植物生态学报 2010, 34 (9): 1045–1057 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005 Chinese Journal of Plant Ecology https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估
李宗善1刘国华1*傅伯杰1张齐兵2胡婵娟1罗淑政1
1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085; 2中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京100093
摘要根据川西卧龙地区岷江冷杉(Abies faxoniana)的年轮宽度资料, 分析了该地区树木生长特征及对气候响应在最近53年(1956–2008年)的异质性特征。结果表明, 在1956–1976年时段, 树木生长速率较快, 晚冬至早春(1月到4月)温度对树木生长有着明显的促进作用, 而春末5月份的高温对于树木生长有限制性影响, 而与日照时数关系不大; 在1977–2008年时段, 树轮生长主要受冬季(11月到1月)低温的限制, 另外, 日照时数对于树木生长的限制性影响明显增强。秋季到早冬(9–12月)降水在两个时段上对树木生长均有一定的限制性影响。树轮指数在1956–1976年时段与温度序列吻合较好, 而在1977–2008年时段树轮指数明显偏低, 与温度序列出现了明显的分离。1977–2008年时段内云层覆盖量增加导致太阳辐射量显著下降, 进而树木可利用的光合有效辐射也相应地降低, 这可能是树木生长速率在此时期明显较慢的主要原因。
关键词气候响应, 树木年轮, 川西地区, 卧龙国家级自然保护区
Evaluation of temporal stability in tree growth-climate response in Wolong National Natural Reserve, western Sichuan, China
LI Zong-Shan1, LIU Guo-Hua1*, FU Bo-Jie1, ZHANG Qi-Bing2, HU Chan-Juan1, and LUO Shu-Zheng1
1State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Science, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; and 2State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
Abstract
Aims It is generally assumed in dendroclimatological studies that the approximate relationship between tree growth and the limiting climatic factors is stable over time. However, observed spatial and temporal instabilities in growth-climate relationships suggest diverse growth responses expected to be triggered by unprecedented climatic changes in the future may greatly complicate dendroclimatic reconstructions of past climate histories. We test the stability of the growth-climate relationship using tree ring-width data of Abies faxoniana in Wolong National Natural Reserve of western Sichuan, China to provide qualitative verification for regional paleoclimatic studies and dynamic vegetation models for carbon uptake.
Methods Standardized dendroecological methods were used to study the effects of climatic variability on radial growth of A. faxoniana, a subalpine conifer that was the dominant and economically most important tree species in this region. Fifty-two increment cores of A. faxoniana were sampled in a pristine forest site at 2 750 m and sev-eral statistics were used to identify common patterns of interannual growth variability. A shift in climate facilitated comparison of growth-climate relationships during two distinct periods: 1956–1976 and 1977–2008. Tree radial growth was correlated against monthly total precipitation, sunshine time and mean, minimum, and maximum temperature from the nearby meteorological station.
Important findings Tree radial growth showed time-dependent relationships to interannual climate variation. For 1956–1976, tree growth showed a positive growth response to temperature in late winter to early spring (prior December to current April), whereas high temperature in late spring (May) negatively impacted tree growth. For 1977–2008, tree growth responded more strongly to sunshine time (positive) and winter temperature (negative). In addition, tree growth showed an internally consistent positive response to precipitation in autumn to early winter (prior September to December). An anomalous reduction in growth indices was a noteworthy feature in 1977–2008 and resulted in increasing divergence between the trends in ring width and temperature. In recent ——————————————————
收稿日期Received: 2010-03-25接受日期Accepted:2010-05-25
* 通讯作者Author for correspondence (E-mail: ghliu@https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,)
1046 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
decades, the combination of decline in sunshine time and more cloud cover effectively decreased the amount of solar radiation available for photosynthesis and plant growth, and this was the most probable cause for the recent progressive decline in growth.
Key words climate response, tree-ring, western Sichuan, Wolong National Natural Reserve
树木年轮材料在重建过去千年的高分辨率的气候变化历史研究中起着重要作用, 并在区域甚至全球范围的气候变化研究中成为首选的气候代用材料。树木年轮数据的气候重建序列对于人们了解最近100多年以来气候变化的自然背景和预测未来数十年气候变化前景, 都具有重要的意义(IPCC, 2007; Mann et al ., 2008)。
然而过去十几年来, 越来越多的研究表明, 北半球高纬度地区的树木生长对于气候的响应是不稳定的, 在近代出现了明显的转型, 即树木生长分离效应(divergence problem) (Briffa et al ., 1998)。树木生长分离效应是指在全球变暖的背景下, 北半球高纬度广大地区对于温度响应敏感的树轮资料, 在20世纪后期对于温度响应明显降低, 即近代树木生长与20世纪全球变暖趋势出现了明显的分离, 使得树木年轮数据在区域尺度上很难拟合20世纪的变暖趋势(D’Arrigo et al ., 2007; Wilson et al ., 2007)。树木生长分离效应首先是在美国阿拉斯加地区发现的(Jacoby & D’Arrigo, 1995), 随后在世界各地开展了大量的相关研究(Barber et al ., 2000; Solberg et al ., 2002; Wilmking et al ., 2004, 2005; Büntgen et al ., 2006, 2008; Pisaric et al ., 2007; Oberhuber et al ., 2008; Esper & Frank, 2009)。生长分离效应的发现对树木生长与气候关系的一致性原则(the uniformi-tarianism principle)提出了质疑, 基于树木年轮数据的气候重建序列的可靠性必须重新评估(D’Arrigo et al ., 2007; Wilson et al ., 2007); 另外, 在全球变暖不断加剧的今天, 树木生长在近代体现出的对于温度上升的“分离效应”对大尺度森林生长特征有明显影响, 因而只有进一步完善森林生态系统的气候响应模型, 才能更加科学地认识其在全球碳循环中的地位和作用(Briffa et al ., 1998; D’Arrigo et al ., 2007)。
大量研究已经对北半球高纬度地区树木对于温度的“生长分离”现象的产生机制进行了探讨, 并提出了众多关于树木生长对温度失敏的假说, 譬如全球变暖导致的干旱胁迫(Jacoby & D’Arrigo,
1995)及树木生长季节的变化(Vaganov et al ., 1999)、温度升高超过了树木生长的耐受极限(Hoch & K?rner, 2003) 、
树木生长对于温度参数(最高、平均、最低温度)的不同响应模式(Wilson & Luckman, 2003)、人类活动导致的大气污染引发的近代太阳辐射减弱(Stanhill & Cohen, 2001)和紫外线增强效应(Briffa et al ., 2004)以及树轮数据处理方法(生长去趋势、年表制作等)导致的末端效应(end effect)等(Esper et al ., 2002; D’Arrigo et al ., 2007; McIntyrea & McKitrick, 2009)。然而, 由于多种生态环境因素的交互影响和非线性关系均对树木生长有限制性作用, 导致树木生长分离效应产生的原因还存在着很大的争议(D’Arrigo et al ., 2007)。
到目前为止, 关于树木生长的分离效应的研究, 主要还局限于北半球高纬度地区, 在低纬度地区鲜有研究(D’Arrigo et al ., 2007)。要想界定在全球变暖背景下的树木生长分离效应发生的时空格局, 必须在更加广泛的地区, 特别是中低纬度地区开展类似的研究(Briffa et al ., 1998)。本文基于中纬度地带川西卧龙地区岷江冷杉(Abies faxoniana )的树轮宽度数据, 在两个时段(1956–1976年和1977–2008年)上探讨了树木生长对于气候响应的转型特征, 并确定了树木生长对于气候变化的分离特点, 为在全球变暖背景下研究该地区亚高山针叶森林对气候变化的响应特征提供科学依据。
1 研究地区和研究方法
1.1 研究区自然概况
研究地点位于卧龙森林生态系统邓生定位研究站(海拔2 730 m, 102°58′ E, 30°51′ N)附近的岷江冷杉暗针叶林内, 属于四川省汶川县西南部, 岷江上游的邛崃山系东南坡, 属巴郎山阴坡(图1)。该区属青藏高原气候区, 主要受西风急流南支和东南季风的影响。根据2001–2003年生态定位站提供的资料, 该研究区年降水量为710 mm, 降水天数长达200天以上, 年平均相对湿度79%。降水量月变化大致呈单峰型分布, 具较典型的内陆降水分布特征,
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1047
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
图1 川西卧龙国家级自然保护区的树木年轮采样点和气象站分布。
Fig. 1 Distribution of tree-ring sampling site and meteorological station in Wolong National Natural Reserve of western Sichuan, China.
1月平均降水量为5.9 mm, 7月平均降水量为193.1 mm, 降水量集中在5–9月份, 占全年降水量的81.07%。气温的季节变化则呈单峰型分布, 该区温度以12月最低, 平均温度为–4.5 ℃, 7月份温度最高, 平均温度为20.4 ℃, 从3月开始升温, 至7月达到最高峰, 而后逐渐回落(徐庆等, 2005; 郑绍伟等, 2006)。
1.2 树轮宽度年表的建立
本研究所用的岷江冷杉树轮样芯是2009年9月在卧龙国家级自然保护区(以下简称卧龙地区)邓生生态定位站附近的皮条河河谷地带采集的, 采样点
海拔约为2 750 m 。采样点森林发育良好, 树木生长较少受到人为影响。土壤湿润, 有机质含量丰富, 郁闭度在0.6–0.8之间, 坡度较为平缓, 大约为15°。为获得较长时间序列的树轮样品, 仅选择径级较大且年龄较老的树木个体获取样本。对每株树用生长锥在胸高位置钻取样品, 本研究每棵树采集一根树轮样芯, 最终获得52根样芯。
样品带回实验室后, 按照国际通用的方法进行固定、晾干、打磨抛光、测量等(Stokes & Smiley, 1968), 最后利用COFECHA 程序对交叉定年和测量结果进行检验(Holmes, 1983)。通过用ARSTAN 程序
1048 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
图2 川西卧龙国家级自然保护区岷江冷杉的标准年表。
, 年表序列; , 11年滑动平均序列
; , 复本量。 Fig. 2
The standard tree-ring chronology of
Abies faxoniana
in Wolong National Natural Reserve of western Sichuan, China. ,
series of chronology; , series of 11-year smoothing average; , sample size.
