丁曉東 華建春

摘 要：采用交叉定年、年輪寬度測(cè)定和去除生長(zhǎng)趨勢(shì)，建立華北落葉松年輪寬度年表方法，以塞罕壩地區(qū)天然林中的主要優(yōu)勢(shì)樹種華北落葉松為對(duì)象，研究年輪寬度和主要?dú)夂蛞蜃樱囟?、降水）的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：年輪寬度與6—7月平均溫度呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平;年輪寬度與5—7月平均降水量呈顯著正相關(guān)。由此可見(jiàn)，塞罕壩地區(qū)天然林中華北落葉松的徑向生長(zhǎng)主要受到降水變化的影響，降雨略增有利于華北落葉松徑向生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：華北落葉松;氣候變化;降水;塞罕壩

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2022）11-0049-03

Precipitation Influences the Growth of Larix principis-rupprechtii in Saihanba Region， Hebei

DING Xiaodong? ?HUA Jianchun

（Saihanba Mechanized Forestry Center of Hebei Province， Weichang 068450， China）

Abstract： In order to investigate the effects of climate change on the radial growth of Larix principis-rupprechtii Mayr and predict the future influences of climate change to tree growth，tree-ring chronology was established after cross dated and measurement and detrending. The correlation between ring width and the main climatic factors（temperature and precipitation）was analyzed for Larix principis-rupprechtii. The results were as follows： there was a significant positive correlation between ring width and the month mean temperature of previous February. Ring width was positively significantly correlated to month mean rainfall of current July and month mean rainfall of from May to July. In summary， the radial growth of Larix principis-rupprechtii is mainly controlled by May-July precipitation. Rainfall increasing are beneficial to the radial growth of Larix principis-rupprechtii.

Key words： Larix principis-rupprechtii; Climate change; Precipitation; Saihanba

氣候變化是全球變化研究的重要內(nèi)容之一，其中降水和溫度是氣候變化包含的2個(gè)重要的影響因子[1]。各種氣候因子影響樹木生長(zhǎng)，樹木能夠?qū)⒂欣虿焕沫h(huán)境條件記錄下來(lái)[2]。樹木徑向生長(zhǎng)形成的年輪與氣候變化密切相關(guān)，不同的氣候條件（如溫度、降水）能影響樹木生長(zhǎng)，年輪的寬度變化能反映氣候變化情況[3]。

華北落葉松（Larix principis-rupprechtii Mayr）是塞罕壩地區(qū)主要的鄉(xiāng)土樹種，也是重要的造林樹種。本研究主要從降水和溫度2個(gè)方面分析了氣候變化對(duì)塞罕壩地區(qū)華北落葉松徑向生長(zhǎng)的影響。

1 研究區(qū)概況

塞罕壩地處北溫帶，屬寒溫帶大陸性氣候，受大陸和海洋及季風(fēng)交替的影響，具有明顯的氣候變化，冬季寒冷而干燥，夏季短暫而濕熱，春季多大風(fēng)，秋季降溫急劇，霜凍來(lái)得早，平均無(wú)霜期98d，最高溫度和最大降雨量主要集中在7、8月。土壤以棕色森林土為主，主要樹種有華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica Litv.）、云杉（Picea asperata Mast.）、白樺（Betula platyphylla Suk.）等。

2 研究方法

2.1 樣本采集、處理和交叉定年

2.1.1 樣本的采集 按照國(guó)際樹木年輪數(shù)據(jù)庫(kù)（International Tree-Ring Data Bank，ITRDB）的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照樹木年代學(xué)基本原理，在塞罕壩地區(qū)的天然林中（117.47°E，42.47°N，海拔1740m）選取樹干通直，無(wú)病蟲害，無(wú)疤痕生長(zhǎng)良好，位于林冠層上的華北落葉松優(yōu)勢(shì)木。在距離地面1.3m胸高處，用生長(zhǎng)錐在胸徑部位鉆取木芯，鉆取時(shí)生長(zhǎng)錐垂直于樹干，避開畸形和凹陷處，保證所取木芯無(wú)斷裂和破損。每株樹木芯2條，共采集塞罕壩地區(qū)生長(zhǎng)良好且無(wú)病蟲害華北落葉松優(yōu)勢(shì)木24株，木芯48條。

2.1.2 樣本處理和交叉定年 樹芯取出后放進(jìn)塑料管，做好編號(hào)和記錄;室內(nèi)用白色液體膠和紙質(zhì)膠帶將木芯固定于特制的木芯凹槽中，自然風(fēng)干。風(fēng)干后用砂紙打磨，直至在顯微鏡下能看到光亮清晰的年輪輪廓。將木芯放在顯微鏡下進(jìn)行初步定年：每10年點(diǎn)1個(gè)實(shí)心點(diǎn)，每50年點(diǎn)2個(gè)實(shí)心點(diǎn)，每100年點(diǎn)3個(gè)實(shí)心點(diǎn)。用精度為0.01mm LINTAB5完成年輪寬度的測(cè)量，用COFECHA程序?qū)y(cè)量的樣本木芯進(jìn)行交叉定年檢驗(yàn)，以保證定年和測(cè)量的準(zhǔn)確無(wú)誤。

