天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究若干進(jìn)展

張瑞波，袁玉江，魏文壽，勾曉華，喻樹(shù)龍，尚華明，張同文，陳　峰，秦　莉

（1.中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所；新疆樹(shù)木年輪生態(tài)實(shí)驗(yàn)室；中國(guó)氣象局樹(shù)木年輪理化研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆　烏魯木齊830002；2.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅　蘭州730000）

天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究若干進(jìn)展

張瑞波1，2，袁玉江1*，魏文壽1，勾曉華2，喻樹(shù)龍1，尚華明1，張同文1，陳峰1，秦莉1

（1.中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所；新疆樹(shù)木年輪生態(tài)實(shí)驗(yàn)室；中國(guó)氣象局樹(shù)木年輪理化研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊830002；2.蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730000）

由于分布廣泛、分辨率高、定年準(zhǔn)確和氣候敏感性好等原因，樹(shù)木年輪在重建過(guò)去區(qū)域、半球甚至全球氣候環(huán)境變化中扮演著重要角色。天山地處中亞干旱區(qū)，氣候變化波動(dòng)大，對(duì)全球變化響應(yīng)敏感，植物生長(zhǎng)的干旱脅迫作用強(qiáng)烈，天山山區(qū)分布有大量雪嶺云杉和西伯利亞落葉松等長(zhǎng)齡且對(duì)氣候敏感的針葉樹(shù)種，因此天山山區(qū)是樹(shù)輪氣候研究的理想?yún)^(qū)域。天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究始于20世紀(jì)70年代，尤其是近10 a有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，有關(guān)天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究已經(jīng)在國(guó)際上有一定影響。本文通過(guò)綜述國(guó)內(nèi)外對(duì)天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展，總結(jié)了近200 a基于樹(shù)輪資料的天山山區(qū)較為一致的氣候變化規(guī)律，并為進(jìn)一步開(kāi)展天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究提出建議。天山山區(qū)未來(lái)樹(shù)木年輪氣候?qū)W研究應(yīng)在開(kāi)展大量不同區(qū)域樹(shù)木年輪氣候?qū)W重建基礎(chǔ)上，嘗試?yán)斫鈽?shù)木徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候的響應(yīng)機(jī)理研究，同時(shí)選用不同數(shù)理方法和多樹(shù)木年輪指標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間尺度和大空間范圍重建工作，并討論中亞干旱區(qū)過(guò)去千年氣候變化的影響機(jī)制。

天山；樹(shù)輪氣候?qū)W；樹(shù)木年輪；氣候變化

張瑞波，袁玉江，魏文壽，等.天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究若干進(jìn)展[J].沙漠與綠洲氣象，2016，10（4）：1-9. doi：10.3969/j.issn.1002-0799.2016.04.001

近年來(lái)，氣候變化、形成原因及其影響已經(jīng)成為地球科學(xué)中最為活躍的研究領(lǐng)域，并取得重大進(jìn)展。現(xiàn)代觀測(cè)資料（50～100 a）已經(jīng)證實(shí)氣候是不穩(wěn)定的，在不同時(shí)間尺度上存在各種變率。對(duì)人類社會(huì)具有迫切現(xiàn)實(shí)意義的是幾十年到百年尺度上的變化，關(guān)系到當(dāng)代和今后幾代人的生存環(huán)境[1-2]。IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出：1880—2012年，全球平均地表溫度升高了0.85℃（0.65～1.06℃）[3]，全球變暖成為不爭(zhēng)的事實(shí)。20世紀(jì)氣候變化的歸因是當(dāng)前全球關(guān)注的焦點(diǎn)之一，而解決這一問(wèn)題的途徑之一是對(duì)過(guò)去千年的氣候變化歷史進(jìn)行精確重建。樹(shù)木年輪由于具有空間分布廣、時(shí)間序列長(zhǎng)、分辨率高、定年準(zhǔn)確、環(huán)境變化指示意義明確且可定量等優(yōu)勢(shì)而成為研究過(guò)去氣候變化的首選代用資料之一，在揭示氣候變化規(guī)律及機(jī)理研究中發(fā)揮了重要作用[4]。樹(shù)木年輪研究有助于理解過(guò)去氣候狀況和機(jī)制并預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化趨勢(shì)[5]。樹(shù)木年輪可以重建過(guò)去2000 a的氣候變化，但是僅有少量的樹(shù)輪年表超過(guò)千年，目前世界最長(zhǎng)的年表序列超過(guò)7000 a[6]。在中國(guó)，建立的最長(zhǎng)樹(shù)輪年表達(dá)3585 a[7]，重建的最長(zhǎng)氣候序列為利用古墓、死樹(shù)和活樹(shù)祁連圓柏重建的青藏高原東北過(guò)去3500 a降水變化[8]。樹(shù)輪長(zhǎng)年表有助于最大限度的延長(zhǎng)氣象記錄，分析多年代際氣候變動(dòng)，并評(píng)估各種氣候因素的影響[6]。天山山系是亞洲中部最大的山系，呈緯向分布，全長(zhǎng)2400多千米，是亞洲最大山系之一，總面積約1.0×106km2，寬度一般為250～350 km，山脊平均高度為4000 m，是南北疆氣候的分水嶺。該區(qū)域氣候主要受西風(fēng)環(huán)流和北大西洋濤動(dòng)的影響[9-10]，顯著有別于受季風(fēng)環(huán)流控制的以夏季降水為主的中緯度亞洲大陸東部地區(qū)，作為氣候過(guò)渡帶的天山山區(qū)，被稱為干旱區(qū)的“濕島”，無(wú)論降雨形成徑流，還是冰川和積雪的積累與融化，都為天山南北提供著水資源，天山山區(qū)的降水變化對(duì)新疆的環(huán)境有重要影響，其溫度低，降水量大，局地變化強(qiáng)的特點(diǎn)明顯不同于位于平原的南北疆地區(qū)。另外，天山山區(qū)遠(yuǎn)離人類活動(dòng)密集區(qū)，其氣候變化反映了全球氣候背景變化的區(qū)域響應(yīng)[11]。因此，建立新疆天山山區(qū)氣候變化序列對(duì)于正確、客觀的認(rèn)識(shí)新疆現(xiàn)代氣候變化的特征，進(jìn)一步研究全球變化的區(qū)域響應(yīng)具有一定的科學(xué)意義。理解該地區(qū)氣候變化機(jī)制對(duì)區(qū)域水資源可持續(xù)利用至關(guān)重要[12]。但該區(qū)氣象臺(tái)站稀疏，實(shí)測(cè)氣象資料不足60 a（吉爾吉斯斯坦和哈薩克斯坦部分氣象資料達(dá)到百年，但是其氣象觀測(cè)不連續(xù)，儀器設(shè)備陳舊，觀測(cè)場(chǎng)不夠規(guī)范，數(shù)據(jù)精確度不高），限制了人們對(duì)其長(zhǎng)期氣候變化歷史規(guī)律的認(rèn)識(shí)，需要尋找過(guò)去氣候變化的替代資料。由于歷史文獻(xiàn)記錄匱乏，其它代用資料（冰芯、湖泊沉積、黃土等）也受到時(shí)空分辨率的限制，難以準(zhǔn)確地反映該區(qū)過(guò)去氣候年際和年代際變化特征。所幸的是，天山山區(qū)分布有大量的針葉原始森林，如雪嶺云杉、西伯利亞落葉松等，國(guó)內(nèi)外過(guò)去的研究表明，生長(zhǎng)在干旱半干旱山地環(huán)境的該樹(shù)種的樹(shù)木年輪生長(zhǎng)對(duì)氣候響應(yīng)敏感，適合用于氣候重建工作。天山山區(qū)樹(shù)輪研究始于20世紀(jì)70年代，但直到21世紀(jì)，由于對(duì)樹(shù)輪代用資料重要性的理解，越來(lái)越多的樹(shù)木年輪采樣和統(tǒng)計(jì)方法的改進(jìn)，天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究得到迅速發(fā)展，采樣范圍和樹(shù)輪氣候研究區(qū)域擴(kuò)大，逐步覆蓋整個(gè)天山山區(qū)（圖1）。本文總結(jié)了近幾十年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于天山山區(qū)樹(shù)輪氣候研究進(jìn)展，提出了該地區(qū)樹(shù)輪氣候?qū)W的薄弱環(huán)節(jié)和未來(lái)研究的重點(diǎn)發(fā)展方向。以期為基于樹(shù)輪的天山山區(qū)過(guò)去千年氣候變化研究提供指導(dǎo)和借鑒。