(Cook & Kairiukstis, 1990; Cook et al., 1994)把交叉定年后的年轮序列进行去趋势和标准化, 以去掉树木随年龄增长的生长趋势以及立地生境等原因导致的生长非一致性扰动, 从而排除其中的非气候信号。为尽可能地保留树轮年表中的低频变化信号, 采用保守的去趋势(负指数曲线或任意斜率的直线)拟合方案, 并采用双权重平均法得到树轮宽度的标准年表(Cook & Kairiukstis, 1990)。最终有40根样芯被用于树轮年表的合成, 而其他的样芯因与主序列不符或生长奇异点过多而被剔除。考虑到年表的可信度随着复本量的减少而下降, 本研究年表的起始年份(1874年)的最低复本量为5根样芯, 最终得到时间长度为135年(1874–2008年)的树轮年表(图2)。
统计结果表明, 年表样芯间的相关系数(mean inter-series correlation, Rbar) (r = 0.347, p < 0.01)较高, 说明了各个样芯之间逐年的生长宽度有较好的一致性。年表的平均敏感度(mean sensitivity, MS) 和信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)分别为0.21和3.93, 意味着年轮样本保存了较多的气候信号, 而相应的噪音较少。另外, 年表的样本群体表达信号(expressed population signal, EPS)数值约为0.8, 也达到了较高的水平, 这说明了本调查采集样本量所含的信号基本能够代表总体特征(Wigley et al., 1984)。以上统计特征表明, 研究区域树木生长受相同的气候因子制约, 包含了较多的共同信号, 所以本次调查所用的树轮资料适于进行年轮气候学分析。 1.3 气象数据
选取的气候资料来自于距离采样地点最近的
都江堰气象站(国家标准气象台站, 海拔698 m, 103°40′ E, 31°01′ N), 其位于采样点东部约60 km 处。气候资料气象数据由国家气象局提供, 区间为1956–2008年, 经检验, 气候序列具有较好的一致性, 可被认为代表了当地自然界的气候变化趋势(图3)。气候要素包括逐月的降水量(PRE)、平均温度(TEM)、最高温度(TMX)、最低温度(TMN)和日照时数(SUN.TIME)。考虑到前一年气候状况对当年树木生长的影响(Fritts, 1976; Schweingruber, 1996), 选用前一年7
月至当年10月共16个月的气象数据与
图3 川西地区都江堰气象站降水量(柱状)、平均温度(三角折线)、最高温度(方框折线)和最低温度(圆圈折线)的逐月变化。
Fig. 3 Monthly variations of precipitations (bars), mean tem-perature (line with triangles), maximum temperature (line with squares), and minimum temperature (line with circles) for Du-jiangyan meteorological station in western Sichuan, China.
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1049
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
所得的树轮标准年表进行相关分析。相关分析过程由软件DendroClim2002实现(Biondi & Waikul, 2004)。
2 研究结果
2.1 年表指数和气候要素在1956–1976年和1977– 2008年两个时段的波动特征
由树轮指数和气候因子在1956–1976年和1977–2008年时段的箱线图(图4)特征来看, 树轮指数在1956–1976年时段要显著高于1977–2008年时段(F = 7.99, p < 0.01), 然而1977–2008年时段的树轮指数的波动要略高于1956–1976年时段。降水量在1956–1976年时段要高于1977–2008年时段, 但是两个时段降水量的差异性没有达到显著性水平(F = 2.38, p = 0.13); 虽然平均温度、最低温度和最高温度在两个时段的平均数没有明显差异(F = 0.54–1.88, p = 0.18–0.46), 但是各温度指标在1956–1976年时段波动幅度较小, 相对较稳定, 而在1977–2008年时段波动幅度明显变大, 相对较不稳定。另外, 日照时数在两个时段内的差异性是各气候要素中最为明显的一个, 体现为1956–1976年
时段的日照时数要明显高于1977–2008年时段(F = 14.82, p < 0.01)。可见, 在两个时段内年轮指数和气候特征都表现出明显的差异性, 体现为在1956–1976年时段内树轮指数较高, 气候特征主要体现为降水较多、温度波动较为稳定和太阳辐射较强; 而在1977–2008年时段树轮指数明显偏低, 气候特征主要体现为降水偏少、温度波动较大而太阳辐射量较低。
从过去53年(1956–2008年)树轮指数和气候因子的波动特征(图5)来看, 树轮指数在1977年以前处于一种平缓的波动状态, 而在1977年后树轮指数出现持续下降的趋势(图5A), 这与箱线图所显示的特征相一致; 降水量在整个时段上波动较为一致, 没有明显的上升和下降趋势, 与树轮指数出现分离的时间主要集中在1988–1996年时段。温度指标在1956–1976年时段波动平缓, 而在1977–2008年时段出现了缓慢上升趋势, 这种上升趋势在1990年以后表现得最为明显; 树轮指数与温度指标均出现了明显分离的现象, 主要是在1990年以后温度快速上升的时期, 两者之间的残差也出现了持续下降的趋势(图5B); 日照时数在过去53年来的波动特征与树轮
图4 树轮年表与气候要素在两个时段(1956–1976年和1977–2008年)的箱线图。分布在箱线图上下边界以外的数据点是极端异常值。
Fig. 4 The boxplots of tree-ring chronology and climatic variables during the two study periods (1956–1976 and 1977–2008). Data points distributed outside up and down border lines of the boxplots are extreme outliers.
1050 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
图5 树轮年表与气候要素在过去53年(1956–2008年)的变化趋势比较。A, 树轮指数与气候要素的波动规律, 实线表示标准化的年表序列, 虚线表示标准化的气象要素序列。B, 标准化树轮序列和气象要素序列的残差图, 阴影部分表示残差负值。垂直虚线表示两分析时段(1956–1976年和1977–2008年)的分界线。PRE 、SUN.TIME 、TEM 、TMN 和TMX 分别表示降水量、日照时数、温度、最小温度和最高温度。
Fig. 5 Comparison of the change trends for tree-ring chronology and climate data during the common interval: 1956–2008. A, Tree-ring index and climate over the past 53 years (1956–2008). The lines indicate the series of tree-ring index, and the dotted lines indicate the standardized climate variables. B, The difference series (tree-ring index minus climate variables), shaded to emphasize negative values. The vertical dashed lines separate the two study periods, 1956–1976 and 1977–2008, respectively. PRE, SUN.TIME, TEM, TMN and TMX indicate precipitation, sunshine time, temperature, minimum temperature and maximum tem-perature, respectively.
指数吻合较为一致, 没有出现明显的分离现象, 虽然在1967–1973年和1986–1993年两个时期, 两者的残差数值较大。总之, 树轮指数与温度指标在1990年以后出现明显的分离现象, 表现为树轮指数数值要明显低于温度数值; 树轮指数与日照时数吻合效果最好, 而与降水量关系特征不是很明显。 2.2 树木生长在1956–1976年和1977–2008年两个时段对气候要素的响应
由于树木生长特征和气候条件在1956–1976年和1977–2008年时段有着明显的不同, 在这两个时段上分别进行了树轮指数与气候要素的相关分析。从与降水的相关性特征来看(图6), 树木生长在两个时段上均与前一年秋季到早冬降水呈正相关关系, 其中在1956–1976年时段主要体现为前一年秋季9月份(r = 0.31, p < 0.05)和冬季12月份(r = 0.47, p <
0.01), 而在1977–2008年时段主要体现为前一年秋季10月份(r = 0.35, p < 0.05)和冬季12月份(r = 0.36, p < 0.05); 另外在1956–1976年时段, 冬季1月份(r = –0.54, p < 0.01)和秋季10月份(r = 0.52, p < 0.01)的降水还对于树木生长分别有负影响和正影响作用。分析结果表明, 树轮指数与温度指标的相关特征在两个时段上差异最明显; 在1956–1976年时段树木生长主要受冬季1月份(r = 0.25–0.45, p < 0.05)和春季4月份(r = 0.26–0.43, p < 0.05)温度的正影响作用, 而与春季5月份的温度则有明显的负相关关系(r = 0.42–0.6, p < 0.01); 而在1977–2008年时段, 树木的生长主要体现为与冬季温度(前一年11月到当年1月)呈负相关关系, 这种负相关关系在前一年11月份表现最为显著(r 约为0.4, p < 0.05), 另外, 与冬季1月份的最低温度的相关性也达到了显著性水平
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1051
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
图6 树轮年表与气候要素的相关分析。A, 1956–1976年时段的相关分析。B, 1977–2008年时段的相关分析。水平虚线表示相关分析显著性水平(p < 0.05)。PRE 、SUN.TIME 、TEM 、TMN 和TMX 分别表示降水量、日照时数、温度、最小温度和最高温度。x 轴下的数字表示相关分析中的月份, 从前一年7月(–7)到当年10月(10)。
Fig. 6 Correlation analysis between tree-ring chronology and climate data. A, Correlations during the study period of 1956–1976. B, Correlations during the study period of 1977–2008. The horizontal dashed lines indicate statistically significant correlations at the p < 0.05 level. PRE, SUN.TIME, TEM, TMN and TMX indicate precipitation, sunshine time, temperature, minimum temperature and maximum temperature, respectively. Numbers on x -axis refer to the corresponding months from prior July (–7) to current October (10) in the correlation analysis.
(r = –0.37, p < 0.05)。树木生长对于日照时数的响应特征在两个时段上也体现出明显的分异性, 具体表现为在1956–1976年时段, 树轮宽窄变化主要受前一年夏季8月份日照时数(r = 0.39, p < 0.05)的正影响作用, 和春季5月份日照时数的负影响作用(r =
–0.6, p < 0.01); 在1977–2008年时段, 树木生长则与日照时数普遍存在着正相关关系, 主要以前一年及当年秋季10月份(r = 0.54–0.61, p < 0.01)、早春2–3月份(r = 0.35–0.39, p < 0.05)、夏季6–8月份(r = 0.26–0.42, p < 0.05)的相关性最为显著。
1052 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
图7 树轮年表与CRU_TS2.0的云层覆盖度数据的相关分析。A, 1956–1976年时段的相关分析。B, 1977–2008年时段的相关分析。水平虚线表示相关分析显著性水平(p < 0.05)。 Fig. 7 Correlations between tree-ring chronology and monthly cloud cover data of CRU_TS2.0 climatic database. A, Correla-tion results during the study period of 1956–1976. B, Correla-tion result during the study period of 1977–2008. The horizon-tal dashed lines indicate statistically significant correlations at the p < 0.05 level.
