200年气候变化的角度来看,在阿拉斯加内陆白云杉的raybet雷竞技最新反应

最后一次更新在星期二,2023年5月02|raybet雷竞技最新气候变化

约翰格伦·帕特里克Juday Valerie理发师斯科特·鲁普Zasada马丁Wilmking

介绍

最重要的两个生活环境中的生物功能进行持续繁殖和生长。在这一章里,我们研究气候和气候变化的作用的控制因素的增长的一个最重要的和富有成raybet雷竞技最新效的北美针叶林带树种,白云杉(云杉glauca [Moench]沃斯)。因为气候和树木生长之间的关系是如此密切,年轮属性已经被成功运用多年raybet雷竞技最新来作为一个代理来重建过去气候。我们最近重建的19世纪的夏季气温在费尔班克斯基于白云杉年轮特征(理发师等人在出版社)揭示quasi-decadal气候可变性的一个基本模式。raybet雷竞技最新19世纪的价值观在这个重建费尔班克斯夏季气温值相比非常温暖的北方北美的古气候文献发表。在这一章里,我们把我们的温度重建与年轮密度记录北部和阿拉斯加中南部树木生长信号是否在19世纪在这些地区与树木年轮特征一致,鸿运溪附近(BNZ) lte(费尔班克斯西南25公里)表明温暖的气温在19世纪中期。我们也提出一个概念模型的关键限制事件白云杉繁殖和比较一个39种子落在BNZ的记录。最后,我们得出一个径向增长模式从白云杉指数九站在阿拉斯加内陆匹配最近BNZ监测种子作物重大事件期间,和我们确定日期后1800年主要农作物种子白云杉、罕见,可能已经产生。

227年200年的角度来看,气候变化和应对气候和raybet雷竞技最新气候变化北方地区

raybet雷竞技最新北方地区的气候

北方地区的特点是广泛的区域的森林连续分布在欧亚大陆和北美,占地球陆地面积的17%左右(保安族et al . 1992年)。北方地区经常被视为一种气候区相对同质的,但事实上,一个令人惊讶的气候的多样性存在。raybet雷竞技最新在夏天的一天,大陆内部地点在持续的高压系统经验炎热的天气,可以促进广泛的森林火灾经常超过100 kilohectares (K公顷)。夏天每日最高温度冷却到相当程度的海上部分北方地区受气团来自北大西洋,北太平洋,或北极的海洋。降水丰富北方区大多数北欧国家和俄罗斯西部,而中东部西伯利亚雷竞技手机版app经历冬季积雪深度低,因为强大的西伯利亚高抑制沉淀。远东西伯利亚的北方风景和北美西部山区,而中部和西部的大部分的地形西伯利亚和加拿大东部山区。北方山区的特征当地的气候raybet雷竞技最新(Pojar 1996), aspect-controlled不同森林类型(维里克et al . 1986年),和一个更不规则边界森林和苔原(图12.1)。从地形上复杂的景观的阿拉斯加,加拿大西北部,西伯利亚中部和东北部,降水的限制森林生长,所以自然草原景观的一部分。降水在BNZ受太平洋季风和达到不同的最大的夏末。其他地区的北方森林地区,全年降水更均匀地分布,甚至达到冬季最大。所有这一切都必须考虑地区气候变化作为一个基本的背景在考虑颞可变性和北方森林生态反应。

两大洲,北部和南部边界的北方区是一致的在同一纬度从东到西。冰岛低压和阿留申低压转移风暴跟踪和用平流输送相对温和的气团向北方法欧亚大陆和北美大陆的西部边缘,分别。结果,北方森林地带位于大大北部在北欧国家和北美西部大陆的中心。雷竞技手机版app相比之下,极低的冷空气向南流动遵循一个持久路径沿着两大洲的东部地区,北方森林带,因此,达到最南端的限制。从本质上讲,所有的北方森林在阿拉斯加北部60°N,和几乎所有的北方森林加拿大东部南部60°N(图12.1)。北方森林地区是特别容易受到气候变化,因为小变化在这些关键特征的大气环流可以加强热空气平流到这个自然寒冷地区或增强冷空气向南穿过的分布地区。

图12.1分布北美的北方森林。注意向南萧条的北部和南部的森林在加拿大东部,在阿拉斯加和向北扩展的边界。北美西部与山地地形复杂和不规则的森林边界。

raybet雷竞技最新BNZ的气候

BNZ lte代表阿拉斯加内陆北方森林(图12.2)和由两个站点,Caribou-Poker小溪研究流域森林和财运溪实验。本章所有后续引用BNZ参考鸿运溪网站(图12.2 b, C)。阿拉斯加内陆复杂的自然地理学是一个定义良好的地区,由布鲁克斯山脉分隔在北方,南方的阿拉斯加山脉。该地区基本上涵盖了阿拉斯加内陆地区63至67°n从育空地区在141°W向西延伸到白令海气候边界约为155°W,降水量超过400毫米(爱德华兹et al . 2001年)。该地区由两个大,地势低洼的构造盆地,塔纳纳河河谷和育空公寓,由高地海拔500 - 1000米。大陆地区气候寒冷,意味着-raybet雷竞技最新20°C或冷1月和7月是15 - 20°C,取决于在该地区海拔高度和位置。

布鲁克斯和阿拉斯加山脉作为地形障碍来的潮湿空气从周围的海洋。因此,阿拉斯加内陆半干旱,年降雨量从400 < 200 mm(帕特里克和黑色1968)。降水通常拒绝东部和受地形的影响较大(爱德华兹et al . 2001年)。约60%的年降水量下降是夏雨。因为阿拉斯加内陆中部的年降水量较低,通常是温暖的夏天,降水赤字(超过潜在蒸散在降水)发展。降水赤字计算值在阿拉斯加包括9.5厘米在中央布鲁克斯山脉的甲壳虫,在费尔班克斯,18.8厘米和28.9厘米育空河堡(屠宰和维里克1986)。

