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杂谷脑干旱河谷位于我国西南横断山区东北部,认识其温度和降水的历史变化特点,对阐释横断山区北段干旱河谷环境与植被演替变化,探讨全球气候变化的效应,指导干旱河谷植被保育管理与水土保持都具有重要意义。然而受制于采样地点和现存气候资料的局限性,目前尚未见杂谷脑干旱河谷区树木生长与气候变化关系和过去气候变化的历史过程的研究。鉴于此,本研究采集理县杂谷脑干旱河谷金枪岩地区的岷江柏(Cupressus chengiana)树木年轮样品,建立STD树轮宽度年表,并通过分析树轮指数年表与附近气象站资料,讨论了年轮指数与降水、温度、干燥度的相关关系,重建了研究区过去191年5~7月的降水量、月最高温度、干燥度变化。主要结果与结论如下:
(1)理县杂谷脑干旱河谷金枪岩地区岷江柏树芯所记录的历史时期(1820~2010)气候信号较强,可提取出有意义的过去气候变化信息。与器测气候资料相关分析表明,年轮指数与当年5~7月降水量和当年5~7月干燥度均呈现极显著正相关(r=0.671;r=0.596);与当年5~7月最高温度呈现极显著负相关(r=-0.582)。STD年表重建的理县杂谷脑干旱河谷1820年以来当年5~7月的降水量、月最高温度、干燥度序列较为准确可靠,其中干燥度序列的重建效果最好。降水是制约岷江柏径向生长的限制性气候因子。
(2)分析重建的理县杂谷脑干旱河谷1820年以来当年5~7月的降水量、月最高温度、干燥度序列波动特征及其差异发现:降水量在近代呈现出一种“W”的变化过程;月最高温度在近代呈现出一种“马鞍形”的变化过程;干燥度重建值反映的历史干湿状况是有意义的,且与历史文献记录一致。理县杂谷脑干旱河谷在过去191年里的气候背景属于自然的中等干旱的状态,而某些时段处于严重干旱,近50年的干旱呈现逐渐加重趋势。
(3)重建的理县杂谷脑干旱河谷1820年以来当年5~7月的降水量、月最高温度、干燥度序列均存在2~3年“准两年脉动”,6~8年,10~24年的变化准周期以及7个突变时间跨度。
(4)岷江柏树轮所指示重建的理县杂谷脑干旱河谷降水量、最高温度、干燥度信号与某些邻近区域的气象和树轮数据具有一定的相似性;与某些区域的又具有不可忽略的空间差异性。相似性暗示着理县杂谷脑干旱河谷金枪岩地区的岷江柏可以反映出大范围气候变化背景对其生长的影响,而差异性则更多的暗示着理县杂谷脑干旱河谷金枪岩地区的岷江柏可以反映出其生长区域的局地气候变化特征。
(5)理县杂谷脑干旱河谷金枪岩地区在过去191年里的气候背景属于自然的中等干旱的状态,建议未来的生态恢复工作应综合考虑区域气候特征,选择适宜的恢复树种,重视灌草植物的生态恢复作用,尝试大面积推广灌草种植恢复。