周鵬, 黃建國, 梁寒雪, 黎敬業(yè)

不同海拔溫度和降水對新疆阿爾泰山西伯利亞落葉松徑向生長的影響

周鵬1,2, 黃建國1*, 梁寒雪1, 黎敬業(yè)1,2

(1. 中國科學(xué)院華南植物園, 廣東省應(yīng)用植物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)與管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510650; 2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

為定量并分離關(guān)鍵氣候因子對新疆阿爾泰山不同海拔樹木徑向生長的影響，通過對高、中和低海拔的西伯利亞落葉松()樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)年表與氣候因子分別進(jìn)行相關(guān)、多元線性回歸等統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)一步計(jì)算了線性模型中不同氣候因素的絕對和相對貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明，高海拔地區(qū)，當(dāng)年6月溫度和上年7月降水分別與徑向生長呈顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān)，兩者共同解釋西伯利亞落葉松徑向生長變異的33.1%，相對貢獻(xiàn)率分別為66.2%和33.8%；中海拔地區(qū)，當(dāng)年6月溫度和上年6月降水分別與徑向生長呈顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān)，兩者共同解釋徑向生長變異的26.8%，相對貢獻(xiàn)率分別為40.1%和59.9%；低海拔地區(qū)，上年6月溫度和7月降水分別與徑向生長呈顯著負(fù)相關(guān)和正相關(guān)，兩者共同解釋徑向生長變異的29.4%，相對貢獻(xiàn)率分別為31.9%和68.1%。這表明限制樹木徑向生長的主要影響因子隨海拔的不同而異，在高海拔地區(qū)，溫度是主要限制因子；而在低海拔地區(qū)，降雨是主要限制因子。

西伯利亞落葉松；新疆阿爾泰山；溫度；降水；樹木年輪；海拔梯度

1880-2012年全球平均溫度以0.85 ℃ (100 a)-1的速度上升，預(yù)計(jì)升溫還將持續(xù)[1-2]。全球變暖已經(jīng)成為社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題，不僅會引起各種極端事件的發(fā)生，如干旱、蟲災(zāi)和火災(zāi)等[3-5]，也會對森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響[6]。樹木作為森林生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，通過理解樹木生長與氣候的相關(guān)關(guān)系，有助于評估和預(yù)測全球變暖對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響。由于樹木年輪資料具有定年準(zhǔn)確，分辨率高等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛用來重建歷史氣候和理解樹木徑向生長與氣候間關(guān)系[7-9]。在全球變暖背景下，樹木的徑向生長與氣候的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變[10-11]，對阿拉斯加高山林線和天山東部的研究表明，近年來樹木徑向生長對溫度的敏感性逐漸降低[12-13]。為了進(jìn)一步評估和預(yù)測全球變暖對樹木徑向生長的影響，已有許多研究通過空間代替時(shí)間，沿海拔梯度比較樹木徑向生長與氣候的關(guān)系[14-15]。祁連山高海拔的祁連圓柏()徑向生長與當(dāng)年6月的溫度呈顯著的正相關(guān)，而低海拔的樹木徑向生長與溫度呈負(fù)相關(guān)，與降水呈正相關(guān)[16]。但長白山高海拔的樹木徑向生長受到溫度和降水共同影響，且降水的作用大于溫度[17]；青藏高原東北部，高海拔和低海拔祁連圓柏的徑向生長都受到晚春和早夏低降水的限制[18]。因此，通過海拔梯度的研究，可以更好地理解全球變暖對樹木徑向生長的影響。

