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20世纪以来,全球气候变化对森林生态系统产生了深远的影响。山地森林生态系统较为脆弱,对于气候变化反映更为敏感,因此研究山地森林生态系统对全球气候变化的响应具有重要意义。南岭是中国南部最大的山脉,也是我国南北气候分界线之一,分布有典型的山地森林生态系统,其独特的地貌和广泛分布的原始森林为开展森林对气候变化响应的研究提供了得天独厚的条件。树木年轮气候学的系统研究有利于深刻认识气候变化对南岭山地森林生态系统的影响和预测未来植被的分布格局。本文以马尾松(Pinus massoniana)、华南五针松(Pinus Kwangtungesis Chun)和资源冷杉(Abies beshanzuensis var. ziyuanensis)为研究对象,分别布设了4个马尾松采样点、4个华南五针松采样点和2个资源冷杉采样点,采集树芯样本,并建立相应的年表。通过相关分析与响应函数分析、特征年分析等方法,研究树种、年龄、纬度、海拔梯度对树木径向生长与气候因子(上年6月到当年12月的月平均气温、月平均最高气温和月平均最低气温、月平均降水量)关系的影响,同时根据近60年来研究地区的气象数据,分析树木径向生长对气候因子的响应,据此重建南岭山地的3条历史气候序列,并分析其气候变化特征。主要研究结果有:1、不同树种的径向生长对气候因子的响应关系有差异。马尾松、华南五针松径向生长具有与温度升高相一致的趋势,而资源冷杉径向生长则出现随温度升高而下降的“分离现象”。对水热条件的正响应是影响马尾松、华南五针松年轮宽度与温度保持一致的关键。升温导致的水分胁迫是造成资源冷杉年轮宽度与温度变化趋势相反的重要因素。2、年龄对树木径向生长与气候因子的响应关系有重要影响,不同年龄的资源冷杉径向生长与生长季的温度正相关、与生长季的降水负相关,但主要受温度的影响。幼龄树对当年生长季的温度和降水的响应比较敏感,而老龄树则相对受上年生长季末期的气候变化比较敏感。年表所包含样本的年龄不同,其对气候变化的响应特征也不同,年表所包含的样本的年龄跨度大,则容易掩盖不同年龄树木对外界气候变化反应的特性。3、海拔梯度对华南五针松径向生长与气候因子的关系有重要影响。在森林下限的低海拔处,树木径向生长受当年生长季温度和降水的影响很大,但相比较来说,主要受降水的影响,生长季充足的降水有利于树木的生长,温度偏高易于窄轮的形成。随着海拔的升高,温度限制树木生长的作用有所增强,降水限制树木生长的作用有所减弱,在中海拔处,降水的影响主要来自上年秋季,充足的降水有利于宽轮的形成,生长季温度偏高不利于树木生长。在高海拔的森林上限,树木生长受当年生长季温度和降水的影响都很大,但主要受温度的影响,生长季较高的温度促进宽轮的形成,生长季过多的降水易形成窄轮。4、纬度对马尾松径向生长与气候因子的关系影响不同。北部地区径向生长主要受冬季和夏季温度的影响,冬季和夏季温度的升高均促进了马尾松的径向生长;中部地区马尾松的径向生长主要受冬季和夏季温度的影响,冬季温度的升高促进了马尾松的径向生长,但夏季温度的升高在一定程度上抑制了马尾松的径向生长;南部地区马尾松的径向生长主要受夏季温度的影响,夏季温度的升高抑制了马尾松的生长。降水对马尾松径向生长的影响只与南部地区显著相关,中部地区马尾松的径向生长与上年10月的降水相关,但不显著。5、南岭山地北部地区5-7月平均气温模拟重建结果表明,在20世纪40年代以前气候主要是以寒冷为主,其中5-7月温度最低的3年分别为1892年、1952年和1845年,而温度最高的3年依次为2007年、2005年和1988年。对重建序列进行11年滑动平均,在20世纪40年代以前气候主要是以寒冷为主,重建的温度序列有4个较为明显的冷期(1840~1866年、1879~1902年、1914~1924年、1932~1940年);3个明显的暖期(1869~1877年、1905~1913年和1925~1930年)。在20世纪90年代后期,出现了明显的气温升高现象。南岭山地中部地区2-3月平均气温模拟重建结果表明,在过去120多年来的温度变化上,其中2-3月份最低的3年分别为1957年、1945年和1893年,而温度最高的3年依次为2007年、2002年和1960年。对重建序列进行11年滑动平均,重建的温度序列有3个较为明显的冷期(1892~1906年、1918~1922年、1944~1957年)和3个明显的暖期(1909~1917年、1959~1968年和1998~2010年)。南岭山地南部地区9-10月降水模拟重建结果表明,在过去114年来的降水变化上,其中9~10月份最低的3年分别为1957年、1945年和1893年,而降水最高的3年依次为2007年、2002年和1960年。对重建序列进行11年滑动平均,重建的降水序列有3个偏干期(1913~1921年、1941~1968年、1978~1988年)和4个偏湿期(1897~1912年、1922~1940年、1969~1977年、1989~2010年)。从降水量偏湿时期的平均值来看,平均值的最大值出现在1922年,值为152.7mm;从降水量偏干时期的平均值来看,平均值的最小值出现在1961年,值为97.5mm。最长的偏湿时期为1922-1940年,持续了19年;而最长的偏干时期为1941-1968年,持续了28年。