圖1　天山山區(qū)樹(shù)輪氣候重建序列分布

1　樹(shù)輪對(duì)氣候響應(yīng)

天山山區(qū)適合樹(shù)輪氣候研究的樹(shù)種主要為雪嶺云杉（Picea schrenkiana Fisch.et Mey）、西伯利亞落葉松（Larix sibirica Ledb.）和土耳其斯坦圓柏（Juniperus turkestanica Kom.），雪嶺云杉是天山山區(qū)的建群種，普遍分布于天山山區(qū)海拔1200～3500 m的山體陰坡，在天山東部，分布有少量的西伯利亞落葉松，而在西天山還有少量土耳其斯坦圓柏分布。關(guān)于樹(shù)輪寬度對(duì)氣候的響應(yīng)研究較多，大量研究表明，在整個(gè)天山山區(qū)，樹(shù)木年輪徑向生長(zhǎng)對(duì)降水響應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于氣溫，尤其是在接近森林下線的區(qū)域。樹(shù)輪寬度對(duì)生長(zhǎng)季及生長(zhǎng)季前期的降水響應(yīng)均較好，尤其是生長(zhǎng)季之前和生長(zhǎng)季前期（上年6月到當(dāng)年5月、上年7月到當(dāng)年6月、上年8月到當(dāng)年7月）的降水量是樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的主要限制性因子[13-28]。西天山森林上下線樹(shù)輪寬度對(duì)氣候的響應(yīng)表明，位于森林上線的樹(shù)輪徑向生長(zhǎng)對(duì)4—5月氣溫響應(yīng)較好，而森林下線樹(shù)輪響應(yīng)6—7月氣溫；森林下線樹(shù)輪寬度與上年7月到當(dāng)年6月降水相關(guān)最好，降水可能是西天山北坡森林下線樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的主要限制性因子[29]。而針對(duì)新疆天山西部不同區(qū)域云杉上樹(shù)線樹(shù)木年輪資料，采用三種不同生長(zhǎng)去趨勢(shì)方法，分析不同采點(diǎn)和樹(shù)輪去趨勢(shì)方法對(duì)樹(shù)輪寬度年表的氣候信號(hào)也發(fā)現(xiàn)：降水是天山西部云杉上樹(shù)線的樹(shù)輪寬度生長(zhǎng)的主要限制因子，且樹(shù)輪寬度生長(zhǎng)對(duì)降水的響應(yīng)具有顯著的滯后性[30]。但中天山樹(shù)木生長(zhǎng)主要受到上年7—8月由高溫引起的干旱和當(dāng)年4—5月由降水不足導(dǎo)致的干旱的影響。在接近氣候林線處，低溫的限制作用才表現(xiàn)出來(lái)[31]。還有研究人員認(rèn)為，在天山中西部部分地區(qū)，7—8月的降水量是樹(shù)木徑向生長(zhǎng)有重要影響[32-34]。而在烏魯木齊河流域的山區(qū)，春季降水和≥5.7℃積溫是雪嶺云杉生長(zhǎng)的主要限制因子[15，23，42]。天山東部西伯利亞落葉松樹(shù)輪年表對(duì)氣候的響應(yīng)表明，位于森林下線的樹(shù)輪年表與3—6月的降水和氣溫相關(guān)顯著[35]。樹(shù)輪寬度對(duì)溫度響應(yīng)方面，在天山山區(qū)不同區(qū)域也有一定差異。天山山區(qū)采集的天山圓柏建立的2個(gè)西天山千年年表序列氣候響應(yīng)分析表明，天山圓柏樹(shù)輪年表可能包含夏季溫度信息[37]。在天山北坡西部，雪嶺云杉樹(shù)輪寬度也主要響應(yīng)夏季氣溫[29，38-41]。然而，在天山南坡開(kāi)都河流域，樹(shù)輪寬度響應(yīng)上年9月到當(dāng)年4月的平均氣溫[36，43]。另外，開(kāi)都河流域的天山樺樹(shù)徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候的響應(yīng)結(jié)果表明，天山樺對(duì)降水的響應(yīng)不顯著，與上年12月平均氣溫顯著正相關(guān)[44]。在天山西部伊犁地區(qū)，由于部分地區(qū)水熱組合配比較好，樹(shù)木徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候的響應(yīng)往往較為復(fù)雜，很難提取絕對(duì)的限制性因子。最近，有學(xué)者在樹(shù)輪寬度對(duì)氣候響應(yīng)復(fù)雜的伊犁地區(qū)，運(yùn)用簡(jiǎn)單的氣溫降水分離方法，較好地分離出了樹(shù)輪寬度中的氣溫和降水信號(hào)，并據(jù)此重建了當(dāng)?shù)剡^(guò)去200 a的氣溫和降水變化[45]。這一結(jié)果為我們分離影響樹(shù)輪的氣候因子提供了啟發(fā)，其適用性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。另外，科研人員還嘗試其他氣候因子與樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的關(guān)系，如沙塵天氣日數(shù)[46]、最大積雪深度[47]等。