阿爾泰山位于新疆北部，是中亞主要山系之一，其山體呈西北-東南走向，與我國、蒙古、俄羅斯和哈薩克斯坦相接，發(fā)育了新疆境內(nèi)唯一一條外流河額爾齊斯河和一條內(nèi)流河烏倫古河。阿爾泰山是一帶一路沿線地區(qū)，處于對氣候變化敏感的中高緯度，因此具有重要而特殊的生態(tài)地位。大量基于樹輪的研究，包括樹輪碳同位素、樹輪重建歷史氣候和樹輪與氣候的響應(yīng)關(guān)系等在此展開[19]，陳拓利用樹輪碳同位素建立阿勒泰地區(qū)450 a的年表[20]。張同文運(yùn)用樹輪重建了阿勒泰西部365年5-9月的平均氣溫[21]。尚華明探究了阿爾泰山西伯利亞落葉松()徑向生長與溫度和降水的響應(yīng)關(guān)系[22]。此外，還研究了氣候因子對高、低海拔樹木徑向生長的影響，高海拔地區(qū)西伯利亞落葉松與當(dāng)年6月的平均氣溫存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[19,23]；低海拔地區(qū)西伯利亞落葉松徑向生長與1月的降水呈顯著的正相關(guān)[23-24]；低海拔地區(qū)西伯利亞云杉()徑向生長受到春季降水的限制[25-26]。但是,目前主要是對溫度和降水等氣候因子與徑向生長的關(guān)系使用相關(guān)分析方法進(jìn)行定性研究，缺乏考慮多個(gè)氣候因子對徑向生長的共同影響，以及探究多因子與徑向生長的關(guān)系沿海拔梯度變化的定量研究。通過定量和分離多個(gè)氣候因子與徑向生長的關(guān)系有助于我們準(zhǔn)確理解各氣候因子與徑向生長間的關(guān)系及其沿海拔梯度如何變化，從而為森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對氣候變暖提供理論支撐，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，更好地服務(wù)于“一帶一路”國家綠色發(fā)展。

本研究中，我們以新疆阿爾泰山優(yōu)勢樹種西伯利亞落葉松為對象，建立了高、中和低海拔3個(gè)樹輪寬度年表，探討高、中和低海拔限制西伯利亞落葉松生長的氣候因子是什么；定量并分離不同海拔各氣象因子對西伯利亞落葉松徑向生長的絕對貢獻(xiàn)率和相對貢獻(xiàn)率。由于西伯利亞落葉松對氣候變化敏感[27]，而沿海拔梯度水熱條件不一致，因此,我們假設(shè)西伯利亞落葉松的徑向生長與氣候的關(guān)系隨著海拔的變化而變化，高海拔地區(qū)主要受溫度的限制，溫度對徑向生長貢獻(xiàn)率高；低海拔地區(qū)主要受降水的限制，降水對徑向生長貢獻(xiàn)率高。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于阿爾泰山南坡的新疆阿勒泰地區(qū)(88.1°~88.3° E，47.9°~48.1° N)，海拔1 000~3 000 m,從低海拔到高海拔地區(qū)，植被類型依次為灌木草原、森林草原帶、高山-亞高山草甸草原、苔蘚類墊狀植物。我國獨(dú)有的泰加林帶位于該林區(qū)，西伯利亞落葉松()是林區(qū)的優(yōu)勢樹種，伴生種有西伯利亞云杉、西伯利亞冷杉()等[28]。山區(qū)土壤類型呈明顯垂直帶狀變化，從低到高分別為棕鈣土、栗鈣土、黑鈣土、灰色森林土、生草灰化土、亞高山草甸土、高山草甸土和冰沼土等。阿爾泰山位于亞洲大陸腹部，為典型大陸性寒溫帶氣候[24]。山區(qū)降水主要由西風(fēng)環(huán)流帶來大西洋水汽受迫抬升造成，降水量隨海拔增加而遞增, 低海拔降水量為200 mm左右，高海拔降水量在600 mm以上；氣溫隨海拔增加而遞減，氣候呈顯著的垂直梯度變化，冬季嚴(yán)寒漫長，夏季炎熱短促，春秋不明顯。

1.2 氣象資料

本文使用荷蘭皇家氣象研究協(xié)會(KNMI) (https://climexp.knmi.nl/) CRU 4.01月值降水(P)和平均溫度(T)格點(diǎn)數(shù)據(jù)(88.25° E, 47.75°~48.25° N，分辨率為0.5°×0.5°，1962-2016年)。該格點(diǎn)的年降水量為235 mm，年平均溫度為–1.1℃。從圖1可見,降水量和平均溫度最高都在7月，分別為42.5 mm和15.7℃，2月的降水量最少，為7.3 mm，1月的平均溫度最低，為–20.4℃。

1.3 野外采樣和樹輪數(shù)據(jù)

