第４０卷第１３期２０２０年７月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．４０，Ｎｏ．１３Ｊｕｌ．，２０２０基金项目：中央级公益性科研院所基本科研专项资金项目（ＣＡＦＢＢ２０１８ＺＡ００１）；国家自然科学基金项目（３１４７０７０５）
收稿日期：２０１９⁃１１⁃１５；㊀㊀修订日期：２０２０⁃０４⁃２１
∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｕｎｓｈｊ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
ＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１９１１１５２４３７
雷帅，张劲松，孟平，何子兵，程顺，孙守家．中国北部不同地点樟子松人工林径向生长对气候响应的差异．生态学报，２０２０，４０（１３）：４４７９⁃４４９２．ＬｅｉＳ，ＺｈａｎｇＪＳ，ＭｅｎｇＰ，ＨｅＺＢ，ＣｈｅｎｇＳ，ＳｕｎＳＪ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｇｒｏｗｔｈｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＰｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｃａｔｉｏｎｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２０，４０（１３）：４４７９⁃４４９２．中国北部不同地点樟子松人工林径向生长对气候响应的差异
雷㊀帅１，２，张劲松１，２，孟㊀平１，２，何子兵３，程㊀顺４，孙守家
１，２，∗
１中国林业科学研究院林业研究所／国家林业局林木培育重点实验室，北京㊀１０００９１２南京林业大学南方现代林业协同创新中心，南京㊀２１００３７３内蒙古毛乌素沙地开发整治研究中心，乌审旗㊀０１７３００４河北省塞罕坝机械林场，承德㊀０６８４６６摘要：通过树木年代学方法，测定了毛乌素和塞罕坝相同密度樟子松（Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａ）全木（Ｒｉｎｇｗｏｏｄ，ＲＷ）㊁早材（Ｅａｒｌｙｗｏｏｄ，ＥＷ）和晚材（Ｌａｔｅｗｏｏｄ，ＬＷ）宽度，计算胸高断面积增量（Ｂａｓａｌａｒｅａｉｎｃｒｅｍｅｎｔ，ＢＡＩ），并建立了樟子松年轮宽度年表，分析其对气候响应的差异㊂结果显示，毛乌素（ＭｕＵｓ）樟子松轮宽随树龄呈 升－降 的曲线变化，塞罕坝（Ｓａｉｈａｎｂａ）呈线性下降，两地樟子松ＢＡＩ变化相似，呈 升－降 的曲线变化，ＥＷ占ＲＷ的６５％ ７０％，表明ＥＷ对ＲＷ贡献较大㊂生长期间，毛乌素樟子松早晚材比例保持平稳，塞罕坝ＥＷ／ＲＷ值下降，ＬＷ／ＲＷ值上升，两地干旱事件均使ＬＷ／ＲＷ值下降，ＥＷ／ＲＷ值上升㊂差值年表（Ｒｅｓｉｄｕａｌｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ＲＥＳ）相关性分析显示，毛乌素樟子松径向生长主要与４㊁７月平均降雨，７月标准化降水蒸散发指数（Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ＳＰＥＩ），３㊁８月平均温度及上年１２月和当年３月最低温度呈正相关关系，与上年１１月和当年６月最高温度呈负相关关系㊂塞罕坝樟子松径向生长主要与７㊁８月平均降雨㊁ＳＰ
ＥＩ和最低温度呈正相关关系，与当年３㊁５月最高温度呈负相关关系㊂结构方程模型表明，毛乌素年平均温度和年ＳＰＥＩ对樟子松ＲＷ产生极显著负效应，年平均降雨对ＲＷ产生显著正效应，年平均降雨对ＥＷ产生极显著正效应，年最低温度和年平均温度分别对ＬＷ产生极显著正／负效应㊂塞罕坝樟子松径向生长对其年气象因子响应与毛乌素相似，但有部分差别，塞罕坝年平均降雨对ＬＷ产生极显著负效应，但对ＥＷ未达到显著性水平，且年ＳＰＥＩ对塞罕坝樟子松ＲＷ和ＥＷ产生的干旱胁迫效应明显小于毛乌素㊂
关键词：樟子松；径向生长；差值年表；气候变化
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｇｒｏｗｔｈｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＰｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｃａｔｉｏｎｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ
