山西省長治市過去150年森林的生長抑制和釋放歷史

張 啟,閆 明,梁寒雪

1 山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,臨汾 041004 2 中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室,北京 100093 3 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049

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山西省長治市過去150年森林的生長抑制和釋放歷史

張 啟1,閆 明1,梁寒雪2,3,*

1 山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,臨汾 041004 2 中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室,北京 100093 3 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049

森林生長與氣候變化有著緊密的關(guān)系,在全球變暖情形下了解樹木的干擾歷史對準確預(yù)測森林生長的變化具有促進作用。本文選擇山西黃土高原東南部長治地區(qū)保存較好的一個油松(Pinustabuliformis)和兩個白皮松(Pinusbungeana)森林為研究對象,利用樹木年輪學(xué)方法分析了其干擾歷史。結(jié)果表明：黎城縣、平順縣和屯留縣研究地點中年齡最老的樹木分別有227、185、102a；通過計算樹木徑向生長的變化幅度,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)在過去150年中發(fā)生了3次大的生長抑制事件(分別發(fā)生在1873—1877、1925—1930和1994—1997年期間)和5次大的生長釋放事件(分別發(fā)生在1867—1871、1878—1884、1930—1935、1980—1985和1999—2004年期間)。樹木徑向生長與氣象觀測資料的相關(guān)分析顯示,該地區(qū)森林生長在年際尺度上主要與6月份溫度呈負相關(guān)而與4—5月份水分條件呈正相關(guān),揭示了由降水減少或高溫下水分蒸散所帶來的極端干旱事件是導(dǎo)致森林抑制現(xiàn)象的主要原因。這些森林歷史研究結(jié)果對區(qū)域林業(yè)管理具有實踐意義,營林建設(shè)更宜選擇在森林生長釋放時期；經(jīng)歷多次干擾而存留下來的老齡樹具有較強的抗干擾能力和豐富的歷史信息,加強對老齡樹的鑒定與針對性保護可有效維護區(qū)域森林生態(tài)服務(wù)功能。

黃土高原；長治；樹木年輪；生長抑制；生長釋放

干擾事件會對樹木生長產(chǎn)生影響,使樹木表現(xiàn)出生長抑制和釋放兩類不同的生長變化。徑向生長率顯著低于平均生長率的現(xiàn)象稱作生長抑制,而徑向生長率出現(xiàn)快速而持續(xù)增加的現(xiàn)象則被稱作生長釋放[1]。研究樹木生長抑制和釋放的規(guī)律和發(fā)生機制,可以推測過去的干擾歷史,為預(yù)測未來的干擾提供重要的依據(jù),對理解森林生長動態(tài)和森林保護至關(guān)重要。樹木年輪由于能準確記錄年際間的生長變化,具有重建歷史時間長、定年準確、材料廣泛容易獲得的優(yōu)點,所以可以有效地用于研究森林的釋放和抑制歷史[2]。目前國內(nèi)對森林的生長抑制和釋放已有一些相關(guān)研究,在不同的研究中確定生長抑制和釋放的方法存在差異,生長釋放和抑制事件的成因也因地區(qū)、樹種的不同存在不同的解釋[3- 6]。

黃土高原東南部是中國東部季風區(qū)向西部干旱區(qū)的過渡地帶,既是氣候變化敏感區(qū),又是生態(tài)環(huán)境脆弱帶,還是黃河中上游水土保持重點區(qū)域[7]。20世紀以來,這一地區(qū)暖干化趨勢十分明顯,氣象災(zāi)害發(fā)生頻繁,對樹木的生長構(gòu)成極大威脅[8]。森林對于改善環(huán)境,涵養(yǎng)水源,防止水土流失的作用非常重要,保護森林植被是黃土高原治理的治本之策。對該地區(qū)森林生長干擾歷史的研究,有助于了解樹木的生長方式以及森林植被動態(tài)規(guī)律,對森林的保護也有參考意義。然而目前山西黃土高原上的樹木年輪學(xué)研究主要集中在重建過去的氣候變化與樹輪氣候響應(yīng)上[9- 12],對于森林干擾歷史的相關(guān)研究則很少。