在2017年7月和2018年5月，我們在阿爾泰山中段南坡的阿勒泰市沿海拔1163、1841、2161 m各選取了1個(gè)西伯利亞落葉松樣方(圖2)。每個(gè)樣方選取西伯利亞落葉松約20棵，每棵樹在胸徑1.3 m處，使用5.1 mm口徑生長錐采集1到2個(gè)樹芯。3個(gè)樣方總共選取64棵樹采集了129個(gè)樹芯(表1)。在實(shí)驗(yàn)室，將采集到的樣芯固定到帶槽的木條上, 干燥后用從粗到細(xì)的砂紙打磨樣品，直到樣芯表面光滑。利用雙筒光學(xué)顯微鏡，對樣品進(jìn)行目視定年、年代標(biāo)記，使用輪寬測量系統(tǒng)(Velmex Measuring System)進(jìn)行輪寬測量(0.001 mm的精度)。借助COFECHA程序[29]，對輪寬序列定年結(jié)果進(jìn)行檢測并修正。隨后，利用WIN-ARSTAN程序[30]研制年表，去趨勢方法采用60年的固定樣條函數(shù)，公共區(qū)間分析設(shè)定為1950-2016年。最終得到3種類型的去趨勢年表，包括標(biāo)準(zhǔn)化年表(STD)、殘差年表(RES)和自回歸年表(ARS)。本文采用的是標(biāo)準(zhǔn)化年表，保留了樹輪中的低頻信號。

圖1 1962-2016年阿勒泰的逐月降雨量(P)和平均溫度(T)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用“treeclim”[31]包做Bootstrapped (重采樣)相關(guān)分析，重采樣次數(shù)為1 000次，分別設(shè)置0.05和0.01的顯著水平，計(jì)算西伯利亞落葉松標(biāo)準(zhǔn)化樹輪寬度年表與上年6月到當(dāng)年9月逐月的降水和平均溫度相關(guān)系數(shù)，確定上年生長季開始到當(dāng)年生長季結(jié)束，西伯利亞落葉松的徑向生長與氣候因子間的相關(guān)關(guān)系。為了量化溫度和降水等氣候因子對徑向生長變異，將每個(gè)樣點(diǎn)相關(guān)系數(shù)最高月份的溫度、降水放入多元線性回歸方程中進(jìn)行分析，構(gòu)建出高海拔、中海拔和低海拔的多元回歸模型：=0+11+22+, 式中，表示的標(biāo)準(zhǔn)化樹輪寬度指數(shù)，1和2分別代表與年表相關(guān)最顯著月份的溫度和降水量,0為截距，1和2分別為溫度、降水的回歸系數(shù),為隨機(jī)誤差。為了進(jìn)一步定量溫度和降水對徑向生長貢獻(xiàn)率，對多元線性回歸模型中的各氣象因子使用“relaimpo”[32]包計(jì)算絕對貢獻(xiàn)率(溫度和降水的貢獻(xiàn)率總和為2，可以實(shí)際反映各因子對徑向生長的解釋量)和相對貢獻(xiàn)率(溫度和降水的貢獻(xiàn)率總和為100%，可以反映因子間的重要性大小)，確定溫度和降水在不同海拔上的絕對貢獻(xiàn)率，以及各樣方溫度和降水的相對貢獻(xiàn)率。統(tǒng)計(jì)分析軟件采用R語言3.4.1版本。

2 結(jié)果和分析

2.1 年表特征

從高海拔到低海拔，采樣點(diǎn)的年表長度分別為155、70和165 a, 這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)年表的總體代表性都達(dá)到0.96以上，表明年表序列對總體的代表性高, 共性強(qiáng)。高海拔樣點(diǎn)年表序列間的相關(guān)性為0.553，中海拔為0.46，低海拔為0.703，序列間相關(guān)性越高表明樹受到的共同限制越強(qiáng)。3個(gè)樣點(diǎn)年表的平均敏感性在0.165以上，表明樹的徑向生長對環(huán)境變化敏感。這3個(gè)年表的一階自相關(guān)系數(shù)均大于0.42, 反映該地當(dāng)年徑向生長會明顯地受到上一年徑向生長的影響(表2和圖3)。

圖2 采樣點(diǎn)分布。WQA: 高海拔; WQB: 中海拔; WQC: 低海拔。以下圖表同。

表1 采樣點(diǎn)信息

2.2 相關(guān)分析

從高海拔到低海拔，采樣點(diǎn)西伯利亞落葉松的徑向生長受到溫度和降水不一致的影響(圖4)。在高海拔和中海拔地區(qū)，這兩個(gè)樣點(diǎn)年表均與當(dāng)年生長季溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，其中均與6月份的溫度關(guān)系最強(qiáng),達(dá)到極顯著水平(<0.01)；這兩個(gè)樣點(diǎn)年表均與上年生長季的降水呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中與高海拔上年7月和中海拔上年6月的降水關(guān)系最強(qiáng),達(dá)到極顯著水平(<0.01)。而在低海拔地區(qū)，該樣點(diǎn)年表與上年生長季溫度的關(guān)系呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,其中與上年6月溫度關(guān)系最強(qiáng)，達(dá)到極顯著水平(< 0.01)；該樣點(diǎn)年表與上年生長季降水呈正相關(guān)關(guān)系。其中與上年7月降水關(guān)系最強(qiáng)，達(dá)到極顯著水平(<0.01)。