ＬＥＩＳｈｕａｉ１，２，ＺＨＡＮＧＪｉｎｓｏｎｇ１，２，ＭＥＮＧＰｉｎｇ１，２，ＨＥＺｉｂｉｎｇ３，ＣＨＥＮＧＳｈｕｎ４，ＳＵＮＳｈｏｕｊｉａ１，２，∗
１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒｅｅＢｒｅｅｄｉｎｇａｎｄＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００９１，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＦｏｒｅｓｔｒｙｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ３ＭｕＵｓＳａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＮｅｉｍｅｎｇｇｕ，Ｗｕｓｈｅｎｑｉ０１７３００，Ｃｈｉｎａ４ＳａｉｈａｎｂａＭｅｃｈａｎｉｚｅｄＦｏｒｅｓｔｒｙＣｅｎｔｒｅｏｆＨｅｂｅｉ，Ｃｈｅｎｇｄｅ０６８４６６，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｗｉｄｔｈｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅ（Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａ）ｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｒｅｅｇｒｏｗｔｈｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎ．ＴｈｅｗｉｄｔｈｓｏｆＲｉｎｇｗｏｏｄ（ＲＷ），Ｅａｒｌｙｗｏｏｄ（ＥＷ），ａｎｄＬａｔｅｗｏｏｄ（ＬＷ）ｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅｔｒｅｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｗｏｏｄｄｅｎｓｉｔｙｇｒｏｗｉｎｇａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔａｎｄＳａｉｈａｎｂａＮａｔｉｏｎａｌ
０８４４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀ＦｏｒｅｓｔＰａｒｋｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｆｒｏｍｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｅｓ．ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅｔｒｅｅｓｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｗｅｒ
ｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｂａｓａｌａｒｅａｉｎｃｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｗｉｄｔｈｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｔｒｅｎｄｔｏｉｎｉｔｉａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅａｎｄｔｈｅｒｅａｆｔｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｒｅｅａｇｅ，ｗｈｅｒｅａｓａｔＳａｉｈａｎｂａｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｗｉｄｔｈｓｈｏｗｅｄａｌｉｎｅａｒｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｒｅｅａｇｅｉｎｃｒｅａｓｅ．ＴｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｂａｓａｌａｒｅａｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅｗａｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｒｅｅ⁃ｒｉｎｇｗｉｄｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｓｔｕｄｙｓｉｔｅｓ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆＥＷ（ａｓａｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＲＷ）ｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ６５％ｔｏ７０％ａｔｔｈｅｔｗｏｓｔｕｄｙａｒｅａｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＥＷｍａｄｅａｇｒｅａｔｅｒｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏＲＷｔｈａｎｔｈａｔｃｏｎｆｅｒｒｅｄｂｙＬＷｇｒｏｗｔｈ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｔｈｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＥＷａｎｄＬＷｉｎｔｈｅＲＷｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔｓｈｏｗｅｄｏｎｌｙｓｌｉｇｈｔｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｗｈｅｒｅａｓａｔＳａｉｈａｎｂａｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＥＷｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＬＷｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｔｒｅｅＲＷ．ＴｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＬＷｉｎｔｈｅＲＷｄｅｃｒｅａｓｅｄｄ
ｕｒｉｎｇｔｈｒｅｅｄｒｏｕｇｈｔｅｖｅｎｔｓａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔ．ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒａｄｉａｌｇｒｏｗｔｈｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｉｎｆａｌｌｉｎＡｐｒｉｌａｎｄＪｕｌｙ，ｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（ＳＰＥＩ）ｉｎＪｕｌｙ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎＤｅｃｅｍｂｅｒｏｆｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｙｅａｒａｎｄｉｎＭａｒｃｈｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｙｅａｒ，ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎＭａｒｃｈａｎｄＡｕｇｕｓｔ，ａｎｄｗａｓｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎＮｏｖｅｍｂｅｒａｎｄＪｕｎｅｏｆｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｙｅａｒ．ＴｈｅｒａｄｉａｌｇｒｏｗｔｈｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅａｔＳａｉｈａｎｂａｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｉｎｆａｌｌｉｎＪｕｌｙａｎｄＡｕｇｕｓｔ，ｔｈｅＳＰＥＩ，ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｗａｓｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎＭａｒｃｈａｎｄＭａｙｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｙｅａｒ．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｑｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｎｎｕａｌＳＰＥＩａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃ
ｔｓｏｎＲＷｇｒｏｗｔｈｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅ，ｔｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｒａｉｎｆａｌｌｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｂｏｔｈＥＷａｎｄＲＷｇｒｏｗｔｈ，ａｎｄｔｈｅａｎｎｕａｌｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎＬＷｇｒｏｗｔｈ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｒａｄｉａｌｇｒｏｗｔｈｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅｔｏｔｈｅａｎｎｕａｌｌｙｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｖａｒｉａｂｌｅｓａｔＳａｉｈａｎｂａｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｏｓｅｏｂｓｅｒｖｅｄａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔ，ｂｕｔｓｏｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｎｏｔｅｄ．ＴｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｒａｉｎｆａｌｌｈａｄａｓｔｒｏｎｇｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｏｎＬＷｏｆＳａｉｈａｎｂａ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎＥＷｄｉｄｎｏｔａｔｔａｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．ＴｈｅｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓｅｆｆｅｃｔｏｆａｎｎｕａｌＳＰＥＩｏｎＲＷａｎｄＥＷｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎｐｉｎｅａｔＳａｉｈａｎｂａｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｎＲＷａｎｄＥＷａｔＭｕＵｓＤｅｓｅｒｔ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａ；ｒａｄｉａｌｇｒｏｗｔｈ；ｒｅｓｉｄｕａｌｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ；ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ什么张什么望
根据政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）第五次气候变化评估报告［１］，化石燃料的燃烧导致大气ＣＯ２浓度从２８０μｍｏｌ／ｍｏｌ增加到４００μｍｏｌ／ｍｏｌ，全球地表平均气温从１８８０ ２０１２年升高了０．８５ħ，并将随着温室气体的持续排放而继续升高，这将导致大部分地区极端高温事件持续时间更长㊁发生频率更高，而极端低温事件则相对减少［２］，森林会遭遇越来越严重的干旱㊂环境因子的差异对植物径向生长影响显著，其影响程度取决于气候多变和极端事件的发生频率㊂在干旱和湿润地区，树木生长的限制因子不同，干旱地区树木生长对气候因子的响应强于湿润地区［３］㊂干旱地区树木生长主要受当年夏季降水的影响［４］，夏季降雨比例的增加在一定程度上可以弥补树木由于干旱胁迫等不利因素导致的总增长率的下降［５］，但在中欧较湿润地区上年秋季和当年夏季较低的降水对树木径向生长有显著促进作用［６］，在高纬度㊁高海拔的寒冷地区，温度是其主要限制因子［７］㊂
