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大兴安岭新林地区樟子松树轮δ13C的气候意义

作　者: 夏阳
导　师: 王建
学　校: 南京师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 树木年轮 δ13C 气候重建 大兴安岭 樟子松
分类号: S791.253
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


鉴于树轮资料具有定年精确、连续性强、分辨率高、对环境变化反应敏感等优点,树木年轮分析在全球气候变化研究中得到广泛应用,树轮稳定碳同位素组成凭借其精确度更高、敏感性更强的优势,逐渐发展成为古气候研究的重要技术手段。大兴安岭是我国重要的地理分界线和气候分界线,其北部地区属寒温带分布区,即我国400mm等降水量线的北段,处于东亚季风区与西部干旱区的干湿过渡地段,气候变化敏感,是开展全球气候变化区域响应研究的合适区域。2003年5月在大兴安岭北部新林地区采集两棵樟子松树盘(BZ1-1和BZ1-3),经实验室预处理、α纤维素提取与质谱仪测定后获取样品稳定碳同位素组成δ13C,经多项式拟合去趋势后提取高频序列,运用相关分析、多元回归分析等统计方法提取对δ13C影响显著的气候因子,并建立信息转换函数重建气候要素。本文通过对大兴安岭北部地区樟子松树轮稳定碳同位素年序列气候意义的研究,揭示了该地区树轮稳定碳同位素组成与气候因素的相互关系以及气候因子对树轮稳定碳同位素组成变化的影响,探索重建该区域气候变化历史的可行方法,为恢复过去气候提供依据,也为其他区域利用树轮稳定碳同位素重建气候提供参考。相关分析表明,两δ13C序列(ΔBZ1-1与ΔBZ1-3序列)与生长季(特别是夏季、春末秋初)的月平均气温、平均最高气温、平均最低气温及日照时数等指标主要呈正相关,与平均相对湿度、平均风速主要呈负相关,与降水量的关系较为复杂(夏秋季降水与树轮δ13c呈负相关,生长季之前的冬季降水与树轮δ13C呈正相关)；树轮δ13C的变化主要受温度和降水的共同影响,多元回归分析显示两δ13C序列变化的显著贡献因子为平均最高气温和水分因子(ΔBZ1-1为生长季之前的冬季降水,ABZ1-3为平均相对湿度),这与樟子松喜光、耐寒旱的生长特性有关,也反映了该地区地处东部季风区与西部干旱区过渡地带的气候特征；两813C序列的长期趋势、高频变化以及对气候因子响应的侧重均有差异(BZ1-1序列与温度的相关性好于降水,BZ1-3序列与降水、湿度的相关性则更显著),树龄的差异以及树木生长立地环境的不同可能是导致此差异的主要原因；利用ΔBZ1-1序列和ΔBZ1-3序列分别重建该地区1900-2002共103年的5-9月平均最高气温,以及1948～2002共55年的6～8月平均相对湿度,检验结果显示

全文目录


摘要  5-7Abstract  7-9第1章 前言  9-15  1.1 研究背景  9-10  1.2 树轮稳定碳同位素的研究现状与发展趋势  10-12    1.2.1 树轮稳定碳同位素的研究现状  10-11    1.2.2 树轮稳定碳同位素的研究趋势  11-12  1.3 选题依据与意义  12-13  1.4 研究内容与方法  13-15    1.4.1 研究内容  13    1.4.2 研究的主要方法与手段  13-14    1.4.3 技术路线  14-15第2章 树木年轮学研究基础  15-27  2.1 树木的生长及年轮的形成  15-18    2.1.1 树木的基本结构  15    2.1.2 树木的生长  15-17    2.1.3 树木年轮的形成及其结构  17-18    2.1.4 年轮的变异  18  2.2 树木的基本生理过程  18-22    2.2.1 植物的水分代谢  18-19    2.2.2 植物的矿质营养代谢  19-20    2.2.3 光合作用与呼吸作用  20-21    2.2.4 营养物质的合成  21-22  2.3 树木稳定碳同位素分馏模式  22-24  2.4 树木年代学研究的基本原理  24-27    2.4.1 均一性原理(Principle of Uniformitarianism)  24    2.4.2 限制因子原理(Principle of Limiting Factors)  24-25    2.4.3 生态幅原理(Principle of Ecological Amplitude)  25    2.4.4 复本原理(Principle of Repetition)  25    2.4.5 敏感性原理(Principle of Sensitivity)  25-26    2.4.6 交叉定年原理(Principle of Cross-dating)  26-27第3章 研究材料与方法  27-32  3.1 研究区概况及样本采集  27-29    3.1.1 研究区自然地理概况  27-29    3.1.2 樟子松简介  29  3.2 样品制备及δ~(13)C测定  29-32    3.2.1 样品采集及预处理  29-30    3.2.2 α纤维素的提取  30-31    3.2.3 CO_2气体的制备及δ~(13)C的测定  31-32第4章 樟子松树轮δ~(13)C年序列的气候意义  32-54  4.1 δ~(13)C年序列分析  32-35  4.2 与气候要素的相关分析  35-47    4.2.1 与平均气温的相关分析  36-38    4.2.2 与平均最高气温的相关分析  38-39    4.2.3 与平均最低气温的相关分析  39-41    4.2.4 与日照时数的相关分析  41-42    4.2.5 与降水量的相关分析  42-44    4.2.6 与平均相对湿度的相关分析  44    4.2.7 与平均风速的相关分析  44-47  4.3 多元回归分析与气候要素重建  47-54    4.3.1 树轮多元回归分析  47-52    4.3.2 气候要素重建  52-54第5章 结论与讨论  54-56  5.1 主要结论  54-55  5.2 不足与展望  55-56参考文献  56-63致谢  63

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林树种 > 针叶树类 > 松 > 樟子松
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