图12.2 (A)在阿拉斯加的北方森林的分布。位置1 =阿拉斯加中南部(理查森堡)年轮样本网站。2 = BNZ位置。位置3 =布鲁克斯山脉林线示例站点。(B)的位置树木年轮样本网站和华东BNZ阿拉斯加。(C)的细节年轮示例站点附近的费尔班克斯和BNZ。

因为它的高纬度地区位置北极圈以南,BNZ经历几乎连续的日光在夏至,和短白天(最低3小时42分钟)只有几度的冬天太阳仰角。BNZ位于塔纳纳河山谷,一个广泛的低海拔(海拔133米)低地立即位于北部的阿拉斯加山脉和南Yukon-Tanana阿拉斯加中部高地(图12.2摄氏度)。BNZ从岛屿和塔纳纳河河的北岸的波峰丘陵或低山的第一范围向北(440美国手语)。布鲁克斯山脉的海拔的壁垒和阿拉斯加山脉山脉周围BNZ转移或征服温暖和寒冷的空气质量的直接冲突,导致温和的风和混合时间与小气团。

raybet雷竞技最新在阿拉斯加气候记录相对稀疏;大多数日期不早于20世纪中叶。最古老的连续记录从阿拉斯加内陆是结合大学实验站(问题)和费尔班克斯机场数据(Juday 1984)。费尔班克斯趋势数据的高度代表北方森林在阿拉斯加内陆地区(理发师et al . 2000年)。仪器记录期间(1906 - 2000)的结合问题/费尔班克斯(以下费尔班克斯),年平均温度平均为-3.1°C。费尔班克斯7月平均温度为16.3°C期间的记录,和年降水量平均282毫米。30年的平均水平(1950 - 1979)的温度单位(GDD)基于5°C阈值在费尔班克斯1075(维里克et al . 1986年)。24年期间1973 - 1997,GDD在费尔班克斯国际机场站增加了10.9%在过去的24年(1949 - 1972)(Juday et al . 1998年)。

三个非永久性的中心的大气环流对阿拉斯加内陆的天气很重要:(1)阿留申低压,坐落在北太平洋和发生时间的25%,使其成为占主导地位的影响阿拉斯加湾(陆地和海斯特1980年);(2)东太平洋高压系统,存在在加州海岸和加利福尼亚半岛;和(3)西伯利亚高压系统位于亚洲东部。阿留申低压的位置移动从白令海偏西风为主到阿拉斯加湾8月和12月之间。今年1月,阿留申低压移动到阿留申群岛西部,慢慢消散到7月(最喜欢的et al . 1976年)。向北东太平洋高压达到最大的强度和位置从6月到8月。它占据大部分的北太平洋,包括阿拉斯加湾(最喜欢的et al . 1976年)。西伯利亚高与一个巨大的游泳池非常寒冷的冬天的空气在东亚和阿拉斯加北部,1月份达到最大强度。根深蒂固的时候,会向南的转变阿留申风暴跟踪和增加在寒冷的风从北方吹来的西方阿拉斯加湾(威尔逊和陆路1986)。

阿拉斯加内陆有两个截然不同的夏季环流模式明显年际气候的记录。raybet雷竞技最新在二十世纪,夏天在阿拉斯加内陆气候交替冷/潮湿和温暖/干燥天气比长期平均(爱德华兹raybet雷竞技最新et al . 2001;模拟et al . 1998年)。寒冷的天气模式/湿润的条件是由东亚槽的向东转移,集中在东亚,一个上层喷雾式特征,比正常的太平洋副热带高压。向东转移和副热带高压的增强提高风暴包含的频率来的潮湿空气进入内陆盆地的西南部,唯一的一个主要方向自由地形障碍。高压岭位于阿拉斯加北部,东北部产生温暖的天气模式/干燥条件。高中心带来晴朗的天空和温暖干燥的空气从东大陆的季节最大表面加热从北极圈附近的日照时间长。-表面压力高度异常/加拿大的育空地区和西伯利亚北部代表西北转变的平均压力系统。太平洋副热带高压位于阿拉斯加南部的软弱在这种制度下,导致简化从西方的潮湿的空气流动。持续阻塞岭条件直接与时间相关的广泛的野火在西方北美针叶林带约翰逊(1992)。

的意思是夏天(五月到八月)温度费尔班克斯在几个方面是高度可变的(图12.3)。平滑的意思是夏天温度记录显示明显quasi-decadal循环周期的高点和低点的二十世纪交替定期每7到8年(图12.3)。光谱分析的结果(1800 - 1996)的时间越长,高度相关重建夏天温度系列稍后讨论。变异系数(公正)夏季气温在1906 - 2000年期间为7.99,表明高可变性。1976 - 1977年的政权转移,明显在阿拉斯加和北太平洋地区的北美(Ebbesmeyer et al . 1990),代表最重要的长期变化期间的记录。政权转变后,持续温暖以年平均温度水平(垫),冬季平均温度,和夏季平均温度增加到一个新的水平在20世纪以前未见在阿拉斯加(Juday 1984;Juday et al . 1998年)。的意思是夏天温度转变后的20年(1977 - 1996)是14.15°C,增加了0.52°C相比20年前。转变后的1977 - 1996的意思是夏天温度是1.46°C的温暖比20年最冷的时间间隔(1922 - 1941)。最温暖的意思是夏天温度(15.83°C)发生在1990年后的转变。 The coldest mean summer temperature (10.40°C) occurred in 1922. The 5.43°C difference between the warmest and coldest summers is so large that it represents a considerable challenge for the dominant plants to have a set of adaptive traits able to cope with such divergent conditions.