树木年轮包含了树木历年的气候变化信息，成为追溯树木对过去气候长期变化响应的重要材料［８⁃９］，受到广泛的关注［１０⁃１１］㊂樟子松天然分布于我国呼伦贝尔沙地和大兴安岭北部，在 三北 防护林工程中被大规模引种栽植，具有较强的生态适应性，面积已超过３．０ˑ１０５ｈｍ２㊂作为 三北 地区主要造林树种之一，在经过初期良好的生长后，开始出现大面积衰退现象［１２⁃１３］，因此，对樟子松在不同地区适应性研究非常重要㊂先前对樟子松的研究多集中在同一地点树木径向生长对气候的响应［１４］，例如红花尔基㊁海拉尔等地樟子松生长主要受降雨影响［１５⁃１６
］，大兴安岭㊁漠河㊁永安山等地的树木生长主要受温度驱动［１７⁃１９］，同一地区樟子松生长也会受到小气候差异的影响［２０］，但对不同地点相同密度樟子松对气候的响应关系认识不足，制约了对气候差异下
樟子松人工林生长㊁衰退和更新状况的预测㊂
本研究地点在河北省塞罕坝机械林场和内蒙古鄂尔多斯市毛乌素沙地研究中心，二者环境不同且有相同密度的樟子松林，可消除林内竞争的影响㊂不同地点相同密度樟子松轮宽及胸高断面积增量（Ｂａｓａｌａｒｅａｉｎｃｒｅｍｅｎｔ，ＢＡＩ）的变化是否存在差异？樟子松早材和晚材所占比例变化趋势是否一致？影响樟子松径向生长的主导气象因子是否相同？弄清这些问题对于探求樟子松人工林对气候响应有重要意义㊂因此，本研究利用树木年代学方法对不同地点相同密度的樟子松人工林进行测定，分析其径向生长的差异以及对气候因子的响应，旨在明确：（１）樟子松轮宽及ＢＡＩ的差异性；（２）早材晚材所占比例的变化趋势；（３）影响樟子松径向生长的主导气候因子㊂通过分析樟子松径向生长差异和导致差异的原因，加深对不同地点樟子松适应性的理解，为制定适当的樟子松人工林经营管理理论提供依据㊂
１㊀研究方法
１．１㊀研究区概况
图１为研究区概况图，毛乌素沙地位于鄂尔多斯高原向陕北黄土高原的过渡地区，属于荒漠草原，取样点位于内蒙古鄂尔多斯市乌审旗境内毛乌素沙地整治开发研究中心（３８ʎ５７ᶄ ３９ʎ６１ᶄＮ，１０９ʎ２１ᶄ １０９ʎ１７ᶄＥ，海拔１２８３ｍ，以下简称毛乌素），多年平均气温６．８ħ，降水量３５０ ４００ｍｍ，蒸发量２２００ ２８００ｍｍ，平均风速３．４ｍ／ｓ，无霜期１１３ １５６ｄ，温带大陆性季风气候㊂土壤ＰＨ为８．４４，总碳含量为６．９１ｇ／ｋｇ，总钾含量为０．６８ｇ／ｋｇ，总磷含量为０．４５ｇ／ｋｇ，总氮含量为０．３１ｇ／
ｋｇ㊂
图１㊀实验样地分布图［１３］
Ｆｉｇ．１㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌｏｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
中国五大银行排名塞罕坝位于河北省承德市围场满族蒙古族自治县境内，分为坝上㊁坝下两部分，坝上是内蒙古高原南缘㊂取样点位于坝上塞罕坝机械林场（４１ʎ３５ᶄ ４２ʎ４０ᶄＮ，１１６ʎ３２ᶄ １１８ʎ１４ᶄＥ，海拔１５５３ｍ，以下简称塞罕坝），多年年均气温－１．３ħ，极端高温３３．４ħ，极端低温－４３．３ħ，积雪最长达７个月，降水量４６０．３ｍｍ，无霜期６４ｄ，是典型的半干旱半湿润寒温性大陆季风气候㊂土壤ＰＨ为６．２９，总碳含量为３．０２ｇ／ｋｇ，总钾含量为０．４１ｇ／ｋｇ，总磷含量为０．２ｇ／ｋｇ，总氮含量为０．３２ｇ／ｋｇ㊂
１．２㊀样本采集
在２个取样点分别随机设置２０ｍˑ２０ｍ的樟子松人工林样地，测定密度㊁树高㊁胸径等参数（表１），在树干胸径（１．３ｍ）处，使用生长锥钻取树芯，在每株东⁃西㊁南⁃北方向各取１根，采集完毕后，使用玻璃胶及树木
１８４４㊀１３期㊀㊀㊀雷帅㊀等：中国北部不同地点樟子松人工林径向生长对气候响应的差异㊀邮政储蓄银行利率
创伤修复液将树木创口封住，一个采样点取４０棵树共８０根样芯，树芯采集后将样品及时放入专用取样盒中带回实验室，放置于通风条件下自然晾干㊂
１．３㊀树轮宽度测定及年表建立
