塔玛拉克沙（Tamarix ramosissima Ledeb.）的生长得益于中国西北部塔里木盆地南部最近的气候变化

《Dendrochronologia》：Growth of Tamarix ramosissima Ledeb. is benefitting from the recent climate change at the southern Tarim basin, northwest China

柽柳径向生长与塔里木盆地南部暖湿气候的响应关系及生态功能评估，采用树轮学方法分析21年序列，发现最小温度（前期秋、冬，当前春、夏）、降水（后期冬、当前春、夏）及干旱指数（前期秋、当前春、夏）显著影响其生长，移动相关性分析显示温度制约效应增强，而降水和干旱影响减弱，表明当前气候条件有利于柽柳生长，可能提升其生态防护功能。

　　在西北中国的干旱地区，特别是在塔里木盆地南部的荒漠绿洲过渡带，**柽柳**（*Tamarix ramosissima*）是一种广泛分布的灌木种类。它在极端干旱的环境中表现出较强的适应能力，能够有效防止风蚀和固沙，对于区域的生态环境保护、生态恢复以及环境安全具有重要作用。近年来，该地区的气候呈现“温暖湿润”的趋势，但关于这种气候变化对* T. ramosissima *径向生长的影响，尚缺乏系统的研究。为此，本研究通过采集* T. ramosissima *的树干样本，运用年轮学技术对样本进行处理，并建立了树轮宽度年代序列，以探讨其对气候变化的响应机制。

### 研究背景与意义

年轮是指树木在生长季节中，由于生长速率的变化而在横截面上形成的同心圆结构。这一结构不仅记录了树木的年龄，还能反映树木所经历的气候和环境变化。树轮的宽度受到多种气候和环境因素的影响，导致不同年份之间出现不同的宽度变化。因此，树轮数据在获取历史气候变迁信息方面具有重要价值，因其具有精确的年代测定、高分辨率和广泛的地理分布等优势。近年来，年轮学技术在研究树木和灌木对气候变化的响应方面取得了显著进展，尤其在干旱和寒冷地区，灌木年轮已成为重要的研究对象。

在干旱地区，灌木种类繁多，包括* T. ramosissima *、* Caragana korshinskii *、* Nitraria sibirica *、* Reaumuria songarica *等。这些灌木种类在揭示气候和环境变化方面具有不可替代的作用。* T. ramosissima *作为其中一种广泛分布的灌木，在塔里木盆地南部的荒漠绿洲过渡带中占据主导地位。它不仅能够适应极端干旱的环境，还具有较强的抗逆性，尤其在盐碱地和风沙环境中表现突出。此外，* T. ramosissima *的年轮结构比其他灌木更为明显，这使其成为年轮分析的理想材料。

随着全球气候变暖的加剧，西北地区的气候也发生了显著变化，特别是降水的增加。然而，灌木对干旱环境的适应能力通常强于乔木，因此在温暖湿润的气候条件下，灌木的生长可能受益更多。但目前，关于该地区主要灌木种类在气候变化下的生长响应机制仍不明确。因此，本研究采用了年轮气候学方法，重点探讨气候变化对* T. ramosissima *径向生长的影响。研究的主要目标包括：（1）建立* T. ramosissima *的树轮宽度年代序列；（2）观察该物种对气候变化的径向生长响应。我们假设，作为本土的荒漠植物，* T. ramosissima *可能会从塔里木盆地南部近年来的气候变暖和湿润化中受益。

### 研究区域与样本采集

本研究区域位于塔克拉玛干沙漠的南部边缘，处于库车绿洲之外（图1）。地理坐标为东经80°43'45''，北纬37°00'57''，海拔约为1318米。该地区的气候属于大陆性气候，夏季高温且降水稀少，年均气温为11.9℃，年均降水量约为50毫米（图2）。主要的植物种类包括* Calligonum caput-medusae *、* Alhagi sparsifolia *等，这些植物在干旱环境中的生存和繁衍具有重要意义。

为了研究* T. ramosissima *的生长对气候的响应，我们采集了该区域* T. ramosissima *的树干样本，并在荒漠绿洲过渡带进行了详细的样本处理。通过交叉定年技术，我们对样本进行了去趋势处理，并建立了树轮宽度年代序列。根据EPS值大于0.85的标准，确定该年代序列的有效时期为21年，涵盖2001年至2021年。通过统计分析（表1），我们发现* T. ramosissima *的树轮生长对气候变化非常敏感，并且不同个体之间存在共同的生长信号，这表明该物种的生长受到相似的环境条件影响。

