油松树轮记录的1776年以来贺兰山地区气温变化

Tree-ring standardized chronologies are developed by 78 cores collected from the eastern and western Helan Mountain. Statistical analysis shows that both the STD and RES chronologies correlate negatively with the temperature of different periods of early half year, especially with January to August mean （JA） temperature, which means that JA temperature is one of the predominant limiting factors of tree growth in the Helan Mountain. Based on this analysis, we reconstructed JA temperature, and the explained variance is 43.3% （F=21.422, p〈0.001 ）. The comparatively high temperature periods in the reconstruction were： 1805-1818 1828-1857, 1899-1907, 1919-1931 and 1968-1995; and the comparatively low temperatu re periods happened in 1858-1872, 1883-1895 and 1935-1953. Ten-year moving average curve shows three slow uplifting trends： 1766-1853, 1862-1931 and 1944-1995. Each temperature increase was followed by a sudden temperature decrease about 10 years, that is to say, the JA temperature in the Helan Mountain is characterized by slow increase and sudden decrease. The 70- and 10.77-year periodicities detected in the temperature series correspond to the Gleissberg （80-year） and Schwabe （11-year） periodicities of solar activity respectively, the 2.11-2.62 years cycles are considered to be influenced by QBO （Quasi-Biennial-Oscillation） and the local environmental change.     

油松树轮记录的1776年以来贺兰山地区气温变化

利用贺兰山东西坡78个油松树芯样本建立了标准年表,分析发现1~8月平均气温是树木宽度生长的重要限制因子之一,且有明确的树木生理学意义。在此基础上模拟重建了贺兰山地区1776~1999年1~8月平均气温,重建序列的解释方差为43.3% (F = 21.422,p < 0.001)。重建中相对高温的年份有：1805~1818, 1828~1857, 1899~1907, 1919~1931, 1968~1995;相对低温的时段为：1858~1872,1883~1895,1935~1953。重建气温10年滑动曲线表现出3个明显的气温缓慢上升阶段 (1766~1853,1862~1931,1944~1995),每个升温期之后随之而来的是10年左右的快速降温,即贺兰山1~8月气温有缓慢升温而后又快速降温的特点。功率谱分析表明1-8月气温存在70、10.77、2.62、2.19、2.11年的准周期。     

树轮记录的腾格里沙漠东缘1775-2005年降水变化

 利用采自腾格里沙漠东缘的贺兰山油松树轮样本,建立树轮宽度年表。通过相关普查发现,贺兰山油松树轮宽度差值年表与腾格里沙漠东缘当年5月至7月的降水存在显著的正相关,相关系数为0.606（P<0.001）。利用贺兰山北部的树轮宽度差值年表,可较好地重建腾格里沙漠东缘近231 a来当年5月至7月的降水变化,交叉检验表明,降水重建结果稳定可靠。通过与腾格里沙漠南缘地区树轮降水重建序列对比分析,发现腾格里沙漠边缘区的树轮重建降水的干湿阶段变化具有良好的同步性,并对西北地区极端干旱历史事件有良好响应。     

博尔塔拉河流域过去461 a夏季温度的重建和分析

 根据采自天山北坡西段博尔塔拉河流域树木年轮样本,建立了该流域的树木年轮年表序列。通过相关普查得出,该年表与夏季（7-8月）月平均温度存在明显的负相关关系,且具有明确的树木生理学意义。用然布尔萨依（t+2）,铁里门萨依（t+1）和阿合峡特（t+2）三个差值树轮年表可较好地重建该流域461 a来该时段的月平均温度,并通过交叉检验可知所构建的方程是稳定可靠的。通过分析发现,博尔塔拉河流域461 a来夏季月平均温度经历了27个偏暖阶段,存在11 a、12 a、13 a、22 a、27 a、40 a、72 a、93 a、94 a、95 a、146 a和147 a的周期变化； 461 a来博尔塔拉河流域夏季月平均温度序列在1696年、1838年、1842和1962年发生过气温突变。     

Precipitation variability in Hulunbuir,northeastern China since 1829 AD reconstructed from tree-rings and its linkage with remote oceans

