丁晓东 华建春

摘 要：采用交叉定年、年轮宽度测定和去除生长趋势，建立华北落叶松年轮宽度年表方法，以塞罕坝地区天然林中的主要优势树种华北落叶松为对象，研究年轮宽度和主要气候因子（温度、降水）的相关关系。结果表明：年轮宽度与6—7月平均温度呈负相关，但未达到显著水平;年轮宽度与5—7月平均降水量呈显著正相关。由此可见，塞罕坝地区天然林中华北落叶松的径向生长主要受到降水变化的影响，降雨略增有利于华北落叶松径向生长。

关键词：华北落叶松;气候变化;降水;塞罕坝

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）11-0049-03

Precipitation Influences the Growth of Larix principis-rupprechtii in Saihanba Region， Hebei

DING Xiaodong   HUA Jianchun

（Saihanba Mechanized Forestry Center of Hebei Province， Weichang 068450， China）

Abstract： In order to investigate the effects of climate change on the radial growth of Larix principis-rupprechtii Mayr and predict the future influences of climate change to tree growth，tree-ring chronology was established after cross dated and measurement and detrending. The correlation between ring width and the main climatic factors（temperature and precipitation）was analyzed for Larix principis-rupprechtii. The results were as follows： there was a significant positive correlation between ring width and the month mean temperature of previous February. Ring width was positively significantly correlated to month mean rainfall of current July and month mean rainfall of from May to July. In summary， the radial growth of Larix principis-rupprechtii is mainly controlled by May-July precipitation. Rainfall increasing are beneficial to the radial growth of Larix principis-rupprechtii.

Key words： Larix principis-rupprechtii; Climate change; Precipitation; Saihanba

气候变化是全球变化研究的重要内容之一，其中降水和温度是气候变化包含的2个重要的影响因子[1]。各种气候因子影响树木生长，树木能够将有利或不利的环境条件记录下来[2]。树木径向生长形成的年轮与气候变化密切相关，不同的气候条件（如温度、降水）能影响树木生长，年轮的宽度变化能反映气候变化情况[3]。

华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr）是塞罕坝地区主要的乡土树种，也是重要的造林树种。本研究主要从降水和温度2个方面分析了气候变化对塞罕坝地区华北落叶松径向生长的影響。

1 研究区概况

塞罕坝地处北温带，属寒温带大陆性气候，受大陆和海洋及季风交替的影响，具有明显的气候变化，冬季寒冷而干燥，夏季短暂而湿热，春季多大风，秋季降温急剧，霜冻来得早，平均无霜期98d，最高温度和最大降雨量主要集中在7、8月。土壤以棕色森林土为主，主要树种有华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica Litv.）、云杉（Picea asperata Mast.）、白桦（Betula platyphylla Suk.）等。

2 研究方法

2.1 样本采集、处理和交叉定年

2.1.1 样本的采集 按照国际树木年轮数据库（International Tree-Ring Data Bank，ITRDB）的标准，严格按照树木年代学基本原理，在塞罕坝地区的天然林中（117.47°E，42.47°N，海拔1740m）选取树干通直，无病虫害，无疤痕生长良好，位于林冠层上的华北落叶松优势木。在距离地面1.3m胸高处，用生长锥在胸径部位钻取木芯，钻取时生长锥垂直于树干，避开畸形和凹陷处，保证所取木芯无断裂和破损。每株树木芯2条，共采集塞罕坝地区生长良好且无病虫害华北落叶松优势木24株，木芯48条。

2.1.2 样本处理和交叉定年 树芯取出后放进塑料管，做好编号和记录;室内用白色液体胶和纸质胶带将木芯固定于特制的木芯凹槽中，自然风干。风干后用砂纸打磨，直至在显微镜下能看到光亮清晰的年轮轮廓。将木芯放在显微镜下进行初步定年：每10年点1个实心点，每50年点2个实心点，每100年点3个实心点。用精度为0.01mm LINTAB5完成年轮宽度的测量，用COFECHA程序对测量的样本木芯进行交叉定年检验，以保证定年和测量的准确无误。

2.2 数据处理 选用线性函数和负指数函数计算年表，消除与树木年轮宽度相关的生长趋势。利用软件ARSTAN建立华北落叶松年轮宽度的标准化年表（STD）、残差年表（RES）和自回归年表（ARS）;气象数据主要来自塞罕坝气象观测站，选择塞罕坝气象站1976—2018年月平均温度、月平均降水量的气象数据。使用IBM SPSS Statistics 20.0软件对STD年表和前一年9月到当年9月月平均温度、月平均降水量进行相关分析。

