青藏高原树木年轮稳定性同位素的气候学研究

	青藏高原树木年轮稳定性同位素的气候学研究
其他题名	Response of tree-ring stable isotopes to climate variability on Tibetan Plateau
	石春明
学位类型	博士
导师	张齐兵
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	青藏高原树木年轮气候稳定性同位素云量
摘要	亚洲夏季季风是亚洲地区水资源的主要来源，支撑了亚洲稠密的人口和快速发展的经济。亚洲夏季季风在时间和空间上有巨大变异性，这种变异性会导致重大旱涝灾害，严重影响着人类的安全和生活。亚洲季风的变异性，尤其是气象观测之前的季风变化历史，一直是古气候学研究的热点问题。在青藏高原的东南部，特别是雅鲁藏布江河谷地区，是亚洲季风的分支——印度季风进入欧亚大陆的主要通道之一。研究该地区的气候变化历史最能反映亚洲季风强度的变化。生长在降水丰沛地点的树木，其树干径向生长对水分条件的响应水平不高，在该地区其它古气候代用指标，如冰芯、石笋、湖泊沉积的研究也很少。所以我们借助一种具有高分辨率和对水分响应敏感的代用指标——树轮稳定性同位素，来研究该地区的季风历史。但是树轮氧18同位素的采样策略仍旧在沿袭树轮碳13同位素的经验，没有人从事过专门的量化研究，该地区树轮氧18同位素对气候的响应模式也不清楚。我们分析了青藏高原东南部树木年轮纤维素δ18O和δ13C重建气候变化的可行性，同时分析了稳定性同位素的树内、树间变异性和年龄趋势。结果表明，δ18O和δ13C的树内变异性可以忽略，它们的树间一致性很高，4棵树就能够建立稳定的δ18O和δ13C序列。与树轮宽度不同，树轮δ18O没有显著的年龄趋势。在该地区，幼树δ13C与月平均气象指数没有显著的相关性。树轮δ18O与夏季降水量，区域云量，和相对湿度显著负相关。陆地同位素模型ORCHIDEE的模拟确认了相对湿度对树轮δ18O的作用，同时也解释了δ13C与气象指数不相关的原因。总的说来，树轮δ18O能稳定的反映气象记录之前的该地区水分变化。基于树轮δ18O对气候响应的稳定性，我们完成了波密地区225年的树轮δ18O序列测量。在有气象记录的时期（1961-2005），树轮δ18O与夏季区域云量显著相关。我们使用LMDZ-iso模型模拟了该地区的降水δ18O，模拟结果支持了树轮δ18O和云量的紧密关系。我们使用树轮δ18O重建了波密地区过去225年的云量变化。观测的云量从20世纪80年代开始上升，这种上升幅度没有超过整个重建云量的变化幅度。20世纪的重建云量比之前的重建云量的平均值和变异性都小。20世纪末重建云量有显著减少的趋势，在青藏高原其它地区使用冰芯重建的同一时期的降水也有减少趋势。我们的云量重建表明19世纪10年代的气候非常异常，正好与1809年的火山爆发和1815年坦博拉火山爆发时间吻合。通过对树轮同位素采样策略的量化研究，我们为将来类似的工作提供了样本量，取样方法的参考，我们最先明确了青藏高原东南部地区林芝云杉树轮氧18的气候学意义，并据此重建了该地区过去225年的云量变化，对了解过去的季风变化历史提供了参考。
页数	83
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11919
专题	植被与环境变化国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	石春明. 青藏高原树木年轮稳定性同位素的气候学研究[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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2011077.pdf（3272KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文