树轮记录的吕梁山北部过去175年来帕尔默干旱指数变化

利用采自吕梁山北部地区的油松样本,建立了过去175年来的树轮宽度年表。相关分析表明:标准年表(STD)与当年5—6月的帕尔默干旱指数(Palmer drought severity index,PDSI)相关性最好,相关系数为0.687(n=50,p0.001)。因此,采用树轮宽度标准年表(STD)序列重建了1829—2003年5—6月的PDSI序列,重建方程的方差解释量达到47.16%。重建序列发现9个偏湿时段,分别为1833—1836年、1845—1851年、1857—1863年、1869—1874年、1882—1887年、1896—1899年、1932—1939年、 1949—1965年、 1975—1985年;10个偏干时段,分别为1829—1832年、1837—1844年、1852—1856年、1864—1868年、1875—1881年、1888—1895年、1900—1931年、1940—1948年、1966—1974年、1986—2003年。同时发现20世纪20年代的严重干旱事件以及20世纪末气候干旱化加重的趋势。空间相关结果显示:重建的PDSI代表了周边大范围的干旱变化,同时,与基于历史文献的干湿指数(DWI)显著相关(p0.002),说明无论是空间还是时间尺度上,重建结果都可以代表吕梁山周边大范围的干旱变化。此外,重建序列与不同定义的东亚夏季风指数都显著相关(p0.02),说明东亚夏季风对研究区的干湿变化具有调制作用。多窗谱分析表明重建序列存在2—7年、12年、13.6年、19.2年、21.6年、26.1年的周期变化,这些周期变化可能与ENSO、太阳活动有关。     

基于油松树轮宽度重建河北青龙过去123年平均相对湿度

相对湿度的研究对理解古气候变化有着重要的科学意义,但是目前国内利用树轮资料重建的历史时期相对湿度变化十分有限。本文利用油松树轮宽度重建了河北青龙地区1890—2012年5—7月的平均相对湿度变化,重建序列的方差解释量为39.1%(减少自由度后为38.0%)。重建序列显示出5个湿润期(1895—1899年,1906—1914年,1924—1926年,1950—1955年,1984—2000年)和5个干旱期(1900—1905年,1917—1921年,1927—1949年,1956—1973年,1975—1981年)。重建序列和观测数据均与邻近研究区的PDSI对应良好,表明该序列具有较强的空间代表性,可以反映河北北部地区的平均相对湿度变化情况。本研究表明研究区相对湿度变化不仅受局地气候控制,还可能受到ENSO影响。     

大别山1846 — 2010年干湿变化记录——来自树轮宽度的证据

中国亚热带地区树轮气候学研究已取得较大进展,但气候重建基本都集中在温度方面,基于树轮宽度的水文气候研究鲜有成果,不利于全面理解亚热带地区历史气候变化特征。本文基于北亚热带大别山地区黄山松树轮宽度年表与气候要素的相关分析,发现树轮宽度指数与上一年4—7月平均相对湿度显著负相关（r=?0.68,p<0.01）。在此基础上,重建了大别山地区1846—2010年4—7月平均相对湿度变化历史。重建序列方差解释量达到46.4%（调整自由度后为45.3%）。在整个重建时段中存在3个湿润期（1891—1903,1905—1921和1950—1993年）和3个干旱期（1868—1890,1922—1934和1994—2005年）。同时,重建序列与采样地周边区域旱涝指数以及天目山的相对湿度重建序列在年代际尺度上高度相关,说明过去165年间中国东南亚热带较大区域范围内的干湿变化在年代际尺度上较为同步。空间分析结果表明重建序列也能够在一定程度上指示研究区及周边较大区域范围内的土壤湿度变化。综上,利用树轮宽度指标重建的大别山的相对湿度变化为研究亚热带地区干湿演化历史提供了参考依据,完善了时间尺度上亚热带地区相对湿度数据,同时也证实了亚热带1990年以后干旱化趋势的出现。     

树轮稳定氧同位素重建东大山过去205年来水汽压变化

对采自河西走廊东大山的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本提取纤维素并测定其稳定氧同位素比率（δ¹⁸O）,建立过去205年来树轮δ¹⁸O年表序列。与观测数据相关分析发现树轮δ¹⁸O年表与周边7—8月平均水汽压具有显著的负相关关系（r=?0.643,n=59,p＜0.001）,因此重建了河西走廊东大山周边过去205年的7—8月平均水汽压变化序列,重建方程方差解释量达41.4%,分段检验表明水汽压重建结果稳定可靠。在重建的205年中,水汽压力偏大阶段有6个,偏低阶段有7个。该重建序列与周边地区的水文气候重建的干湿阶段变化及西北地区极端干旱历史事件具有一定的同步性,并可代表大区域范围水汽压变化,进一步证明了本文重建序列的准确性。空间相关分析结果暗示研究区7—8月水汽主要受亚洲季风影响,同时伴有少量西风水汽传输。     