费尔班克斯平滑增长一年降水记录(October-September)也显示一个标志quasi-decadal周期性(图12.3)。温度循环的峰值的趋势发生的低谷降水周期强烈的表达倾向于气候保持凉爽或冷/湿模式与温暖或热/干燥模式。raybet雷竞技最新不过,费尔班克斯降水的长期趋势是不如温度变量。几年的大雪发生在1990年代初,否则年降水量相比略有减少20世纪末本世纪早期和中间部分。阿拉斯加内陆其他电视台如甲壳虫和麦格拉思也显示变化不大,虽然一些沿海阿拉斯加北部站经历了降水的增加。

温度没有并发增加降水增加意味着有效水分降低。从1912年到1968年,气候又酷又湿的主要模式和相对湿度盈余,打破只有短暂的温暖和干燥机间隔(图raybet雷竞技最新12.3)。酷/湿期平均持续了9年(分钟。6年,马克斯。14年)。过渡时期从1951年到1970年,平均降水和温度长期均值附近,虽然弱周期存在(图12.3)。1970年代中期之后,气候转向一个炎热和干raybet雷竞技最新燥方式的特点是强烈的相对湿度赤字(图12.3)(理发师et al . 2000年)。

图12.3 (A)规范化五月到八月平均温度和生长一年(October-September)降水期间记录在费尔班克斯,阿拉斯加。值是5年滑动平均的平滑。水平线表示长期平均温度和降水。期高于长期平均降水和低于平均夏季温度(相对湿度盈余)所示光阴影。期高于长期平均夏季温度和低于平均降水(相对湿度赤字)是由黑暗阴影表示。夏天温度制度的定义(见图12.5)。年的已知(固体)或推断(虚线)高白云杉种子作物由竖线表示。(B)种子下降指数相比,径向增长热潮溪虚张声势(BCB),种子秋天收集附近的站点。种子下降指数= 1 +规范化(减法方法)原始种子数量从种子陷阱。UP1A记录始于1957年,结束于1982年; the stand was killed in the 1983 Rosie Creek Fire. The UP3A seed fall record began in 1968 and continued until 1983, then again from 1987 to the present. During the period of overlap, the mean of seed counts at both sites is used. The five major seed crop years are highlighted. Solid line with circles represents ring-width index (normalized and detrended radial growth). Note the steep 1-year declines in radial growth during years of major seed crops.

233年200年的角度来看,气候变化和应对气候变raybet雷竞技最新化和增长的白色云杉

生态白云杉

白云杉是主要的森林覆盖,占据1210万公顷在阿拉斯加或大约26%的北方森林(Labau和van他1990)。白色云杉林的近280万公顷(约23%的白人spruce-dominated站)符合美国农业部林务局的标准商业生产森林。白色spruce-dominated生态系统的两种主要类型是泛滥平原和高地(维里克et al . 1986年)。白色spruce-dominated漫滩站尤其广泛沿着宽阔的加积大的河流和冲积平原转移(河流沉积物形成的相对高程上升因为河床)美联储冰川融水如育空,奴斯和塔纳纳河(范克里夫et al . 1993年)。BNZ的重点研究项目的大部分历史上包括直接观察、测量和实验的主要连续性表面塔纳纳河河泛滥平原,包括连续性白云杉末(例如,范克里夫和维里克1981;Yarie et al . 1998年)。然而,冰川漫滩白云杉径向生长通常并不在统计上显著的相关水平费尔班克斯气温和降水;因此本章的重点是在非常不同的高地白云杉BNZ和类似网站的站在阿拉斯加内陆(图12.2)。

高地是由白云杉广泛分布在山谷,山坡,山地景观。白云杉通常出现在至少小金额在大多数高地森林群落类型,甚至在网站上不占主导地位,除了permafrost-dominated网站(维里克et al . 1992年)。白云杉是重要的,如果不是主导,阿拉斯加内陆大部分地区林线物种在布鲁克斯山脉,阿拉斯加山脉和高原之间(Juday et al . 1999;维里克1979)。在很大程度上主要树种的分布在大多数森林社区在阿拉斯加内陆的火(Dyrness et al . 1986年)。阿拉斯加内陆北方森林似乎适应stand-replacement扰动系统。通常,连续在阿拉斯加内陆导致烧毁白云杉网站重建白云杉主导地位在150到300年(富特1983)。

raybet雷竞技最新气候重建和树木年轮特征

树的年轮包含了大量的信息影响树木的生长和健康的条件(Fritts 1976)。虽然年轮密度测量是熟悉,新技术可以测量其他树木年轮的属性,如x射线微(雅各布et al . 1988年)和稳定同位素分析(莱维特和了1992),探索最近才对它们所包含的信息。树木年轮的可靠指标的状态树的健康和活力,以及产物的积累速率的直接测量站管理的森林产品(Nyland 1996)。大的树木年轮只在最适生长条件下是可能的,虽然小树木年轮因多种潜在的压力条件。

北方针叶林最大latewood密度增加,当湿度应力在中期到后期生长季节是伟大的(达瑞格et al . 1992年)。最大latewood密度北方针叶林林冠增长可能是一个适当的索引的satellite-sensed规范化的区别植被指数(NDVI)值,生产力是温度相关(达瑞格et al . 2000年)。碳13 (13 c)同位素含量通常是衡量歧视或采样植物组织中同位素的量的变化相比,一个参考标准。少13 c歧视(更大的13 c)表示的生产主体植物组织限制的条件下气孔,通常由于水分压力(利文斯顿和Spittlehouse 1996)。最大latewood密度、13 c同位素歧视和年轮密度的高地白云杉站在BNZ和类似的网站通常彼此密切相关,尽管前两个戒指属性不如年轮密度自回归,所以包含信息通常特定于年环形成的气候条件(理发师et al . 2000年)。在这一章里,夏季温度重建是基于最大晚材密度和13 c同位素歧视,和白云杉增长反应是基于年轮密度(理发师等人在出版社)。