Precipitation is the main factor limiting the radial growth of Pinus sylvestris var. mongolica in the Hulunbuir region, northeastern China. We used tree-ring width data to reconstruct precipitation from prior August to current July during the 1829–2009. The reconstruction was verified by the jackknife method, and accounts for 60.49% of the actual precipitation variance during their common period (1951–2009). Over the past 181 years, the climate in the Hulunbuir region has experienced distinct dry–wet alternations at the decadal scale. The Hulunbuir area experienced seven wet periods and seven dry periods, and there was no significant long-term increase or decrease in precipitation. The reconstructed precipitation sequence for Hulunbuir was largely consistent with the precipitation sequence of Helan Mountain and Baiyinaobao in China. Multi-taper method spectral analysis found periodicities of 18.6, 7.2, 4.0, 2.7–2.8, 2.4 and 2.2 years in 0.05 significant level and 10.2, 8.9, 5.0 and 2.0 years at 0.1 significant level. Our reconstructions are significantly correlated with the intensity of the East Asia Summer Monsoon, El Niño/Southern Oscillation, Pacific Decadal Oscillation, Arctic Oscillation and North Atlantic Oscillation.     

贺兰山银川段不同重现期山洪灾害风险与影响区划研究

为评估贺兰山银川段山洪灾害风险程度及其影响,利用高分辨率数字高程模型（DEM）、行政区划、水系和自动气象站历史降水数据,以及居民点、学校、桥梁等社会经济信息资料,采用FloodArea模型模拟与ArcGIS空间叠加统计分析相结合的方法,分析研究了贺兰山银川段不同重现期山洪灾害风险分布特征,及其对人口、土地利用和国内生产总值（GDP）的影响。结果表明：（1）贺兰山银川段10~100 a一遇山洪灾害低、中、高风险区面积分别为109.5~276.3 km²、45.0~231.0 km²、13.4~204.3 km²,同一风险等级的山洪灾害区划面积随着重现期增大呈显著增大趋势。（2）贺兰山10 a和20 a一遇山洪灾害风险区主要位于海拔1 130~1 450 m的山洪沟及其两侧区域,50 a一遇山洪灾害风险区主要集中在山洪沟下游和山前海拔1 130~1 180 m的冲击扇区,100 a一遇山洪灾害风险区覆盖整个山前海拔1 120~1 350 m的区域和冲击扇区。随着重现期增大,贺兰山山洪灾害风险区具有向上游（下游）区域扩展较慢（更快）的显著特征。（3）银川市受贺兰山10 a、20 a、50 a和100 a一遇山洪灾害影响总人口分别为7.30×10⁴人、9.87×10⁴人、1.65×10⁵人和2.39×10⁵人。随着山洪重现期增大,受灾害影响总人口呈显著增加趋势,低、中、高风险区受影响人口增速分别在-12.4%~20.5%、 48.6%~91.8%、163%~300%之间。（4）农田、草地受贺兰山山洪灾害影响最大,二者合计占受影响土地总面积的比例在82.1%~86.9%之间;其次是建设用地和耕地,两者占受影响土地总面积的比例在4.4%~9.1%和1.1%~4.6%之间,是银川市贺兰山山洪灾害防御的重点区域。（5）银川市受贺兰山10 a、20 a、50 a、100 a一遇山洪灾害中、高风险区影响的GDP合计分别为1.12×10⁹元、2.00×10⁹元、4.70×10⁹元、8.74×10⁹元;发生超50 a一遇山洪灾害时,沿山农业和工业产业、基础公共设施等会遭受较大经济损失。     

青海沙利克山祁连圆柏千年树轮宽度序列的变化特征

利用功率谱、奇异谱和小波分析等方法对在青海沙利克山建立的两条祁连圆柏 (Sabi naprzewalskiiKom )千年树轮宽度序列进行了变化特征的分析 ,发现在低频变化上都存在2 0 0年的最显著周期和百年左右的显著周期 ;各种周期存在不同的演变特征 ,2 0 0年周期在15～ 17世纪最为盛行 ,百年左右的周期变化自 18世纪初以来较为突出。 15世纪下半叶是轮宽序列千年来最突出的低值期 ,它主要体现了 2 0 0年周期的变化 ,而 2 0世纪后期的高值区则主要是百年左右周期变化的作用。轮宽序列的低频变化与太阳活动的长期变化之间存在较好的对应关系 ,说明祁连圆柏年轮宽度序列所指示的气候低频变化可能受太阳活动的影响。     

