福州鼓山马尾松年轮α-纤维素稳定碳同位素组成及其对气候变化的响应

对采自福建省福州市鼓山的马尾松(Pinus massoniana)年轮样本进行定年,并测定年轮a-纤维素稳定碳同位素组成(613C),通过对1975-2009年共计35年来的年轮δ13C与大气C02浓度及大气温度、降雨量、大气相对湿度、日照、风等气候因子的相关分析,探究马尾松年轮a-纤维素δ13C对气候变化的响应特征。研究结果如下： (1)1975-2009年,马尾松年轮a-纤维素δ13C在-24.73‰—-23.28‰范围内变动,平均值为-23.85‰,其序列总体呈下降趋势。 (2)马尾松年轮α-纤维素613C低频序列与大气C02浓度呈极显著负相关(r=-0.997,P<0.01),表明其对大气CO2浓度变化极为敏感。 (3)马尾松年轮α-纤维素613C高频序列(△δ13C序列)与年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温呈极显著正相关(r分别为0.725,0.696,0.707,P<0.01)；与年平均大气相对湿度呈极显著负相关(r=-0.703,P<0.01)；与年平均日照总时长呈显著负相关(r=-0.362,P<0.05)；与年平均降雨量和年平均风速呈正相关,但相关均不显著。表明马尾松年轮α-纤维素△δ13C序列对各气候因子的变化均有较大响应,但敏感度不一。 (4)将△δ13C序列进行自相关分析,其一阶、二阶、三阶自相关系数分别为：0.840,0.717,0.582,均通过信度为0.01的F显著检验,表明马尾松年轮△δ13C序列对气候因子的响应有较强的“滞后效应”,即△δ13C序列不仅与马尾松当年的生长状况有关,而且与前几年的生长情况亦相关,可见前几年气候要素也间接影响到年轮δ13C。其中,以大气温度和大气相对湿度对“滞后效应”的影响最显著。 (5)逐步回归分析结果表明,前一年年平均温度(X1)、当年春季平均大气相对湿度(X2)和当年日照总时长(X3)3个气候因子是影响马尾松年轮a-纤维素δ13C的主要气候因子,其影响程度为X1>X2>X3,三者累计解释了35年来马尾松年轮δ13C序列77.5%的变化。 (6)由回归分析建立的年轮δ13C(或△δ13C)序列对各影响因子的响应方程,初步重建了大气CO2浓度和前一年年平均气温2个影响年轮δ13C(或△δ13C)序列的主要因子,结果表明,两因子的重建值与实测值吻合度均较好(r分别为0.997和0.727,P<0.01)。