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青藏高原地区作为全球一个独特的地域单元,其气候及环境变化对高原本身和邻近地区,甚至远离高原地区都有重要的影响。树轮代用资料在高原地区的过去气候变化研究中发挥着重要作用。探讨树轮宽度资料的标准化方法,以便建立适用于重建过去气候并尽可能保留低频变化信息的树轮宽度年表,对于长时间尺度上的气候变化研究有着重要的科学意义。
本文利用在青海柴达木盆地东缘山地获取的大量祁连圆柏树轮资料,对拟合并去除树木生长趋势即标准化的方法进行了探讨,提出一种总体曲线标准化方法,以建立保留更多低频变化信息的树轮年表。本文首先用在胸径高度上(40~60年达到生长顶峰)获取的包含完整树木生长髓心的树轮样本来逼近祁连圆柏的径向生长趋势曲线,并用广义的负指数函数拟合该曲线,能够很好地描述祁连圆柏树木自茎的次生生长以来的径向生长过程。然后再用相同的树轮资料建立用于估算树芯样本靠近髓心一侧的缺失轮数的最初径向生长模型,得到的模型方差解释量高达90.9%,能够很好地实现对缺失轮数的估算。标准化过程中,包含髓心的样芯认定生理年龄为1年,不包含髓心的样芯用最初径向生长模型估算缺失轮数,然后全部样芯用拟合的总体生长趋势曲线对应部分进行去趋势标准化。
本文分别用传统的标准化方法(负指数、样条函数、区域曲线标准化)和总体曲线标准化法建立了树轮宽度年表,树轮资料采自于青海省的德令哈、都兰两个地区四个样点。各样点得到的年表在低频和高频变化上具有较好的一致性。通过对比分析发现,总体生长趋势曲线对采自比较“年轻”的树木的样芯、包含树木生长髓心或者非常接近髓心的样芯和长度较短、年轮数量少的样芯的生长趋势拟合更为合理。用总体曲线法得到的树轮宽度序列保留低频变化信息的能力也较强。该方法对于建立可靠,准确的树轮长年表有重要意义。