### 气候对径向生长的影响

温度是植物生长的主要调控因素，影响着光合作用、蒸腾作用、呼吸作用以及酶促代谢等关键生理过程。在适宜的温度范围内，植物的生长效率最高，能够有效积累碳水化合物，从而促进树木的快速生长。因此，温度的变化对* T. ramosissima *的径向生长具有显著影响。

在本研究中，我们发现* T. ramosissima *的径向生长与前一年秋季和冬季的最低气温、当年春季和初夏的最低气温呈正相关。这表明在这些季节中，气温的变化对* T. ramosissima *的生长具有促进作用。同时，我们也发现该物种的径向生长与晚冬、当年春季和初夏的降水呈正相关。这表明降水的增加在这些时期有助于* T. ramosissima *的生长。此外，干旱指数的变化也与* T. ramosissima *的径向生长密切相关，尤其是在前一年的深秋、当年的春季和初夏，干旱条件对生长产生了显著的抑制作用。

进一步的移动相关分析表明，* T. ramosissima *的径向生长与最低气温在限制季节中的相关性逐渐增强，而与降水和干旱指数的相关性则逐渐减弱。这一现象可能与气候变化对灌木生长的长期影响有关。随着全球变暖的持续，最低气温的上升可能对* T. ramosissima *的生长产生更为积极的影响，而降水和干旱指数的变化则可能受到更多环境因素的干扰，从而对生长的影响减弱。

### 研究结果与讨论

研究结果表明，* T. ramosissima *的生长在一定程度上受益于近年来的气候条件。这一发现为评估该物种在塔里木盆地南部在气候改变阶段下的生长和发展提供了重要的依据。同时，这些结果也对区域的防护林体系建设具有重要意义，为生态恢复、环境修复和生态安全的实践提供了科学参考。

此外，本研究还发现* T. ramosissima *的生长受到多种气候因素的共同影响，这表明其对环境变化的适应能力较强。然而，气候变化对不同季节的生长影响存在差异，这可能与灌木的生理特性和生长周期有关。例如，最低气温在秋季和冬季对生长的影响更为显著，而降水和干旱指数则主要影响春季和初夏的生长。这种季节性的差异可能反映了灌木在不同环境条件下的生长策略。

在灌木年轮研究中，已有大量研究表明，不同灌木种类对气候的响应机制存在差异。例如，在祁连山地区，* Sabina vulgaris * Ant.的生长主要受到生长季降水的影响，但也受到生长季后期低温的限制。在西藏中部地区，* Juniperus pingii * var. * wilsonii *的年轮数据被用于重建春季的水文气候，时间为1605年至现代。而在黄土高原地区，* Sophora davidii *和* Ziziphus jujuba *的生长则受到冬季最低气温和降水的共同影响。这些研究结果表明，不同灌木种类对气候的响应机制具有多样性，这可能与它们的生态适应性和生长环境有关。

### 未来研究方向

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。首先，样本数量和分布范围有限，可能影响研究结果的普遍性。其次，气候变化对灌木生长的影响可能受到多种环境因素的共同作用，因此需要进一步研究这些因素的相互作用。此外，灌木年轮的分析方法仍在不断完善，未来可以结合更多的遥感数据和环境监测数据，提高研究的准确性和可靠性。

未来的研究可以进一步探讨不同灌木种类在不同气候条件下的生长响应机制，以期更全面地理解干旱地区植物的生态适应性。同时，可以结合更多的环境变量，如土壤水分、地下水位、空气湿度等，以分析气候变化对灌木生长的综合影响。此外，还可以研究灌木年轮在不同时间尺度上的变化，以揭示长期气候变化对植物生长的影响。

### 结论

本研究通过采集* T. ramosissima *的树干样本，运用年轮学技术建立了该物种的树轮宽度年代序列，并分析了其对气候变化的响应机制。研究结果表明，* T. ramosissima *的径向生长受到最低气温、降水和干旱指数的共同影响，其中最低气温在秋季和冬季对生长的促进作用最为显著，而降水和干旱指数则主要影响春季和初夏的生长。进一步的移动相关分析表明，* T. ramosissima *的生长与最低气温在限制季节中的相关性逐渐增强，而与降水和干旱指数的相关性则逐渐减弱。这一现象可能反映了气候变化对灌木生长的长期影响。

研究结果还表明，* T. ramosissima *的生长在一定程度上受益于近年来的气候条件，这可能意味着其在塔里木盆地南部的生态防护功能有所增强。这一发现不仅为评估该物种在气候改变阶段下的生长和发展提供了依据，也为区域的生态恢复和环境修复提供了科学参考。因此，进一步研究气候变化对灌木生长的影响，对于理解干旱地区的生态系统变化和全球气候变化具有重要意义。