经典dendroclimatological技术开始广泛的选择间隔的树木被认为是免费crown-to-crown树冠竞争。树生长在边际环境环境的首选,一个明显的因素是假定限制增长。目标是提取纯气候信号测量树木年轮的属性。raybet雷竞技最新树线被认为是一个特别适合dendroclimatological抽样的环境因为树木发现预计将受限于缺乏生长季节的温暖。阿拉斯加北部树线,纬度和高程,一直是一个受欢迎的主题dendrochronologi-cal调查(收割机1982;达瑞格et al . 1992;达瑞格和雅各比Jr .) 1992;雅各布和达瑞格1995;雅各比et al . 1999;雅各比et al . 1996; Overpeck et al. 1997). In virtually all these studies, the radial growth response of trees at tree line is positively correlated to temperature.

相反,白云杉样品在BNZ高地网站显示一个强烈的负面敏感夏季温度(Juday et al . 1998;Juday et al . 1999年)。径向增长的负相关关系在高地白云杉夏天温度是一致的在整个20世纪,发生在20站(包括2站在BNZ)占主导地位的代表和共显性的树在成熟的老站在阿拉斯加内陆,包括跨广泛的树木直径(理发师et al . 2000年)。在二十世纪,平滑这些树木径向生长显示一个15年的旋回性相反的径向增长趋势经常发生在7到8年的周期(理发师et al . 2000年)。树木年轮的属性,包括年轮密度、13 c同位素歧视,和最大latewood密度,符合增长限制由于温度引起的干旱胁迫(理发师et al . 2000年)。10的20个站在足够远的时间年轮密度记录扩展到19世纪的大多数(图12.4 a, B)。未加工的年轮密度数据(1806 - 1996)进行频谱分析包含中间的峰值在8和16.7年。然而,预处理(差,64年段在32年的时间间隔采样)治疗的191年区域年轮密度样本显示在95%置信水平没有明显的时期。

图12.4 (A)的意思是年轮密度指数(归一化和去趋势径向增长)10白云杉站如图12.2所示。夏天温度制度(见图12.5)确定顶部;垂直线代表政权的边界日期。(B)样本年轮密度样品的深度,表示为两个站和树木个体贡献的数量。样本容量下降使价值在1816年之前不可靠。

我们最近延长了测量一系列13 c歧视和最大latewood密度BNZ储备西看台的1800年(理发师等人在出版社)。这两个年轮属性通过多元回归的显著性检验/主要总部重建模型作为一个代理重建温度5月至8月在费尔班克斯(理发师等人在新闻)(图12.5)。Decadal-scale转变出现在我们重建前仪器记录(图12.5)。重建的年度太平洋年代际振荡(PDO)指数基于西方北美树木年轮记录,占53%的工具性方差和扩展早在公元1700年,鉴于表明年代际气候变化发生在东北太平洋地区之前的时期仪器记录(达瑞格et al . 2001年)。光谱分析原始(未加工)重建的费尔班克斯夏天温度显示值的峰值在9日和18年。然而,山峰的预处理(差)重建的夏天温度(1800 - 1996)在95%的水平可能不是重要的。高短期(1 - 3年)变化结合政权之间的快速变化往往掩盖了quasi-decadal旋回性。

图12.5 (A)记录和重建的夏季(5月至8月)温度(年度数据)在费尔班克斯,阿拉斯加。重建是基于two-proxy模型组成的13 c歧视和最大latewood密度在白云杉收集储备西方网站(图12.2 c) BNZ(理发师等人在出版社)。政权的夏天温度沿水平轴进行标识。垂直线代表政权更迭的日期。政权编号系统由世纪标识符小数(左)和连续的数字在本世纪小数(右)。(B)使用17年的移动节点的变化确定分割窗口(MW SED)平方欧氏距离度量。

五月到八月温度的变化来确定节点重建,我们使用一个移动的分割窗口分析平方欧氏距离度量(MW SED) (Johnson et al . 1992;特纳et al . 1991年)(图12.5 b)。我们使用一个移动的窗口期(17岁)大约只要假定的周期长度在重构记录为了最大化改变索引值转换。MW SED结果显示峰值或峰值最大的变化发生,我们使用这些峰值定义气候政权的边界(图12.5 b)。raybet雷竞技最新我们建议的制度,代表了数十年的时间特性和海洋温度延长时间的快速气候变化之间(图12.5)。raybet雷竞技最新为了方便起见,我们数世纪的夏天温度制度开始,并分配1的小数中的第一个政权发起世纪增加小数连续政权的世纪。因此,在20世纪第一个政权发起标签是20.1。我们有进一步划分一个政权(19.2)为三个subregimes (A、B和C)较小规模的变化。

根据这些标准,二十世纪政权包含20.1,20.2,和20.3,十九世纪是分为三个政权。我们初步确定快速气候变化约为1816基于一个明显的重大变化变量与raybet雷竞技最新政权19.1相比,虽然我们没有MW SED值计算之前。这些早期的19世纪似乎是政权的一部分,在十八世纪开始,因为我们不确定数量的政权包含在那个世纪,我们标签政权为18. x。