山西長治地區(qū)位于黃土高原東南部,是東亞季風影響的邊緣地帶。由于自然氣候變化和人類活動的影響,該地區(qū)的森林受到了嚴重的干擾,森林資源在逐年減少。本文在長治地區(qū)保存較好的一個油松(Pinustabuliformis)和兩個白皮松(Pinusbungeana)森林中采集了樹木年輪樣本,旨在研究以下兩個問題：1)該地區(qū)森林的年齡有多大,在其歷史上經(jīng)歷了哪些抑制和釋放干擾事件？2)造成該地區(qū)森林生長釋放和抑制的因素可能是什么？研究結(jié)果可為林業(yè)部門制定合理的經(jīng)營管理方案,提供森林生長歷史數(shù)據(jù),對該地區(qū)森林的保護也有參考意義。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

長治地區(qū)位于中國山西省東南部,海拔最高處為沁源太岳山2453m,最低處為平順漳河谷380m[13]。長治地區(qū)植被類型多樣,屬于華北暖溫帶闊葉林地帶,植被垂直分布明顯,從下到上依次為：灌叢(或灌草叢)帶、低中山針葉林(或針闊混交林)帶、落葉闊葉林帶、亞高山草甸帶。土壤類型主為褐土、褐土性土、山地草甸土、棕壤[13]。該地區(qū)屬于典型中溫帶半濕潤大陸性季風氣候,全年冬無嚴寒,夏無酷暑,雨熱同季。年平均氣溫在4.9—10.4℃之間。本研究中的氣候數(shù)據(jù)來自長治市氣象站(36.13°N,113.31°E),多年的統(tǒng)計結(jié)果表明該地區(qū)1月份最冷,平均最低氣溫為-6.9℃；7月份最熱,平均最高氣溫為22.5℃。年日照時數(shù)2418—2616h,一般年降水量在537.4—656.7mm,7月最多,為132.2mm,1月最少,為5.5mm,年平均無霜期在156.8—181.9h,年平均風速為1.5—3.0m/s之間[14]。

1.2 樹輪數(shù)據(jù)

圖1 采樣點示意圖Fig.1 The location map of the sampling sites

本研究選取長治地區(qū)保存較好,樹齡相對較長的三個采樣點,分別位于屯留縣紫金山(36.21°N,112.47°E)、平順縣南垴山(36.20°N,113.29°E)、黎城縣廣志山(36.31°N,113.15°E)(圖1)。其中屯留縣位于長治市上黨盆地西緣,屬于太行山系,總土地面積11.9萬hm2,森林覆蓋率28.30%；黎城縣位于長治市東北部,太行山中南段,有林地面積7.68萬hm2,森林覆蓋率達24.05%；平順縣長治市的東部,太行山南端,有林面積94.74萬畝,森林覆蓋率41.6。三個縣城都是山西省園林縣城[15]。采樣于2012年10月底進行,按照國際樹木年輪取樣的標準,我們在3個采樣點選取年齡較老的樹木,在其胸高處(1.3m)沿平行坡向取一根樣芯,共采集到了27棵樹的樣芯。其中黎城縣廣志山油松(Pinustabuliformis)10個樹芯,平順縣南垴山白皮松(Pinusbungeana)11個樹芯,屯留縣紫金山白皮松(Pinusbungeana)6個樹芯。

樣品帶回實驗室后,按照國際樹木年輪分析的基本程序[16],將樣本進行自然干燥、棉線固定、砂紙打磨,然后利用LINTAB樹輪測量儀進行年輪寬度的測量,精度為0.001mm。通過比較不同樹木個體間的年輪序列,鑒別出缺輪、偽輪和測量誤差,使每棵樹上的每個年輪都被確定了其準確的生長年份。然后利用COFECHA[17]程序?qū)徊娑杲Y(jié)果進行了檢查。

樹木年輪寬度序列包含了與年齡有關(guān)的生長趨勢以及樹木間的相互競爭等微環(huán)境所導(dǎo)致的其他信號[18- 19]。為了剔除這些信號,用ARSTAN[20]程序?qū)唽挃?shù)據(jù)去趨勢?？紤]到樣本年齡較短、樣本量較少,而且本研究更加關(guān)注高頻的信息,故選用了步長為16a的樣條函數(shù)來擬合生長趨勢,去掉了周期較長的信號,再用實際年輪寬度值除以對應(yīng)的生長趨勢線的值得到每個樹輪序列的輪寬指數(shù)。