表2 標(biāo)準(zhǔn)年表參數(shù)特征(公共區(qū)間：1950-2016年)

圖3 阿爾泰山西伯利亞落葉松標(biāo)準(zhǔn)樹輪寬度年表

2.3 多元線性回歸

阿爾泰山西伯利亞落葉松徑向生長與溫度和降水的多元線性回歸的結(jié)果表明(表3)，高海拔地區(qū)，當(dāng)年6月的溫度和上年7月的降水共解釋西伯利亞落葉松的徑向生長變異的33.1%；中海拔地區(qū),當(dāng)年6月的溫度和上年6月的降水共解釋26.8%;低海拔地區(qū)，上年6月的溫度和上年7月的降水共解釋29.4%。

2.4 溫度和降水的相對貢獻(xiàn)率和絕對貢獻(xiàn)率

通過計(jì)算不同海拔多元回歸模型中不同氣候變量的絕對貢獻(xiàn)率(圖5)。結(jié)果表明，溫度的絕對貢獻(xiàn)率在高海拔樣點(diǎn)為21.9%，中海拔樣點(diǎn)為10.7%，低海拔樣點(diǎn)為9.4%。降水的絕對貢獻(xiàn)率在高海拔樣點(diǎn)為11.2%，中海拔樣點(diǎn)為16.1%，低海拔樣點(diǎn)為20%。

不同海拔多元回歸模型中不同氣候變量的相對貢獻(xiàn)率(圖6)，高海拔采樣點(diǎn)當(dāng)年6月溫度和上年7月降水的貢獻(xiàn)率分別為66.2%和33.8%，溫度的相對貢獻(xiàn)率比降水的高32.4%。中海拔采樣點(diǎn)當(dāng)年6月的溫度和上年6月降水的貢獻(xiàn)率分別為40.1%和59.9%，溫度的相對貢獻(xiàn)率比降水的低19.8%。低海拔采樣點(diǎn)上年6月的溫度和上年7月的降水貢獻(xiàn)率分別為31.9%和68.1%，溫度的相對貢獻(xiàn)率比降水的低36.2%。

總體而言，從低海拔到高海拔地區(qū)，降水對樹木徑向生長的影響逐漸減少, 溫度對徑向生長的影響不斷增加。

3 討論和結(jié)論

3.1 徑向生長和氣候的相關(guān)性

通過對1963年到2016年西伯利亞落葉松的徑向生長與上年生長季開始到當(dāng)年生長季結(jié)束(上年6月到當(dāng)年9月)逐月溫度和降水等氣候因子做相關(guān)分析表明，高、低海拔的樹木徑向生長不同程度地受到溫度和降水影響。高海拔和中海拔地區(qū)樣點(diǎn)的西伯利亞落葉松徑向生長與當(dāng)年6月溫度相關(guān)關(guān)系最顯著，呈正相關(guān)。6月份西伯利亞落葉松生長進(jìn)入旺盛時(shí)期，一方面，較高的溫度能夠增加樹木的光合速率和加速形成層活動(dòng)[14,33-34]，從而有利于形成較寬的年輪；另一方面生長季較高的溫度能夠延長生長季的長度，從而形成寬輪[35-36]。這與阿爾泰山西伯利亞落葉松晚材密度和樹輪寬度的研究結(jié)果一致[37]。上年的氣候條件影響下一年樹的生長,這種現(xiàn)象被稱為滯后效應(yīng)[7,30]，3個(gè)采樣點(diǎn)高的一階自相關(guān)系數(shù)可以反映這一點(diǎn)。上年生長季降水與這兩個(gè)地方樹木生長呈負(fù)相關(guān)，這可能有兩種解釋，一是在水分充足的高海拔地區(qū)，較高降水量會增加土壤水分含量，從而抑制西伯利亞落葉松根系呼吸，不利于西伯利亞落葉松徑向生長[38]；二是冷空氣帶來的降水會使氣溫下降，從而降低樹的光合速率，減少碳水化合物積累進(jìn)而影響來年樹的生長[22,23,37]，這與徑向生長與生長季溫度相關(guān)的結(jié)果一致。