3 讨论
1976/1977年相位转型(1976/1977 regime shift)是北太平洋年代涛动(Pacific Decadal Oscillation, PDO)在近代重要的表现特征, 主要体现为PDO 由1947–1976年的冷相位过渡到1977–1990年的暖相位(Miller et al ., 1994; Mantua & Hare, 2002), PDO 的这次相位转型对于太平洋及其周边地区的气候年际变化都有重要的影响(Bond et al ., 2003)。大量研究表明, 20世纪70年代以后的气候环境特征与之前有着明显的差异, 已经对海洋和陆地生态系统产生了积极的影响(Mantua & Hare, 2002)。树木年轮作为研究气候变化的重要待用材料, 也被广泛应用于在PDO 的1976/1977年相位转型前后树木生长对气候响应的异质性研究之中(D’Arrigo et al ., 2007)。利用南美安第斯山脉林线附近的6条样带的南水青冈(Nothofagus pumilio )的树轮资料, Daniels 和Veblen (2004)的研究表明: 在气候以冷湿为主的1957– 1976年, 树木生长主要受夏季温度的制约, 与湿度关系不大; 而在气候以暖干为主的1977–1996年, 夏季的水湿条件是决定树木径向生长的限制性环境因素, 与温度波动关系不大。D’Arrigo 等(2005)也发现, 阿拉斯加地区的云杉(Picea glauca )对温度的响应在1970年前后有着明显的不同, 1970年之前的树木生长主要受夏季温度制约, 并被用来重建该
图8 树轮指数与太平洋年代涛动(PDO)指数的关系。A, 树轮年表与PDO 冬季指数(11–3月份)在过去53年(1956–2008年)来的波动规律(11年滑动平均)。实线表示标准化的年表序列, 虚线表示标准化的PDO 指数; 垂直虚线表示两分析时段(1956–1976年和1977–2008年)的分界线。B, 树轮年表与PDO 指数在1956–1976年(白色柱)和1977–2008年时段(黑色柱)的相关分析。虚线和点线分别表示在1956–1976年和1977–2008年时段相关分析显著性水平(p < 0.05)。
Fig. 8 The association between tree-ring chronology and Pa-cific Decadal Oscillation (PDO). A, The changing trend of tree-ring chronology and PDO indices (November to March) over the past 53 years (1956–2008), smoothed using a 11-year low-pass filter. Line indicates the standardized data of chro-nology and dotted line indicated the standardized PDO indices. The vertical dashed lines separate the two study periods, 1956–1976 and 1977–2008, respectively. B, Correlations be-tween tree-ring chronology and monthly PDO indices, for the two study periods: 1956–1976 (white bar) and 1977–2008 (black bar), respectively. The horizontal dashed and dotted lines indicate statistically significant correlations at the p < 0.05 level for 1956–1976 and 1977–2008, respectively.
地区过去千年的温度波动, 而1970年以后树轮序列中的夏季温度信号显著减弱。另外, 北半球高纬度带发现的树木生长在20世纪下半叶出现的与温度的分离效应, 也在PDO 的1976/1977年相位转型期有着不同的表现特点, 其中在1947–1976年时段树轮指数与温度序列吻合较好, 分离效应不明显; 在1977–1990年时段树轮指数明显低于温度序列, 出现了明显的分离(Briffa et al ., 1998)。
在四川卧龙地区, 在1976/1977年PDO 相位转型前后的年轮指数、气候特征均体现出明显的差异性。在1956–1976年时段树轮指数较高, 树木生长较快, 气候特征主要体现为降水较多、温度波动较为
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1053
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
稳定和太阳辐射较强; 而在1977–2008年树轮指数较低, 树木生长速率明显下降, 气候特征主要体现为降水偏少、温度波动较大而太阳辐射量较低。树木生长对气候的响应也同样体现出不同的特征, 一个明显特征是在1977–2008年时段冬季温度对于树木生长的明显限制作用, 冬季温度偏低时, 使植物叶细胞内原生质脱水, 还可能因土壤冻结而导致树木根系冻死, 造成来年光合作用降低, 且使树木生长期缩短, 从而形成窄年轮(Andreassen et al ., 2006; 袁玉江和李江风, 1999); 该时段温度与1956–1976年时段相比没有明显提高, 而波动幅度明显增强, 这意味着冬季冻害天气出现的概率增强, 这会影响树木生长, 所以冬季低温可能是树木在1977–2008年时段生长速率偏低的原因之一。在1956–1976年时段, 晚冬到早春(前一年1月–4月)的温度对树木生长有正影响作用, 该时期温度波动较为平缓, 冬季极端寒冷事件发生概率也偏低, 晚冬到早春较高的温度, 一方面可以促进形成层活动的提前, 从而相应地延长植物的生长期(Rolland, 1993; Pederson et al., 2004; 邵雪梅和吴祥定, 1994; 邵雪梅和范金梅, 1999; 朱海峰等, 2004); 另一方面, 该时期较高的温度还可以加速冬季积雪的融化, 加大土壤的含水量, 从而有利于生长季早期树木的生长(王婷等, 2003)。在1956–1976年时段, 春季5月份温度与树轮年表存在明显的负相关关系, 5月份正处于树木生长季早期, 树木对水分需求较大, 该时期较高的温度会加快土壤蒸发失水量并提高蒸气压差, 使土壤水分不足而限制了树木的生理代谢活动, 从而影响树木生长(Oberhuber et al ., 1998)。树木生长对降水的响应在两个时段表现特征较为一致, 均表现为与秋季到早冬(9–12月份)降水的正相关关系, 该时期充沛的降水主要能增加树木生长季节以前的积雪量, 因雪融速度较慢且持续时间较长, 故积雪融水对树木生长的影响不容忽视, 在春季较为干旱时, 融雪能使水分得到补偿, 有利于树木在生长季节前期的生长(Br?uning, 2001; Fan et al ., 2008)。
年表与气候的响应关系的另一个显著特征是日照时数(特别是前一年及当年秋季10月份、早春2–3月份、夏季6–8月份)对于1977–2008年时段的树木生长的显著性影响, 而对于1956–1976年时段的树木生长影响则不明显; 从年表与日照时数折线图也可以看出, 年表与日照时数在过去53年(1956–
2008年)的吻合效果十分接近, 两者在1977–2008年时段均出现了显著下降的趋势(图4)。这可能意味着1977–2008年时段日照时数的显著下降是造成树木生长缓慢的主要原因之一。因为日照时数与云层覆盖量有密切相关, 本文又探讨了1956–2008年的云层覆盖数据(cloud cover, CLD)与年表的相关性特征(图7), CLD 数据来自0.5° × 0.5°分辨率的CRU_ TS2.0气候数据库中离采样点最近的4个栅格点的平均数据(102.75° E, 30.75° N; 102.75° E, 31.25° N; 103.25° E, 30.75° N; 103.25° E, 31.75° N) (CRU_ TS2.1: Mitchell & Jones, 2005)。结果表明: 在1956– 1976年时段树木生长与5–6月份的CLD 显著正相关, 5–6月份是树木的旺盛生长期, 该时期较高的云层覆盖率可有效地减缓强烈的太阳辐射导致的干旱胁迫, 从而促进树木生长; 与之相反, 在1977–2008年时段树木生长则普遍与CLD 呈负相关关系, 该时段的CLD 要显著高于1956–1976年时段(F = 4.25, p < 0.05), 这说明该时段虽然降水量略有下降, 但是雨雾天气出现的概率大大增加, 从而使得树木可以利用的有效光合辐射量显著下降, 最终导致树木生长速率的下降, 这与日照时数在该时段对树木生长的正影响结果是一致的。综上所述, 树木生长在1977–2008年时段与日照时数的正相关关系以及与云层覆盖量的负相关关系均表明, 树木可利用的光合有效辐射的显著下降应是树木生长速率显著下降的主要原因, 从而最终导致了树轮指数与温度出现了明显的分离现象。已有研究表明, 由于云层活动加强和人为污染的原因, 全球范围的太阳辐射量在1961–1990年间下降了4%–6% (Stanhill & Cohen, 2001)。太阳辐射下降不仅会对气候系统和水循环有显著影响(Romanou et al ., 2007), 还会改变太阳光光谱的能量, 从而使得树木光合作用可利用的有效光谱能量下降(Tranquillini, 1979; Kozlowski et al ., 1991), 太阳辐射下降, 导致树木生长速率的下降已被认为是近代北方森林生长与温度分离的重要原因之一(D’Arrigo et al ., 2007)。
PDO 被认为是一种类似于厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)型的具有长生命史的太平洋气候变率(Bond et al ., 2003)。若以太平洋海温异常作为定义, PDO 可分为冷、暖位相位; 波动特征主要表征在冬季(11月–3月), 目前常用的描述PDO 波动特征的指数是对北太平洋20° N 以北
1054 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
的月平均大洋海温异常进行经验正交函数分析所得第一模态的时间系数(Mantua & Hare, 2002)。为了进一步探讨1976/1977年PDO 相位转型对卧龙地区的树木生长的影响, 选择了PDO 指数的冬季(11月–3月)平均序列以及1956–2007年的逐月指数分别与年表序列做了对比和相关分析(图8)。结果表明: 在1956–1976年时段, 树轮数据与PDO 指数基本在同一幅度内波动, 在PDO 显著活动的冬季仅与1月份指数值的相关性较高(r = 0.28, p > 0.05), 但未达到显著性水平; 在1977–2008年时段, PDO 进入了一个显著的暖相位, 而树木生长显著下降, 两者形成了明显的对照(图8A), 与冬季(1月–3月)的PDO 指数显著正相关(r = 0.37–0.39, p < 0.05)。可见, 卧龙地区的树木年轮材料在1976/1977年PDO 相位转型以前, 与PDO 波动没有明显差异, 年轮中的PDO 信号也较弱; 转型以后树木年轮指数与PDO 近代暖相位(1977–1990年)出现了明显的分离, 树轮中的PDO 信号也显著增强, 这可能意味着PDO 系统对于该地区的树木生长的影响在近代有显著加强的趋势。另外, 根据研究区域内都江堰气象站的年际气候数据(温度和降水)与年际PDO 指数序列做了相关分析, 结果表明, 在整体时间段(1956–2008年)和1956–1976年时段上, PDO 与温度和降水的关系不是很明显, 相关系数均未达到显著性水平; 而在1977–2008年时段上, PDO 对温度的影响明显加强(r = 0.33, p < 0.05), 这表明PDO 对于研究区域气候的影响在该时段内有增强的趋势, 这与树轮数据的分析结果是吻合的。
另外需要指出的是, 从年表过去100多年来的波动特征来看, 发生了两次年轮指数数值剧烈波动的时段, 一次是在20世纪后期, 以1976年左右为转折点, 另外一次是在20世纪初期, 以1924年左右为转折点, 而这两次树木年轮波动的转折点都与器测PDO 序列的20世纪20年代和70年代中期的转型时期相吻合(Mantua & Hare, 2002), 所以本研究在近代发生的树木生长与气候要素和PDO 指数的转型特征, 很有可能在20世纪上半叶也同样出现。
4 结论
在四川卧龙地区, 1956–1976年和1977–2008年时段的气候特征显著不同, 前者以降水较多、温度波动较为稳定和太阳辐射较强为特征, 后者主要体
现为降水偏少、温度波动较大而太阳辐射量较低。树木生长速率及其对于气候的响应在这两个时段上也体现出明显的差异性, 其中1956–1977年时段, 年轮指数偏高, 冬季1月份和春季4月份温度对树木生长有促进作用, 春季5月份温度对树木生长有限制性影响, 而树木生长与日照时数没有明显的相关性; 在1977–2008年时段, 年轮指数明显较低, 树木的径向生长主要受冬季低温和日照时数的影响。树轮指数在1977–2008年时段与温度序列出现了明显的分离现象, 而与日照时数序列有一致的下降趋势。在1977–2008年时段云层覆盖量显著增加, 这会导致太阳辐射量的下降, 树木可利用光合有效辐射的显著降低应是树木生长速率在该时段显著下降的主要原因, 从而与温度出现了明显的分离现象。另外, 卧龙地区的树轮年表在1956–1976年时段与PDO 指数相关性较弱, 而在1977–2008年时段与PDO 指数相关性显著加强, 这意味着PDO 气候系统对于该地区树木生长的影响在近代可能有加强的趋势。
当今越来越多的研究表明, PDO 气候系统对亚洲地区的气候有一定的影响, 北太平洋的海温异常波动被认为与东亚地区的异常气候事件有联系, 甚至与亚洲季风系统也有相互作用(Nakamura et al ., 2002; Lau et al ., 2004); 1976/1977年PDO 相位转型被证实对亚洲大陆的近代升温有影响, 另外PDO 的波动特征也同样受亚洲地区大气循环系统所影响(Frauenfeld & Davis, 2002)。国内学者的研究也表明PDO 与我国夏季气候的关系紧密, 对我国的天气变化有着潜在影响(郭冬和孙照渤, 2005; 任建龙和陈文键, 2007)。李川和芮景新(1997)则分析了四川夏季主汛期的降水与北太平洋涛动之间的相关性特征; 而本研究表明卧龙地区的树木生长特征在1976/1977年PDO 相位转型前后与PDO 的关系发生了明显的变化, 具体体现在1977年以前, 树轮与PDO 系统的关系不明显, 而在1977年以后树轮序列与PDO 指数出现了显著的分离, PDO 指数与年轮序列的相关性显著加强。D’Arrigo 和Wilson (2006)则发现, PDO 在春季(3–5月)的波动特征与亚洲大陆大尺度范围的树木生长有显著相关性, 并发现树轮资料准确记录了20世纪PDO 的数次重要的转型时期, 所以1976/1977年PDO 相位转型所导致的大尺度气候异常变化可能是导致卧龙地区树木生长在近代