樹木生長變化百分率被認為能夠準確判定生長抑制和釋放事件[21- 22]。采用Nowacki和Abrams的方法計算每個樣本輪寬指數(shù)序列的生長變化百分率[23],本文計算的是5a滑動平均值,即GC%=[(M2-M1)/M1]×100%,其中GC%是生長變化百分率,M1和M2分別是前5a(包括當年)和隨后5a(不包括當年)輪寬指數(shù)的平均值。由于生長釋放和抑制事件是一個連續(xù)多年的樹木生長狀態(tài),為了區(qū)別于個別年份的偶然因素所造成的生長變化對生長釋放和抑制事件檢測的影響。以5a的時間為窗口,對得到的GC%序列中的數(shù)值進行篩選。若5年內(nèi)生長變化率平均值大于0.25,則定義該時期發(fā)生了生長釋放事件；若5年內(nèi)生長變化率平均值小于-0.25,定義該時期為生長抑制事件。為了研究整個區(qū)域森林的徑向生長變化情況,又計算出各個樣點所有樹木每年生長變化百分率的中值,得到各樣點的生長變化百分率序列,并分析了樣點序列間的相關(guān)性來說明不同采樣點樹木徑向生長變化的一致性。同時統(tǒng)計了各點樹木發(fā)生生長抑制和釋放的時間段及樹木個數(shù)來分析其歷史狀況。

本研究使用DendroClim 2002程序[24]分析了各樣點標準年表和氣候因子一階差序列的相關(guān)關(guān)系,以此來進而探討該地區(qū)森林生長在年際尺度上對當?shù)貧夂蜃兓捻憫?yīng)特征。氣候因子選取月平均溫度和月降水量,其中月平均溫度是基于長治氣象觀測站觀測的當月每天的平均氣溫的平均值,月降水量是是指當月每天降水量的總和。氣象數(shù)據(jù)選取公共時間段(1958—2012年),選取前一年10月到當年9月的月平均溫度和月降水量。

2 研究結(jié)果

2.1 樹輪樣本及交叉定年結(jié)果

經(jīng)過交叉定年,獲得了可用于分析的樹輪數(shù)據(jù),COFECHA的檢驗結(jié)果表明定年準確可靠(表1)。其中黎城樣本總體年齡偏大,最大年齡為227a；平順樣本最大年齡為185a；屯留樣本總體年齡相對偏小,最大年齡為102a。各采樣點序列間平均相關(guān)系數(shù)都達到了0.5以上,表明該區(qū)域內(nèi)各點的樹木包含著大量的共同信號。

表1 3個采樣點樹木年輪樣本的統(tǒng)計特征

2.2 樹輪生長變化百分率

經(jīng)計算得到的樹輪生長變化百分率序列如圖2所示,由于黎城1859年和平順1894年以前樣本量都不足3,所以計算結(jié)果分別從1860年和1895作為起始年。結(jié)果顯示3個樣點所有的樹木生長變化百分率的變化趨勢大致是一致的,高生長變化和低生長變化出現(xiàn)的時間段也基本一致。為了研究整體區(qū)域內(nèi)樹輪生長變化的特點,對各采樣點(1915—2007年)生長變化序列在公共時間段內(nèi)進行了相關(guān)分析,相關(guān)系數(shù)均達到了顯著正相關(guān),其中黎城和平順之間的相關(guān)系數(shù)為0.660(P<0.001),黎城和屯留之間的相關(guān)系數(shù)為0.560(P<0.001),平順和屯留之間的相關(guān)系數(shù)為0.564(P<0.001)。

圖2 3個采樣點樹木生長變化百分率情況Fig.2 Percent growth change of the three sampling sites虛線為單個樹木的生長變化百分率,實線為各點所有樹木的生長變化百分率的中值

2.3 生長抑制和釋放事件

從各點樹輪生長變化百分率圖(圖2)及生長抑制和釋放樣本量來看(圖3),黎城所表現(xiàn)出的生長釋放事件年代分布最廣,最早的一次釋放事件出現(xiàn)在1867年,最后一次釋放事件出現(xiàn)在2000年；每10年期間都會有個體發(fā)生釋放,其中個體出現(xiàn)釋放的高峰期主要是5個,分別是1867—1871、1878—1883、1892—1896、1931—1935和1981—1985。平順樣點的樹木生長釋放事件比較集中,幾乎每年都會有個體發(fā)生釋放,但主要有4個高峰期,分別集中在1929—1935、1943—1947、1981—1985和1999—2004年期間；屯留樣點的樹木生長釋放事件主要集中在在1931—1935、1943—1947、1959—1963、1980—1984和2002—2004年間。

