Phản ứng của các rừng cây đường biên vùng đến biến đổi khí hậu: bằng chứng từ cao nguyên Tây Tạng phía đông bắc

Trees - Tập 23 - Trang 1321-1329 - 2009
Keyan Fang1,2, Xiaohua Gou1, Fahu Chen1, Jianfeng Peng1, Rosanne D’Arrigo2, William Wright2, Mai-He Li3,4
1Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems (MOE), Center for Arid Environment and Paleoclimate Research (CAEP), Lanzhou University, Lanzhou, China
2Tree-Ring Lab, Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, New York, USA
3Tree Physiology Division, Swiss Federal Research Institute WSL, Birmensdorf, Switzerland
4Mountain Ecology and Hydrology Unit, Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences, Chengdu, China

Tóm tắt

Chiều rộng đường kính và cấu trúc tuổi của rừng Juniperus przewalskii (tên gọi địa phương: cây tuyết tùng Qilian) đã được phân tích cho bốn địa điểm cây đường biên trên dãy núi Qilian và Anyemaqen, ở phía đông bắc cao nguyên Tây Tạng, nhằm điều tra mối quan hệ của chúng với biến đổi khí hậu. Sự phát triển của cây đường biên trên núi Qilian chủ yếu bị giới hạn bởi nhiệt độ ở băng tần tần số thấp. Tuy nhiên, sự phát triển của cây đường biên trên núi Anyemaqen có sự tương quan cao với nhiệt độ trong mùa sinh trưởng hiện tại ở băng tần tần số cao, và với lượng mưa của mùa sinh trưởng trước đó ở băng tần tần số thấp. Một mô hình tăng trưởng bị căng thẳng do nhiệt độ ở các địa điểm phía tây lạnh hơn và một mô hình tăng trưởng bị căng thẳng do độ ẩm ở các địa điểm cây đường biên phía đông ấm hơn, khô hơn đã được phát hiện. Số lượng cây sống sót ở vùng sinh thái cây đường biên không có sự tương quan rõ ràng với nhiệt độ trước những năm 1900. Một sự gia tăng chưa từng có về số lượng cây trồng trùng khớp với sự ấm lên toàn cầu nhanh chóng sau những năm 1900.

Từ khóa

#cây đường biên #biến đổi khí hậu #cây Juniperus przewalskii #cao nguyên Tây Tạng #nhiệt độ #độ ẩm