用树轮灰度重建乌孙山北坡4—5月平均最低气温

利用2006年采自新疆伊犁乌孙山北坡3个采点的树轮样本,建立了树轮宽度年表,采用树轮图像分析法进一步建立了3种宽度年表和5种灰度年表。相关分析发现,在所有参数年表中乌孙山北坡3个树轮标准化全轮灰度年表序列与该地区4—5月平均最低气温显著相关,相关系数最大可达-0.552。经多方面检验可知,利用树轮标准化全轮灰度年表重建该地区过去324 a 的4—5月最低气温是可信的。通过对重建最低气温序列进行功率谱分析发现乌孙山北坡4—5月最低气温具有31 a、36 a和48 a的变化准周期;小波分析证实,31~32 a的低频变化周期最为显著,1800年以前,震荡随时间推移逐渐减弱,周期逐渐缩短,19世纪后期震荡加强,进入20世纪,震荡减弱,逐渐趋于稳定。4—5月平均最低气温经历了11高11低的变化阶段。     

祁连山、贺兰山与吕梁山山前冲积扇上的农地对比

不同地区冲积扇上农地发育特征的对比可以揭示环境条件与农地发育的关系。本文以Lansat卫星ETM+遥感影像、DEM和野外考察资料为基础,研究了祁连山、贺兰山与吕梁山三个地区山前冲积扇的地貌特征和扇上农地的发育特征,探讨了影响冲积扇上农地发育的因素。结果表明,吕梁山地区扇上农地比例最高,自扇顶到扇缘均有农地发育,其次为祁连山地区,农地主要发育在一些被黄土覆盖的冲积扇的老扇面上,贺兰山地区冲积扇上农地比例最低,农地多分布在扇缘区域;物质组成是影响冲积扇上农地发育的直接因素;相关性分析表明,祁连山和吕梁山地区冲积扇上的农地发育受黄土沉积过程影响显著,而贺兰山前冲积扇上农地发育更多地受冲积扇地貌过程的影响。     

天山北坡西部树木年轮对气候因子的响应分析及气温重建

利用博尔塔拉蒙古自治州三个采点的树轮宽度年表,通过相关和响应面分析的方法,分析三个树木年轮宽度对气候因子的响应。分析表明,三个年表与博州地区的年平均最低气温和7月降水量呈较显著的正相关,且呈现相同的响应,仅在气温偏低时,三个年表响应不一致。通过分析,选择年最低气温作为重建对象,具有明显的树木生理学意义。利用树轮年表重建了博州1576—2002年的年最低气温,通过逐一剔除检验,发现重建值稳定可靠。在427 a中,存在2~3 a和40~50 a左右的周期性振荡,1631年、1832年 、1920年和1961年左右发生过突变。     

利用树木年轮重建嫩江上游近200 a来1~3月径流量

嫩江是东北地区最重要的河流之一,了解嫩江长期水文变化规律,对嫩江流域林业、农牧业生产具有重要意义。通过对嫩江上游4个地点兴安落叶松（Larix gmelinii）树轮年表与气候水文数据分析,发现4个地点的平均年表与1~3月平均径流量有着极显著关系。因此,基于树轮宽度重建了嫩江上游1804年以来1~3月平均径流量,重建方程解释了43.9%的径流变异,经检验证明重建结果可靠。重建嫩江径流变化表明：1804年以来,嫩江流域上游1~3月份径流经历了6个偏枯和7个偏丰阶段。同时,嫩江上游径流量存在60、4.3~4.0、3.4~3.2、3.1~2.9和2.3 a的变化周期。在19世纪初至20世纪初嫩江1~3月流量的变化幅度较小,而20世纪中后期变化幅度较大。另外,重建结果与黑龙江省历史记载的旱涝时期比较吻合。     

