甘肃南部近两百年干旱历史树轮重建

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气候变化对于自然环境、人类社会都会产生巨大的影响,研究气候变化具有重大的科学意义和现实的社会经济价值。树木年轮具有定年准确、连续性强、分辨率高、地域分布广泛和易于获取等特点,是理想的气候变化研究代用资料。甘肃南部地区位于青藏高原东部,是青藏高原和黄土高原相交地带,构造活动频繁,同时也是干旱区与半干旱区过渡区域。极端干旱事件对区域经济社会发展影响深远。在该区开展树轮气候学研究,不仅有助于更好的理解全球变化而且可以弥补该区树轮学研究不足这一空缺。论文研究样本采自甘南藏族自治州迭部县腊子口,树种为油松(Pinus tabulaeformis),共有4个采样点(123棵树/248根芯)。对采集的样本应用严格的树轮学处理方法进行前处理,并经过交叉定年、去趋势等过程,得到4个采样点年表,通过分析,剔除掉一个受砍伐等人类活动影响而存在生长释放现象的采样点年表,将剩下的三个采样点的对应年表用分段平均法合成最终的年表(1798-2011)。通过与最邻近岷县气象站降水、温度进行相关和响应分析,结果表明,总体而言,三个年表(STD、RES和ARS)对降水呈显著正响应,而对温度呈显著地负响应。应用双线性插值法对研究区周围的4个PDSI格点进行插值,将插值结果与STD年表进行相关分析,发现当年3月到7月(c3c7)平均PDSI与STD相关系数最大,其值为0.704(p<0.01),据此建立二者之间的转换方程,该方程解释了实测期(1951-2005年)49.5%的PDSI,并通过一系列稳定性检验。对重建结果进行分析,结果表明在过去214年里,腊子口地区共出现8次极端湿润事件(≥M+1.17SD,M为平均值,SD为标准差,下同),分别是1804-1805、1814-1818和1937年,占重建期3.7%,9次极端干旱事件(≤M-1.17SD),分别是1798、1901、1997-2002和2011年,其中最干旱的时期是1996-2002,极端干旱占重建期4.2%。极端干旱/湿润事件在相关历史文献中都有记载。重建结果与平均海表温度(SST)遥相关分析结果表明,腊子口地区的PDSI与赤道东太平洋平均海温(SST)表现出负相关(p<0.1);多窗谱周期分析(MTM)表明,重建结果存在2-3、7和40年周期,2-3和7年周期与ENSO活动周期吻合,而40年周期与布吕克纳周期(Bruckner cycle)一致。说明ENSO活动强烈时,东亚季风减弱,甘肃南部地区出现干旱化趋势。将重建结果及已有研究成果进行空间协同克吕格插值,发现1930s干旱在研究区以北的区域更加严重;而1996-2002干旱以腊子口及靠近的贵清山为中心,向外逐渐减轻。虽然腊子口及靠近的贵清山地区1996-2002干旱在严重程度上甚于1930s,但并未造成人员伤亡,在经济社会高速发展的今天,社会生产力已有了很大的提高,面对干旱等极端气候事件,国家和人民是完全有能力采取有效措施,使影响降到最低,不会对人民生产和生活产生致命的威胁。
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