樹(shù)輪穩(wěn)定碳氧同位素是樹(shù)輪氣候重建的一個(gè)重要指標(biāo)，但其對(duì)氣候因子的響應(yīng)仍然不夠明確。研究表明，雪嶺云杉樹(shù)輪δ13C和δ18O均受生長(zhǎng)季降水和相對(duì)濕度影響顯著。而西伯利亞落葉松樹(shù)輪δ18O序列與7—8月的平均氣溫和平均最高氣溫顯著正相關(guān)，與7月降水和相對(duì)濕度顯著負(fù)相關(guān)，并與在3個(gè)參數(shù)上反應(yīng)樹(shù)輪氧同位素分餾的綜合作用的7—8 月scPDSI顯著相關(guān)，同時(shí)，水分可能是控制東天山樹(shù)輪氧同位素分餾的主要因子[48]。也有研究認(rèn)為在天山東部的雪嶺云杉樹(shù)輪碳同位素與溫度和降水的關(guān)系較為復(fù)雜，可能受到多種因素的共同影響[49]。而天山西部伊犁地區(qū)樹(shù)輪δ13C對(duì)降水、相對(duì)濕度、溫度和日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)均較好，并可以據(jù)此恢復(fù)近300 a來(lái)新疆昭蘇地區(qū)的降水變化[50]。

在天山山區(qū)長(zhǎng)期樹(shù)輪氣候研究過(guò)程中一般認(rèn)為，森林下線樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的限制性因子是生長(zhǎng)季以前及前期的降水（水分）信息。而樹(shù)木徑向生長(zhǎng)對(duì)溫度的響應(yīng)不顯著或包含的是水熱綜合信息，因此，很難從樹(shù)輪中提取溫度信息。研究認(rèn)為，樹(shù)輪密度一般對(duì)生長(zhǎng)季氣溫響應(yīng)較好，因此，近幾年樹(shù)輪密度手段在天山山區(qū)樹(shù)輪氣候?qū)W中的應(yīng)用彌補(bǔ)了樹(shù)輪寬度和穩(wěn)定同位素難以捕捉到溫度信號(hào)的缺點(diǎn)，樹(shù)輪密度研究為理解天山山區(qū)歷史溫度變化和全球變暖提供了新的證據(jù)。吉爾吉斯斯坦天山山區(qū)雪嶺云杉樹(shù)輪最大密度與7—8月平均溫度顯著相關(guān)[51]。而伊犁地區(qū)雪嶺云杉樹(shù)輪最大密度年表與4—8月的平均氣溫和平均最高氣溫均有較好的正相關(guān)關(guān)系[52]。也有研究認(rèn)為天山西部不同區(qū)域的晚材最大密度年表均包含春夏季的溫度信號(hào)[53]。而烏魯木齊河流域的雪嶺云杉樹(shù)輪早材密度對(duì)夏季（7月）氣溫響應(yīng)強(qiáng)烈[54]。樹(shù)輪圖像灰度實(shí)際上是樹(shù)輪密度的間接反映，與樹(shù)輪密度變化具有較好的相關(guān)性。研究人員分析樹(shù)輪灰度和樹(shù)輪密度對(duì)氣候的響應(yīng)差異，發(fā)現(xiàn)早材平均灰度和晚材平均灰度的變化能夠較好的反映早材平均密度和晚材平均密度的變化。證明了樹(shù)輪灰度在歷史時(shí)期氣候變化研究中的應(yīng)用潛力[55]。在天山西部，樹(shù)輪圖像建立的全輪灰度、早材灰度和最大灰度與4、5月氣溫相關(guān)較好[56]。

2　樹(shù)輪氣候重建

2.1歷史溫度變化

基于樹(shù)輪寬度和密度的天山山區(qū)溫度重建較少，而且變化趨勢(shì)有一定差異，分析西天山1300 a的氣候變化序列認(rèn)為[57]，最暖的年代出現(xiàn)在公元8世紀(jì)和公元10世紀(jì)，而最冷的年出現(xiàn)在17世紀(jì)前期。但是目前關(guān)于天山山區(qū)千年氣候年際變化仍不明確，而過(guò)去200 a較為一致的溫度變化集中在天山北坡中西部的夏季氣溫變化，過(guò)去200 a中，天山北坡中西部夏季氣溫較為一致的趨勢(shì)是：在19世紀(jì)20—30年代處于下降趨勢(shì)，從19世紀(jì)60年代夏季溫度上升，而19世紀(jì)70年代直到20世紀(jì)60年代，是一個(gè)漫長(zhǎng)的降溫期，從20世紀(jì)70年代至今，夏季氣溫迅速上升。19世紀(jì)末到20世紀(jì)初是過(guò)去200 a夏季氣溫最高的時(shí)期（圖2）。

