastern China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2013, 381-382(7): 92-97. |
| [75] |
陈秋艳, 勾晓华, 张军周, 等. 树轮宽度指示的神农架地区过去172年的冬春季温度变化[J]. 第四纪研究, 2015, 35(5): 1145-1154. Chen Qiuyan, Gou Xiaohua, Zhang Junzhou, et al. Tree-ring indicated of winter-spring temperature in Shennongjia Mountain area of Central China over the past 172 years[J]. Quaternary Sciences, 2015, 35(5): 1145-1154. |
| [76] |
Shi J, Lu H, Li J, et al. Tree-ring based February-April precipitation reconstruction for the lower reaches of the Yangtze River, Southeastern China[J]. Global and Planetary Change, 2015, 131: 82-88. DOI:10.1016/j.gloplacha.2015.05.006 |
| [77] |
Chen F, Yu S, Yuan Y, et al. A tree-ring width based drought reconstruction for Southeastern China:Links to Pacific Ocean climate variability[J]. Boreas, 2016, 45(2): 335-346. DOI:10.1111/bor.2016.45.issue-2 |
| [78] |
Zhao Y, Shi J, Shi S, et al. Tree-ring latewood width based July-August SPEI reconstruction in South China since 1888 and its possible connection with ENSO[J]. Journal of Meteorological Research, 2017, 31(1): 39-48. DOI:10.1007/s13351-017-6096-4 |
| [79] |
Cai Q, Liu Y, Liu H, et al. Growing-season precipitation since 1872 in the coastal area of subtropical southeast China reconstructed from tree rings and its relationship with the East Asian summer monsoon system[J]. Ecological Indicators, 2017, 82: 441-450. DOI:10.1016/j.ecolind.2017.07.012 |
| [80] |
Lei Y, Liu Y, Song H, et al. A wetness index derived from tree-rings in the Mt. Yishan area of China since 1755 AD and its agricultural implications[J]. Chinese Science Bulletin, 2014, 59(27): 3449-3456. DOI:10.1007/s11434-014-0410-7 |
| [81] |
赵伯阳, 刘禹, 宋慧明, 等. 基于油松树轮宽度重建河北青龙过去123年平均相对湿度[J]. 地球环境学报, 2016, 7(5): 509-520. Zhao Boyang, Liu Yu, Song Huiming, et al. Mean relative humidity reconstruction based on the tree-ring width from Chinese pines since 1890 from the Qinglong region, China[J]. Journal of Earth Environment, 2016, 7(5): 509-520. |
| [82] |
Chen F, Yuan Y J, Wei W S, et al. Reconstructed temperature for Yong'an, Fujian, Southeast China:Linkages to the Pacific Ocean climate variability[J]. Global and Planetary Change, 2012, 86-87: 11-19. DOI:10.1016/j.gloplacha.2012.01.005 |
| [83] |
蔡秋芳, 刘禹. 湖北麻城马尾松树轮宽度对气候的响应及1879年以来6~9月平均最高气温重建[J]. 科学通报, 2013, 58(s1): 169-177. Cai Qiufang, Liu Yu. The June-September maximum mean temperature reconstruction from Masson pine(Pinus massoniana Lamb.)tree rings in Macheng, Southeast China since 1879 AD[J]. Chinese Science Bulletin, 2013, 58(s1): 169-177. |
| [84] |
史江峰, 李玲玲, 韩志勇, 等. 湖南道吾山树轮记录的1815-2013年6-9月平均温度及其与PDO和ENSO的联系[J]. 第四纪研究, 2015, 35(5): 1155-1164. Shi Jiangfeng, Li Lingling, Han Zhiyong, et al. Tree-ring width based June-September temperature reconstruction and its teleconnection with PDO and ENSO in Mount Daowu, Hunan Province[J]. Quaternary Sciences, 2015, 35(5): 1155-1164. |
| [85] |
王旸, 徐康, 关文彬. 基于树轮资料木兰围场初夏气温及干燥指数重建[J]. 中国水土保持科学, 2015, 13(6): 141-148. Wang Yang, Xu Kang, Guan Wenbin. Reconstruction of early summer temperature and annual aridity index at Mulan Weichang in Northern China[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2015, 13(6): 141-148. DOI:10.3969/j.issn.1672-3007.2015.06.020 |
| [86] |
陈峰, 喻树龙, 袁玉江. 暖温带幼林树轮宽度气候变化响应分析——以山东蒙山黑松树轮气候研究为例[J]. 西部林业科学, 2014, 43(6): 57-65. Chen Feng, Yu Shulong, Yuan Yujiang. Response of young Pinus thunbergii trees to climate change from Mengshan Mountain in warm temperate zone[J]. Journal of West China Forestry Science, 2014, 43(6): 57-65. |
| [87] |