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1055
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
出现显著下降, 从而与温度出现明显分离的原因之一。然而PDO 气候系统的波动特征较为复杂, 还与ENSO 气候系统有着密切的联系(Mantua & Hare, 2002; Newman et al ., 2003), 只有在川西地区更加广泛地采集树轮资料, 才能科学地阐明PDO 气候系统与该地区树木生长的响应关系。
致谢 国家自然科学基金(40871248)和中国博士后基金(20100470560)资助项目。野外调查和取样中得到四川省林业科学院邓生亚高山暗针叶林生态系统定位研究站的大力支持, 中国科学院植物研究所邱红岩老师和刘彩云老师对于年轮样本的处理和分析给予了极大的支持, 中国科学院植物研究所张金龙博士、刘国芳博士, 以及中国科学院生态环境中心刘宇博士在数据分析方法和标本鉴定上给予了热情帮助, 一并表示衷心的感谢。 参考文献
Andreassen K, Solberg S, Tveito OE, Lystad SL (2006). Re-gional differences in climatic responses of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) growth in Norway. Forest Ecol-ogy and Management, 222, 211–221.
Barber VA, Juday GP, Finney BP (2000). Reduced growth of
Alaskan white spruce in the twentieth century from tem-perature-induced drought stress. Nature, 405, 668–673. Biondi F, Waikul K (2004). DendroClim2002: a C++ program
for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies. Computers and Geosciences, 30, 303–311. Bond NA, Overland JE, Spillane M, Stabeno P (2003). Recent
shifts in the state of the North Pacific. Geophysical Re-search Letters, 30, 2183, doi: 10.1029/2003GL018597. Br?uning A (2001). Climate history of the Tibetan Plateau dur-ing the last 1000 years derived from a network of Juniper chronologies. Dendrochronologia, 19, 127–137.
Briffa KR, Osborn TJ, Schweingruber FH (2004). Large-scale
temperature inferences from tree rings: a review. Global and Planetary Change, 40, 11–26.
Briffa KR, Schweingruber FH, Jones PD, Osborn TJ, Shiyatov
SG, Vaganov EA (1998). Reduced sensitivity of recent tree-growth to temperature at high northern latitudes. Na-ture, 391, 678–682.
Büntgen U, Frank DC, Schmidhalter M, Neuwirth B, Seifert M,
Esper J (2006). Growth/climate response shift in a long subalpine spruce chronology. Trees-Structure and Func-tion, 20, 99–110.
Büntgen U, Frank D, Wilson R, Carrer M, Urbinati C (2008).
Testing for tree-ring divergence in the European Alps. Global Change Biology, 14, 2443–2453.
Cook ER, Briffa KR, Jones PD (1994). Spatial regression
methods in dendroclimatology: a review and comparison of two techniques. International Journal of Climatology,
14, 379–402.
Cook ER, Kairiukstis LA (1990). Methods of Dendrochronol-ogy . Springer, New York.
Daniels LD, Veblen TT (2004). Spatiotemporal influences of
climate on altitudinal treeline in northern Patagonia. Ecology, 85, 1284–1296.
D’Arrigo R, Mashig E, Frank D, Wilson R, Jacoby G (2005).
Temperature variability over the past millennium inferred from Northwestern Alaska tree rings. Climate Dynamics, 24, 227–236.
D’Arrigo R, Wilson R (2006). On the Asian expression of the
PDO. International Journal of Climatology, 26, 1607– 1617.
D’Arrigo R, Wilson R, Liepert B, Cherubini P (2007). On the
‘divergence problem’ in northern forests: a review of the tree-ring evidence and possible causes. Global and Plane-tary Change, 60, 289–305.
Esper J, Cook ER, Schweingruber FH (2002). Low-frequency
signals in long tree-ring chronologies for reconstructing past temperature variability. Science, 295, 2250–2253. Esper J, Frank D (2009). Divergence pitfalls in tree-ring re-search. Climatic Change, 94, 261–266.
Fan ZX, Br?uning A, Bao Y, Cao KF (2008). Tree ring density-
based summer temperature reconstruction for the central Hengduan Mountains in southern China. Global and Planetary Change, 65, 1–11.
Frauenfeld OW, Davis RE (2002). Midlatitude circulation pat-terns associated with decadal and interannual Pacific Ocean variability. Geophysical Research Letters, 29, 2221, doi: 2210.1029/2002GL015743.
Fritts HC (1976). Tree Rings and Climate . Academic Press,
New York. Guo D (郭冬), Sun ZB (孙照渤) (2005). Changes of general
circulation and weather and climate in China before and after the wintertime North Pacific Oscillation Jump. Journal of Nanjing Institute of Meteorology (南京气象学院学报), 28, 180–188. (in Chinese with English abstract) Hoch G, K?rner C (2003). The carbon charging of pines at the
climatic treeline: a global comparison. Oecologia, 135, 10–21.
Holmes RL (1983). Computer-assisted quality control in
tree-ring dating and measurement. Tree-Ring Bulletin, 43, 69–78.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) (2007).
Climate Change 2007: Impacts, Adaptation & Vulnerabil-ity. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Jacoby GC, D’Arrigo RD (1995). Tree-ring width and density
evidence of climatic and potential forest change in Alaska. Global Biogeochemical Cycles, 9, 227–234.
Kozlowski T, Karmer P, Pallardy S (1991). The Physiological
Ecology of Woody Plants . Academic Press, New York. Lau K, Lee J, Kim K, Kang I (2004). The North Pacific as a
regulator of summer climate over Eurasia and North
1056 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (9): 1045–1057
https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,
America. Journal of Climate, 17, 819–833.
Li C (李川), Rui JX (芮景新) (1997). The preliminary associa-tion of the precipitation in the flood season of the Sichuan
basin with sea surface temperature and it’s anomaly tem-perature increase, cold water incident and the North Pa-cific Oscillation. Journal of Sichuan Meteorology (四川气象), 17(4), 16–18. (in Chinese with English abstract) Mann ME, Zhang ZH, Hughes MK, Bradley RS, Miller SK,
Rutherford S, Ni FB (2008). Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105, 13252–13257.
Mantua NJ, Hare SR (2002). The Pacific Decadal Oscillation.
Journal of Oceanography, 58, 35–44.
McIntyrea S, McKitrick R (2009). Proxy inconsistency and
other problems in millennial palecolimate reconstructions. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, E10.
Miller AJ, Cayan DR, Barnett TP, Graham NE, Oberhuber MJ
(1994). The 1976–1977 climate shift of Pacific Ocean. Oceanography, 7, 21–26.
Mitchell TD, Jones PD (2005). An improved method of con-structing a database of monthly climate observations and associated high-resolution grids. International Journal of Climatology, 25, 693–712.
Nakamura H, Izumi T, Sampe T (2002). Interannual and de-cadal modulations recently observed in the Pacific storm track activity and East Asian winter monsoon. Journal of Climate, 15, 1855–1874.
Newman M, Compo GP, Alexander MA (2003). ENSO-forced
variability of the Pacific Decadal Oscillation. Journal of Climate, 16, 3853–3857.
Oberhuber W, Kofler W, Pfeifer K, Seeber A, Gruber A, Wie-ser G (2008). Long-term changes in tree-ring-climate rela-tionships at Mt. Patscherkofel (Tyrol, Austria) since the mid-1980s. Trees-Structure and Function, 22, 31–40.