圖2　天山山區(qū)過(guò)去200 a夏季溫度變化（30 a低通濾波）

另外，俄羅斯學(xué)者利用樹(shù)輪最大密度重建了天山1626—1995年夏季溫度[60]，伊犁地區(qū)近250 a冷暖變化在20世紀(jì)90年代也被重建[61]。利用區(qū)域樹(shù)輪最大密度年表重建的吉爾吉斯斯坦天山山區(qū)自1650年以來(lái)的7—8月溫度變化認(rèn)為該地區(qū)在過(guò)去的346 a來(lái)氣候以暖干/冷濕為主，近20 a來(lái)出現(xiàn)了明顯暖濕化趨勢(shì)[49]。西天山合成的區(qū)域樹(shù)輪年表重建的過(guò)去352 a的5—8月平均最低氣溫研究結(jié)果顯示，平均最低氣溫序列在1657—1738,1855—1899,1977—2008偏暖，1738—1854和 1900—1976相對(duì)較冷。同時(shí)，該研究揭示了20世紀(jì)末是過(guò)去352 a最暖的時(shí)期[59]。重建的伊犁地區(qū)1848—2000年的4—8月平均最高氣溫結(jié)果表明，20世紀(jì)50年代初到70年代初是過(guò)去153 a春夏季最冷的時(shí)段[50]。在天山中部烏魯木齊河源450 a冬季溫度變化、7月溫度變化和≥5.7℃積溫認(rèn)為，≥5.7℃積溫變化具有兩個(gè)基本特征：一是偏冷年出現(xiàn)的頻率大于偏暖年，二是暖年出現(xiàn)的頻率多于冷年。最顯著的≥5.7℃積溫減少趨勢(shì)出現(xiàn)在1806—1852年，最顯著的≥5.7℃積溫增加趨勢(shì)出現(xiàn)在1958—1987年[42，62-63]。在天山南坡，阿克蘇河流域過(guò)去378 a春季氣溫變化在20世紀(jì)初到10年代中期持續(xù)下降，20年代初—30年代末緩慢上升，40—70年代初緩慢回落，70年代中后期到現(xiàn)在春季氣溫持續(xù)上升，其中，1911—1922年是最冷階段，而1640—1651年是最暖階段[64]。而開(kāi)都河1680年以來(lái)的上年9月到當(dāng)年4月的平均氣溫變化為：偏暖期1696—1708，1730—1748，178—1804，1832—1855，1892—1903，1924—1928，1937—1943，1987—2006；偏冷期為1685—1695，1709—1729，1749—1783，1805—1831，1856—1891，1904—1923，1929—1936，1944—1986[43]。

2.2歷史干濕變化

近幾十年來(lái)，伴隨著全球氣候變暖，亞洲干旱事件強(qiáng)度和頻率均有所增加。尤其是位于中亞的干旱半干旱地區(qū)。因此，理解長(zhǎng)時(shí)間尺度干旱模態(tài)及其影響機(jī)制尤為重要。理解器測(cè)以前氣候變化和長(zhǎng)期水分變化周期對(duì)區(qū)域水資源管理和農(nóng)業(yè)至關(guān)重要。

基于樹(shù)輪的天山山區(qū)歷史干濕變化重建較多，但變化趨勢(shì)差異較大，過(guò)去百年干濕變化較為一致的趨勢(shì)（圖3）為：1820—1840年代，1860—1900年代，1920—1930年代，1940—1960年代，1970—2000年代降水量增加，1800—1820年代，1840—1860年代，1900—1920年代，1930—1940年代，1960—1970年代，降水量減少。其中1920年代是過(guò)去300 a最為干旱的年代，1970年代至今，是降水增加最為迅速的時(shí)期。基于樹(shù)輪寬度重建的西天山伊塞克湖流域、哈薩克斯坦南部和阿克蘇河流域的降水、帕爾默干旱指數(shù)（PDSI）和降水—蒸發(fā)指數(shù)（SPEI）變化，并與整個(gè)天山山區(qū)降水序列進(jìn)行對(duì)比表明，在中亞氣候暖濕化背景下，20世紀(jì)70年代至今，天山山區(qū)經(jīng)歷了快速的增濕過(guò)程，并認(rèn)為，夏季的北大西洋濤動(dòng)（SNAO）變化對(duì)西天山干濕變化有重要影響[17-19，29]。利用大量的降水重建資料與天山山區(qū)10個(gè)氣象站降水變化的響應(yīng)關(guān)系，從而重建的天山山區(qū)近235 a來(lái)氣候變化表明，近百年天山山區(qū)氣候變化中的降水變化分為兩個(gè)階段，20世紀(jì)初到80年代，降水量逐漸減少，導(dǎo)致冰川退縮、河流徑流量減少、湖泊萎縮、沙漠面積增大、植被覆蓋率減少；80年代后期至今，降水量迅速增加，導(dǎo)致河川徑流量增加、湖泊面積增大和沙塵暴日數(shù)減少，生態(tài)環(huán)境趨于好轉(zhuǎn)，但同時(shí)造成洪水和地質(zhì)災(zāi)害頻繁[16]。利用天山中西部6條樹(shù)輪降水和PDSI序列集合重建了該地區(qū)降水變化表明，過(guò)去300 a存在6個(gè)干的階段（1707—1719，1768—1782，1822—1832，1880—1886，1913—1924和 1973—1989）和五個(gè)濕潤(rùn)階段（1723—1741，1843—1857，1893—1907，1933—1940及1990年至今）。重建的區(qū)域降水（干/濕）系列也表現(xiàn)出準(zhǔn)周期性2～5 a，7～8 a，11 a，30 a，50 a和80 a的的變化準(zhǔn)周期[65-67]。天山中部烏魯木齊河流域降水重建序列較多[13-15]。研究表明，天山北坡烏魯木齊河流域樹(shù)輪寬度年表與5月20日—6月8日的降水日數(shù)相關(guān)最高[68]。

圖3　天山山區(qū)過(guò)去200 a干濕變化（30 a低通濾波）

干旱指數(shù)方面，PDSI是最常用的干旱指標(biāo)，其可以準(zhǔn)確評(píng)估干旱嚴(yán)重程度[69]。天山山區(qū)有多條干旱指數(shù)序列（PDSI和SPEI）[58，70-75]。結(jié)果表明，西天山過(guò)去426 a的干旱階段是1614—1628，1700—1722，1758—1790，1806—1833，1873—1898，1908—1936，1943—1951，1960—1966，1973—1988；并認(rèn)為重建的干濕變化與北大西洋和印度西太平洋海溫有一定關(guān)聯(lián)[71]。呼圖壁河流域區(qū)域年表重建過(guò)去550 a的4—5月的 PDSI序列[72]發(fā)現(xiàn)，1643，1775，1885，1917—1919，1944—1945，1974—1975為極端干旱年。過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)，這些干旱事件影響整個(gè)中國(guó)西部和中亞。同時(shí)，干旱變化和東赤道太平洋和大西洋海溫均有較好的相關(guān)。該地區(qū)干旱變化可能受到ENSO和亞洲季風(fēng)以及西風(fēng)影響。相對(duì)濕度方面[26，35]，近200 a來(lái)天山東段巴里坤地區(qū)的春季到初夏主要經(jīng)歷了 6個(gè)濕潤(rùn)期(1836—1849，1889—1904，1937—1951，1953—1955，1974—1977和1979—1988年）和7個(gè)干旱期（1820—1830，1851—1855，1858—1868，1879—1886，1920—1934，1959—1971 和1991—1996年）。