树轮多指标研究在亚热带古气候重建中的作用——以桂林地区为例

树轮宽度和树轮稳定同位素在古气候重建中具有不同优势,然而在我国亚热带地区,单一树轮指标中往往由于气候信号不足达不到重建要求,从而造成资源浪费,急需找到一种更好的解决办法。本文在前期独立的马尾松树轮宽度和树轮δ~(18)O研究的基础上,采用多元线性回归方法对桂林地区树木生长季水文气候进行模拟重建。重建方程的复相关系数和方差解释量较仅利用单一树轮指标的重建显著提升,且重建值与器测时期的水文气候记录拟合度更好。空间相关分析揭示:利用多指标重建的5—11月平均标准降水蒸散指数在空间上可以代表研究区及周边较大范围内的水文气候变化。本文研究表明了联合多树轮指标在未来桂林地区水文气候重建中的光明前景,也为未来亚热带地区树轮气候重建提供了一个新思路。     

湖南慈利马尾松树轮宽度对气候的响应及1854年以来冬季极端低温重建

利用采自湖南慈利的马尾松树轮样本,建立研究区的标准树轮宽度年表。树轮气候响应分析发现:马尾松径向生长与月最大日降水量在生长季之前部分月份显著负相关(p0.05),在生长季之内部分月份显著正相关(p0.05),与月平均温度、月平均最低温度、月极端最低温度在生长季之前和之内大多月份均显著正相关(p0.05),其中与上一年11月到当年2月(冬季)的平均极端最低温度相关最好(r=0.62,p0.01)。重建了湖南慈利地区1854年以来冬季极端最低温度,重建气温在十年尺度上表现出明显的反"S"型,1854—1916年和1981—2015年处于暖冬时期,1917—1980年处于寒冬时期。此外,共发现29个寒冬年,其中包括3个寒冬时段,分别为1922—1925年、1927—1930年和1953—1960年,其中1953—1960年是自1854年以来最冷的时段。空间相关性分析表明重建序列可以指示我国中东部的冬季低温变化,而冬季低温可能与热带印度洋、西太平洋海温变化异常有关。     

过去300年台湾省耕地面积时空变化重建

作为拓垦过程和人地交互作用显著的代表性区域,对台湾省历史耕地时空变化重建的研究,有利于深化对海峡两岸历史土地变化过程特征、差异和规律的认识。基于历史文献和统计年鉴,以历史人口数据为代用资料,分析了耕地和人口记录特征后,综合采用引用替代、线性内插、隐匿系数修正法、人均耕地系数法和余粮规模检验等方法,估算和订正了近300年来中国台湾省历史耕地的时空变化。结果表明：（1）台湾省耕地总量,由荷据时期的0.91×10⁴ hm²增长到当前的79.30×10⁴ hm²,增加了近86.60倍,阶段特征大体呈先增加后持续减少的态势,清前中期呈平稳低速增长,日据时期呈快速波动增长,国民党治台后中前期呈波动缓慢增长,中后期呈逐步降低态势。（2）百年尺度下,台湾省水田和旱田变化规律存在明显差异;水田规模呈先增加再波动后逐步减少的态势,旱田呈先增加再减少而后逐步增加的态势;1931年以前,旱田比例均高于水田,峰值期高了3%~5%;之后,水田比例超过旱地,居于优势地位,1936—1965年水田比例平均高于旱田22.23%。（3）台湾省的土地垦殖过程具有空间拓展性和区域不平衡性,土地开垦经历了由点到面、由南到北、由西往东的发展过程;台南地区是最先被开垦的区域,其后依次是台中和台北,台东地区是最后才被垦殖的区域;台南地区的垦殖强度一直高于其他地区,最高时达36.71%。（4）HYDE数据集与本文结果均呈逐步上升态势,但两者耕地规模和变化过程差异显著,国际数据集并不能反映近300年来台湾省耕地变化的客观史实。     