Oberhuber W, Stumbock M, Kofler W (1998). Climate
tree-growth relationships of Scots pine stands (Pinus syl-vestris L.) exposed to soil dryness. Trees-Structure and Function, 13, 19–27.
Pederson N, Cook ER, Jacoby GC, Peteet DM, Griffin KL
(2004). The influence of winter temperatures on the an-nual radial growth of six northern-range-margin tree spe-cies. Dendrochronologia, 22, 7–29.
Pisaric MFJ, Carey SK, Kokelj SV, Youngblut D (2007).
Anomalous 20th century tree growth, Mackenzie Delta, Northwest Territories, Canada. Geophysical Research Letters, 34, L05714, doi: 10.1029/2006GL029139. Ren JL (任建龙), Chen WJ (陈文键) (2007). Discusses the
relationship between North Pacific Oscillation (NPO) during winter and climate during summer in China. Journal of Fujian Meteorology (福建气象), 4, 1–9. (in Chinese with English abstract)
Rolland C (1993). Tree ring and climate relationships for Abies
alba in the internal Alps. Tree-Ring Bulletin, 53, 1–11. Romanou A, Liepert B, Schmidt GA, Rossow WB, Ruedy RA,
Zhang Y (2007). 20th century changes in surface solar ir-radiance in simulations and observations. Geophysical Research Letters, 34, L05713, doi: 05710.01029/02006 GL028356.
Schweingruber FH (1996). Tree Rings and Environment: Den-droecology. Paul Haupt Verlag, Bern. Shao XM (邵雪梅), Wu XD (吴祥定) (1994). Tree-ring chro-nologies for Pinus armandi franch from Huashan, China. Acta Geographica Sinica (地理学报), 49, 174–181. (in Chinese with English abstract)
Shao XM (邵雪梅), Fan JM (范金梅) (1999). Past climate on
west Sichuan Plateau as reconstructed from ring-widths of Dragon Spruce. Quaternary Sciences (第四纪研究), 99(1), 81–89. (in Chinese with English abstract)
Solberg BO, Hofgaard A, Hytteborn H (2002). Shifts in radial
growth responses of coastal Picea abies induced by cli-matic change during the 20th century, central Norway. Ecoscience, 9, 79–88.
Stanhill G, Cohen S (2001). Global dimming: a review of the
evidence for a widespread and significant reduction in global radiation with discussion of its probable causes and possible agricultural consequences. Agricultural and For-est Meteorology, 107, 255–278.
Stokes MA, Smiley TIJ (1968). An Introduction to Tree-Ring
Dating. The University of Chicago Press, Chicago.
Tranqulllini W (1979). Physiological Ecology of the Alpine
Timeberline. Springer-Verlag, New York.
Vaganov EA, Hughes MK, Kirdyanov AV, Schweingruber FH,
Silkin PP (1999). Influence of snowfall and melt timing on tree growth in subarctic Eurasia. Nature, 400, 149–151. Wang T (王婷), Yu D (于丹), Li JF (李江风), Ma KP (马克平)
(2003). Advances in research on the relationship between climatic change and tree-ring width. Acta Phytoecologica Sinica (植物生态学报), 27, 23–33. (in Chinese with Eng-lish abstract)
Wigley TM, Briffa KR, Jones PD (1984). On the average value
of correlated time series, with applications in dendrocli-matology and hydrometeorology. Journal of Climate and Applied Meteorology, 23, 201–213.
Wilmking M, Juday GP, Barber VA, Zald HSJ (2004). Recent
climate warming forces contrasting growth responses of white spruce at treeline in Alaska through temperature thresholds. Global Change Biology, 10, 1724–1736.
Wilmking M, D’Arrigo R, Jacoby GC, Juday GP (2005). In-creased temperature sensitivity and divergent growth trends in circumpolar boreal forests. Geophysical Re-search Letters, 32, L15715, doi: 15710.11029/12005-
李宗善等: 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 1057
doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005
GL023331.
Wilson RJS, Luckman BH (2003). Dendroclimatic reconstruc-tion of maximum summer temperatures from upper treeline sites in Interior British Columbia, Canada. Holo-cene, 13, 851–861.
Wilson R, D’Arrigo R, Buckley B, Buntgen U, Esper J, Frank
D, Luckman B, Payette S, Vose R, Youngblut D (2007). A matter of divergence: tracking recent warming at hemi-spheric scales using tree ring data. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 112, 103, doi: 110.1029/2006JD- 008318. Xu Q (徐庆), An SQ (安树青), Liu SR (刘世荣), Jiang YX (蒋
有绪), Cui J (崔军) (2005). Hydrogen stable isotope characteristics of the precipitation allocation processes in sub-alpine dark coniferous forest in Wolong, Sichuan Province. Scientia Silvae Sinicae (林业科学), 41, 7–12. (in Chinese with English abstract)
Yuan YJ (袁玉江), Li JF (李江风) (1999). Reconstruction and
analysis of 450’s winter temperature series in the ürümqi river source of Tianshan Mountains. Journal of Glaciology and Geocryology (冰川冻土), 21, 64–70. (in Chinese with English abstract)
Zheng SW (郑绍伟), Li YQ (黎燕琼), He F (何飞), Chen H
(陈泓), Su YM (宿以明), Liu XL (刘兴良) (2006). Com-parison analysis and research on principal meteorology factors inside & outside Wolong forest ecology station. Journal of Chengdu University (Natural Science ) (成都大学学报(自然科学版)), 25, 210–213. (in Chinese with English abstract)
Zhu HF (朱海峰), Wang LL (王丽丽), Shao XM (邵雪梅),
Fang XQ (方修琦) (2004). Tree ring-width response of Picea schrenkiana to climate change. Acta Geographica Sinica (地理学报), 59, 863–870. (in Chinese with English abstract)
责任编委: 李春阳 责任编辑: 王 葳
植物繁育系统研究的最新进展和评述 何亚平 1,2 刘建全 13 (1中国科学院西北高原生物研究所,西宁 810001) (2中国科学院研究生院,北京 100039) 摘 要 植物繁育系统是当今进化生物学研究中最为活跃的领域。繁育系统是指代表所有影响后代遗传组成的有性特征的总和,主要包括花形态特征、花的开放式样、花各部位的寿命、传粉者种类和频率、自交亲和程度和交配系统,其中交配系统是核心。我们重点综述了植物有性繁育系统研究中1)传粉模式的多样性,2)从历史发生角度利用系统发育方法检验花性状的演化和繁育系统的生态转变过程,3)近交衰退对植物生殖史的影响及其机制和4)混和交配系统的时空动态、维持机理以及进化趋势的最新研究结果。总结了繁育系统在研究花适应性、物种形成机制和濒危植物保护生物学中的重要作用。最后对今后的繁育系统研究提出了两点建议:1)正确理解和使用适应概念,更多地利用人工控制实验来检验花的适应价值和2)将分子技术和生态学结合起来,开展群落水平和种以上水平的繁育系统研究,比较驱动与传粉多样性密切相关的花多样性基因和自花、异花传粉基因的进化与分化,确定繁育系统相互作用中的关键因子。 