SUMMER TEMPERATURE VARIABILITY IN CENTRAL SCANDINAVIA DURING THE LAST 3600 YEARS

ABSTRACT. A Scots pine ( Pinus sylvestris L.) tree-ring width chronology from Jämtland, in the central Scandinavian Mountains, built from living and sub-fossil wood, covering the period 1632 BC to AD 2002, with a minor gap during AD 887–907, is presented. This is the first multi-millennial tree-ring chronology from the central parts of Fennoscandia. Pine growth in this tree line environment is mainly limited by summer temperatures, and hence the record can be viewed as a temperature proxy. Using the regional curve standardization (RCS) technique, pine-growth variability on short and long time scales was retained and subsequently summer (June–August) temperatures were reconstructed yielding information on temperature variability during the last 3600 years. Several periods with anomalously warm or cold summers were found: 450–550 BC (warm), AD 300–400 (cold), AD 900–1000 (the Medieval Warm Period, warm) and AD 1550–1900 (Little Ice Age, cold). The coldest period was encountered in the fourth century AD and the warmest period 450 to 550 BC. However, the magnitude of these anomalies is uncertain since the replication of trees in the Jämtland record is low during those periods. The twentieth century warming does not stand out as an anomalous feature in the last 3600 years. Two multi-millennial tree-ring chronologies from Swedish and Finnish Lapland, which have previously been used as summer temperature proxies, agree well with the Jämtland record, indicating that the latter is a good proxy of local, but also regional, summer temperature variability.     

贺兰山对银川一次致灾暴雨过程影响的数值模拟

贺兰山是中国西北地区干旱区与半干旱区的重要分界线,但是其地形对某些强降水天气过程的影响并不清楚。本文利用WRFV3.4中尺度数值模式,对2012年7月29-30日发生在银川的罕见大暴雨过程进行了数值模拟,并进行了削平贺兰山的敏感性试验。结果表明:贺兰山地形对其东侧银川地区低层绕流气旋的产生、垂直运动、散度场、水汽通量散度都有促进、加强作用,对此次银川大暴雨的产生起了至关重要的作用; 若将贺兰山削平,在贺兰山以西的腾格里沙漠东部地区低层流场将出现切变辐合,垂直运动、散度场、水汽通量散度加强,会导致该地区降水强度增强、范围扩大。这表明,就该区域某些强降水天气过程而言,贺兰山加强其以东银川地区的降水,而对其以西腾格里沙漠东部的降水产生明显的不利影响。     

贺兰山地区沙尘暴发生次数的变化趋势

通过统计分析贺兰山东、西两侧各6个气象站的沙尘暴观测资料,结果表明,4月和5月分别是贺兰山东、西两侧沙尘暴的高发期,盐池和拐子湖是东、西两侧的高发中心。沙尘暴发生日数的总趋势是减小的,但仍有3个站沙尘暴发生日数有增加的趋势。     

利用树轮图像灰度重建南天山北坡西部初夏温度序列

通过相关普查发现,最大灰度标准化年表与6—7月平均温度存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.588,且具有明确的树木生理学意义。利用阿合牙孜（AHY）次年、乔拉克铁热克（QLK）当年、腊拉散（LLS）当年、琼库什太（QKS）次年的最大灰度标准化年表能够较好地重建南天山北坡西部6—7月平均温度序列,方差解释量达55.2%,并通过交叉检验表明重建结果是稳定可靠。南天山北坡西部地区6—7月平均温度重建序列具有如下特征：①经历了6个偏暖阶段和5个偏冷阶段,且多个阶段与全球变暖有较好的响应;②利用功率谱分析发现11 a、52 a的准周期变化,利用小波分析对周期的时频变化研究发现气温中短周期振荡随时间不断减弱,进入20世纪这种趋势更加明显,同时50~60 a的长周期变化一直存在;③发生了2次明显的突变,其中包括1916年与1935年。     

呼图壁河流域过去313 a春季平均最高气温序列及其特征分析

 根据采自天山北坡中部呼图壁河流域6个采点的树木年轮样本,研制出该流域的树木年轮年表。通过相关普查发现,树轮差值年表与春季（5—6月）平均最高气温存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.505,且具有明确的树木生理学意义。用喀音萨依（t）,喀音萨依（t+1）和希热克久热特（t+1）3个树轮差值年表序列可较好地重建呼图壁河流域313 a来该时段平均最高气温变化,交叉检验表明重建结果稳定可靠。呼图壁河流域313 a来春季平均最高气温重建序列具有如下特征：①经历了7个偏暖阶段和6个偏冷阶段;②存在7~18 a、30 a明显的准周期变化;③在1886年发生过一次明显的突变。     