3 结果与分析

3.1 研究区气候状况 由图1可知，塞罕坝地区月平均降水量和月平均温度趋势一致，雨热同期。降水量主要集中于6—8月，占全年总降水量的60%～70%。7月平均降水量为全年最高，达到100mm以上，占全年降水量的20%～30%。塞罕坝地区月平均最高温度集中于6—8月，最高温度出现在7月，达到17℃。

3.2 年表的特征 STD年表的平均敏感度为0.137，标准差（SD）0.291，树间相关系数0.318，信噪比19.249。以上数据都是标准化年表和反应树木生长特征的信息数据，具有一定的代表性和可靠性，体现华北落叶松年轮宽度与气候因子之间具有一定的相关性。经分析，华北落叶松生长分为以下几个阶段：1981—1985年华北落叶松年轮生长速度比较缓慢，1986年后树木生长比较平稳（见图2）。

3.3 年轮宽度与气候因子之间的相关关系 采用前一年9—12月与当年1—9月（一个生长季）的气候数据与STD年表进行相关分析。从图3可以看出，华北落叶松年表与5—6月的平均温度呈现负相关，说明5—6月的高温不利于华北落叶松的生长，然而这种负相关没有达到显著水平。降水量是影响华北落叶松生长的重要因素。从图3华北落叶松年轮宽度表与月平均降水量相关性中，可以分析出塞罕坝地区华北落叶松径向生长与当年7月呈显著正相关，相关系数0.38（P<0.05），其余月份呈现不显著相关性。说明当年7月月平均降水量是影响华北落叶松年轮宽度重要的限制因子。

分析可知：年轮宽度与5—7月平均降水量呈显著相关（r=0.315，P<0.05），与平均温度不成显著相关性。说明5—7月降水促进华北落叶松径向生长。综上所述，降水是影响该地区华北落叶松径向生长的重要因素。

4 讨论与结论

4.1 讨论 本研究结果表明，温度不是影响华北落叶松径向生长的重要因素，降水是影响树木生长的重要因素。塞罕坝地区降水量对华北落叶松年轮宽度的影响主要表现于生长期[4]。年轮宽度与5—7月的平均降水量呈正相关，促进华北落叶松年轮宽度增长。5—7月是树木生长期，高温加快了地表面蒸发和树木的蒸腾作用，散失水分，这时增加降雨，有利于补充土壤中水分，促进根部对水分吸收，增加光合作用原料，加速光合作用，促进树木生长发育。因此，降水增加有利于天然林中华北落叶松生长。

本研究以塞罕坝地区华北落叶松为对象，根据树木年轮学分析了气候变化对华北落叶松径向生长的影響。通过相关分析得出，塞罕坝地区华北落叶松年轮宽度与降水呈显著性相关。华北落叶松生长季节（5—7月）降水增加促进华北落叶松径向生长，进而得出在降水略增的气候条件有利于塞罕坝地区华北落叶松径向生长。

参考文献

[1]张先亮，何兴元，陈振举，等.大兴安岭山地樟子松径向生长对气候变暖的响应——以满归地区为例[J].应用生态学报，2011，22（12）：3101-3108.

[2]王晓春，宋来萍，张远东.大兴安岭北部樟子松树木生长与气候因子的关系[J].植物生态学报，2011，35（3）：294-302.

[3]江东，丁方宇，阎晓曦，等.马尾松年轮宽度年表特征及气候响应的相关性研究[J].资源与生态学报，2017，8（2）：148-153.

[4]陈忠震，石君杰，贾存，等.天然华北落叶松径向生长对气候变化的响应[J].林业资源管理，2019，2（9）：60-66.

[5]范玮熠，王孝安.树木年轮宽度与气候因子的关系研究进展[J].西北植物学报，2004，24（2）：345-351.

[6]常永兴，陈振举，张先亮，等.气候变暖下大兴安岭落叶松径向生长对温度的响应[J].植物生态学报，2017，41（3）：279-289.

[7]白学平.兴安落叶松径向生长对气候响应的滞后性研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2016.

基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目课题“华北落叶松高效培育技术”（2017YFD0600403）。

作者简介：丁晓东（1972—），男，河北围场人，高级工程师，从事林业工作。  收稿日期：2021-12-23