腾格里沙漠东南缘昌岭山主要树种对干旱的生态弹性研究

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中文摘要：全球气候正呈现着快速升温和干旱、洪涝等极端气候事件增多的变化特征，这种变化给人类的生存发展以及生态环境，特别是陆地生态系统，带来了严峻的挑战。森林作为陆地生态系统的主体，不仅为现代人类生存提供了重要自然资源，在气候变化、涵养水源、生态环境保护、森林碳汇等方面也发挥着重要作用。随着气候变暖，森林生态系统的生产力状况、物种组成、分布、结构和功能等也受到了一定影响，但这种影响还具有许多不确定性。因此，在这种气候背景下，研究树木生长对气候特别是干旱的响应对于预测未来森林生态系统的发展变化具有重要意义。隶属于祁连山东部的昌岭山，处于东亚季风区的西北边缘地带，与腾格里沙漠北距仅8km，区域内有大量的油松（Pinustabuliformis）、青海云杉（Piceacrassifolia）和祁连圆柏（SabinaprzewalskiiKom）等天然优势针叶树种，它们生长在土壤发育较差的干冷环境，分布海拔较高，树木生长缓慢，对气候变化响应十分敏感。本研究选取腾格里沙漠东南缘昌岭山地区相似气候环境下的油松和青海云杉作为研究对象，依据树轮年代学和树轮生态学基本原理与方法，测定和计算了油松和青海云杉逐年树轮宽度和胸高断面积增量（BAI），并通过建立的树轮宽度年表以及利用相关干旱数据资料识别出的极端干旱事件年份，分析了油松和青海云杉对干旱的抵抗力、恢复力和恢复弹性等生态弹性，最后对比了不同树种对极端干旱事件生态弹性的差异。主要结论如下：（1）油松和青海云杉的平均年径向生长宽度在0.5-3.5mm之间。油松的年径向生长平均值为1.40mm，多年径向生长标准差为0.61mm，青海云杉的年径向生长平均值为1.76mm，多年径向生长标准差为0.77mm，表明青海云杉的年径向生长速度更快，变化幅度更大。过去近160年中，油松和青海云杉的BAI分别以0.07626cm2/a和0.09696cm2/a的速率增加。（2）对比区域气温突变前后，油松和青海云杉年径向生长和BAI变化，结果表明，区域气温突变后（1996-2016年），油松和青海云杉年径向生长量都明显下降，油松年平均生长量从1.26mm/a下降到1.01mm/a，下降了20.04%；青海云杉年平均生长量从1.60mm/a下降到1.03mm/a，下降了35.28%。气温突变前，油松和青海云杉BAI均呈现增加趋势，而气温突变后则出现下降趋势。（3）基于极端干旱事件界定标准，综合利用PDSI序列、兰州旱涝等级以及相关历史文献资料，在1859-2005年间共识别出6个极端干旱事件。在1877-1978年、1926-1930年、1980-1982年、1987年以及1999-2002年这五个极端干旱事件中，油松树木径向生长发生了下降；在1877-1978年、1926-1930年、1980-1982年以及1999-2002年这四个极端干旱事件中，青海云杉树木径向生长发生了显著下降。在大部分极端干旱事件过后，油松和青海云杉树木径向生长均出现了不同程度的回升。（4）通过分析6次极端干旱事件中油松和青海云杉的生态弹性指数发现，在66.67%的极端干旱事件中油松抵抗力指数大于0.75，在50%的极端干旱事件中青海云杉抵抗力指数大于0.75；在33.33%的极端干旱事件中油松和青海云杉恢复力指数大于1.25，且油松的平均恢复力指数大于青海云杉；仅在16.67%的极端干旱事件中油松恢复弹性指数大于1，而青海云杉在33.33%的极端干旱事件中恢复弹性指数大于1。油松较青海云杉对干旱有更强的抵抗力和恢复力，但它们的恢复弹性都较弱，极端干旱事件发生后两个树种径向生长虽有所增加，但并不能很好地恢复到干旱发生前的生长水平。

作者：

董燕

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关键词：

东亚季风区森林生态系统主要树种干旱响应生态弹性

授予学位：

硕士

学科专业：

自然地理学

导师：

贾飞飞

学位年度：

2023

学位授予单位：

辽宁师范大学

语种：

中文

中图分类号：