黎城樣點的樹木生長抑制事件多集中在1864—1865、1873—1877、1889—1890、1925—1927和1977年期間。平順所表現(xiàn)的抑制大體上呈現(xiàn)出3個高峰:1923—1927、1938—1942和1994—1997年期間。而屯留生長抑制主要在1925—1928、1938—1941和1964—1966年期間。

綜合統(tǒng)計了各點樹木發(fā)生生長抑制和釋放的時間段及樹木個數(shù),發(fā)現(xiàn)該地區(qū)森林在過去一百多年期間出現(xiàn)生長抑制的主要時期有3個,分別是1873—1877、1925—1930和1994—1997年期間；生長釋放事件共有5次,分別發(fā)生在1867—1871、1878—1884、1930—1935、1980—1985和1999—2004年期間。

圖3 各點生長釋放和生長抑制樹木個數(shù)隨時間的變化Fig.3 Number of trees with release and suppression over time in the three sampling sites

2.4 樹輪與氣候要素的相關(guān)分析

3個樣點的標準年表與氣候因子(月平均溫度和月總降水量)的一階差相關(guān)結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出,研究區(qū)域樹輪寬度指數(shù)與月平均溫度的相關(guān)結(jié)果一致性較差。3個樣點只與當年6月份平均溫度都顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為黎城-0.47(n=10,p<0.05)、平順-0.48(n=11,P<0.05)和屯留-0.31(n=6,P<0.05)。其他月份的相關(guān)系數(shù)既有正值也有負值,相關(guān)系數(shù)也比較低。從樹輪與月總降水量的相關(guān)性來看,3個樣點的樹木生長均與當年4—5月份總降水量都達到顯著正相關(guān)。其中與4月份總降水量相關(guān)系數(shù)分別為黎城0.28(n=10,P<0.05)、平順0.36(n=11,P<0.05)、屯留0.43(n=6,P<0.05)；與5月份總降水量分別為黎城0.35(n=10,P<0.05),平順0.32(n=11,P<0.05),屯留0.39(n=6,P<0.05)。

圖4 樹輪徑向生長和氣候因子一階差的相關(guān)關(guān)系Fig.4 Correlation coefficients between the 1st differences of tree ring width chronologies and climate factorsP為上一年月份,C為當年月份,*表示該月份相關(guān)達到95%顯著水平

3 討論

3.1 樹木徑向生長對氣候變化的響應(yīng)

該地區(qū)各點森林生長在年際尺度上與氣候響應(yīng)類似,都對生長季5—6月的平均溫度負相關(guān)和4—5月的降水正相關(guān),其它時期生長對氣候條件的響應(yīng)關(guān)系較弱。在我國黃土高原地區(qū),4—6月是油松開始和快速生長的時期[25],生長季前期過高的溫度加速了樹木的蒸騰量,使樹木體內(nèi)的水分散失過快,限制了樹木的生理代謝活動,不利于樹木的徑向生長,從而導(dǎo)致了較窄的輪寬。在黃土高原的崆峒山[26]、山西蘆芽山[27]、陜西黃龍山[28]等地區(qū)的相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。生長季前期(4—5月)充足的降水能夠使樹木儲存足夠的水分供給生長以及養(yǎng)分的運輸,從而導(dǎo)致了樹木較高的生長量。而到了7—8月份是樹木生長旺盛時期,盡管溫度較高,但長治地區(qū)充足的降水能滿足樹木的生長,此時的溫度和降水都不成為它們生長的限制因子[29]。盡管3個樣點樹木生長都和6月的平均溫度顯著負相關(guān)(n=27,r=-0.31—-0.48,P<0.05),與4—5月的降水顯著正相關(guān)(n=27,r=0.28—0.43,P<0.05),但是對樹輪生長的方差解釋量和其他樹輪氣候?qū)W的研究相比系數(shù)較低,說明局部小環(huán)境對樣地樹木生長也產(chǎn)生了一定的影響。