2.2 數(shù)據(jù)處理 選用線性函數(shù)和負(fù)指數(shù)函數(shù)計(jì)算年表，消除與樹木年輪寬度相關(guān)的生長(zhǎng)趨勢(shì)。利用軟件ARSTAN建立華北落葉松年輪寬度的標(biāo)準(zhǔn)化年表（STD）、殘差年表（RES）和自回歸年表（ARS）;氣象數(shù)據(jù)主要來(lái)自塞罕壩氣象觀測(cè)站，選擇塞罕壩氣象站1976—2018年月平均溫度、月平均降水量的氣象數(shù)據(jù)。使用IBM SPSS Statistics 20.0軟件對(duì)STD年表和前一年9月到當(dāng)年9月月平均溫度、月平均降水量進(jìn)行相關(guān)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)氣候狀況 由圖1可知，塞罕壩地區(qū)月平均降水量和月平均溫度趨勢(shì)一致，雨熱同期。降水量主要集中于6—8月，占全年總降水量的60%～70%。7月平均降水量為全年最高，達(dá)到100mm以上，占全年降水量的20%～30%。塞罕壩地區(qū)月平均最高溫度集中于6—8月，最高溫度出現(xiàn)在7月，達(dá)到17℃。

3.2 年表的特征 STD年表的平均敏感度為0.137，標(biāo)準(zhǔn)差（SD）0.291，樹間相關(guān)系數(shù)0.318，信噪比19.249。以上數(shù)據(jù)都是標(biāo)準(zhǔn)化年表和反應(yīng)樹木生長(zhǎng)特征的信息數(shù)據(jù)，具有一定的代表性和可靠性，體現(xiàn)華北落葉松年輪寬度與氣候因子之間具有一定的相關(guān)性。經(jīng)分析，華北落葉松生長(zhǎng)分為以下幾個(gè)階段：1981—1985年華北落葉松年輪生長(zhǎng)速度比較緩慢，1986年后樹木生長(zhǎng)比較平穩(wěn)（見(jiàn)圖2）。

3.3 年輪寬度與氣候因子之間的相關(guān)關(guān)系 采用前一年9—12月與當(dāng)年1—9月（一個(gè)生長(zhǎng)季）的氣候數(shù)據(jù)與STD年表進(jìn)行相關(guān)分析。從圖3可以看出，華北落葉松年表與5—6月的平均溫度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，說(shuō)明5—6月的高溫不利于華北落葉松的生長(zhǎng)，然而這種負(fù)相關(guān)沒(méi)有達(dá)到顯著水平。降水量是影響華北落葉松生長(zhǎng)的重要因素。從圖3華北落葉松年輪寬度表與月平均降水量相關(guān)性中，可以分析出塞罕壩地區(qū)華北落葉松徑向生長(zhǎng)與當(dāng)年7月呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.38（P<0.05），其余月份呈現(xiàn)不顯著相關(guān)性。說(shuō)明當(dāng)年7月月平均降水量是影響華北落葉松年輪寬度重要的限制因子。

分析可知：年輪寬度與5—7月平均降水量呈顯著相關(guān)（r=0.315，P<0.05），與平均溫度不成顯著相關(guān)性。說(shuō)明5—7月降水促進(jìn)華北落葉松徑向生長(zhǎng)。綜上所述，降水是影響該地區(qū)華北落葉松徑向生長(zhǎng)的重要因素。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論 本研究結(jié)果表明，溫度不是影響華北落葉松徑向生長(zhǎng)的重要因素，降水是影響樹木生長(zhǎng)的重要因素。塞罕壩地區(qū)降水量對(duì)華北落葉松年輪寬度的影響主要表現(xiàn)于生長(zhǎng)期[4]。年輪寬度與5—7月的平均降水量呈正相關(guān)，促進(jìn)華北落葉松年輪寬度增長(zhǎng)。5—7月是樹木生長(zhǎng)期，高溫加快了地表面蒸發(fā)和樹木的蒸騰作用，散失水分，這時(shí)增加降雨，有利于補(bǔ)充土壤中水分，促進(jìn)根部對(duì)水分吸收，增加光合作用原料，加速光合作用，促進(jìn)樹木生長(zhǎng)發(fā)育。因此，降水增加有利于天然林中華北落葉松生長(zhǎng)。

本研究以塞罕壩地區(qū)華北落葉松為對(duì)象，根據(jù)樹木年輪學(xué)分析了氣候變化對(duì)華北落葉松徑向生長(zhǎng)的影響。通過(guò)相關(guān)分析得出，塞罕壩地區(qū)華北落葉松年輪寬度與降水呈顯著性相關(guān)。華北落葉松生長(zhǎng)季節(jié)（5—7月）降水增加促進(jìn)華北落葉松徑向生長(zhǎng)，進(jìn)而得出在降水略增的氣候條件有利于塞罕壩地區(qū)華北落葉松徑向生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題“華北落葉松高效培育技術(shù)”（2017YFD0600403）。

作者簡(jiǎn)介：丁曉東（1972—），男，河北圍場(chǎng)人，高級(jí)工程師，從事林業(yè)工作。? 收稿日期：2021-12-23