20.3政权在1970年代中期开始,一直延续到今天。这个政权的最显著特点是夏季温度升高没有并发增加降水,使这一时期最热门和最干燥的仪器记录(图12.3)。云杉年轮属性反应符合这两种功能模式,特别是因为13 c歧视很低,最大密度非常高(理发师et al . 2000年)(图12.5)。相对树木生长,相反,越来越低(图12.4),影响我们对干旱胁迫的属性(理发师et al . 2000年)。

前政权(20.2)开始于1937年前后,特点是凉爽的夏季温度和良好的水分。政权20.1(1916 - 1937)在200年系列最冷,最高增长年降水在二十世纪。这些气候特点符合一个强化夏季海上影响引起的强烈西南气流将潮湿的空气通过一个缺口阿拉斯加山脉屏障,围绕中央。测量树木年轮属性强烈反映这种气候信号,显示高13 c歧视,最大密度值低,和非常大的年轮密度这两个政权(图raybet雷竞技最新12.4)(理发师et al . 2000年)。

政权19.3,从1879年到1916年,开发主要从重构代理记录。这是一个不同寻常的静止期显著缺乏极端(图12.5)。所有三个代理相对持平,表明没有大波动的气候一段大约35年。raybet雷竞技最新我们从代理数据得出政权19.3是一个温和的夏季气温的时期。因此,白云杉径向增长既不是特别高,也不低(图12.4)。与我们的研究结果一致,从东北太平洋年轮系列以及PDO重建显示转向不太明显的年代际变化后的1800年代中期(达瑞格et al . 2001年)。费尔班克斯年轮代理以及记录数据显示迅速的转变(1 - 3岁)从政权19.3至20.1政权。

我们将政权19.2分成三个subregimes基于不同时间的改变,但是规模小得多的比一个完整的政权转移(图4 a, B)。总的来说,政权de罚款19.2表明相对温暖到炎热的夏天温度迅速鉴于气候变化在1834年和1879年与年代际循环。raybet雷竞技最新虽然这个政权打断了有点冷时期在1851年和1862年之间(19.2 b)政权,政权的覆盖信号从代理19.2是极端夏天温暖。环特征在此期间最相似(但不完全)政权的20.3,总体较低的13 c歧视和最大密度高和小ring-widths,信号我们属性极端水分压力在二十世纪(理发师et al . 2000年)。密度在19.2政权高于均值为整个记录但低于在政权20.3(温暖的夏天温度代理)。如果代理保持着忠诚与环境条件在二十世纪,那么19.2政权应该解读为一段温暖的夏季炎热/干燥条件。

我们初步确定快速气候变化约为1816,基于一个明显的重大变化13raybet雷竞技最新 c歧视和径向增长相比19.1政权。pre - 1816年轮密度和密度的值必须被谨慎对待,因为低样本深度在1800年和1816年之间(图12.4 b)。

重建的夏天的温暖政权19.2是令人惊讶和不符合dendroclimatological重建早些时候在阿拉斯加内陆(理发师等人在出版社;Garfinkle和布鲁巴克1980;雅各布和达瑞格1989;雅各布和枪骑士1983)。然而,技术没有应用13 c歧视阿拉斯加白云杉之前,和它有一些优良的性质与年轮密度技术相比,如较低的自回归和独立于一些因素(生物),会影响径向增长原因nonclimatic。这将是有用的,以确定长期的记录白云杉径向增长显示响应时间的政权19.2,符合强大夏天温暖在阿拉斯加。

年轮密度记录从一个位置附近的树线(上Koyukuk北叉河)表现出正面和负面敏感重建费尔班克斯夏天温度,但敏感性在政权中显示响应符合夏天温暖19.2,1834 - 1878年期间(图12.6 a, B)。同样,人口的云杉(可能是混合动力车的白人和西加云杉)堡理查森阿拉斯加中南部海岸附近锚地包括一些树木径向生长与积极的和一些负相关费尔班克斯夏季温度(图12.6 c, D)。再次,中南部海岸人口显示径向增长模式符合夏天温暖时期政权19.2。这些结果和已知功能的集成阿拉斯加气候raybet雷竞技最新系统和高地白云杉生态系统提供了一个连贯的画面。

raybet雷竞技最新气候变化和白云杉的再生产

白色云杉球果和种子生产只有偶然发生在北纬森林,包括BNZ (Zasada et al . 1992;Zasada和维里克1970)。鉴于北方树的多产的生殖能力与白云杉(Zasada et al . 1992),罕见的繁殖成功的应该是一个真正的限制重建温度-树年轮密度重建温度树年轮密度

图12.6白云杉径向的关系增长(环width指数)来重建夏季温度在费尔班克斯。注意倒径向增长的规模较低的两个图表。之间的相关性分数径向增长和重建的前一年夏天的温度,这已被证明相关性最大化(理发师et al . 2000年)。(一)树(n = 8)在中央的一个树线附近布鲁克斯山脉(位置3,图12.2)与积极的夏天温度敏感性。(B)树(n = 4)从同一地点在布鲁克斯山脉-夏季的温度敏感性。(C)树(n = 12)从理查森在安克雷奇堡(位置1,图12.2)与积极的费尔班克斯夏天温度敏感性。(D)树(n = 5)从理查森堡-费尔班克斯夏天温度敏感性。

图12.6白云杉径向生长年轮密度指数关系重建的夏季温度在费尔班克斯。注意倒径向增长的规模较低的两个图表。之间的相关性分数径向增长和重建的前一年夏天的温度,这已被证明相关性最大化(理发师et al . 2000年)。(一)树(n = 8)在中央的一个树线附近布鲁克斯山脉(位置3,图12.2)与积极的夏天温度敏感性。(B)树(n = 4)从同一地点在布鲁克斯山脉-夏季的温度敏感性。(C)树(n = 12)从理查森在安克雷奇堡(位置1,图12.2)与积极的费尔班克斯夏天温度敏感性。(D)树(n = 5)从理查森堡-费尔班克斯夏天温度敏感性。