先使用低目数砂纸将样品适度打磨，再用高目数的砂纸抛光，使用Ｌｉｎｔａｂ６年轮分析仪（Ｒｉｎｎｔｅｃｈ公司，德国）和ＴＡＳＰ⁃Ｗｉｎ软件测定早晚材年轮宽度，全材轮宽由早晚材求和所得，精确至０．０１ｍｍ，通过折线图法进行交叉定年，并使用ＣＯＦＥＣＨＡ程序检验，以确保定年和测量准确㊂由于样本树龄较短，研究主要集中在树木生长的高频变化上，故应去除树木随年龄增长的生长趋势和其他非一致性扰动导致的非气候信号，而突出其中的气候信号［２１］，利用ＡＲＳＴＡＮ程序建立年表，去趋势方法为负指数函数，该方法可减少树间竞争㊁地形㊁地貌等因素对年表指数拟合的影响，最终得到标准化年表（Ｓｔａｎｄａｒｄｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ＳＴＤ）㊁自回归年表（Ａｒｓｔａｎｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ＡＲＳ）和差值年表（Ｒｅｓｉｄｕａｌｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ＲＥＳ）㊂本研究选用ＲＥＳ进行树木生长与气候间的相关分
析，ＲＥＳ是在ＳＴＤ的基础上，考虑到森林内部树与树的竞争以及可能存在的人类活动导致的树轮宽度序列的低频变化，以及时间序列的自回归模式对ＳＴＤ进行拟合并再次标准化，去掉树木个体特有的前期生理条件对后期生长造成的连续性影响而建立的一种年表，它只含有群体共有的高频变化㊂
以史为鉴
表１㊀样地基本情况统计表
Ｔａｂｌｅ１㊀Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｐｌｏｔｓ
样地
Ｓａｍｐｌｅｐｌｏｔ经纬度
做寿司
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ／ｌａｔｉｔｕｄｅ海拔／ｍ
Ａｌｔｉｔｕｄｅ郁闭度／％
Ｃａｎｏｐｙ
ｄｅｎｓｉｔｙ
平均树高／ｍ
Ａｖｅｒａｇｅ
ｔｒｅｅｈｅｉｇｈｔ
平均胸径／ｃｍ
Ａｖｅｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒ
ａｔｂｒｅａｓｔ
ｈｅｉｇｈｔ（ＤＢＨ）
密度／（株／ｈｍ２）
Ｄｅｎｓｉｔｙ
毛乌素ＭｕＵｓ３８ʎ９１ᶄＮ１０９ʎ１２ᶄＥ１２８３０．６２１１．９ʃ１．３１７．６ʃ１．１７００．０ʃ７
塞罕坝Ｓａｉｈａｎｂａ４２ʎ２３ᶄＮ１１７ʎ１２ᶄＥ１５５３０．５６１６．５ʃ１．５２３．７ʃ１．２７００．０ʃ１０
１．４㊀胸高断面积增量
当树轮宽度相对稳定或变窄时，树木生长量可能继续增大［２２］，为了保留气候条件对树木生长影
响的信息，本文使用ＢＡＩ来评估研究区内樟子松人工林对气候变化的响应，公式如下［２３⁃２４］：
ＢＡＩ＝π（Ｒ２ｎ－Ｒ２ｎ－１）
式中，Ｒ代表树木半径，ｎ表示年轮形成年份㊂
１．５㊀气候数据与干旱指数
气象数据来源于离采样点较近的国家标准气象台站（毛乌素３８ʎ１６ᶄＮ，１０９ʎ４７ᶄＥ，海拔１１５７ｍ；塞罕坝４２ʎ１８ᶄＮ，１１７ʎ２５ᶄＥ，海拔１５４６ｍ），各选取２站点樟子松生长期间的气温㊁降水㊁相对湿度等数据㊂标准化降水蒸散发指数（Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ＳＰＥＩ）采用三参数的Ｌｏｇ⁃Ｌｏｇｉｓｔｉｃ概率密度函数ｆ（ｘ）来描述月降水与月潜在蒸散量差值的变化，得到月水分平衡量的概率分布函数Ｆ（ｘ），经正态标准化处理后获得［２５］㊂根据降水距平百分率㊁ＳＰＥＩ和标准差ｄ指数将干旱划分为５个等级（表２）㊂
表２㊀干旱指数等级划分
Ｔａｂｌｅ２㊀ＳＰＥＩｇｒａｄｅｓｔａｎｄａｒｄｄｉｖｉｄｅｄｆｏｒｄｒｏｕｇｈｔ
等级
Ｇｒａｄｅ类型Ｔｙｐｅ
降水距平百分率
热心英语
Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ａｎｏｍａｌｙｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
标准差ｄ指数
Ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ
ｄｉｎｄｅｘ
标准化降水蒸散发指数
Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ
ｉｎｄｅｘ（ＳＰＥＩ）
１无旱－１５＜Ｐａ－０．３３＜ｄ－０．５＜ＳＰＥＩ
２轻旱－３０＜Ｐａɤ－１５－１．１７＜ｄɤ－０．３３－１．０＜ＳＰＥＩɤ－０．５
３中旱－４０＜Ｐａɤ－３０ｄɤ－１．１７－１．５＜ＳＰＥＩɤ－１．０
４重旱－４５＜Ｐａɤ－４０ －２．０＜ＳＰＥＩɤ－１．５
５特旱Ｐａɤ－４５ ＳＰＥＩɤ－２．０
２８４４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀
１．６㊀数据分析
