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兰州城市化效应影响刺槐(Robinia pseudoacacia L.)生长的树轮生态学研究

魏亮  
【摘要】:伴随着兰州的城市化进程,兰州市区的气候发生了一定改变:气温逐步升高,出现了明显的热岛和“干岛”效应。此外,兰州是污染比较严重的城市。气候变化和污染都可能影响到植物的生长。 本实验选取在兰州市区广泛种植的刺槐(Robinia pseudoacacia L.)作为研究材料,进行了树轮气候学、树轮生态学和树轮化学的分析,并结合兰州市区的气候及污染研究资料,发现了一些刺槐因城市化进程而使其生长受到影响的证据。实验中得到了市区五个样点(ST、LD、QL、AN和XG)的树轮年表,其中LD、OL和AN三点树轮年表质量较好。 随着市区温度的上升,干旱成为影响刺槐生长的重要因素。以年均气温超过9.5℃的1980年为界,对比1980年以前,1980年后的刺槐生长受到干旱的影响较为显著。表现为QL、AN年表和生长当年和前一年的生长季部分时段的总降水显著正相关,LD年表和生长当年和前一年的生长季部分时段的平均气温呈显著负相关。之后通过树轮年表和湿润指数的相关性分析,也证明了干旱是影响刺槐生长的主要限制因子。 污染物可能影响到XG点刺槐的生长,XG年表和非采暖期NOx、SO_2浓度呈显著负相关。而在LD点,树轮年表和采暖期、非采暖期及年均NOx浓度显著正相关。通过分析发现,NOx与LD刺槐生长的正相关关系并不是NOx直接作用于刺槐造成的。由于大气混合层的影响,污染物浓度和温度呈显著负相关;而LD点的刺槐生长也与温度显著负相关。正是因为污染物浓度和刺槐生长都与温度关系密切,才造成了NOx浓度与刺槐生长的正相关关系。没有证据表明LD点的刺槐生长受到了污染物的阻碍。 刺槐的树轮化学实验表明,金属元素在刺槐树轮中有着明显的分布规律。树轮中部分元素的含量密切相关。K、Mn、Zn含量之间,以及Fe、Mg、Mn、Zn含量之间都有很高的相关系数,可能表明这些元素在吸收和转移方式上的一致性。此外,除Cu和K外,各轮中的元素含量和该轮的轮宽指数有着明显的负相关关系。 通过实验可以得出结论,在兰州市区,随着城市的发展和城市气候的变化,干旱成为影响刺槐生长的主要因素;在XG点,污染物可能影响到了刺槐生长,而在LD点没有证据证明污染对刺槐生长造成了影响。


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