Tài liệu tham khảo

Bekker MF (2005) Positive feedback between tree establishment and patterns of subalpine forest advancement, Glacier National Park, Montana, USA. Arc Antarct Alp Res 37(1):97–107 Callaghan TV, Werkman BR, Craford RMM (2002) The tundra–taiga interface and its dynamics: concepts and applications. Ambio Special Rep 12:6–14 Camarero JJ, Gutiérrez E (2004) Pace and pattern of recent tree line dynamics: response of ecotones to climatic variability in the Spanish Pyrenees. Clim Chang 63:181–200 Cook ER (1985) A time-series analysis approach to tree-ring standardization. PhD dissertation, The University of Arizona, Tucson Cook ER, Kairiukstis LA (1990) Methods of dendrochronology: applications in the environmental sciences. Kluwer, Dordrecht Cui H, Liu H, Dai J (2005) Mountain ecology and alpine tree-line research. Science Press, Beijing D’Arrigo R, Wilson R, Jacoby G (2006) On the long-term context for late twentieth century warming. J Geophys Res 111:D03103. doi: 10.1029/2005JD006352 Dai AG, Trenberth KE, Qian T (2004) A global data set of palmer drought severity index for 1870–2002: relationship with soil moisture and effects of surface warming. J Hydrometeorol 5:1117–1130 Dalen L, Hofgaard A (2005) Differential regional treeline dynamics in the Scandes Mountains. Arc Antarct Alp Res 37(3):284–296 Esper J, Schweigruber FH (2004) Large-scale tree-line changes recorded in Siberia. Geophys Res Lett 31:L06202. doi:10.1029/2003GL019178 Fang K, Gou X, Chen F, Yang M, Li J, He M, Zhang Y, Tian Q, Peng J (2009a) Drought variations in the eastern part of Northwest China over the past two centuries: evidence from tree rings. Clim Res 38:129–135 Fang K, Gou X, Delphis FL, Li J, Zhang F, Liu X, He M, Zhang Y, Peng J (2009b) Variations of radial growth patterns in trees along three altitudinal transects in north central China. J IAWA (in press) Fritts HC (1976) Tree ring and climate. Academic Press, London Goldblum D, Rigg LS (2005) Tree growth response to climate change at the deciduous-boreal forest ecotone, Ontario, Canada. Can J For Res 35:2709–2718 Gou X, Chen F, Jacoby G, Cook E, Yang M, Peng J, Zhang Y (2007) Rapid tree growth with respect to the last 400 years in response to climate warming, northeastern Tibetan Plateau. Int J Climatol 27:1497–1503 Harcombe PA (1987) Tree life table. Bioscience 37:557–568 Holloway JL Jr (1958) Smoothing and filtering of time series and space fields. In: Landsberg HE (ed) Advances of geophysics. Academic Press, New York Holmes RL (1983) Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement. Tree Ring Bull 43:69–95 Hughes MK, Funkhouser G (2003) Frequency-dependent climate signal in upper and lower forest border tree rings in the mountains of the great basin. Clim Chang 59:233–244 Körner C (1998) A re-assessment of high elevation treeline positions and the explanation. Oecologia 115:445–459 Körner C (1999) Alpine plant life. Springer, Berlin Körner C, Paulsen J (2004) A world-wide study of high altitude treeline temperatures. J Biogeogr 31:713–732 LaMarche VC (1974) Frequency-dependent relationships between tree-ring series along an ecological gradient and some dendroclimatic implications. Tree Ring Bull 34:1–20 Lavoie C, Payette S (1994) Recent fluctuations of the lichen-spruce forest limite in subarctic Quebec. J Ecol 82:725–734 Leuschner C, Moser G, Bertsch C, Röderstein M, Hertel D (2007) Large altitudinal increase in tree root/shoot ratio in tropical mountain forests of Ecuador. Basic Appl Ecol 8:219–230 Li MH, Yang J (2004) Effects of elevation and microsite on growth of Pinus cembra in the subalpine zone of the Austrian Alps. Ann For Sci 61:319–325 Li MH, Yang J, Kräuchi N (2003) Growth responses of Picea abies and Larix deciduas to elevation in subalpine areas of Tyrol, Austria. Can J For Res 33(4):653–662 Li J, Cook ER, D’Arrigo R, Chen F, Gou X, Peng J, Huang J (2008) Common tree growth anomalies over the northeastern Tibetan Plateau during the last six centuries: Implications for regional moisture change. Global Chang Biol 14:2096–2107 Liang E, Shao X, Hu Y, Lin J (2001) Dendroclimatic evaluation of climate–growth relationships of Meyer spruce (Picea meyeri) on a sandy substrate in semi-arid grassland, north China. Trees Strut Funct 15:230–235 Luckman BH, Kavanagh TA (1998) Documenting the effect of recent climate change at treeline in the Canadian Rockies. In: Beniston Innes JL (ed) The impacts of climate variability on forests. Springer, New York, pp 121–144 Mäkinen H, Nöjd P, Kahle HP (2002) Radial growth variation of Norway spruce across latitudinal and altitudinal gradients in central and northern Europe. For Ecol Manag 171:243–259 Palmer WC (1965) Meteorological drought: Weather Bureau research paper 45. US Department of Commerce, Washington, DC Pederson N, Varner JM, Palik BJ (2008) Canopy disturbance and tree recruitment over two centuries in a managed longleaf pine landscape. For Ecol Manag 254:85–95 Peng J, Gou X, Chen F, Li J, Zhang Y, Fang K (2008) Difference in tree growth responses to climate at the upper treeline: a case study of Qilian juniper in the Anyemaqen Mountains. J Integr Plant Biol 50(8):982–990 Pfeifer K, Kofler W, Oberhuber W (2005) Climate related causes of distinct radial growth reductions in Pinus Cembra during the last 200 years. Veget Hist Archaeobot 14:211–220 Stokes MA, Smiley TL (1968) An introduction to tree ring dating. The University of Chicago Press, Chicago Sveinbjörnsson B, Hofgaard A, Lloyd A (2002) Natural causes of the tundra–taiga boundary. Ambio Special Rep 12:23–29 Takahashi K, Azuma H, Yasue K (2003) Effects of climate on the radial growth of tree species in the upper and lower distribution limits of an altitudinal ecotone on Mount Norikura, Central Japan. Ecol Res 18:549–558 Wang X, Zhang L, Fang J (2004) Geographical differences in alpine timberline and its climatic interpretation in China. Acta Geographia Sinica 59(6):871–879 Wang N, Zhang C, Li G, Cheng H (2005a) Historic desertification process in Hexi corridor, China. Chinese Geogr Sci 15(3):245–253 Wang T, Ren H, Ma K (2005b) Climatic signals in tree ring of Picea schrenkiana along an altitudinal gradient in the central Tianshan Mountains, northwestern China. Trees Strut Funct 19:735–741 Wang T, Zhang Q, Ma K (2006) Treeline dynamics in relation to climatic variability in the central Tianshan Mountains, northwestern China. Glob Ecol Biogeogr 15:406–415 Wigley T, Briffa KR, Jones PD (1984) On the average value of correlated time series, with applications in dendroclimatology and hydrometeorology. J Appl Meteorol 23:201–213 Yang B, Braeuning A, Johnson KR, Shi Y (2002) Temperature variation in China during the last two millennia. Geophys Res Lett 29(9):1324. doi: 10.1029/2001GL014485 Zhou X, Wang Z (1987) Vegetation in Qinghai Province. Qinghai People’s Press, Xining