天山地處中亞干旱區(qū)，其山區(qū)徑流主要來(lái)源于山區(qū)的冰雪融水和大氣降水，徑流變化是氣候要素變化的綜合反映，天山北坡瑪納斯河流域1629—2000年的年徑流量變化研究表明[76]，利用雪嶺云杉樹(shù)輪代用指標(biāo)可以較好的重建天山山區(qū)河流徑流量。天山北坡西部精河流域山區(qū)1615—2007年徑流量變化與天山北坡瑪納斯河和烏魯木齊河的豐枯階段以及天山山區(qū)、伊犁地區(qū)降水變化的干濕階段較好的對(duì)應(yīng)，表明天山北坡水文和氣候變化的大尺度環(huán)流背景和驅(qū)動(dòng)因子一致[77]。而天山南坡阿克蘇河流域過(guò)去300 a徑流變化重建表明，在全球變暖和新疆氣候暖濕化背景下，阿克蘇河自20世紀(jì)70年代至今經(jīng)歷了一個(gè)快速的增加過(guò)程，并認(rèn)為徑流量的異常增加與北大西洋濤動(dòng)等大尺度環(huán)流異常有關(guān)[78]。西天山伊塞克湖355 a來(lái)的入湖徑流量變化歷史發(fā)現(xiàn)，伊塞克湖徑流量與北大西洋長(zhǎng)周期年代際震蕩（AMO）在年代際尺度的同步變化[79]。

2.3揭示歷史極端干旱事件

大尺度和區(qū)域的旱災(zāi)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境有重要影響[80]。目前，出現(xiàn)在很多重建降水/PDSI等重建序列中最為普遍的極端干旱年為1917年左右和1945年左右，在天山山區(qū)樹(shù)輪樣本中，這兩年的缺輪率也是最高的。烏魯木齊河流域過(guò)去196 a中，兩個(gè)最暖年出現(xiàn)在1917年及1944年，兩個(gè)最冷年出現(xiàn)在1803年及1961年[42]。基于樹(shù)輪和歷史文獻(xiàn)資料研究歷史干旱指出，中國(guó)北方干旱半干旱區(qū)域在1920年代存在大范圍干旱[81]。巴基斯坦12個(gè)采點(diǎn)的圓柏和3個(gè)圓柏、云杉、落葉松混合采點(diǎn)以及西天山吉爾吉斯斯坦的7個(gè)圓柏采點(diǎn)的429棵樹(shù)的樹(shù)輪樣本重建的該地區(qū)1427年以來(lái)的極端年結(jié)果顯示，樹(shù)輪寬度具有8個(gè)區(qū)域性的正的極端年（1916，1804，1766，1703，1577，1555，1514，1431）和17個(gè)負(fù)的極端年（1917，1877，1871，1833，1806，1802，1790，1742，1669，1653，1611，1605，1591，1572，1495，1492，1483）[82]。在天山中部6個(gè)采點(diǎn)的樹(shù)輪樣本中發(fā)現(xiàn)1945年是天山中部樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的低值年，并認(rèn)為這可能是干旱和高溫等氣候條件共同作用的結(jié)果，天山中部的極端氣候事件可能與熱帶地區(qū)海氣耦合相關(guān)聯(lián)[83-84]。

3　天山山區(qū)樹(shù)輪氣候?qū)W研究的薄弱環(huán)節(jié)和未來(lái)展望

（1）有大量研究表明，生長(zhǎng)之前和生長(zhǎng)季前期的降水是天山山區(qū)靠近森林下線的樹(shù)木徑向生長(zhǎng)的主要限制性因子，但是其限制的精確時(shí)段仍然不能確定，生理意義的解釋也大多引用其他區(qū)域的研究結(jié)果。至今，天山山區(qū)雪嶺云杉樹(shù)輪對(duì)氣候的響應(yīng)機(jī)理研究較少，下一步需要通過(guò)結(jié)合森林生態(tài)氣象站、樹(shù)木徑向生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、樹(shù)木形成層活動(dòng)監(jiān)測(cè)、模型模擬和木材解剖等方面深入開(kāi)展樹(shù)木生理學(xué)解釋研究。

（2）雖然天山山區(qū)已有大量的重建序列，但是大都是基于單點(diǎn)或小范圍氣候重建，對(duì)于整個(gè)天山山區(qū)或較大范圍氣候場(chǎng)重建研究很少。應(yīng)開(kāi)展樹(shù)輪多參數(shù)研究，提取天山山區(qū)樹(shù)輪中包含的共同氣候信號(hào)，重建大范圍干濕變化場(chǎng)和一致的歷史溫度變化序列，對(duì)于理解全球氣候變化和整個(gè)天山山區(qū)歷史氣候變化機(jī)制具有重要意義。

（3）關(guān)于中亞干旱區(qū)全新世和器測(cè)以來(lái)的氣候變化機(jī)制研究較多，但是近千年氣候變化及影響機(jī)制解釋較少，僅有少量學(xué)者試圖理解天山山區(qū)歷史氣候變化與NAO/AO、PDO和亞洲季風(fēng)等的聯(lián)系。在建立天山山區(qū)大范圍可靠的氣候序列的基礎(chǔ)上，深入理解歷史氣候變化的影響機(jī)制可為未來(lái)氣候精確預(yù)估提供依據(jù)。

[1]葉篤正，符從斌.全球變化的主要科學(xué)問(wèn)題[J].大氣科學(xué)，1994，18（4）：498-512.

[2]秦大河.中國(guó)西部環(huán)境演變?cè)u(píng)估（綜合卷）：中國(guó)西部環(huán)境演變?cè)u(píng)估綜合報(bào)告[M].科學(xué)出版社，2002：8-9.

[3]IPCC.Climate change 2013:the physical science basis[M/ OL].Cambridge:Cambridge University Press.2013-09-30 [2013-09-30]. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/#.Uq_tD7KBRR1

[4]Mann ME,Bradley RS,Hughes MK,et al.Global-scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries[J].Nature 1998，392，779-787.

[5]Zhang ZH.Tree-rings,a key ecological indicator of environment and climate change[J].Ecological Indicators 2015，51，107-116.

[6]Frank D,Esper J,Zorita E,et al.A noodle,hockey stick, andspaghettiplate:a perspectiveonhigh-resolution paleoclimatology[J].WIREs Climate Change 2010，1（4）：507-516.

[7]Shao XM,Xu Y,Yin ZY,et al.Climatic implications of a 3585-yeartree-ringwidthchronologyfromthe northeasternQinghai-TibetanPlateau[J].QuaternaryScience Review 2010，29，2111-2122.

[8]Yang B,Qin C,Wang JL,et al.A 3,500-year tree-ring record of annual precipitation on the northeastern Tibetan Plateau[J].PNAS 2014，111：2903-2908.

[9]Rogers JC,Van LH.The seesaw in winter temperatures between Greenland and northern Europe.Part II:Some oceanic and atmosphericeffects in middle and high latitudes[J].Monthly Weather Review，1979，107（9）：509-519.

[10]Aizen EM,Aizen VB,Melack JM,et al.Precipitation and atmospheric circulation patterns at mid-latitudes of Asia [J].International Journal of Climatology 2001，21，5：535-556.

[11]胡汝驥.中國(guó)天山自然地理[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2004.

[12]Cheng H,Zhang P Z,Spotl C,et al.The climatic cyclicity in semiarid-arid central Asia over the past 500,000years[J].GeophysicalResearchLetters 2012，39，1 DOI：10.1029/2011GL050202.

[13]Yuan YJ,Li JF,Zhang JB.348 year precipitation reconstruction from tree-rings for the North Slope of the middle Tianshan Mountains[J].Acta Meteorologica Sinica 2001，15（1）：95-104.

[14]袁玉江，李江風(fēng)，胡汝驥，等.用樹(shù)木年輪重建天山中部近350 a來(lái)的降水量[J].冰川凍土，2001，23（1）：34-40.

[15]袁玉江，邵雪梅，李江風(fēng)，等.夏干薩特樹(shù)輪年表中降水信息的探討與326年降水重建 [J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22 （12）：2048-2053.

[16]魏文壽，袁玉江，喻樹(shù)龍，等.中國(guó)天山山區(qū)235 a氣候變化及降水趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J].中國(guó)沙漠，2005，28（5）：803-808.

[17]Zhang RB,Shang HM,YU SL,et al.Tree-ring-based precipitationreconstructioninsouthernKazakhstan, revealsdroughtvariabilitysinceA.D.1770[J]. International Journal of Climatology 2016，DOI：10.1002/ joc.4736.

[18]張瑞波，魏文壽，袁玉江，等.1396—2005年天山南坡流域降水序列重建與分析[J].冰川凍土，2009，31（1）：27-33.

[19]張瑞波，袁玉江，魏文壽，等.樹(shù)輪記錄的吉爾吉斯斯坦東部過(guò)去百年干濕變化 [J].干旱區(qū)地理，2013，36（4）：691-698.

[20]尚華明，魏文壽，袁玉江，等.樹(shù)輪記錄的中天山150年降水變化特征[J].干旱區(qū)研究，2010，27（3）：443-449.

[21]高衛(wèi)東，袁玉江，張瑞波，等.樹(shù)木年輪記錄的天山北坡中部過(guò)去338 a降水變化 [J].中國(guó)沙漠，2011，31（6）：1535-1540.

[22]藺甲，袁玉江，魏文壽，等.利用樹(shù)輪年表重建新疆博州中東部1622—2010年降水量 [J].中國(guó)沙漠，2013，33 （5）：1527-1535.

[23]崔宇，袁玉江，金海龍，等.烏魯木齊河源467年春季降水的重建與分析[J].中國(guó)沙漠，2007，30（4）：496-500.

[24]Zhang TW,Yuan YJ,Liu Y,et al.A tree-ring based precipitation reconstruction for the Baluntai region on the southern slope of the central Tien Shan Mountains,China, since A.D.1464[J].Quaternary International 2013，283：55-62.

[25]Zhang TW,Zhang RB,Yuan YJ,et al.Reconstructed precipitation on a centennial timescale from tree rings in the western Tien Shan Mountains,Central Asia[J]. Quaternary International 2015，358，58-67.

[26]秦莉，袁玉江，喻樹(shù)龍，等.利用樹(shù)輪寬度資料重建天山東段近443年相對(duì)濕度變化[J].地球環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，3 （3）：908-914.

[27]秦莉，史玉光，喻樹(shù)龍，等.天山北坡三屯河流域樹(shù)輪重建的146 a降水變化[J].沙漠與綠洲氣象，2014，8（5）：23-28.

[28]秦莉，袁玉江，喻樹(shù)龍，等.賽里木湖流域雪嶺云杉（Picea schrenkiana）樹(shù)木徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)[J].中國(guó)沙漠，2015，35（1）：113-119.

[29]Zhang RB,Yuan YJ,Gou XH,et al.Tree-ring-based moisture variability in western Tianshan Mountains since A.D.1882anditspossibledrivingmechanism[J]. Agricultural and Forest Meteorology 2016，218-219：267-276.

[30]袁玉江，魏文壽，Espe J.，等.采點(diǎn)和去趨勢(shì)方法對(duì)天山西部云杉上樹(shù)線樹(shù)輪寬度年表相關(guān)性及其氣候信號(hào)的影響[J].中國(guó)沙漠，2008，28（5）：809-815.

[31]郭允允，劉鴻雁，任佶，等.天山中段樹(shù)木生長(zhǎng)對(duì)氣候垂直梯度的響應(yīng)[J].，第四紀(jì)研究，2007，27（3）：322-331.

[32]Wang T,Ren H,Ma KPClimatic signals in tree ring of Picea schrenkiana alongan altitudinal gradient in the central Tianshan Mountains,northwestern China[J].Trees 2005，19，735-741.

[33]張錄，袁玉江，魏文壽，等.1671—2007年伊犁尼勒克地區(qū) 7—8月降水序列的重建與分析 [J].冰川凍土，2010，32（5）：914-920.

[34]喻樹(shù)龍，袁玉江，金海龍，等.用樹(shù)木年輪重建天山北坡西部7—8月379年的降水量 [J].冰川凍土，2005，27 （3）：404-410.

[35]王勁松，李金豹，陳發(fā)虎，等.樹(shù)輪寬度記錄的天山東段近200 a干濕變化[J].冰川凍土，2007，29（2）：209-217.

[36]張同文，袁玉江，魏文壽，等.開(kāi)都河中游地區(qū)雪嶺云杉上下線樹(shù)輪寬度對(duì)比及其氣候響應(yīng)分析 [J].干旱區(qū)地理，2013，36（4）：681-690.