3.2 森林生長抑制與釋放的特征及解釋

本研究發(fā)現(xiàn)長治地區(qū)森林的釋放與抑制現(xiàn)象在有些時間段上表現(xiàn)出很強的一致性。例如,3個點的樹木在1923—1928年期間都表現(xiàn)較強的生長抑制,之后直到1936年期間,都存在生長釋放的情況。同樣的在1970—1985年間也存在一致的生長變化。這種區(qū)域森林的抑制和釋放現(xiàn)象的一致性,極有可能是由于氣候事件導(dǎo)致的[6]。但是在個別時期也存在微小的差異,平順和屯留的白皮松在1938—1942期間都存在生長抑制,隨后在1943—1947期間都進入快速生長階段,而黎城的油松在此期間少數(shù)樹木表現(xiàn)出類似的生長變化。屯留的白皮松在1956—1957年間生長降低,之后1959—1963發(fā)生了生長釋放事件,而其它兩個地方?jīng)]有明顯的釋放表現(xiàn),這種情況可能是由于樣點微環(huán)境或者樹木自身生長特性的不同所導(dǎo)致的。

將結(jié)果與史料記載和近代有氣象記錄以來氣候相關(guān)的研究進行了對比,以此來分析該地區(qū)生長釋放和抑制產(chǎn)生的原因。本研究發(fā)現(xiàn)黎城樹木在1860—1865以及1873—1877年間均發(fā)生了明顯的生長抑制。根據(jù)史料記載長治地區(qū)1862年發(fā)生了嚴重的干旱事件,同樣的在1875—1878年間的降雨量也非常小[30]。此時,根據(jù)樹輪重建的降水序列顯示山西寧武地區(qū)也處于持續(xù)的干旱時期[31]。3個點樹輪年表在1928—1931年形成極窄年輪及缺失輪,且在1925—1930期間都有生長抑制現(xiàn)象。20世紀20年代末期的旱災(zāi),是中國近代十大災(zāi)荒之一[32],而且多次被樹輪的生長異常檢測到[33,34]。根據(jù)李強等對山西寧武地區(qū)樹輪重建的降水序列顯示該地區(qū)在1901—1930年降水量平均值為399mm,降水量特別少導(dǎo)致持續(xù)的干旱時期[31]。長治地區(qū)20世紀70—90年代除春季降水處于增多趨勢外,夏、秋、冬季降水均處于不同程度的減少趨勢,處于長期干旱時期[35]。黎城樣本在70年代后生長緩慢,表現(xiàn)出較弱的生長抑制。而重建的降水序列也顯示1972年降水量只有324mm,遠遠低于多年平均值的413mm[31]。根據(jù)長治市氣象站的記錄,在1995—2000期間長治地區(qū)的溫度呈持續(xù)上升趨勢,2000年后溫度下降趨于平穩(wěn)。蔡秋芳等對山西呂梁山氣溫變化的研究中發(fā)現(xiàn),1994—2002年的溫度是過去近170年中溫度最高的時段[10]。平順和屯留的白皮松在這個時間段內(nèi)表現(xiàn)出生長抑制現(xiàn)象。持續(xù)異常的高溫會加速地表水分蒸發(fā)與樹木體內(nèi)水分的蒸騰,當溫度恢復(fù)正常水平后,樹木出現(xiàn)釋放事件。3個點生長抑制和釋放與極端氣候事件在時間上的一致性,表明該地區(qū)降水減少或高溫下水分蒸散所帶來的極端干旱是該區(qū)域森林生長抑制的主要原因。

本研究區(qū)域內(nèi)樹齡超過150a的古樹有7棵,其中最大年齡為227a。樹木自身的生理功能也就是光合作用、水分傳導(dǎo)以及耐旱能力等隨著年齡而發(fā)生變化[36]。不同齡級的樹木的抗旱,抗高溫能力也是不同的。對于老齡樹,夏季的水分需要量更多,在水分條件一定的條件下,夏季較高的溫度,加強了蒸騰速率,造成樹木生長的干旱脅迫,因此老齡樹木對夏季氣溫的變化更敏感[37]。能夠經(jīng)歷多次各種干擾而存留下來的老齡樹具有較強的抗干擾能力。老齡樹復(fù)雜的年齡結(jié)構(gòu)常常能反映過去氣候的變化情況,也記錄了該樹種從生到死的總規(guī)律[38]。因此我們要加強對老齡樹的針對性保護以此來保存珍貴的歷史信息,維護區(qū)域森林生態(tài)服務(wù)功能。此外,森林生長釋放時期良好的環(huán)境適宜樹木的生長,營林建設(shè)更宜選擇在此時。