关键词 繁育系统 进化 系统发育 多样性 A REVIEW ON RECENT ADVANCES IN THE STU DIES OF P LANT BREE DING SYSTEM HE Y a-Ping 1,2 and LI U Jian-Quan 13 (1Northwest Plateau Institute o f Biology ,the Chinese Academy o f Sciences ,Xining 810001,China ) (2Graduate School ,the Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100039,China ) Abstract The plant breeding system has become the m ost active and promising area am ong the recent ev olu 2tionary studies.In its definition ,the plant breeding system represents the sum of all sexual characteristics that could possibly in fluence the genetic com position of subsequent generations ,mainly encom passing floral m or 2phological features ,display patterns ,longevity ,species and visitation rates of pollinators ,degree of self-com 2patibility and mating system.Am ong them the mating system is the m ost critical.In this paper we presented a review of the recent advances in the studies of plant breeding systems ,with an em phasis on 1)the diversity of pollination in floral m orphology ,sexual expression ,floral longevity and pollinator ,2)testing the ev olution of the sexual characters and ecological shifts of the breeding system ,such as sex expression ,selfing and outcross 2ing in historical context by an independent phylogenetic approach ,3)effects of inbreeding depression on the plant reproduction cycle and their possible mechanisms ,and 4)spatial and dynamic patterns of the mixed mat 2ing system and their maintenance mechanisms and ev olutionary trends.We further summarized the application of plant breeding system research in the studies of flower adaptation ,speciation and conservation of endangered https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,stly ,for future research ,we suggested that 1)the w ord “adaptation ”should be less used in flower adaptation explanations and m ore valuations should be based on the results of manipulated experiments and 2)both m olecular and ecological methods should be combined to elucidate the plant breeding system at the scale of the community and high tax onomic levels ,to com pare the ev olution and differentiation of the genes which drive flower diversity and control differentiation of the inbreeding and outcrossing ,and to find the determinative factors am ong the interactive relationships in the breeding system.K ey w ords Breeding system ,Ev olution ,Phylogeny ,Diversity 被子植物生活史就是植株-受精卵-植株的循环,但决不是物理的重复,前一过程经历传粉和生殖,其实质是基因型选择,包括传粉、雌雄配子体选择;后一过程经历发育,植株形态建成,实质是表现 收稿日期:2002201216 接受日期:2002207201 基金项目:中国科学院全国优秀博士论文基金、中国科学院知识创新重要方向性项目(K SCX 2-SW -121)、中国科学院研究生科学创新项目和国家自然科学基金(30270253) 3通讯作者Author for correspondence E -mail :ljqdxy @https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html, 植物生态学报 2003,27(2)151～163 Acta Phytoecologica Sinica
2018北京海淀区九初三（二模） 语 文 2018.5 学校 姓名 成绩 注 意 事 项 1．本试卷共10页，共五道大题，21道小题。满分100分。考试时间150分钟。 2．在试卷和答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4．在答题卡上，选择题用2B 铅笔作答，其他题用黑色字迹签字笔作答。 5．考试结束，将本试卷、答题卡和草稿纸一并交回。 一、基础·运用（共15分） 1.请你欣赏下面东汉隶书名作《张迁碑》选帖，完成（1）—（2）题。（3分） （1）隶书笔画典型的特征之一是横画_______。（1分） （2）下列对这幅作品的赏析不正确．．． 的一项是（2分） A ．字形宽扁，方正典雅，古拙大气。 B ．章法横有行，纵有列，沉着稳重。 C ．线条厚重，起笔与收笔多用方笔。 D ．笔法斜侧，洒脱飘逸，曼妙多姿。 2. 树文明礼仪之新风，立诚实守信之根本，是当代中学生义不容辞的责任。为此，某校学生会组织学校多个社团，开展“知礼守信——做文明中学生”的综合实践活动。下面 是学生会宣传部负责人拟写的一则倡议书，请你完成（1）—（3）题。（6分） 倡议书 亲爱的同学们： 文明有礼、诚实守信是我们中华民族的传统美德。我国自古就有“衣冠上国，礼仪之邦”的美誉，“不学礼无以立”，一个人的仪表、仪容、仪态，可以反映出他的道德修养和文化底（y ùn ）；“人而无信，不知其可也”，诚信要我们“勿自欺”“勿欺人”，这是做人之根本。知礼守信，不仅是一种修养，更是一种责任；不仅是一种道义，更是一种准则。 知礼守信在当今社会越来越受到人们的重视。我们中学生是未来社会的建设者，民族崛起的希望。①作为校园主人，我们应当遵守文明礼仪，弘． 扬诚实守信之风；②我们要将传统美德内化于心,外化于行，创建文明和谐。 为此，校学生会特向全校学生发出如下倡议： 一、相互尊重，谦和恭谨；注重仪容，衣着整洁；心平气和，沉稳专注；彬． 彬有礼，端庄大方。 二、遵守校规校纪，遵守法律法规，遵守社会公德。热爱集体，团结同学，关心他人，互相帮助。 三、诚信做人，言行一致，知错就改；诚信处事，一诺千金；诚信考试，严谨求真。 同学们，我们要让知礼守信不再是简单的口号，而成为每个学子修身律己的行为准则。让我们行动起来，用我们的智慧和力量谱写新时代文明中学生的新篇章！ 校学生会 2018年6月2日 （1）对文中加点字读音、根据拼音所写汉字、加点字笔画的判断，全都正确的一项是（2分） A.彬． 彬有礼（bīng） 底蕴 “弘”字是6画 B.彬． 彬有礼（bīn） 底蕴 “弘”字是5画 C.彬． 彬有礼（b īn ） 底韵 “弘”字是6画 D.彬． 彬有礼（bīng） 底韵 “弘”字是5画
实验二二阶系统的阶跃响应及频率特性 实验简介：通过本实验学生能够学习二阶系统的频率响应和幅频特性的测试方法，对实验装置和仪器的调试操作，具备对实验数据、结果的 处理及其与理论计算分析比较的能力。 适用课程：控制工程基础 实验目的：A 学习运算放大器在控制工程中的应用及传递函数的求取。 B 学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法。 C 研究二阶系统的两个重要参数ζ、ω n 对阶跃瞬态响应 指标的影响。 D 学习频率特性的实验测试方法。 E 掌握根据频率响应实验结果绘制Bode图的方法。 F 根据实验结果所绘制的Bode图，分析二阶系统的主要 动态特性（M P ，t s ）。 面向专业：机械类 实验性质：综合性/必做 知 识 点：A《模拟电子技术》课程中运算放大器的相关知识； B《数字电子技术》课程中采样及采样定理的相关知识； C《机械工程控制基础》课程中，传递函数，时域响应， 频率响应三章的内容。 学 时 数：2 设备仪器：XMN-2自动控制原理学习机，CAE-98型微机接口卡，计算机辅助实验系统2.0软件，万用表。 材料消耗：运算放大器，电阻，电容，插接线。 要 求：实验前认真预习实验指导书的实验内容，完成下述项目， 做实验时交于指导教师检查并与实验报告一起记入实验成绩。 B推导图2所示积分放大器的输出输入时域关系和传递函数。
C 推导图3所示加法和积分放大器的输出输入时域关系（两输入单输出） 和S <1>.写出op1,op2,op9,0p6对应的微分方程组（4个方程）。 <2>.画出系统方框图。 <3>.用方框图化简或方程组联立消元的方法求取实验电路所示系统的 传递函数，写出求解过程。 和ζ。 <4>.求取该系统的ω n 实验地点：教一楼327室 实验照片：实验装置及仪器
实验一阶跃响应与冲激响应 引子： 科学的任务就是知天地之真谛，解万物之奥妙。 内容提要 ●观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和 有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； ●掌握有关信号时域的测量方法。
一、实验目的 1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响； 2、掌握有关信号时域的测量方法。 二、实验原理说明 实验如图1—1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态： 1、当电阻R＞2 L C 时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 L C 时，称临界状态； 3、当电阻R＜2 L C 时，称欠阻尼状态。 图1-1 实验布局图 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变系统冲激响应也是阶跃响应的导数。为了便于用示波器观察响应波形，实验用中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。 三、实验内容与步骤 1、阶跃响应波形观察与参数测量 设激励信号为方波，其幅度为1.5V有效值，频率为500Hz。 ①连接SG401、SG402、SG403和SG103。 ②调整激励信号源为方波，调节W403频率旋钮，使f=500Hz，信号幅度为1.5V。 ③示波器CH1接于TP104，调整W101，使电路分别工作在欠阻尼、临界和过阻尼三种状态， 并将实验数据填入表格1—1中。
表1—1 注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。 2、冲激响应的波形观察 冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。 实验电路如图1—1所示。 ①将信号发生器SG401与SG101相连。（频率与幅度不变）； ②示波器接于TP102，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）； ③连接SG102与SG103 ④示波器接于TP104 ⑤观察TP104端三种状态波形，并填于表1—2中。 表1—2 四、实验报告要求 1、描绘同样时间轴阶跃响应与冲激响应的输入、输出电压波形时，要标明信号幅度A、周 期T、方波脉宽T1以及微分电路的τ值。 2、分析实验结果，说明电路参数变化对状态的影响。 五、实验设备 1、双踪示波器 1台 2、信号系统实验箱 1台
2019届海淀区高三二模试题 一、本大题共7小题,共26分。阅读下面的材料,完成1-7题。 材料一 路遥是我国当代文学史上一位极其重要的现实主义作家,他把目光投向变革中的现实生活,关注社会底层小人物的情感与命运。他用生命所建构的 文学世界,呈现了积极向上的时代精神,也照亮了无数人前行的路。 路遥的长篇小说《平凡的世界》主要反映1975年到1985年城乡广阔的社会生活。他在《早晨从中午开始》中这样说:“这十年是中国社会的大转型时期,其间充满了密集的重大的历史事件。我的基本想法是,要用历史和艺术的眼光观察在这种社会大背景下人的生存与生活状态。作品中将要表露的 对某些特定历史背景下政治事件的态度,看似是作者的态度,其实基本应该是那个历史条件下人物的态度,作者应该站在历史的高度上,真正体现巴尔扎克所说的‘书记官’的职能。 现实主义作品的创作方式,要求路遥一丝不苟、全方位地占有资料,熟悉所书写时代的特征与气质。路遥用6年左右的时间,潜心阅读了一百多部长篇小说,阅读了大量政治、经济、历史、宗教、文化以及农业、工业、科技、 商业等方面的书籍,还翻阅过这十年间的各类报刊杂志,手指头翻烂了,就缠上胶布翻。他屡次重返陕北故乡,深入到工矿企业、学校、集镇等地,进行生活的“重新到位”,加深对农村、城镇变革的感性体验。应该说,路遥在动笔创作这部“宏大叙事”的作品前就做足了功课。但路遥所坚持的现实主义创 作方法,在当时被文学评论界认为“过于陈旧”。
在新的文学潮流面前,路遥并没有选择迎合,而是坚定地固守传统。路遥所以执拗地坚持现实主义创作方法,按他的说法:“生活和题材决定了我应 采用的表现手法,文学的‘先进’不是因为描写了‘先进’的生活,而是对特定历史进程中的人类活动作了准确而深刻的描绘。在中国这种一貫的文学环 境中,独立的文学品格自然要经受重大考验。在这种情况下,你之所以还能够坚持,是因为你的写作干脆不面对文学界,不面对批评界,而直接面对读者。只要读者不遗弃你,就证明你能够存在。 就这样,路遥以极大的艺术自信向着既定的目标前行,抱病完成了《平凡的世界》的创作。198年12月30日,路遥给时任《文学评论》常务副主编 蔡葵的信中,再次明确地宣誓了自己现实主义的创作观:“当别人用西式餐具 吃中国这盘莱的时候,我并不为自己仍然拿筷子吃饭而害臊 事实上,路遥用最在乎读者的创作方法为读者做出的“这盘菜”,果真赢得了大众的好评。《平凡的世界》于1991年3月荣获第三届茅盾文学奖,其时的路遥仍保持着高度清醒的头脑,他强调“全身心地投入到生活之中,在无数胼手胝足创造伟大历史、伟大现实、伟大未来的劳动人民身上领悟人生 大境界、艺术大境界,应该是我们毕生的追求”。 路遥是地道的陕北农民的儿子,陕北文化大气、包容、担当、进取、 利他的特点给予其特殊的熏陶与滋养。他懂得自己的艺术创作在本质上与父 亲的劳动并无二致,并由此生发出许多至理名言:如“像牛一样劳动,像土地一样奉献”“有耕种才有收获;即使没有收获,也不为此而终生遗憾”……这些 具有农民哲思的人生箴言,是路遥这位有着深刻农民情结与土地情结的作家 人生体悟的真实流露,这也是他长期思考人生的出发点与落脚点。由此,他才
植物生态学报 2008, 32 (6) 1426~1434 Journal of Plant Ecology (Chinese V ersion) 《植物生态学报》研究论文提交、撰写与出版规范 1概况 1.1刊登范围 《植物生态学报》是我国生态学领域创刊最早的专业性学术刊物, 主要发表植物生态学领域及与本学科有关的创新性原始论文和能够权威性地阐述植物生态学领域或某方面研究前沿、最新成果和动态的综述。本刊涉及的植物生态学领域主要包括种群、群落和生态系统生态学、植被与数量生态、生理生态、化学生态、污染生态、景观生态、生物多样性、全球变化、土地荒漠化、生态系统恢复与重建、可持续发展等方向, 涉及植物学、生态学、保护生物学、农学、林学、地理学、土壤学及气象学等多个学科。本刊设有论坛栏目, 主要对学科发展中具有争议性的问题开展学术争鸣和讨论。本刊还设有学科发展专题评述栏目, 结合当期发表论文, 对学科发展及研究方向简要评述。 1.2刊登稿件类型 1.2.1稿件类型 1. 原始研究论文: 一般要求7个版面内 2. 综述: 一般要求9个版面之内 3. 简报: 一般要求4个版面内 4. 论坛: 4个版面内 5. 学科发展专题评述: 3个版面内 1.2.2语言 只接受中文稿件。 1.3稿件提交程序 登录《植物生态学报》网站, 点击“作者投稿”, 注册后即可上传稿件, 并可随时上网查询稿件审理情况。 如果网络上传不成功, 也可通过电子邮件系统将稿件发送到编辑部信箱: apes@https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,。 从本刊网站下载“投稿说明”承诺, 签名后寄回编辑部。内容包括: ①无一稿多投及其它违反科学道德之行为, 一旦发现, 本刊5年内将不再受理该作者的稿件; ②所有的作者均阅读过此文, 并附第一作者和通讯作者签名。 1.4电子版存取方式——开放存取 发表在本刊的所有论文摘要及全文可以在本刊网站开放存取, 比纸质印刷版提前两个月在线出版。 1.5版面费收取方式 每篇稿件收审稿费150元, 以支付专家审稿报酬; 版面费按面数收取, 论文出版时编辑部向作者发通知; 稿件出版后付作者稿费。 1.6版权转让方式 论文接受后编辑部与作者签署版权转让协议, 协议内容可从本刊网站下载。 2研究论文撰写顺序及模板格式 2.1顺序 2.1.1 中文题目、作者、单位、中文摘要、中文关键词 2.1.2 英文题目、作者、单位、英文摘要、英文关键词 2.1.3 引言 2.1.4 研究地区 2.1.5 方法(包括研究地点、时间、实验设计、材料、具体操作方法、数据来源与分析方法等) 2.1.6 结果 2.1.7 讨论
植物生态学报 2010, 34 (9): 1045–1057 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.09.005 Chinese Journal of Plant Ecology https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html, 川西卧龙国家级自然保护区树木生长对气候响应的时间稳定性评估 李宗善1刘国华1*傅伯杰1张齐兵2胡婵娟1罗淑政1 1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室, 北京 100085; 2中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京100093 摘要根据川西卧龙地区岷江冷杉(Abies faxoniana)的年轮宽度资料, 分析了该地区树木生长特征及对气候响应在最近53年(1956–2008年)的异质性特征。结果表明, 在1956–1976年时段, 树木生长速率较快, 晚冬至早春(1月到4月)温度对树木生长有着明显的促进作用, 而春末5月份的高温对于树木生长有限制性影响, 而与日照时数关系不大; 在1977–2008年时段, 树轮生长主要受冬季(11月到1月)低温的限制, 另外, 日照时数对于树木生长的限制性影响明显增强。秋季到早冬(9–12月)降水在两个时段上对树木生长均有一定的限制性影响。树轮指数在1956–1976年时段与温度序列吻合较好, 而在1977–2008年时段树轮指数明显偏低, 与温度序列出现了明显的分离。1977–2008年时段内云层覆盖量增加导致太阳辐射量显著下降, 进而树木可利用的光合有效辐射也相应地降低, 这可能是树木生长速率在此时期明显较慢的主要原因。 关键词气候响应, 树木年轮, 川西地区, 卧龙国家级自然保护区 Evaluation of temporal stability in tree growth-climate response in Wolong National Natural Reserve, western Sichuan, China LI Zong-Shan1, LIU Guo-Hua1*, FU Bo-Jie1, ZHANG Qi-Bing2, HU Chan-Juan1, and LUO Shu-Zheng1 1State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Science, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; and 2State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China Abstract Aims It is generally assumed in dendroclimatological studies that the approximate relationship between tree growth and the limiting climatic factors is stable over time. However, observed spatial and temporal instabilities in growth-climate relationships suggest diverse growth responses expected to be triggered by unprecedented climatic changes in the future may greatly complicate dendroclimatic reconstructions of past climate histories. We test the stability of the growth-climate relationship using tree ring-width data of Abies faxoniana in Wolong National Natural Reserve of western Sichuan, China to provide qualitative verification for regional paleoclimatic studies and dynamic vegetation models for carbon uptake. Methods Standardized dendroecological methods were used to study the effects of climatic variability on radial growth of A. faxoniana, a subalpine conifer that was the dominant and economically most important tree species in this region. Fifty-two increment cores of A. faxoniana were sampled in a pristine forest site at 2 750 m and sev-eral statistics were used to identify common patterns of interannual growth variability. A shift in climate facilitated comparison of growth-climate relationships during two distinct periods: 1956–1976 and 1977–2008. Tree radial growth was correlated against monthly total precipitation, sunshine time and mean, minimum, and maximum temperature from the nearby meteorological station. Important findings Tree radial growth showed time-dependent relationships to interannual climate variation. For 1956–1976, tree growth showed a positive growth response to temperature in late winter to early spring (prior December to current April), whereas high temperature in late spring (May) negatively impacted tree growth. For 1977–2008, tree growth responded more strongly to sunshine time (positive) and winter temperature (negative). In addition, tree growth showed an internally consistent positive response to precipitation in autumn to early winter (prior September to December). An anomalous reduction in growth indices was a noteworthy feature in 1977–2008 and resulted in increasing divergence between the trends in ring width and temperature. In recent —————————————————— 收稿日期Received: 2010-03-25接受日期Accepted:2010-05-25 * 通讯作者Author for correspondence (E-mail: ghliu@https://www.doczj.com/doc/2f6881711.html,)
海淀区高三年级第二学期期末练习 语文2020.6 本试卷共8页，150分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 一、本大题共6小题，共22分。 阅读下面的材料，完成1-6题。 材料一 恩格斯曾在散文《风景》中生动地记述过一种使他永难忘怀的特殊“体验”：“你攀上船头梳杆的大缆，望一望被船的龙骨划破的泼浪，怎样喊起白色的泡沫，从你头顶高高地飞过；你再望一望那遥远的绿色海面，那里，波涛汹涌，永不停息，那里，阳光从千千万万舞动着的小明镜中反射到你的眼里，那里，海水的碧绿同天空明镜般的蔚蓝以及阳光的金黄色交融成一片奇妙的色彩一一那时候，你的一切无谓的烦恼、对俗世的敌人和他们的阴谋诡计的一切回忆都会消失，并且你会融合在自由的无限精神的自豪意识之中！” 这就是一种审美体验。审美体验，有两层基本含义。首先，审美体验是审美的，它不同于非审美体验。审美体验总是与如下审美特征相连的：无功利、直觉、想象、意象等，而非审美体验则常常涉及功利、实用、理智认识等特征。其次，审美体验是一种体验，它不同于一般经验。经验属于表层的、日常消息性的、可以为普通心理学把握的感官印象，而体验则是深层的、高强度的或难以言说的瞬间性生命直觉。也就是说，审美体验是一种既不同于非审美体验、又不同于一般经验的特殊的东西，它该是那种深层的、活生生的、令人沉醉痴迷而难以言说的瞬间性审美直觉。 审美体验一向是中西美学的一个重要问题。中国吴学倾向于把它规定为“兴”“感兴”或“妙悟”等，并制订出一系列相应的美学原则：诗人作诗依赖“感兴”“伫兴”，诗的作品中蕴含活生生的“兴象”；读者读诗则是追求“兴味”。由此，审美体验是被视为与人生、艺术的本质密切相关的东西。同时，中国美学偏爱感悟式的或点到即止式的美学表达方式，追求美学的“诗化”。在西方，虽然审美体验在不同美学家那里获得了不同“命名”：“迷狂”“游戏”“高峰体验”等，但在研究时，西方美学家同样将其与人生、艺术的本质关联起来。 无论是审美体验还是艺术，归根到底，都是人类社会活动、社会实践的产物，因而都应当以此为根基加以阐明。但是，社会实践又总是通过审美体验去显现的。因此，需要追问，社会存在或社会实践的丰富性与复杂性是如何通过审美体验这个“中介”而转化为艺术的。这样，审美体验的探究价值自然是毋庸直疑的了。 （取材于王一川的《〈审美体验论〉导言》）l.下列有关审美体验的理解，不正确的一项是（3分） A.恩格斯记述的海上奇妙体验，包含着他对自然壮美的欣赏和对自由的感悟。 B.审美体验应该是去除了功利、实用的目的，它强调直觉、想象等审美特征。 C.中西美学思想的一个相通之处是都认为审美体验与人生、艺术的本质相关。 D.审美体验是社会活动、社会实践的产物，所以它通过社会存在转化为艺术。 高三年级（语文）第1页（共8页）