甚至在环境中持久性。事实上,白云杉是唯一重要的物种人工再生努力了阿拉斯加内陆森林土地,管理和依靠自然再生的物种被认为是高风险(福克斯et al . 1984年)。这一事实的后果未能复制是如此严重的一个物种的生存前景表明,情景再现实际上是一个战略匹配繁殖条件,尤其有利。然后,环境刺激需要提示的条件最适合繁殖的时候。raybet雷竞技最新气候变化,如每年的主要特征环境变化是明显的候选人检查作为管理者白云杉繁殖。

不同的调查报道各种各样的大小,观察时机,和白色的周期性云杉球果和种子作物(奥尔登1985;多布斯1976年;沃尔德伦1965;Zasada 1972;Zasada 1986;Zasada 1995;Zasada et al . 1992;Zasada和维里克1970)。白云杉锥的时机,生产树之间有些不同网站,年(沃尔德伦1965;Zasada et al . 1992; Zasada and Viereck 1970), with both latitude and elevation affecting the periodicity. The timing of cone crops is quite consistent in the area of white spruce sampling reported here (figure 12.2). In British Columbia, the average frequency of good crops was 7 years for low-elevation sites and 12 years for high-elevation sites (Coates et al. 1994). In Interior Alaska, the average frequency for low-elevation sites is 10-12 years (Zasada 1972; Zasada and Viereck 1970).

BNZ保持一个长期的记录白云杉繁殖基于种子下降以种子的陷阱森林地面(图12.3 b)。seed-fall记录在这里讨论的是一种复合的UP1A和UP3A网站。39期间,1957 - 1995,seed-fall索引值突出了五个不同的年(图12.3 b)。1958年、1970年和1987年主要农作物种子的间隔,测量和温和的种子作物在1972年和1983年。1958 (Za-sada和维里克1970)和1970年(Zasada et al . 1978年)种子作物已经承认以前是主要为白云杉繁殖活动。1987年种子作物BNZ记录中是最大的。大多数的年功能没有种子作物(图12.3 b)。种子数在1996年之后没有完成分析,但很明显,1998年是一个重大seed-fall,可比,虽然可能有些不足,1958年和1987年。

在BNZ白云杉种子生产的典范

图12.7是一个模型基于文献的白云杉繁殖并在BNZ观测和数据集发达。模型是基于关键事件或“网关”,必须允许繁殖过程继续。一些网关直言:如果事件不通过阈值,然后再生产过程不进行无论多么有利的条件之前的网关或将遵循它。网关的操作在一个标量时尚:更好的条件将允许一个更大的作物,而将减少作物少有利条件。

先决条件(图12.7,步骤1)的过程似乎是足够的增长的储备水平的最近的气候和径向生长有利。raybet雷竞技最新几年的时期seed-fall监测crop-promoting BNZ几乎所有的因素,但树木从这样一个长期强调条件,很少或根本没有锥发展,表明这是一个绝对网关。政权长期温暖和干燥条件下的20.3,白云杉经验阈值条件通过第二个网关一致(图12.3)。限制因素成为了储备增长超过阈值在第一个网关(图12.7)。在这种情况下,酷/潮湿的条件限制。具体地说,1983年的中等大小的作物出现在第一段气候有着显著提高径向增长后最长的干旱胁迫时期世纪(图12.3)。raybet雷竞技最新

下一个网关(图12.7,步骤2)与干旱胁迫信号的时候芽原基的形成,这发生在营养茎伸长的结束。花芽分化时期是一个关键控制白云杉生殖成功,和繁殖等可以通过压力诱导人为根修剪(欧文斯和腐朽1979;欧文斯和

第一年事件

第二年事件

第一年事件

第二年事件

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一些雨天和解冻

发展程度高天积累

图12.7关键网关的概念模型(编号圆圈)导致白云杉种子作物的生产。网关的详细说明,请参阅文本。事件开始的顶部左边圆(第一年开始),继续顺时针,然后继续的右手圈进行顺时针在第二年年底传播种子。网关的时间在每年年所示位置的圆月。开放箭头表示关键阈值满足条件确认外圆的周长,种子作物生产通过网关;满箭(尖向内圆)表示条件不满足或边际条件可能导致低种子作物。

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一些雨天和解冻

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腐朽1977)。文献已提出一个温暖的关系,今年的干旱气候(诱导作物)和第二年(到期作物)和锥作物的生产(奥尔登1985;维里克1973;Za-sada et al . 1978;Zasada et al . 1992年)。干旱胁迫似乎因素导致优惠芽原基的分化为生殖sta-minate和排卵芽而不是营养芽。在一般低温和良好的水分条件20.2政权,温暖/干燥天气仅限于压力峰值温度的交集周期和降水周期(图12.5),似乎是如此罕见的限制。例如,1958年主要锥作物温暖和异常干燥后1957年夏天(图12.3 a, B)。

第三个网关(图12.7中,步骤3)是一个标量的过程,涉及到的缺乏严重的生殖芽从风力和树冠修剪雪荷载在第一年的秋天和冬天。芽非常脆弱,很容易被打破,特别是当他们有肿胀和开始伸长,然后从下大雨或受到额外的加载湿雪。第四个网关(图12.7,步骤4)末发生在第二年的春天和初夏。高生长温度单位资金促进热量的成熟花粉和锥味蕾在剩下的步骤完成霜结束前海的儿子。缺乏足够的热量会终止的作物。最后网关(图12.7,步骤5)涉及风险分类,花粉和锥味蕾的生存在早期阶段(例如,缺乏杀死霜),和一个标量过程,大量花粉飞行(例如,缺乏持续的降雨),以确保高水平的交叉授粉。

