文档介绍：环境地球化学环境地球化学第第1 1页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化二、树轮生长波动与环境变化耦合的研究树木生长既是自然生理作用的结果,又是环境影响的产物。不同年份生长的生理宽度应该是生理作用和环境影响的综合反映。为了更好地提取树轮环境信息,必须重点揭示环境影响的树轮效应,即分辨出树轮变化中受环境条件变化而产生的生长波动。环境地球化学环境地球化学第第2 2页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化 : ρ=[(S —S’)/S’]×100 % S(木材增长量):以生长断面面积表示; S’:模拟曲线上的木材增长量。由上式可知:当ρ为正值时,表示环境因素对木材生长起了促进作用;而ρ为负值时,表示环境因素对木材生长起了抑制作用。环境地球化学环境地球化学第第3 3页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化松木年际生长波动率与环境因素变化对比图 ; ,图中数码为太阳黑子活动周序号; ; d. δ 13 C 变化。环境地球化学环境地球化学第第4 4页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化 (1) 生长波动与太阳黑子的耦合关系新疆托木尔峰地区松木生长波动率与太阳黑子活动周表现出较好耦合关系。该松木生长波动率变化与太阳黑子活动周之间的耦合关系说明了太阳黑子活动变化可能影响着树木生长的变化。环境地球化学环境地球化学第第5 5页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化(2) 生长波动受年均降水量的影响,但具有 2年的滞后期 1959 —1960 、1964 、1968 、1973 、1977 等年份较高的生长波动率分别与 1957 —1958 、1962 、1966 、197l 、 1975 等年份较高的降水量对应;而 1961 、1969 一197l 、 1975 等年份较低的生长波动率分别与 1959 、1967 —1969 、 1973 等年份较低的降水量相对应,但是,这种对应缺乏准确的函数关系。年均降水量对该松木生长波动的影响明显地存在着 2年的滞后期。环境地球化学环境地球化学第第6 6页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化(3) 碳同位素分馏指示的气温变化制约着该松木的生长波动 1940 一1964 年间逐年的生长波动率与δ 13C的线性关系为; δ 13C PDB(‰)=- — ρ(r=-) 虽然这种线性负相关关系显著,但仅局限于该松木生长的旺盛期。在此讨论的线性相关仅是一种统计关系,而非因果关系。然而,不管对δ 13C 的年际变化机理作何解释,大气 C0 2 经光合作用转化为木材碳时的碳同位素分馏效应是肯定的。目前看来,木材中较低的δ 13C 值指示环境较高的温度的可能性是存在的。当气温较高,水分充足时,树木生长较快,呈现出较大的生长波动率。反之,当水分不够充沛,即使较高的气温也未必出现较高的生长波动率;同样,当水分充足,而气温偏低也不可能出现较高的生长波动率。环境地球化学环境地球化学第第7 7页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化三、古冷杉树轮宽度与稳定碳同位素植物纤维素中的 13C/ 12C可以反映其生长期间的气候因素及大气 CO 2浓度变化的信息。年轮宽度与同位素比例之间为反对射关系( anticorrelation) 。渭河古河道发现的木桩全木分析获得的δ 13C H与纤维素分析结果δ之间有明显的相关性,它们之间的相关系数 r= 。δ与年轮宽度指标的相关系数 r=- ,表示相关性很小。这表明,树轮中纤维素及全木的δ 13C值的变化均能反映古气候的变化。同时证实纤维素中δ 13C值与树轮宽度指标之间无相关关系。环境地球化学环境地球化学第第8 8页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化渭河古河道渭河古河道 151 151 年冷杉年冷杉全木及纤维全木及纤维素素δδ 13 13C C值及值及树轮宽度指树轮宽度指示曲线示曲线 R= R=- 环境地球化学环境地球化学第第9 9页页第一节第一节: :树轮研究与气候变化树轮研究与气候变化树轮宽度的变化对同位素的变化是否有影响的问题一直是争论的焦点。对此, Francey 和 Farquhar 提出如下分馏模式: δ 13 Cp =δ 13 Ca 一 — (pi / pa) 式中, δ 13 Cp 为植物纤维素中的δ 13C 值; δ 13 Ca 为植物生长期间大气 C0 2 中的δ 13C 值; pi和 pa 分别