圖4 西伯利亞落葉松標(biāo)準(zhǔn)年表與氣候因子相關(guān)熱圖。*: P<0.05; **: P<0.01; p: 上年。下表同。

表3 溫度和降水對生長的多元回歸參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖5 溫度和降水對徑向生長的絕對貢獻(xiàn)率

圖6 溫度和降水對樹木徑向生長的相對貢獻(xiàn)率

低海拔樣點(diǎn)，上年6月的溫度與西伯利亞落葉松徑向生長呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明生長季高溫抑制低海拔樹木生長。高溫會導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)和植物蒸騰加快，造成土壤水分的虧缺和植物失水，從而影響樹木碳水化合物的合成導(dǎo)致下一年的徑向生長下降[7,39]，這與低海拔徑向生長與降水呈正相關(guān)的結(jié)果一致。上年7月的降水與樣點(diǎn)樹木徑向生長呈顯著正相關(guān)關(guān)系。在水分虧缺的環(huán)境中, 樹木葉片氣孔關(guān)閉以減弱蒸騰作用，降低CO2的擴(kuò)散,導(dǎo)致光合速率下降, 不利于碳水化合物的合成[40], 因此較多的降水將有助于緩解土壤水分虧缺，增加植物的光合速率，有利于碳水化合物的合成與積累，從而促進(jìn)來年樹的生長[39,41]。這與上年7月降水促進(jìn)該區(qū)域低海拔西伯利亞落葉松當(dāng)年徑向生長的報(bào)道一致[42]。

3.2 溫度和降水的絕對貢獻(xiàn)率

為了闡明潛在的徑向生長對氣候因子的敏感性在海拔梯度上變化的機(jī)制，我們定量探究了溫度和降水與徑向生長的關(guān)系在不同海拔上的變化趨勢。溫度的絕對貢獻(xiàn)率隨海拔的上升而上升, 高海拔樣方的絕對貢獻(xiàn)率比中海拔高11.2%，比低海拔高12.5%。這表明阿爾泰山高海拔地區(qū)西伯利亞落葉松徑向生長受溫度的制約比低海拔地區(qū)強(qiáng)，這與胡建等[24]報(bào)道的西伯利亞落葉松徑向生長沿海拔梯度變化的結(jié)果一致。根據(jù)海拔每升高100 m氣溫下降0.6℃，在我們的研究區(qū)低海拔與高海拔相差1 000 m左右，高海拔氣溫比低海拔氣溫要低6℃。由于高海拔地區(qū)比低海拔地區(qū)的樹木徑向生長更易受到低溫的抑制，在氣溫偏低的環(huán)境中，較高的溫度有助于植物的光合速率加快從而合成更多的碳水化合物，促進(jìn)徑向生長[37]。由于高海拔氣溫較低，該地樹木的徑向生長對溫度更敏感,也更受益于生長季較高的溫度。

降水的絕對貢獻(xiàn)率隨海拔的上升而下降，低海拔樣方的絕對貢獻(xiàn)率比中海拔高3.9%，比高海拔高8.8%。表明阿爾泰山低海拔地區(qū)樹木生長受降水限制比高海拔地區(qū)強(qiáng)，這與該區(qū)域降水對西伯利亞落葉松徑向生長沿海拔梯度的研究結(jié)果一致[24]。根據(jù)此前該地區(qū)研究，海拔每升高100 m年降水增加28 mm[43]，在我們的研究區(qū)低海拔與高海拔相差1 000 m左右，低海拔降水比高海拔降水少280 mm。在這個(gè)干旱少雨的環(huán)境中，較多的降水能夠有效緩解土壤水分虧缺，補(bǔ)充土壤水量，促進(jìn)徑向生長[41]。因此，在干旱缺水的低海拔地區(qū), 徑向生長更敏感也更受益于生長季較多的降水。