基于树轮宽度重建的河南石人山地区1850年以来季节最低温度及20世纪增温（英文）

气候变化影响农业生产和相应的管理活动。中原地区位于我国中部,地域广阔,是我国重要的粮食生产基地。了解这一地区的历史气候变化极为重要。目前我们对这一地区过去几百年气候变化历史的了解主要来自于历史文献记载,缺乏自然地质记录的证据。本研究从河南石人山地区获取了一组油松树轮样本,在树轮宽度和现代气象观测记录统计相关分析的基础上,建立转换方程,重建了石人山地区1850—2011年上年10月至当年6月的平均最低温度。重建对观测温度(1958—2011年)的解释方差达到48.8%。重建中较暖时段有1892—1906年和1995—2011年;较冷期主要发生在1875—1890年、1910—1932年和1967—1980年。石人山地区自20世纪10年代以来持续增温,20世纪80年代以后增温更为显著(重建的10个高温年中9个都出现在1998年之后),表明石人山地区的温度重建结果能够捕捉20世纪以来的全球变暖信号。树轮宽度和温度的正相关关系也表明如果石人山地区未来持续变暖,将为油松的生长创造有利条件。本文重建中的冷暖时段与研究区附近其他地区温度序列中的冷暖时段较为一致,表明我国中部温度变化在较大区域范围内较为同步。空间场分析进一步证实了上述分析。此外,重建温度与全球海温(SST)的空间场分析表明石人山地区温度变化与西太平洋海温、印度洋和北大西洋海温变化密切相关。     

利用黑松树轮δ13C 重建山东塔山地区近七十年来冬春季节的平均气温

对采自山东塔山的黑松(Pinus thunbergii Parl) 树芯样本进行交叉定年后建立树轮稳定碳同位素序列（δ¹³C 序列）。将得到的树轮δ¹³C 序列进行校正以去除大气CO₂的影响,提取其高频部分分析与气候要素的响应关系,发现黑松树轮δ¹³C 的高频序列与对应年份平均气温的响应比对降水量的响应显著。气温和降水对树轮δ¹³C 的影响均有滞后效应,即塔山地区树轮δ¹³C 能记录冬季气候变化。在相关分析基础上用回归方程重建了山东塔山地区近七十年冬春季节（即上年12 月— 当年5 月）的平均气温,分析发现重建序列有明显的冷暖交替上升的变化趋势。     

希夏邦马峰北坡地区夏末降水化学特征探讨

1 997年 8— 9月野外工作期间 ,在希夏邦马峰北坡达索普冰川高海拔区 ( 2 8°33′N ,85°44′E)采集到一批大气降水样品 .样品化学分析结果表明 ,达索普冰川高海拔区夏末降水化学成分中NO3- 浓度最高 ,Mg2 浓度最低 .海盐离子浓度在海洋性气团降水中高于局地大陆性气团降水 .同全球其它偏远地区比较 ,本区夏末降水的主要离子浓度较低 ,与南极和格陵兰冰盖内陆地区雪冰相当 ,表明希夏邦马峰北坡地区夏末大气环境相当“洁净” ,可代表全球偏远地区大气降水的本底状况 .达索普冰川区夏末降水的 pH值 (平均值为 6.0 )和主要离子浓度表明 ,本区夏末大气降水受人类排放污染物的影响很小 ,同时降水的电导率较低而且变化较小 .     

白皮松针叶中几种元素的测定及对北京大气污染状况的评价

通过对北京市区的白皮松(Pinus.bungeanaZucc.ExEndl)不同年龄针叶中Cr,Zn,Pb,Mn,Fe,Cu等重金属元素及元素S质量分数的分析,探讨了它们与北京大气污染之间的关系。结果表明,各元素含量存在着地区和年际的差异:这些元素在重工业区和交通枢纽区的含量明显高于清洁对照区;近年来空气中SO2浓度有所下降,但重金属的污染情况仍不容乐观。研究结果基本上反映了北京地区大气环境质量近几年的变化。      

峨眉山冷杉衰亡与土壤铝活化的关系研究

通过模拟酸雨对峨眉山土壤中活性铝的溶出试验,考察了铝离子溶出量及Ｃａ／Ａｌ比值,并研究其与冷杉生长的关系,研究结果表明,峨眉山土壤中铝离子活化严重,Ｃａ／Ａｌ比值远远小于１,铝中毒是峨眉山酸沉降危害冷杉的重要原因之一。     

西南地区酸雨形成大气化学过程

通过野外观测、实验室实验和数值模拟研究了西南地区酸雨形成大气化学过程.新认识如下:①人为排放引起的酸雨及空气污染,目前尚未明显波及到西藏高原;②在重污染区SO_2污染严重,不管降水云是否酸性或污染,降水总是酸性、受污染的,云下洗脱痕量气体及颗粒物起重要作用,氧化剂是降水酸化的控制剂;③在典型农村地区,降水化学组成依赖于降水云的化学组成,即依赖于云化学,酸化过程中SO_2是控制剂;④该地区主要氧化剂是H_2O_2,高度越高,云水中H_2O_2含量越高;⑤该地区是硫酸型酸雨,硝酸含量有上升趋势,在考虑降水酸度时有机酸贡献不可忽视;⑥降水中很多元素来自颗粒物,颗粒物缓冲参数化并耦合到云下洗脱模型中,大大缩小了观测与数值模拟的降水酸度之差.