[37]Esper J,Shiyatov SJ,Mazepa VS,et al.Temperature-sensitive Tien Shan tree ring chronologies show multicentennial growth trends[J].Climate Dynamics 2003，21：699-706.

[38]潘婭婷，袁玉江，喻樹(shù)龍.博爾塔拉河流域過(guò)去461 a夏季溫度的重建和分析[J].中國(guó)沙漠，2007，27（1）：159-164

[39]喻樹(shù)龍，袁玉江，何清，等.1468—2001年新疆精河5—8月平均氣溫的重建[J].冰川凍土，2007，29（3）：374-379.

[40]范敏杰，袁玉江，魏文壽，等.新疆伊犁地區(qū)夏季平均最高氣溫的重建和分析[J].干旱區(qū)研究，2008，25（1）：75-81.

[41]張同文，劉禹，袁玉江，等.利用樹(shù)輪資料重建天山中段南坡鞏乃斯地區(qū)公元1777年來(lái)平均最高氣溫變化[J].第四紀(jì)研究，2011，31（6）：1011-1020.

[42]袁玉江，邵雪梅，魏文壽，等.烏魯木齊河山區(qū)樹(shù)木年輪-積溫關(guān)系及≥5.7℃積溫的重建[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25 （4）：756-762.

[43]Zhang TW,Yuan YJ,Liu Y,et al.A tree-ring based temperaturereconstructionfortheKaiduheRiver watershed,northwesternChina,sinceA.D.1680: Linkages to the North Atlantic Oscillation[J].Quaternary International 2013，311：71-80.

[44]張同文，袁玉江，魏文壽，等.開(kāi)都河流域天山樺樹(shù)輪寬度年表的建立及其氣候響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（9）：3034-3042.

[45]Liu WH,Gou XH,Li JB,et al.A method to separate temperature and precipitation signals encoded in treeringwidthsfor thewesternTienShanMountains, northwestChina[J].GlobalandPlanetaryChange 2015，133：141-148.

[46]張瑞波，魏文壽，袁玉江，等.樹(shù)輪記錄歷史時(shí)期阿克蘇河流域沙塵天氣變化[J].中國(guó)沙漠，2010，30（5）：1040-1046.

[47]Qin L,Yuan YJ,Zhang RB,et al.Tree-ring response to snowcoverandreconstructionofcenturyannual maximum snow depth for northern Tianshan Mountains, China[J].Geochronometria 2016，43：9-17.

[48]Xu GB,Liu XH,Qin DH,et al.Tree-ring δ18O evidence for the drought history of eastern Tianshan Mountains, northwest China since 1700 AD[J].International Journal of Climatology 2014，34（12）：3336-3347.

[49]尚華明，魏文壽，袁玉江，等.天山北坡東部樹(shù)輪寬度和穩(wěn)定碳同位素的環(huán)境響應(yīng)分析 [J].沙漠與綠洲氣象，2010，4（5）：6-10.

[50]陳拓，秦大河，李江風(fēng)，等.新疆昭蘇云杉樹(shù)輪纖維素δ13C的氣候意義[J].冰川凍土，2000，22（4）：347-352.

[51]陳峰，王慧琴，袁玉江，等.樹(shù)輪最大密度記錄的吉爾吉斯斯坦天山山區(qū)公元1650年以來(lái)的7—8月溫度變化[J].沙漠與綠洲氣象，2014，8（4）：1-7.

[52]Chen J,Wang LL,Zhu HF,et al.Reconstructing mean maximum temper-ature of growing season from the maximum density of the Schrenk Spruce inYili,Xinjiang, China[J].Chinese Science Bulletin 2009，54：2300-2308.

[53]Yuan YJ,Zhang TW,Wei WS,et al.Development of tree-ring maximum latewood density chronologies for the westernTienShanMountains,China:Influenceof detrendingmethodandclimateresponse[J]. Dendrochronologia 2013，31：192-197.

[54]ChenF,YuanYJ,WeiWS,etal.Chronology development and climate response analysis of Schrenk Spruce（Picea Schrenkiana）tree-ring parameters in the Urumqiriverbasin,China[J].Geochronoometria 2010，36：17-22.

[55]張同文，袁玉江，喻樹(shù)龍，等.樹(shù)輪灰度與樹(shù)輪密度的對(duì)比分析及其對(duì)氣候要素的響應(yīng) [J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31 （22）：6743-6752.

[56]張瑞波，袁玉江，魏文壽，等.用樹(shù)輪灰度重建烏孫山北坡4—5月平均最低氣溫 [J].中國(guó)沙漠，2008，28（5）：848-854.

[57]Esper J,Schweingruber FH,Winiger M.1300 years of climatic history for Western Central Asia inferred from tree-rings[J].Holocene 2002，12（3）：267-277.

[58]陳峰，袁玉江，魏文壽，等.樹(shù)輪記錄的伊犁地區(qū)近354年帕爾默干旱指數(shù)變化 [J]. 高原氣象，2011，30（2）：355-362.

[59]Yu SL,Yuan YJ,Wei WS,et al.A 352-year record of summertemperaturereconstructioninthewestern Tianshan Mountains,China,as deduced from tree-ring density[J].Quaternary Research 2013，80：158-166.

[60]Solomina ON,Abilmeizova B,Griaznova VV,et al.Treerings drought index reconstruction in Near Issyk-Kul area,Tien Shan,Kyrgyz Republic for AD 1680-2005. Problemsofecologicalmonitoringandecosystem modeling 2007，21：183-202（in Russian）.

[61]王承義，胡楊斌.新疆伊犁地區(qū)近250年冷暖變化特征分析[J].干旱區(qū)地理，1996，19（3）：37-44.

[62]袁玉江，李江風(fēng).天山烏魯木齊河源450 a冬季溫度序列的重建與分析[J].冰川凍土，1999，21（1）：64-70.

[63]陳峰，袁玉江，魏文壽，等.樹(shù)輪記錄的過(guò)去384a天山北坡中部烏魯木齊河源7月溫度變化 [J].冰川凍土，2011，33（1）：55-63.

[64]張瑞波，袁玉江，魏文壽，等.樹(shù)輪記錄的天山南坡阿克蘇河流域2—3月平均氣溫[J].高原氣象，2010，31（3）：804-809.

[65]Wang T,Ren GY,Chen F,et al.An analysis of precipitation variations in the west-central TianshanMountains overthe last 300 years[J].Quaternary International 2014，358：48-57.