Shi J, Li J, Cook E R, et al. Growth response of Pinus tabulaeformis to climate along an elevation gradient in the eastern Qinling Mountains, Central China[J]. Climate Research, 2012, 53(2): 157-167. DOI:10.3354/cr01098 |
| [88] |
彭剑峰, 李国栋, 李玲玲. 西大别山小林海黄山松树轮宽度的气候意义[J]. 应用生态学报, 2014, 25(7): 1857-1862. Peng Jianfeng, Li Guodong, Li Lingling. Dendroclimatic potentials for the tree rings of Huangshan pine(Pinus taiwanensis)at Xiaolinhai in the western Dabie Mountains, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(7): 1857-1862. |
| [89] |
彭剑峰, 王婷. 黄柏山树轮生长对气候因子的响应及模拟[J]. 地理科学, 2015, 35(5): 644-651. Peng Jianfeng, Wang Ting. Response and model of tree-rings growth to climate factors at Huangbaishan Mountain in Henan Province[J]. Scientia Geographica Sinica, 2015, 35(5): 644-651. |
| [90] |
陈峰, 袁玉江, 喻树龙. 闽中北柳杉树轮指示的气候信号与季风区不同地域干湿变化关系[J]. 山地学报, 2015, 33(6): 690-695. Chen Feng, Yuan Yujiang, Yu Shulong. Drought signals in the tree-ring width record of Cedar(Cryptomeria fortunei)trees from north central Fujian:Linkages to the monsoonal regions[J]. Mountain Research, 2015, 33(6): 690-695. |
| [91] |
陈峰, 袁玉江, 魏文寿, 等. 福建沙县马尾松树轮宽度与夏季亚洲-太平洋涛动指数的关系[J]. 第四纪研究, 2011, 31(1): 96-103. Chen Feng, Yuan Yujiang, Wei Wenshou. Correlations between the Summer Asian Pacific Oscillation Index and the tree-ring width of Pinus massoniana from Sha County, Fujian Province[J]. Quaternary Sciences, 2011, 31(1): 96-103. DOI:10.3969/j.issn.1001-7410.2011.01.13 |
| [92] |
甘展峰, 周非飞, 董志鹏, 等. 福建长汀福建柏径向生长对气候变化的响应[J]. 亚热带资源与环境学报, 2017, 12(1): 13-18. Gan Zhanfeng, Zhou Feifei, Dong Zhipeng, et al. Responses of tree growth of Fokienia hodginsii to climatic factors in Changting, Fujian Province[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2017, 12(1): 13-18. DOI:10.3969/j.issn.1673-7105.2017.01.003 |
| [93] |
曹春福, 周非飞, 董志鹏, 等. 福建戴云山台湾松树轮-气候响应的线性和非线性模式研究[J]. 亚热带资源与环境学报, 2016, 11(1): 44-51. Cao Chunfu, Zhou Feifei, Dong Zhipeng, et al. Study on nonlinear climate-growth patterns of Pinus taiwanens in Daiyun Mountain, Fujian Province[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2016, 11(1): 44-51. DOI:10.3969/j.issn.1673-7105.2016.01.007 |
| [94] |
段丙闯, 蔡秋芳. 桂林三月岭马尾松树轮宽度对气候变化的响应[J]. 地球环境学报, 2017, 8(3): 243-252. Duan Bingchuang, Cai Qiufang. Responses of tree-ring width of Pinus massoniana to climate change in Guilin, Guangxi Province[J]. Journal of Earth Environment, 2017, 8(3): 243-252. |
| [95] |
朱安明, 段爱国, 张建国, 等. 广西柳州杉木种源树轮宽度对温度与湿度的年际响应[J]. 林业科学研究, 2017, 30(1): 53-62. Zhu Anming, Duan Aiguo, Zhang Jianguo, et al. Response to annual value of temperature and humidity for tree ring width of Cunninghamia lanceolata provenance trial stand in Liuzhou, Guangxi[J]. Forest Research, 2017, 30(1): 53-62. |
| [96] |
Luo D, Huang J G, Jiang X, et al. Effect of climate and competition on radial growth of Pinus massoniana and Schima superba in China's subtropical monsoon mixed forest[J]. Dendrochronologia, 2017, 46: 24-34. DOI:10.1016/j.dendro.2017.08.001 |
| [97] |
Dang H, Zhang K, Zhang Y, et al. Regeneration dynamics of subalpine fir(Abies fargesii)forest across the altitudinal range in the Shennongjia Mountains, Central China[J]. Journal of Plant Ecology, 2013, 6(1): 36-47. DOI:10.1093/jpe/rts030 |
| [98] |
Tang X, Lu Y, Fehrmann L, et al. Estimation of stand-level aboveground biomass dynamics using tree ring analysis in a Chinese fir plantation in Shitai County, Anhui Province, China[J]. New Forests, 2016, 47(2): 319-332. DOI:10.1007/s11056-015-9518-0 |
| [99] |
Fang K, Cai B, Liu X, et al. Climate of the Late Pleistocene and Early Holocene in coastal South China inferred from submerged wood samples[J]. Quaternary International, 2017, 447: 111-117. DOI:10.1016/j.quaint.2017.02.033 |