图3－5所示系统。其输入－输出关系为 1 1 111)()(+= +=Ts s K s R s C （3-3） 式中K T 1 = ，因为方程(3-3)对应的微分方程的最高阶次是1，故称一阶系统。 实际上，这个系统是一个非周期环节，T 为系统的时间常数。 一、一阶系统的单位阶跃响应 因为单位阶跃函数的拉氏变换为s 1，将s s R 1)(=代入方程(3-3)，得 s Ts s C 1 11)(+= 将)(s C 展开成部分分式，有 11()1C s s s T =- + （3-4） 对方程(3-4)进行拉氏反变换，并用)(t h 表示阶跃响应)(t C ，有 t T e t h 1 1)(--= 0t ≥ (3-5) 由方程(3-5)可以看出，输出量)(t h 的初始值等于零，而最终将趋于1。常数项“1”是由s 1反变换得到的，显然，该分量随时间变化的规律和外作用相似(本例为相同)，由于它在稳态过程中仍起作用，故称为稳态分量 (稳态响应)。方程(3-5)中第二项由1 1/()s T +反变换得到， 它随时间变化的规律取决于传递函数1/(1)Ts +的极点，即系统特 征方程()10D s Ts =+=的根(1/)T -在复平 面中的位置，若根处在复平面的左半平面 如图3－6(a)所示，则随着时间 t 的增加， 它将逐渐衰减， 最后趋于零 (如图3－6(b) 所示)，称为瞬态响应。可见，阶跃响应曲线具有非振荡特性，故也称为非周期响应。 显然，这是一条指数响应曲线，其初始斜率等于1/T ，即 T e T dt dh t t T t 1 |1|01 0===-= (3-6) 这就是说，假如系统始终保持初始响应速度不变，那么当T t =时， 输出量就能达到稳态值。
2020北京海淀高三二模反馈 物理 1．下列说法中正确的是 A．α粒子散射实验现象说明原子中有电子 B．目前人类使用的核电站就是利用核聚变将核能转化为电能的 C．铀、钚等重核分成中等质量的原子核的过程有质量亏损，释放出能量 D．一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁，可能发出3种不同频率的光子 2．下列说法中不．正确 ．．的是 A．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故 B．室外飞扬的尘土会从打开的窗口飞入室内，这是分子无规则运动的结果 C．在绕地球运行的“天宫二号”中，扩散现象不会发生 D．“破镜难圆”是因为分子斥力的作用 E．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小，说明分子间有间隙 F．用于电子手表显示数字的液晶是液体和晶体的混合物 3．下列说法中正确的是 A．浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色，这是光的干涉形成的现象 B．光学镜头上镀有一层增透膜可以增强透射光的强度，这是利用光的衍射原理 C．雨后空中出现的彩虹，这主要是由于光的干涉形成的现象 D．用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹，可检查器件表面的平整程度，这是利用光的衍射现象 4A．如图1所示为小明在玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中脚压床面所到达的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的 质量均可忽略不计，将小明看成质点，对于他从最高点下落到最低点的过程，下列说法 中正确的是 A．床面从A位置下降到B位置的过程中，小明的速度不断变小 图1 A B
B ．床面在B 位置时，小明所受合外力一定大于他所受的重力 C ．床面从A 位置下降到B 位置的过程中，小明先处于失重状态后处于超重状态 D ．小明从最高点运动到A 位置的过程中重力对他所做的功，与他将床面压至B 位置的过程中床面对他所做的功的绝对值一定相等 E ．小明从最高点运动到将床面压至B 位置的过程中，重力对他做的功与床面弹力对他做的功的绝对值相等 F ．小明从最高点运动到将床面压至B 位置的过程中，床面和小明（包含地球）所组成的系统机械能守恒 4B ．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示。 在A 点，物体开始与弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹回。下列说法中正确的是（ ） A ．物体从A 下降到B 的过程中，动能不断变小 B ．物体从B 上升到A 的过程中，动能不断变大 C ．物体从A 下降到B ，以及从B 上升到A 的过程中，速率都是先增大，后减小 D ．物体在B 点时，所受合力为零 4C ．一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程 I ，进入泥潭直到停住的过程称为过程 II ，则（ ） A ．过程 I 中钢珠动量的改变量等于重力的冲量 B ．过程II 中阻力冲量的大小等于过程I 中重力冲量的大小 C ．过程II 中钢珠克服阻力所做的功等于过程I 与过程II 中钢珠所减少的重力势能之和 D ．过程II 中损失的机械能等于过程I 中钢珠所增加的动能 5．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图2所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中环A 是闭合的，环B 是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N 极去接近 A 环，发现A 环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑由于空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是 A ．若其他条件相同，磁铁接近A 环越快，A 环中产生的感应电动势就越大 B ．若其他条件相同，而将磁铁的N 极接近B 环，则横梁一定不转动 C ．无论磁铁靠近A 环或B 环，相应环中都有焦耳热产生 D ．若磁铁N 极靠近A 环，沿磁铁运动方向观察，A 环会有沿环逆时针方向的感应电流 6．一列简谐横波沿x 轴传播，速度为1.0m/s ，t =0时波形如图3甲所示，此时质点a 位于波峰，质点c 位于波 A B 图 2 A B 图
2005年国内农业有关主要核心期刊影响因子目录序号期刊名称影响因子 1 PEDOSPHERE 2.835 2 土壤学报 1.825 3 自然资源学报 1.771 4 生态学报 1.688 5 应用生态学报 1.68 6 植物生态学报 1.523 7 土壤 1.488 8 环境科学 1.342 9 水土保持学报 1.169 10 作物学报 1.169 11 中国水稻科学 1.161 12 环境科学学报 1.138 13 生物多样性 1.129 14 遗传学报 1.05 15 玉米科学 1.007 16 中国环境科学 0.978 17 中国农业科学 0.975
18 资源科学 0.974 19 生态学杂志 0.944 20 生物磁学 0.91 21 植物营养与肥料学报 0.896 22 生态环境 0.889 23 动物学报 0.867 24 植物病理学报 0.848 25 编辑学报 0.846 26 中国管理科学 0.818 27 植物生理与分子生物学学报 0.817 28 园艺学报 0.814 29 环境科学研究 0.776 30 农村生态环境 0.772 31 昆虫学报 0.767 32 CELL RESEARCH 0.764 33 水生生物学报 0.747 34 JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY 0.746 35 中国科技期刊研究 0.746 36 中国生物防治 0.734
37 农业环境科学学报 0.726 38 果树学报 0.723 39 安全与环境学报 0.723 41 西北植物学报 0.706 42 昆虫知识 0.7 43 麦类作物学报 0.697 44 农业工程学报 0.694 45 生物化学与生物物理学报 0.671 46 应用与环境生物学报 0.647 47 中国科学 C 0.644 48 生物工程学报 0.626 49 棉花学报 0.622 50 土壤通报 0.621 51 中国生物化学与分子生物学报 0.614 52 干旱地区农业研究 0.595 53 微生物学报 0.591 54 云南植物研究 0.59 55 病毒学报 0.589 56 人类学学报 0.577 57 大豆科学 0.573 58 茶业科学 0.567
海淀区高三年级第二学期期末练习语文2019.5 一、本大题共7小题,共26分。 阅读下面的材料,完成1-7题。 材料一 路遥是我国当代文学史上一位极其重要的现实主义作家,他把目光投向变革中的现实生活,关注社会底层小人物的情感与命运。他用生命所建构的文学世界,呈现了积极向上的时代精神,也照亮了无数人前行的路。 路遥的长篇小说《平凡的世界》主要反映1975年到1985年城乡广阔的社会生活。他在《早晨从中午开始》中这样说:“这十年是中国社会的大转型时期,其间充满了密集的重大的历史事件。我的基本想法是,要用历史和艺术的眼光观察在这种社会大背景下人的生存与生活状态。作品中将要表露的对某些特定历史背景下政治事件的态度,看似是作者的态度,其实基本应该是那个历史条件下人物的态度,作者应该站在历史的高度上,真正体现巴尔扎克所说的‘书记官’的职能。 现实主义作品的创作方式,要求路遥一丝不苟、全方位地占有资料,熟悉所书写时代的特征与气质。路遥用6年左右的时间,潜心阅读了一百多部长篇小说,阅读了大量政治、经济、历史、宗教、文化以及农业、工业、科技、商业等方面的书籍,还翻阅过这十年间的各类报刊杂志,手指头翻烂了,就缠上胶布翻。他屡次重返陕北故乡,深入到工矿企业、学校、集镇等地,进行生活的“重新到位”,加深对农村、城镇变革的感性体验。应该说,路遥在动笔创作这部“宏大叙事”的作品前就做足了功课。但路遥所坚持的现实主义创作方法,在当时被文学评论界认为“过于陈旧”。 在新的文学潮流面前,路遥并没有选择迎合,而是坚定地固守传统。路遥所以执拗地坚持现实主义创作方法,按他的说法:“生活和题材决定了我应采用的表现手法,文学的‘先进’不是因为描写了‘先进’的生活,而是对特定历史进程中的人类活动作了准确而深刻的描绘。在中国这种一貫的文学环境中,独立的文学品格自然要经受重大考验。在这种情况下,你之所以还能够坚持,是因为你的写作干脆不面对文学界,不面对批评界,而直接面对读者。只要读者不遗弃你,就证明你能够存在。就这样,路遥以极大的艺术自信向着既定的目标前行,抱病完成了《平凡的世界》的创作。198年12月30日,路遥给时任《文学评论》常务副主编蔡葵的信中,再次明确地宣誓了自己现实主义的创作观:“当别人用西式餐具吃中国这盘莱的时候,我并不为自己仍然拿筷子吃饭而害臊 事实上,路遥用最在乎读者的创作方法为读者做出的“这盘菜”,果真赢得了大众的好评。《平凡的世界》于1991年3月荣获第三届茅盾文学奖,其时的路遥仍保持着高度清醒的头脑,他强调“全身心地投入到生活之中,在无数胼手胝足创造伟大历史、伟大现实、伟大未来的劳动人民身上领悟人生大境界、艺术大境界,应该是我们毕生的追求”。 路遥是地道的陕北农民的儿子,陕北文化大气、包容、担当、进取、利他的特点给予其特殊的熏陶与滋养。他懂得自己的艺术创作在本质上与父亲的劳动并无二致,并由此生发出许多至理名言:如“像牛一样劳动,像土地一样奉献”“有耕种才有收获;即使没有收获,也不为此而终生遗憾”……这些具有农民哲思的人生箴言,是路遥这位有着深刻农民情结与土地情结的作家人生体悟的真实流露,这也是他长期思考人生的出发点与落脚点。由此,他才有“作家的劳动,绝不仅是为了取悦于当代,更重要的是给历史一个深厚的交代”的响亮声音。 《平凡的世界》真实地记录了那个大转型时期,承担了“历史书记官”的功能;小说所传达出的精神价值,是对中华民族千百年来“自强不息、厚德载物”精神传统的继承,提供了鼓舞读者向上与向善的正能量。小说中的人物成为改革开放大潮下芸芸众生的缩影,人生充满挫折但自强不息,出身卑微但敢于追求爱情。《平凡的世界》重构了中国社会的精神食粮,温暖了无数人心。它尊重了大众并引导了大众、提升了大众,让无数读者在其间找到了精神寄寓。 (取材于梁向阳《路遥:“像牛一样劳动,像土地一样奉献”》) 1.下列词语在文中不能表现路遥“像牛一样劳动”的一项是(2分) A. 潜心 B.屡次 C.执拗 D.抱病 2.下列说法不属于路遥现实主义创作观的一项是(3分) A.关注社会底层小人物的情感与命运 B.用历史和艺术的眼光观察社会生活 C.反映创造人类历史的劳动者的大境界 D.跟随新的文学浪潮描写“先进”生活 3.《平凡的世界》中的人物是“改革开放大潮下芸芸众生的缩影”,具有典型意义。请根据材料一的内容,以孙少平或孙少安为例,分析其典型意义。(4分) 4.作家梁向阳曾说:“作品是作家生命的存在方式,也是作家最好的纪念碑。”请根据材料一,为路遥《平凡的世界》这一“纪念碑”式的作品拟写题词。不超过20字。(4分)