[66]袁玉江，葉瑋，董光榮，等.天山西部伊犁地區(qū)314 a降水的重建與分析[J].冰川凍土，2000，22（2）：121-127.

[67]陳峰，袁玉江，魏文壽，等.特克斯河流域近236 a降水變化及趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J].山地學(xué)報(bào)，2010，28（5）：545-551.

[68]Yuan YJ,Jin LY,Shao XM,et al.Variations of the spring precipitation day numbers reconstructed from tree rings in the Urumqi River drainage,Tianshan Mts.over the last 370 years[J].Chinese Science Bulletin 2003，48（14）：1507-1510.

[69]Palmer WC.Meteorological Drought.US Department of Commerce,Weather Bureau:Washington,D.C.,1965.

[70]Solomina ON,Schweingruber F,Nagornov O,et al. Reconstruction of summer temperature and ablation of glaciers in Central Tien Shan for the period of AD 1626-1995 using maximum ring density of spruce（Picea Schrenkiana）[J].Data of Glacialogical Studies 2006, 100:104-113（in Russian）.

[71]Chen F,Yuan YJ,Chen FH,et al.A 426-year drought history for Western Tian Shan,Central Asia inferred from tree-rings and its linkages to the North Atlantic and Indo-West Pacific Oceans[J].Holocene 2013，23（8）：1095-1104.

[72]Chen F,Yuan YJ,Wei WS,et al.Tree-ring recorded hydroclimatic change in Tienshan mountains during the past 500 years[J].Quaternary International 2015，358：35-41.

[73]Chen F,Yuan YJ,Yu SL,et al.A 225-year long drought reconstruction for east Xinjiang based on Siberia larch （Larix sibirica）tree-ring widths:Reveals the recent dry trend of the eastern end of Tien Shan[J].Quaternary International 2015，358：42-47.

[74]王勁松，李金豹，陳發(fā)虎，等.樹(shù)輪寬度記錄的天山東段近200a干濕變化[J].冰川凍土，2007（29）：209-216.

[75]張志華，吳祥定，李驥.利用樹(shù)木年輪資料重建新疆東天山 300多年來(lái)干旱日數(shù)的變化 [J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1996，7（1）：53-60.

[76]Yuan Y J,Shao XM,Gong Y,et al.The potential to reconstruct Manasi river streamflow in the northern Tien Shan Mountains（NW China）[J].Tree-ring Research 2007，63（2）：81-93.

[77]尚華明，尹仔鋒，陳志軍，等.天山北坡精河1615—2007年徑流量變化的樹(shù)輪記錄[J].水科學(xué)進(jìn)展，2014，25.

[78]Zhang RB,Yuan YJ,Gou XH,et al.Streamflow variability for the Aksu River on the southern slopes of theTianShaninferredfromtreeringrecords[J]. QuaternaryResearch2016.DOI:10.1016/j.yqres. 2016，03.001

[79]尹仔鋒，尚華明，魏文壽，等.基于樹(shù)輪寬度的伊塞克湖入湖徑流量重建與分析 [J].沙漠與綠洲氣象，2014，8 （4）：8-14.

[80]Neumann J,Dettwiller J,.“Great historical events that were significantly affected by the weather:Part 9,the year leading to the revolution of 1789 in France（II）”. Bulletin of The American Meteorological Society 1990，71，33-41.

[81]Liang EY,Liu XH,Yuan YJ,et al.The 1920s drought recorded by tree rings and historical documents in the semi-arid and arid areas of Northern China[J].Climatic Change 2006，79：403-432.

[82]Esper J,Treydte K,Gartner H,et al.A tree ring reconstruction of climatic extrme years since 1427 AD for Western Central Asia[J].Palaeobotanist 2001，50（1）：141-152.

[83]Li JB,Cook ER,Chen FH,et al.An extreme drought event in the central Tien Shan area in the year 1945[J]. Journal of Arid Environments 2010，74：1225-1231.

[84]Li JB,Gou XH,Cook E R,et al.Tree-ring based drought reconstruction for the central Tien Shan area in northwest China[J].Geophysical Research Letters 2006，330（7）：408-412.

Research Advances of Dendroclimatology in Tianshan Mountains

ZHANG Ruibo1，2，YUAN Yujiang1，WEI Wenshou1，GOU Xiaohua2，YU Shulong1，SHANG Huaming1，ZHANG Tongwen1，CHEN Feng1，QIN Li1

（1.Institute of Desert Meteorology，China Meteorological Administration；Key Laboratory of Tree Ring Ecology of Xinjiang Uigur Autonomous Region；Key Laboratory of Tree-ring Physical and Chemical Research of China Meteorological Administration；Urumqi 830002，China；2.Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems（Ministry of Education），College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China）

Tianshan Mountains located in the arid Central Asia,are very important source of water. The area is dominated by westerly and is important in global change research.Due to their wide spatial distribution,high annual resolution,calendar-exact dating,and high climate sensitivity, tree-rings play an important role in reconstructing past environment and climate change over the past millennium at regional,hemispheric or even global scales.Thus,tree-rings can help us to better understand climate behaviour and its mechanisms in the past and then predict variation trends for the future.In this paper,we review latest advances in tree-ring-based climate reconstructions in Tianshan Mountains,capturing historical climatic extreme events,as well as analyzing their link to large-scale climate patterns.Tree-ring studies in Tianshan Mountains have achieved great advances in the recent 10 years,particularly for the dendroclimatological studies which have made some influences around the world.We propose some suggestions for future dendroclimatological studies.Tree-ring-based large-scale climate reconstructions are highly needed by employing mathematical methods and a high quality data network of ring-width,ring-density, stable isotope,wood anatomy,etc.Tree-ring-based climate reconstructions provide potentials on explorations of climate forcing during the reconstructed periods via climatic diagnosis and process simulation.

Tianshan Mountains；dendroclimatology；tree-ring；climate change

P532

A

1002-0799（2016）04-0001-09

2015-11-02；

2015-12-18

國(guó)家自然科學(xué)基金（41205070，41405139）；新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（2015KL017，2014KL017）和中國(guó)沙漠氣象科學(xué)研究基金）（sqj2014014）共同資助。

張瑞波（1983-），男，副研究員，主要從事氣候變化與環(huán)境、樹(shù)木年輪氣候?qū)W研究。E-mail：river0511@163.com

袁玉江（1955-），男，研究員，主要從事樹(shù)木年輪氣候與水文研究。E-mail：yuanyuj5502@sina.com