樟子松树轮生长除受当年气象因子的影响外，还受到上一生长季诸多气候因子的影响，因此进行树轮气候响应分析时的时间跨度为前一年６月份到当年１０月份㊂使用Ｒ软件包 Ｔｒｅｅｃｌｉｍ 分析ＲＥＳ与气候因子的关系［２６］，Ｏｒｉｇｉｎ２０１７绘图，ＡＭＯＳ２０（ＩＢＭ，美国）建立结构方程模型，结构方程模型结果图中，气候因子如平均降雨㊁平均温度等设为原因变量，全材（
Ｒｉｎｇｗｏｏｄ，ＲＷ）㊁早材（Ｅａｒｌｙｗｏｏｄ，ＥＷ）和晚材（Ｌａｔｅｗｏｏｄ，ＬＷ）设为结果变量，在标准化结果中，原因变量到结果变量路径线上的系数代表作用效应的大小㊂
２㊀
结果与分析
图２㊀毛乌素和塞罕坝平均气候趋势图
Ｆｉｇ．２㊀ＡｖｅｒａｇｅｃｌｉｍａｔｅｔｒｅｎｄｃｈａｒｔｏｆＭｕＵｓａｎｄＳａｉｈａｎｂａｓｉｔｅｓ胡萝卜肉丸
２．１㊀气候因子变化
图２为研究区气候变化趋势图，毛乌素多年年均温８．２５ １０．５７ħ，年均降水量约４１０ｍｍ，年均相对湿度４０．１２％ ６２．７３％㊂年ＳＰＥＩ范围－１．８２ ２．０５，波动较大，毛乌素大体属于中 重度干旱，ＳＰＥＩ每１０年上升０．４６，干旱情况在逐渐缓解㊂从月尺度上看，降水主要集中在７ ８月，最高温度出现在７月，相对湿度４月份最低，８月份最高，７月份ＳＰＥＩ最低㊂塞罕坝多年平均温－２．９５ ０．８９ħ，年均降水量约４６５ｍｍ，年均相对湿度５６．７８％ ６６．３８％，年ＳＰＥＩ范围－１．７３ ２．１４，波动较大，总体上塞罕坝大体属于中 轻度干旱，ＳＰＥＩ每十年下降０．００４㊂从月尺度上看，降水主要集中在７ ８月，最高温度出现在７月，相对湿度４月份最低，８月份最高，月ＳＰＥＩ波动较小，达到无旱水平㊂
毛乌素和塞罕坝多年气象数据表明二者存在明显差别，毛乌素降水呈明显上升趋势，每１０年上升约
８．６１ｍｍ，尤其是最近１０年，增加较为明显，塞罕坝降水基本保持稳定㊂毛乌素温度呈明显升高趋势，每１０年约上升０．４０ħ，塞罕坝温度呈不显著上升趋势，每１０年约上升０．２０ħ㊂毛乌素多年均温高于塞罕坝约８ħ左右㊂无偿献血者
３８４４㊀１３期㊀㊀㊀雷帅㊀等：中国北部不同地点樟子松人工林径向生长对气候响应的差异㊀
毛乌素空气相对湿度呈明显下降趋势，每１０年约下降３．４０％，而塞罕坝缓慢升高，每１０年约上升０．５０％㊂毛乌素ＳＰＥＩ呈明显线性升高趋势，干旱情况在逐渐缓解，塞罕坝则相对稳定㊂
２．２㊀樟子松轮宽变化
图３为樟子松年际轮宽变化趋势图，结果显示，２个试验点的轮宽变化趋势明显不同，毛乌素樟子松轮宽呈 升－降 趋势，而塞罕坝呈线性下降趋势㊂毛乌素樟子松ＲＷ㊁ＥＷ和ＬＷ的轮宽变化趋势基本一致，从近３０年的轮宽拟合曲线来看，樟子松ＲＷ㊁ＥＷ和ＬＷ轮宽在１９８９ ２０００年期间上升，轮宽从１９８９年的２．３４㊁１．５１㊁０．８３ｍｍ分别上升到２０００年的３．０２㊁１．９８㊁１．０４ｍｍ，分别增加２９．０６％㊁３１．１３％㊁２５．３１％，２０００ ２０１８年期间下降，２０１８年下降到１．５２㊁１．２７㊁０．２５ｍｍ，分别下降４９．６７％㊁３５．８６％㊁７５．９６％㊂结合气象及轮宽实测数据分析，毛乌素２０００年属于重度干旱，ＲＷ轮宽比１９９９年下降了６．４９％，ＬＷ轮宽下降了２３．３６％，而ＥＷ轮宽上升１６．４５％，
表明樟子松晚材径向生长受当年环境因素影响较大㊂早晚材轮宽百分比图结果显示，毛乌素樟子松早晚材轮宽波动相对较小，ＥＷ／ＲＷ比值范围为５９．６５％ ７１．３６％，均值为６４．２６％，呈微弱下降趋势，３０年约下降０．６４％，ＥＷ／ＲＷ比值范围为２９．３８％ ４１．６４％，均值为３５．７４％，呈微弱上升趋势
㊂
图３㊀毛乌素和塞罕坝樟子松轮宽变化
Ｆｉｇ．３㊀Ｒｉｎｇ⁃ｗｉｄｔｈｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＰｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａｏｆＭｕＵｓａｎｄＳａｉｈａｎｂａｓｉｔｅｓ
ＲＷ：Ｒｉｎｇｗｏｏｄ；ＥＷ：Ｅａｒｌｙｗｏｏｄ；ＬＷ：Ｌａｔｅｗｏｏｄ
塞罕坝樟子松ＲＷ㊁ＥＷ和ＬＷ轮宽呈相似的变化趋势，近４０年的轮宽拟合曲线显示ＲＷ㊁ＥＷ和ＬＷ均呈显著下降趋势（Ｐ＜０．０５），轮宽分别从１９７９年的３．９９㊁２．７３㊁１．２６ｍｍ下降到２０１８年的１．２５㊁０．８１㊁０．４４ｍｍ，分别下降了６８．６７％㊁７０．３３％㊁６５．０８％㊂塞罕坝在２０００年和２００６年属于重度干旱，ＲＷ轮宽比前一年分别下降了６．６０％和１．６３％，ＬＷ轮宽比前一年分别下降了４６．３０％和２７．２７％，而ＥＷ轮宽分别上升９．１３％和１２．４１％㊂
４８４４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀
