地球环境所揭示我国北亚热带过去200年非夏季水-热配置模式演变及其机制

  我国亚热带地区作为亚洲季风的核心区,全球变暖不仅使其面临干旱威胁,而且持续升温带来的暖冬使非生长季水(降水)-热(温度)条件对树木生长的主导作用日益凸显。但以往研究多关注单一气候要素对树木生长的影响,缺乏对非夏季水-热变化如何影响树木生长的认识。

  中国科学院地球环境研究所极端气候事件及影响(EXCEIS)团队的树轮课题组研究人员以我国北亚热带巴山松为研究对象,借助树轮宽度指标分析确认了区域非夏季(上一年9月到当年5月)水-热配置模式对树木径向生长的限制作用(图1),指出-湿非夏季水-热配置更有利于我国北亚热带低海拔地区树木的径向生长。

  研究发现,在过去200年中,巴山松在1848-1850年、1893-1898年、1907-1915年、1962-1965年和1968-1972年表现为高生长,对应相对冷-湿的水-热配置模式;在1872-1879年、1923-1931年和1990-2003年则表现为低生长,指示相对暖-干的气候状态。研究揭示非夏季水-热配置演变在高频上受ENSO和太阳活动的影响;低频上则受大西洋多年代际振荡(AMO太平洋年代际振荡(PDO的共同影响(图2)主要表现为AMO和PDO通过相位转换协同作用于北亚热带区域非夏季水-热配置的转变,并以此影响树木的长期生长趋势。

   

  图1 树轮宽度STD年表与非夏季气候限制因子(PRP9C5和TmaxP9P12)的关系

  (a)和(c)是温度(TA31-yr)和降水(PRA31-yr)距平序列的31年滑动平均值;(b)和(d)是STD年表与TmaxP9P12(STD-Tmax)和PRP9C5(STD-PR)的31年滑动相关结果

   

  2 不同序列对比

  (a)(b)(f)分别为PDOM、PDORE和AMOPW指数;(c)、(d)、(e)分别为PRP9C5、STD年表和TmaxP9P12的累计距平序列TA、STDA和PRA。细线和粗线分别代表原始值和20年低通滤波

  上述研究成果于2023年1127日在线发表于Trees。中国科学院地球环境研究所张涵玉博士为第一作者,蔡秋芳和刘禹研究员为通讯作者。研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDB40010302、山东省基金LSKJ202203300)和陕西省自然科学基础研究2023-JC-QN-0307)等项目资助。

  全文详见: 

  Zhang HY, Cai QF*, Liu Y*, Ren M, Xie M, Zhou QY. 2023. Non-summer hydrothermal conditions controlling tree growth in north subtropical China are closely related to AMO and PDO. Trees, DOI:10.1007/s00468-023-02467-5.

  文章链接:https://doi.org/10.1007/s00468-023-02467-5