4 結(jié)論與展望

本文利用長治地區(qū)3個縣采樣點的樹輪數(shù)據(jù)計算了樹木生長的生長變化百分率,以此重建了過去150年間森林的生長抑制和釋放歷史,結(jié)果表明該地區(qū)森林在過去150年期間發(fā)生生長釋放和抑制的時間基本上是同步的,但是也存在由于樹種以及微環(huán)境的差異所產(chǎn)生的微小不同,主要有3次大的生長抑制事件和5次大的生長釋放事件。而通過樹木生長與氣候響應(yīng)分析結(jié)果以及其他相關(guān)歷史資料的佐證,表明該地區(qū)森林抑制現(xiàn)象主要是由于極端干旱事件引起的干擾導(dǎo)致的。主要的生長抑制和釋放時間與史料以及其他相關(guān)研究結(jié)果一致,表明本文的研究準確可靠,說明該地區(qū)利用樹輪來研究森林的干擾歷史是可行的。研究結(jié)果還為林業(yè)部門提供了合理的森林經(jīng)營建議,為今后進一步研究整個黃土高原的森林生長干擾歷史,以及群落的更新和保護提供了可供參考的方法。

致謝：感謝中國科學(xué)院植物研究所樹木年輪實驗室提供的樹輪樣本、張齊兵研究員在數(shù)據(jù)分析和論文寫作上的悉心指導(dǎo)、邱紅巖老師對實驗室工作的熱情幫助。

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History of growth suppression and release events in forests in Changzhi Prefecture, Shanxi Province, China

ZHANG Qi1, YAN Ming1, LIANG Hanxue2, 3,*

1CollegeofLifeScience,ShanxiNormalUniversity,Linfen041004,China2StateKeyLaboratoryofVegetationandEnvironmentalChange,InstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Beijing100093,China3UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China

Forest growth is closely associated with climate change, and understanding the history of growth disturbances can help predict potential changes in forest growth caused by global warming. In this study, we utilized dendrochronological methods to study growth release and suppression events of trees in order to reconstruct the disturbance history of forests. A total of 27 samples were collected from onePinustabuliformisforest and twoPinusbungeanaforests in Changzhi Prefecture (southeast of Loess Plateau). After measuring and cross-dating the tree ring width, we found that the oldest trees in the Licheng, Pingshun, and Tunliu sampling sites were 227, 185, and 102 years old, respectively. Percentage of growth change (GC%) was calculated to identify the disturbance events. Growth release was defined as an averageGC% (five years) of more than 0.25, while growth suppression was defined as an averageGC% (five years) of less than-0.25. In this study, the results indicated that in the past 150 years, growth suppression occurred three times (1873—1877, 1925—1930, and 1994—1997), while growth release occurred five times (1867—1871, 1878—1884, 1930—1935, 1980—1985, and 1999—2004). Although the three forests had similarities in their disturbance histories, there were also differences in their spatial and temporal scales. These differences may be caused by the genetic characteristics of the different species and local environmental variations. To further understand the causes of the disturbances, a correlation analysis was performed for the first order difference of the three tree ring width chronologies and the meteorological records. The correlation coefficients showed that forest growth was negatively correlated with June temperature and positively correlated with April—May precipitation. This suggested that the historical growth suppression events might be related to extreme drought events, caused by precipitation reduction or excessive water evapotranspiration, whereas the growth release events might be related to an abundant supply of water. To validate these results, we compared our study with historical records and local paleoclimate studies. The drought events recorded in the historical materials, and reconstructed using other paleoclimate studies reasonably fit our results, which indicates that our study successfully rebuilt the historical growth history and that dendrochronological methods could be used in forest disturbance research in the east edge of the Loess Plateau. This study provided useful information for forestry management. For example, forest plantations should be carried out in moist conditions during the growing season. The old growth trees that survived multiple disturbance events have strong resilience and contain valuable information about historical environmental changes; identifying and protecting old growth trees is important for maintaining efficient and healthy forest ecosystem services.

the Loess Plateau; Changzhi Prefecture; tree ring; growth suppression; growth release

國家自然科學(xué)基金項目(31330015)

2016- 01- 27; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2016- 12- 19

10.5846/stxb201601270193

*通訊作者Corresponding author.E-mail: dtxlhx@163.com

張啟,閆明,梁寒雪.山西省長治市過去150年森林的生長抑制和釋放歷史.生態(tài)學(xué)報,2017,37(9):3115- 3123.

Zhang Q, Yan M, Liang H X.History of growth suppression and release events in forests in Changzhi Prefecture, Shanxi Province, China.Acta Ecologica Sinica,2017,37(9):3115- 3123.