| [100] |
Liu X, Nie Y, Wen F. Seasonal dynamics of stem radial increment of Pinus taiwanensis Hayata and its response to environmental factors in the Lushan Mountains, Southeastern China[J]. Forests, 2018, 9(7). DOI:10.3390/f9070387 |
| [101] |
Wright W E, Guan B T, Tseng Y H, et al. Reconstruction of the springtime East Asian Subtropical Jet and Western Pacific pattern from a millennial-length Taiwanese tree-ring chronology[J]. Climate Dynamics, 2015, 44(5-6): 1645-1659. DOI:10.1007/s00382-014-2402-3 |
| [102] |
Xu C, Zheng H, Nakatsuka T, et al. Oxygen isotope signatures preserved in tree ring cellulose as a proxy for April-September precipitation in Fujian, the subtropical region of Southeast China[J]. Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 2013, 118(12): 12805-12815. |
| [103] |
Xu C, Ge J, Nakatsuka T, et al. Potential utility of tree ring δ18O series for reconstructing precipitation records from the lower reaches of the Yangtze River, Southeast China[J]. Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 2016, 121(8): 3954-3968. DOI:10.1002/2015JD023610 |
| [104] |
Cai Q, Liu Y, Duan B, et al. Tree-ring δ18O, a tool to crack the paleo-hydroclimatic code in subtropical China[J]. Quaternary International, 2017. DOI:10.1016/j.quaint.2017.1010.1038 |
| [105] |
Xu C, Shi J, Zhao Y, et al. Early summer precipitation in the lower Yangtze River basin for AD 1845-2011 based on tree-ring cellulose oxygen isotopes[J]. Climate Dynamics, 2018. DOI:10.1007/s00382-00018-04212-00385 |
| [106] |
Liu Y, Cobb K M, Song H, et al. Recent enhancement of central Pacific El Niño variability relative to last eight centuries[J]. Nature Communications, 2017, 8. DOI:10.1038/ncomms15386 |
| [107] |
Liu Y, Liu H, Song H, et al. A monsoon-related 174-year relative humidity record from tree-ring δ18O in the Yaoshan region, eastern Central China[J]. Science of the Total Environment, 2017, 593-594: 523-534. DOI:10.1016/j.scitotenv.2017.03.198 |
| [108] |
Liu J, Song X, Yuan G, et al. Characteristics of δ18O in precipitation over Eastern Monsoon China and the water vapor sources[J]. Chinese Science Bulletin, 2010, 55(2): 200-211. DOI:10.1007/s11434-009-0202-7 |
| [109] |
Roden J S, Lin G G, Ehleringer J R. A mechanistic model for interpretation of hydrogen and oxygen isotope ratios in tree-ring cellulose[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64(1): 21-35. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00195-7 |
| [110] |
Xu C, Zheng H, Nakatsuka T, et al. Inter-and intra-annual tree-ring cellulose oxygen isotope variability in response to precipitation in Southeast China[J]. Trees, 2016, 30(3): 785-794. DOI:10.1007/s00468-015-1320-2 |
| [111] |
王建, 赵业思, 商志远, 等. 马尾松树轮不同组分稳定碳同位素的差异及其对气候变化响应的初步研究[J]. 地理科学, 2016, 36(8): 1261-1268. Wang Jian, Zhao Yesi, Shang Zhiyuan, et al. Diverse stable carbon isotope ratios in tree-ring components of Pinus massoniana with their climate sensitivities[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(8): 1261-1268. |
| [112] |
Li D, Fang K, Li Y, et al. Climate, intrinsic water-use efficiency and tree growth over the past 150 years in humid subtropical China[J]. Plos One, 2017, 12(2). DOI:10.1371/journal.pone.0172045 |
| [113] |
Liu Y, Ta W, Li Q, et al. Tree-ring stable carbon isotope-based April-June relative humidity reconstruction since AD 1648 in Mt. Tianmu, China[J]. Climate Dynamics, 2018, 50(5-6): 1733-1745. DOI:10.1007/s00382-017-3718-6 |
| [114] |
Mccarroll D, Loader N J. Stable isotopes in tree rings[J]. Quaternary Science Reviews, 2004, 23(7-8): 771-801. DOI:10.1016/j.quascirev.2003.06.017 |
