西南高山林线树轮-气候响应的时空变异规律及其发生机制

Alpine treeline in in southwestern China is a perfect place to reconstruct past climate using tree-ring and to study the response of terrestrial ecosystem to global change. Temperature is a key climatic factor affecting tree growth in alpine treeline, while precipitation change also plays a crucial role under climate warming. Under the different pattern of annual precipitation change and based on dendroclimatology methods such as moving correlation analysis, response function analysis, principal component analysis and longitudinal data analysis, spatio-temporal variability of tree-ring response to climate will be studied and temperature sensitivity of tree-ring will be analyzed at alpine treeline in southwestern China. Meanwhile, the influences of non-environmental factors such as tree species, age, chronological type, and environmental factors such as site condition, precipitation and drought index on response variability will also be identified. The role of the drought stress to response variability will be emphasized and the generation mechanism of response variability will be in-depth analyzed. In summary, this project can promote the study on response and adaptability of tree growth to climate change at alpine treeline and provide the guidance for regional climate reconstruction and productivity simulation.

西南高山林线是树轮气候重建和全球变化响应研究的理想区域。温度是影响高山林线树木生长的重要气候因子，但气候变暖背景下的降水变化也起着至关重要的作用。本项目以西南高山林线为对象，根据年降水量变化格局设定区域环境梯度，基于树轮气候学方法，使用滑动相关分析、响应函数分析、主成分分析、纵向数据分析等手段，研究林线主要树种树轮-气候响应的时空变异规律，分析变暖突变前后林线树轮温度敏感性的变化；系统分析树种、树龄和年表类型等非环境因素和位点、降水变化、干旱指数变化等环境因素对树轮响应时空变异性的影响，重点研究干旱胁迫对树轮响应时空变异性的作用；深入揭示西南高山林线树轮-气候响应时空变异性的发生机制。本项目有助于促进高山林线树木生长对气候变化的响应和适应研究，并对区域树轮气候重建和生产力预测提供指导。

西南高山林线是树轮气候重建和全球变化响应研究的理想区域。温度是影响高山林线树木生长的重要气候因子，但气候变暖背景下的降水变化也起着至关重要的作用。本项目以西南高山林线为对象，基于树轮气候学方法，使用滑动相关、响应函数、主成分分析等手段，研究了林线主要树种树轮气候响应的时空变异规律，分析变暖突变前后林线树木生长气候关系的变化；对比分析了树种、降水变化、干旱指数变化等因素对树轮响应时空变异性的影响；探讨了西南高山林线树轮气候响应时空变异性的发生机制。. 研究结果表明：林线云杉和冷杉对气候变暖的响应差异显著，云杉对干暖化的适应更强，在云冷杉混生的区域，未来云杉的竞争力加强，这可能影响未来该区森林组成结构变化。尽管温度是林线祁连圆柏和青海云杉生长的主要控制因子，但是降水影响的重要性正在增加。在青藏高原东北部季风区边缘，林线冷杉表现出响应分异现象，表现出明显的响应分化，部分个体生长与温度显著正相关，而部分个体生长与温度显著负相关。在由半湿润转为半干旱的地带，升温突变后林线川西云杉生长依然受夏季温度控制，而鳞皮冷杉生长则受到春季干旱胁迫的影响；若未来气候随着升温出现干暖化，则林线鳞皮冷杉可能会发生响应分异现象。总体来说，近年来夏季变暖促进了青藏高原季风区大多数树木的生长。在西南高山林区，林线更新密度增加实际是一个随海拔变化的空间现象，而不是随时间变化的升温响应；到目前为止不能得出升温导致林线更新密度增加的结论，气候变暖对林线更新的影响还需要长期连续定位监测。上述研究结果促进了西南高山林线研究，并可对区域树轮气候重建和生产力预测提供指导。