贺兰山至吉兰泰盐湖的水化学特征及演化规律

在对吉兰泰盐湖南部地下水化学组分特征分析的基础上,利用PHREEQC软件对水文地球化学演化规律进行模拟研究。结果表明,从贺兰山西侧山前到吉兰泰盐湖,水化学类型由HCO-3型过渡到Cl-—SO2-4型、最后变为Cl-型;Ca2+、Mg2+与SO2-4相关分析表明发生石膏溶解出的Ca2+置换了MgCO3中Mg2+,从而产生了CaCO3沉淀的水岩反应,而白云石、石膏、岩盐、CO2(g)的溶解是常量离子增加的物质来源,同时伴有强烈的蒸发浓缩作用及阳离子交换作用。特别是深层地下水具有较高的mNa/Cl值与较低的mCa/Na值,表明发生强烈的阳离子交换作用,这对认识吉兰泰盐湖地区及干旱区沙漠地区水体发生的水岩相互作用与演化机制具有借鉴作用。     

利用树轮重建秦岭地区历史时期 初春温度变化

采用树木年轮气候学方法,利用秦岭地区树轮长年表资料重建秦岭地区历史时期初春温度,表明各气象站点重建序列与器测序列均呈显著的正相关关系,其中重建序列与实测记录的相关系数最高可达0.7以上,其他站的相关系数取值也均接近或超过0.6,说明重建序列能较好地反映秦岭地区的初春温度变化。对重建序列的分析结果表明,近300年来秦岭地区的初春温度变化存在明显的冷暖时段：1715~1740年、1773~1804年和1893~1958年三个时段的初春温度相对较高,持续时间分别为26年、32年和66年;而1741~1772年、1805~1892年、1959~1992年三个时段的初春温度相对较低,持续时间分别为32年、88年和34年,在整体上具有升温快速降温缓慢的特征。重建结果的变化趋势与其他相关研究结果极为一致。但是在20世纪后期,无论是在重建序列还是在器测序列中至少到1992年均未反映出明显的增温趋势。秦岭西部地区初春季节变冷与增暖的幅度均大于秦岭中东部地区。此外,秦岭地区初春温度变化具有100年左右、50~60年、7~8年以及2~3年等准周期变化特征。     

艾比湖胡杨宽度年表建立及其环境意义

  在艾比湖东岸采集了3个样点的胡杨树芯标本,建立了艾比桦和东大桥两个采样点的树轮宽度年表（STD,RES和ARS年表）,年表长度分别为196 a和210 a,并分析了年表的特征。对树轮标准年表与精河气象站的温度、降水量进行的相关分析发现,温度和降水对胡杨年轮宽度生长的影响较小,没有达到显著相关,表明该区域的降水和温度都不是树木生长的主要限制条件。艾比湖湖面面积变化、沙尘暴日数与树轮宽度指数的相关分析表明,艾比湖湖面面积与轮宽指数呈反向变化,而沙尘暴日数与轮宽指数呈显著正相关,特别是精河站年沙尘暴日数与东大桥当年（t）、次年（t＋1）和再次年（t＋2）的标准年表指数的相关系数分别达到0.31、0.61和0.57,且后两项通过了0.01显著性检验,表明二者受到共同环境因素的制约。可能由于东大桥采点位于河道附近,地下水位较高（1.4～2.7 m）,在高湖面时期,与之对应的较高的地下水位反而制约了胡杨的生长,而在湖面较低的年份,地表干燥而裸露,沙尘暴频发,地下水位较低,更适宜胡杨的生长。     

天山北坡东部地区树轮宽度年表特征分析

通过对天山北坡东部地区8个树轮宽度标准化年表的有关参数的对比,证明苏巴什沟与白杨河沟年表包含有较多的气候信息,8个树轮宽度标准化年表的互相关系数平均值达0.530,其中白杨河沟与苏巴什沟年表的相关系数高达0.725。说明所采样本对该区域的气候具有较好的代表性。再将8个树轮宽度标准化年表与附近的奇台县、木垒县两个气象站1961—2007年逐月降水和平均最低气温,及单月降水和单月气温进行相关分析。结果表明,天山东部地区白杨河沟的树轮宽度生长与上年7月至当年6月的降水呈正相关,其相关系数为0.597,显著性水平达0.000006,与当年6月平均最低气温呈负相关,相关系数为-0.437,显著性水平达0.001,上述均具有明确的树木生理学意义。研究还发现,在0.05显著性水平上,8个年表的树轮宽度指数变化以2~3 a的变化准周期最为多见,苏巴什沟、大东沟及白杨河沟年表以11 a准周期多见。就整个地区而言,天山北坡东部地区8个年表中低频气候信息一般多于高频气候信息。