| [115] |
路伟伟, 余新晓, 贾国栋, 等. 密云山区油松树轮δ13C对气温和降水量变化的响应[J]. 林业科学, 2018, 54(3): 1-7. Lu Weiwei, Yu Xinxiao, Jia Guodong, et al. Response of stable carbon isotope of tree-ring to temperature and precipitation changes in Pinus tabulaeformis in Miyun Mountain area[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2018, 54(3): 1-7. |
| [116] |
Sun F, Kuang Y, Wen D, et al. Long-term tree growth rate, water use efficiency, and tree ring nitrogen isotope composition of Pinus massoniana L.in response to global climate change and local nitrogen deposition in Southern China[J]. Journal of Soils and Sediments, 2010, 10(8): 1453-1465. DOI:10.1007/s11368-010-0249-8 |
| [117] |
路伟伟, 余新晓, 贾国栋, 等. 基于树轮δ13C的北京山区侧柏水分利用效率[J]. 应用生态学报, 2017, 28(7): 2128-2134. Lu Weiwei, Yu Xinxiao, Jia Guodong, et al. Tree-ring δ13C and water use efficiency of Platycladus orientalis in mountains of Beijing[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(7): 2128-2134. |
| [118] |
刘晓宏, 徐国保, 王文志, 等. 树轮稳定同位素记录:进展、问题及展望[J]. 第四纪研究, 2015, 35(5): 1245-1260. Liu Xiaohong, Xu Guobao, Wang Wenzhi, et al. Tree-ring stable isotopes proxies:Progrss, problems and prospects[J]. Quaternary Sciences, 2015, 35(5): 1245-1260. |
| [119] |
Leavitt S W, Long A. Sampling strategy for stable carbon isotope analysis of tree rings in pine[J]. Nature, 1984, 311(5982): 145-147. DOI:10.1038/311145a0 |
| [120] |
Kagawa A, Sano M, Nakatsuka T, et al. An optimized method for stable isotope analysis of tree rings by extracting cellulose directly from cross-sectional laths[J]. Chemical Geology, 2015, 393-394: 16-25. DOI:10.1016/j.chemgeo.2014.11.019 |
| [121] |
Wang B, Liu J, Yang J, et al. Distinct principal modes of early and late summer rainfall anomalies in East Asia[J]. Journal of Climate, 2009, 22(13): 3864-3875. DOI:10.1175/2009JCLI2850.1 |
| [122] |
Schollaen K, Heinrich I, Helle G. UV-laser-based microscopic dissection of tree rings-A novel sampling tool for delta δ13C and δ18O studies[J]. New Phytologist, 2014, 201(3): 1045-1055. DOI:10.1111/nph.12587 |
| [123] |
Zeng X, Liu X, Evans M N, et al. Seasonal incursion of Indian Monsoon humidity and precipitation into the southeastern Qinghai-Tibetan Plateau inferred from tree ring δ18O values with intra-seasonal resolution[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2016, 443: 9-19. DOI:10.1016/j.epsl.2016.03.011 |
| [124] |
许晓岗, 陈曌坤, 童丽丽, 等. 废弃采石场自然恢复的刺槐年轮铁含量动态变化[J]. 江苏农业科学, 2010, 38(4): 397-399. Xu Xiaogang, Chen Zhaokun, Tong Lili, et al. Dynamics of Fe content in tree rings of Robinia pseudoacacia in abandoned quarry under natural restoration condition[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2010, 38(4): 397-399. DOI:10.3969/j.issn.1002-1302.2010.04.154 |
| [125] |
许晓岗, 陈曌坤, 杜顺宝. 废弃采石场自然恢复刺槐年轮中Cr与Pb含量分析[J]. 西北植物学报, 2011, 31(4): 795-800. Xu Xiaogang, Chen Zhaokun, Du Shunbao. Change of Cr & Pb content in tree rings of Robinia pseudoacacia in abandoned quarry under natural restoration condition[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2011, 31(4): 795-800. |
| [126] |
Xu X G, Tong L L, Stohlgren T J. Tree ring based Pb and Zn contamination history reconstruction in East China:A case study of Kalopanax septemlobus[J]. Environmental Earth Sciences, 2014, 71(1): 99-106. DOI:10.1007/s12665-013-2414-z |
| [127] |
赵兴云, 张卫国, 尤玉东, 等. 临沂市大气环境中铅在银杏树木年轮中的记录[J]. 临沂大学学报, 2014, 36(6): 54-58. Zhao Xingyun, Zhang Weiguo, You Yudong, et al. Records of the heavy metal element Pb in the rings of Gingko trees in the atmospheric environment of Linyi[J]. Journal of Linyi University, 2014, 36(6): 54-58. DOI:10.3969/j.issn.1009-6051.2014.06.015 |