前一年的所产生的生理反应,白色的云杉种子作物,已被证明影响可用网站的数量生殖芽的分化,因此不可能连续作物和优秀的年后跟作物歉收或者很差(Zasada et al . 1992年)。中等大,不大不小锥作物的1970年和1972年,分别在观察期间是最密集的,表明2年适当间距下的作物是可能的,但可能罕见的情况。

重建过去的白色云杉种子作物

“典型”锥/种子作物(那些没有遵循2年内的)1958年,1970年、1983年和1987年都与一个特定的径向生长的信号。今年锥/种子成熟的深度减少径向增长的趋势之前和去年同期相比(图12.3 b)后,即使在树完全自由竞争(血性小子1991)。这样的一个主要白云杉种子作物被陡峭的v型径向增长模式。单径向增长减少年内生产的主要锥作物也以花旗松,大冷杉,西方白色松树(Eis et al . 1965年)。数值指数反映的程度这个信号的意思是径向生长前和在当代年除以径向增长之后(图12.8)。

“怀疑”年的增长信号符合主要锥/种子作物匹配BNZ seed-fall监控记录,特别是1958年和1987年(图12.8)。天气开始于1969年在阿拉斯加内陆诱导锥作物发展,但赛季初霜冻摧毁(Zasada 1971),为一种降低作物。在不列颠哥伦比亚省北部,1970年也是一个主要锥作物年白云杉(Eis和英克斯特1972)。之前的种子——时期作物监测BNZ的费尔班克斯气候记录显示强烈的锥croraybet雷竞技最新p-inducing天气(可怜的径向生长条件)在1910年,1912年、1924年和1940年(图12.3 a, B,图12.8)。例如,最早的日期(4月20日)塔纳纳河河上的冰分手在格拉斯,下游从BNZ 35公里,发生在1940年(Juday et al . 1998年)由于早期和温暖的春天,一直持续到五月和六月初。记录温暖1940年春末夏初,理想的第二个网关(图12.7中,步骤2)的生殖过程。第二最早分手时间发生在1998年4月20日,今年的另一个主要锥作物成熟的初夏温暖的天气很适合第四网关(图12.7中,步骤4)。1998年的感应锥作物是在1997年,一年的一个非常强大的厄尔尼诺效应在阿拉斯加内陆。

可行的频率白云杉种子作物的林木线比在低海拔森林更加有限。剧烈的白色云杉幼苗的数量可以追溯到大约1940年指出,在北部的几个地方

图12.8 V白云杉径向增长指数从9站在阿拉斯加内陆。示例包括所有站在图12.2 b, C,除了1983年储备西看台,烧毁。指数的均值径向生长前一年和后测试一年除以增长测试。值很高,当1径向增长减少是伟大的。日期强调包括多年的监测主要种子作物BNZ (post - 1957),年天气在费尔班克斯是有利于种子作物起始或生产(1906 - 1956),多年来没有其他信息有关种子作物(1827 - 1905),和岁树桩的数量显示群苗(1800 - 1826)。

阿拉斯加的克格勃(维里克1979)。白色云杉种群的年龄结构岩石溪长期生态监测并(一)网站在德纳里国家公园在中央阿拉斯加山脉的林线表明,招聘的主要时期,人口在20世纪发生的结果种子作物的时机与V信号识别。最大的招聘并岩石溪一人口发生在1940年代初,与额外的招聘高峰在1910和1920年代中期(Juday et al . 1999年)。幼苗白云杉推断日期的起源在二十世纪的第二个十年,表明与1910年和1912年的日期,第二个最丰富的幼苗龄级在岩石的小溪。

小信息可以识别潜在的重大白云杉锥/种子作物在费尔班克斯气候记录始于1906年。raybet雷竞技最新年轮密度V指数作为工作假说哪一年可能是日期主要锥/种子作物,一种paleocrop代理。有趣的是观察到主要的年轮密度之间的间隔从1827年到1892年是9 V信号,13日,18日,11日,和14年(图12.8),间隔非常符合这些主要seed-fall之间BNZ监测期间的1957年到现在(13日17日11年)。

当然,陡峭的单可能发生在减少人口增长的树木的原因除了气候信号或锥成熟分配光合作用的产物。在杆横截面在阿拉斯加内陆的几个地方,非常低的径向生长在1878 - 1879年(图12.4)也是身体创伤的迹象,一些树木生长缓慢的状态变化,快速增长,反之亦然。这些反应是一致的风和雪破损事件和随后的经济增长释放或抑制,根据损坏阀杆和邻国。雪破损报告为1967年发生在BNZ(范克里夫和Zasada 1970),和一个主要断裂事件又观察了1990 - 1991年。所以,1878 V指数可能不代表生殖事件但增长减少机械损伤。

几个老白云杉站在附近,BNZ已经清楚允许大量的低桩表面环数。许多这些树桩集群的数量在日期在1805年和1810年。允许几年建立和早期的增长,我们可以合理地推断主要农作物种子生产在1805年和1809年。

结论

白色云杉生长和繁殖的生态BNZ是一个极好的例子,重要的生态与气候变化相关的反应。raybet雷竞技最新长时间序列可用允许重复结果的识别系统,包括其气候相互作用参数(记录数据和重建气候),树木生长年轮密度(),种子作物时机和丰富,和年龄。raybet雷竞技最新的一致性反应系统的多个周期(时间序列分析中“实现”)是强有力的证据支持一个潜在的诱发机制,而不是随机模式。

