西南高山林区树木生长对气候响应的分异及其驱动机制

It is critical to better understand the divergent tree growth responses to climate change for simulating tree growth, productivity change and regional carbon cycle and reconstructing past climate with tree rings in alpine areas, southwestern China. Temperature is an important climatic factor affecting tree growth in alpine areas, while moisture condition may also plays a crucial role. Under the average annual precipitation environmental gradients and based on dendrochronology methods, such as response function analysis, principal component analysis and redundancy analysis, divergent growth responses of the main tree species to climate change will be studied in alpine areas, southwestern China. Some indexes will be defined to quantify the divergence degree. Meanwhile, the influences of species, age, chronological type, and precipitation and site environmental conditions on tree growth divergence will also be identified. Finally, the comprehensive mechanism of divergent tree growth response to climate change will be investigated with the fixed and random effects model in Longitudinal Data Analysis, and the causes of divergence phenomenon will be discussed in alpine areas of southwestern China. In summary, this project can promote the in-depth analysis of divergence phenomenon, lay a scientific basis for exploring response and adaptability of tree growth to climate change in cold areas, and provide a guidance for regional forest growth simulation and climate reconstruction.

西南高山林区树木生长对气候响应的分异规律研究，对于该区树木生长及生产力模拟、区域碳循环和树轮气候重建都具有极其重要的意义。温度是影响高山林区树木生长的重要气候因子，但水分条件在其中可能也起着至关重要的作用。本研究以西南高山林区主要建群树种为对象，根据年均降水量设定区域环境梯度，基于树木年轮气候学方法，在建立量化响应分异特征指标体系的基础上，使用响应函数分析、主成分分析、冗余分析等方法，研究树木生长对气候响应的分异特征及其空间分布格局；分析树种、树龄和年表类型等非环境因素对响应分异的影响；揭示区域降水梯度和位点环境差异对响应分异的作用机制；利用纵向数据分析的固定效应和随机效应模型，全面分析西南高山林区响应分异的驱动机制，探讨响应分异现象成因。该研究可促进对响应分异现象的深入分析，为寒冷区域树木生长对气候变化的响应和适应性研究提供科学依据，并为区域森林生长模拟和气候重建提供指导。

西南高山林区树木生长气候关系及响应分异规律研究，对于该区生产力预测、区域碳循环模拟和树轮气候重建都具有极其重要的意义。温度是影响高山林区树木生长的重要气候因子，但水分条件在其中可能也起着至关重要的作用。本研究以西南高山林区主要建群树种为对象，系统研究了不同区域环境、不同海拔和坡向、不同树种、不同树龄、不同时间段（升温突变前后）的树木生长气候关系，分析了各类环境和非环境因素对树木生长和响应分异的影响。研究表明：1）不同海拔不同树种对气候的响应不一致，低海拔树木生长主要受春季干旱胁迫影响，铁杉受影响最严重，岷江冷杉次之，紫果云杉受春季干旱胁迫很小；高海拔树木生长主要受生长季温度的影响。多因素方差分析表明，坡向与温度、降水的综合作用是影响紫果云杉径向生长的重要因素。2）在川西马尔康林区，1995年为升温突变点，升温突变前，高、中海拔的岷江冷杉对冬季温度正响应，年轮指数呈缓慢的上升趋势，低海拔岷江柏受温度影响不大，年轮指数上升较快；升温突变后，三海拔树木年轮指数并未随温度的上升而上升，甚至呈下降趋势，表现出响应分异。3）升温后林线岷江冷杉生长气候关系的一致性变差，其中松潘最严重，马尔康次之，米亚罗相对较好。三地林线树木生长主要受生长季温度的影响，最后一时段1983—2012年表现出明显的“响应分异现象”，其中松潘最明显、变化幅度最大，马尔康和米亚罗相对较小。4）不同降水梯度下，降水对祁连圆柏径向生长的限制作用差异不明显，但温度对祁连圆柏径向生长的影响存在显著差异，研究结果并不支持干旱区高山林线树木径向生长主要由水分限制的假说，但是林线处降水量的多少会影响树木生长与温度的关系。这些结果可为寒冷区域树木生长对气候变化的响应和适应性研究提供科学依据，并为区域森林生长模拟和气候重建提供指导。

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