| [128] |
段芋竹, 赵兴云, 杨德菊, 等. 银杏树轮中的铅元素对山东临沂环境变化的指示作用[J]. 江苏农业科学, 2016, 44(8): 474-477. Duan Yuzhu, Zhao Xingyun, Yang Deju, et al. Implications of Pb in the rings of Ginkgo trees to the environmental changes in Linyi, Shandong Province[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2016, 44(8): 474-477. |
| [129] |
王荣芬, 邱尔发, 唐丽清. 行道树毛白杨树干中重金属元素分布[J]. 生态学报, 2014, 34(15): 4212-4222. Wang Rongfen, Qiu Erfa, Tang Liqing. Heavy metals distribution in roadside tree trunks under a heavy urban transportation condition[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(15): 4212-4222. |
| [130] |
梁燕均, 李钢, 付莹, 等. 旅游活动强度变化下的旅游地环境响应研究——以庐山风景名胜区为例[J]. 旅游学刊, 2017, 32(4): 107-116. Liang Yanjun, Li Gang, Fu Ying, et al. Environmental response to tourist activities in destinations during peak and slack tourism seasons:A case study of Lushan[J]. Tourism Tribune, 2017, 32(4): 107-116. DOI:10.3969/j.issn.1002-5006.2017.04.016 |
| [131] |
Xu J L, Jing B B, Zhang K X, et al. Heavy metal contamination of soil and tree-ring in urban forest around highway in Shanghai, China[J]. Human and Ecological Risk Assessment, 2017, 23(7): 1745-1762. DOI:10.1080/10807039.2017.1340826 |
Abstract
Dendrochronology has experienced a development over 30 years in the monsoon region of Southeast and North China, and it has made significant achievements in climate and environmental studies. Generally, the developing period can be classified as 3 stages. The first stage is prior to and the 1990s, when work mainly focused on tree-ring width and dendrochemistry. The critical technique of cross-dating was introduced in the tree-ring studies, however, the relationship between tree growth and climate was unclear. In dendrochemistry, it was found that there is a logarithmic linear relationship between the concentration of metal elements in tree rings and that in the underlying soils, building a strong basis on reconstructing the environmental pollution history using tree rings. The second stage is the 2000s. Tree-ring width studies developed very slowly in Southeast China with only a few case studies, and tree growth suffered from water stress in North China. In dendrochemistry, the connection between pollution history and pollution source had been explored. A significant progress occurred in tree-ring stable carbon isotopes. The concentration of atmospheric CO2 and climatic signals can be extracted from carbon isotopes. The third stage is from 2010 onward. Tree-ring width studies have exploded in Southeast China with over 50 papers published. A large amount of studies show that tree growth significantly responded to cold-season temperature in low and middle elevations, and to warm-season temperature in middle and high elevations. At some sites tree growth responded both to cold-season and warm-season temperatures. Only at a few sites tree growth suffered from water stress. That tree growth was limited by water was further verified in North China. A key progress is the input of tree-ring stable oxygen isotopes which mainly reflect the warm-season water conditions. Meanwhile, a lot of attention has been paid to the details in oxygen isotope studies, such as the replication of tree-ring samples, intra-annual stable oxygen isotopes variations, etc. Dendrochemistry has achieved some development, however, a large amount of measurements should be done in order to solve some critical problems in dendrochemistry studies, such as the repeatability of measurements among different samples, and the lateral transfer of elements among tree rings.