几本章中描述的年的关键事件发生在厄尔尼诺年。例如,1941、1958、1983年、1987年和1998年期间发起和/或成熟种子作物强烈的厄尔尼诺现象。自1940年以来,15的面积最大的17年燃烧在阿拉斯加发生中度到强烈的厄尔尼诺现象(赫斯et al . 2001年)。厄尔尼诺现象的贡献信号climate-growth-reproduction这里描述系统应该raybet雷竞技最新进一步检查。强大而温和的厄尔尼诺现象产生积极在阿拉斯加内陆温度异常,但一般低于正常降水,尤其是在冬季(赫斯et al . 2001;Ropelewski和Halpert 1986)。厄尔尼诺现象是阿留申低压的深化和扩大,这仅仅是厄尔尼诺现象一个放大的系统我们已经描述。然而,厄尔尼诺现象影响阿拉斯加内陆并不完全一致,这可能与路径阿拉斯加的阿留申低压带的方法。

气候变化敏感的北方raybet雷竞技最新森林可能是对未来的一个大问题。在北半球,针叶树在树线树木经历气候敏感性的损失一些网站et al . 1998年)(·布里法,导致减少生长在温暖的年比过去。至少有一些林线的数量在阿拉斯加白云杉完全失去敏感性(雅各布et al . 1999年)和不再回应增加温暖。最近气候生长动力学的林线在阿拉斯加森林(Judraybet雷竞技最新ay et al . 1999年)表明,阿拉斯加树线最近的以不同的方式应对气候变暖,根据树的位置和环境设置。如果气候变暖的典型,在政权继续20.3,变化的敏感性可能成为一个普遍现象,对资源管理和深度影响阿拉斯加北方森林的生态。这也意味着林线气候重建要谨慎对待。raybet雷竞技最新

原来的逻辑推理的策略周期生殖是罕见的生殖活动旨在时间特别有利的时间和生殖成本降到最低。所以,特别有利于白云杉繁殖在本章中描述的模式的时机吗?环境变化的关键线索白云杉是温暖干燥的关键时期连续年初夏的天气(图12.7)。工厂有一个内部,以最大的生殖激素驱动系统来检测和响应的努力产生的强大压力时相对较少的时间间隔(例如,由于干旱)(欧文斯和腐朽1979;欧文斯和腐朽1977)。这个干燥的早春天气和天气晴朗天附近夏至代表火的天气(Johnson et al . 1992年)。看来描述生殖白云杉时机的概率最大化种子将被释放到景观中最近发生了火灾。

森林的厚有机垫层白云杉北方森林是一个重大障碍幼苗萌发、生存和增长(Zasada 1968)。减少或去除粗或耐火材料有机材料的火或其他方法可以显著提高白云杉幼苗萌发,生长,生存(Zasada et al . 1992年)。阿拉斯加内陆北方森林的面积每年燃烧达到的峰值大约每10年(Juday et al . 1998年)。总面积在阿拉斯加燃烧温度相对较好与5月至8月在费尔班克斯(Juday et al . 1998年)。最高的两年在阿拉斯加面积烧伤自1955年有记录以来1957年和1969年(Juday et al . 1998年)年,尤其与1958年和1970年的大锥作物。幸存的树木在火边两年,1958年和1970年,大型种子作物上准备充分和接受主要发布。

显然,不成比例的生活云杉不到50岁年轻的白人在阿拉斯加内陆繁殖的结果仅仅四年(1958、1970、1987、1998),仅仅基于概率。如果一个间隔12年之间保持巨大的白色云杉种子作物一生的一个典型BNZ 200岁成熟白云杉站和树木不成为他们的第一个30到40年的繁殖,然后平均只有约14个主要生殖事件发生期间的生活。

据推测,整个室内阿拉斯加北方生态系统是应对变化和交替的状态吗气候系统(图12.3)分析了在这一章。我们的描述周期性白云杉生殖系统及其明显的环境控制提出了这第一次,所以相应的反应系统内的其他植物和动物尚未确定。然而,不难想象潜在对象进行调查,从地区人群浏览动物依赖早期连续性postfire植被白云杉种子捕食者。颞树生殖协会与一个特定的序列变化的气候系统本身就是一个“级联”通过系统对能量和信息的流动。raybet雷竞技最新

如果只有用仪器测量记录在费尔班克斯(图12.3)检查,大量夏季变暖趋势在20世纪是显而易见的。19772001 postshift意味着夏天温度是0.97°C比仪器记录之前暖和(1906 - 1976)。然而,长远附近提供的200年重建(图12.5)表明至少循环过程中,全球变暖的可能性在二十世纪大致匹配的温暖期在1800年代中期。如前所述,19世纪中期高峰温暖在阿拉斯加内陆没有反映在北半球的趋势,然而,全球变暖显然是由阿拉斯加年轮属性表示。相比之下,每年温度重建基于20年轮宽度记录在过去的三个世纪在林线网站北美洲北部、斯堪的纳维亚、西伯利亚和蒙古与全球检测模型使用太阳能、火山和人为微量气体和气溶胶变化三个主要强迫函数(D 'Ariggo et al . 1999年)。阿拉斯加内陆看来,夏季气温全球趋势在对面的19世纪和20世纪早期(曼et al . 1998年)。然而,在政权20.3趋势阿拉斯加内陆夏季北半球温度和温暖季节平均温度一致(曼et al . 1998年),和两组温度值已达到最高的水平在过去的两个或两个以上的世纪。这些持续高企的夏季气温的后果在阿拉斯加内陆政权20.3包括长期气候压力导致高地白云杉径向生长下降,总的来说,频繁的火灾,减少在这个生态系统碳吸收和存储。

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