3.3 溫度和降水的相對貢獻(xiàn)率

溫度和降水對徑向生長相對貢獻(xiàn)率的結(jié)果表明，不同海拔的西伯利亞落葉松徑向生長受到溫度和降水的影響不一致。高海拔采樣點(diǎn)接近林線，降水豐富，且生長季前后的融雪能大量補(bǔ)充該地區(qū)的土壤水分[22,43]；該地海拔高，溫度較低。較低的溫度導(dǎo)致該采樣點(diǎn)光合速率降低，嚴(yán)重影響西伯利亞落葉松徑向生長。根據(jù)限制因子定律，由于該地水分充足，樹木生長主要受到溫度的影響，溫度的相對貢獻(xiàn)率比降水的高，這一結(jié)果與該區(qū)域樹輪寬度和樹輪密度的研究結(jié)果一致[37]。低海拔采樣點(diǎn)溫度較高，降水少, 在干旱區(qū)，降水偏少導(dǎo)致該采樣點(diǎn)的土壤嚴(yán)重缺水，影響植物的徑向生長。根據(jù)限制因子定律，低海拔樹生長主要受到降水的影響，降水的相對貢獻(xiàn)率高于溫度的。這一結(jié)果與阿爾泰山低海拔地區(qū)降水對西伯利亞云杉影響的研究結(jié)果一致[25]。位于高海拔和低海拔采樣點(diǎn)之間的中海拔采樣點(diǎn)，由于該地溫度比高海拔樣點(diǎn)高，比低海拔樣點(diǎn)低，較適宜的溫度有利于西伯利亞落葉松的徑向生長，對徑向生長限制較小；但該地的降水可能較多，導(dǎo)致樹的徑向生長受到降水影響較大。根據(jù)限制因子定律，由于該溫度較為適宜，樹生長主要受到較多降水的影響，降水的相對貢獻(xiàn)率比溫度的相對貢獻(xiàn)率高。

阿爾泰山不同海拔西伯利亞落葉松徑向生長分別受到溫度和降水的影響。高海拔西伯利利亞落葉松主要受到溫度的影響，受降水的影響相對較小。而低海拔西伯利亞落葉松主要受到降水的影響，受溫度的影響相對較小。中海拔西伯利亞落葉松受溫度和降水的影響介于高海拔和低海拔之間。沿海拔梯度定量并分離樹木徑向生長與溫度和降水的關(guān)系，有助于準(zhǔn)確揭示氣候因子對徑向生長的影響，從而有利于評估和預(yù)測樹的生長和森林動(dòng)態(tài)，進(jìn)而為阿爾泰山的森林經(jīng)營與管理提供科學(xué)依據(jù)。

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Effect of Temperature and Precipitation on Radial Growth ofalong Altitudinal Gradient on Altay Mountains, Xinjiang, China

ZHOU Peng1,2, HUANG Jian-guo1*, LIANG Han-xue1, LI Jing-ye1,2

(1. Guangdong Provincial Key Laboratory of Applied Botany, Key Laboratory of Vegetation Restoration and Management of Degraded Ecosystems, South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049, China)

In order to quantify and separate the effects of key climatic factors on the radial growth at different altitudes in Altay Mountains of Xinjiang, China, the correlation analysis and multivariate linear regression analysis between the standard chronologies of Siberian larch (), at high-, mid- and low-altitude stands, and climate factors were studied. The absolute and relative importance of different climate factors in the linear model were further calculated. The results showed that the radial growth of trees were significantly correlated with the current-June temperature (positive) and last-July precipitation (negative) at high altitude, which explain 33.1% of the total variance in tree radial growth and the relative contribution rate was 66.2% and 33.8%, respectively. The radial growth of trees were significantly correlated with the current-June temperature (positive) and last-June precipitation (negative) at mid-altitude, which explain 26.8% of the total variance in tree radial growth and the relative contribution rate was 40.1% and 59.9%, respectively. The radial growth of trees were significantly correlated with the last-June temperature (negative) and last-July precipitation (positive) at low altitude, which explain 29.4% of the total variance in tree radial growth and the relative contribution rate was 31.9% and 68.1%, respectively. So, it was suggested that the main climatic factors affecting the radial growth in Altay Mountains varies with altitude. The temperature and precipitation were the main limiting factors at high and low altitude, respectively.

; Altay Mountains; Temperature; Precipitation; Tree ring; Altitudinal gradient

10.11926/jtsb.4042

2019–01–07

2019–04–07

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41861124001)；中國科學(xué)院國際合作項(xiàng)目(GJHZ1752)；中國科學(xué)院百人計(jì)劃資助

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 41861124001), the International Collaborative Key Project of Chinese Academy of Sciences (Grant No. GJHZ1752), and the 100 Talents Program of Chinese Academy of Sciences.

周鵬(1994~ )，男，碩士研究生，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)。E-mail: zhoupeng16@scbg.ac.cn

Corresponding author. E-mail: huangjg@scbg.ac.cn