Stable hydrogen isotope values of lignin methoxyl groups of four tree species across Germany and their implication for temperature reconstruction.
Stable hydrogen isotope values of lignin methoxyl groups of four tree species across Germany and their implication for temperature reconstruction.
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德国四种树种木质素甲氧基团的稳定氢同位素值及其对温度重建的意义
DOI：
10.1016/j.scitotenv.2016.11.109
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Keppler
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anhäuser;Greule;Keppler
木材中木质素甲氧基的稳定氢同位素比值（δ 2 HLM值）反映了沉淀的δ 2 H特征（δ 2 Hprecipvalues）。在中纬度地区，δ 2 HLM值主要受气温的控制，因此，δ 2 HLM值可作为古温度的代用指标。最近的一项研究发现，在欧洲一个年平均温度为− 4 ° C至17 °C的样带中，δ 2 HLM与温度之间存在显著的关系，这加强了这一假设。然而，使用δ 2 HLM值作为古温度代用指标需要量化来自场地、物种和生物合成特定影响的噪声，以确定记录较小温度变化的意义。在这里，我们测量了1981-1990年和1991-2011年四种不同树种（欧洲山毛榉，英国橡树，苏格兰松，挪威云杉）在德国15个采样点的树木年轮截面的δ 2 HLM值。样本地点之间年平均温度的最大差异为5 °C，所有地点从1981年至1990年至1991年至2011年的温度都略有上升（平均Δ = 0.7 °C）。各树种δ 2 HLM的最大树内差值< 10 mUr或‰（中位数），同一地点树间差值≤ 28 mUr（中位数）。在欧洲样带中发现的δ 2 HLM-温度空间关系的一般模式在这里得到了证实，尽管缺乏显著的相关性。这是由于在本研究中发现的采样点的δ 2 H降水与温度的空间相关性较低（R2= 0.39）以及树木之间的δ 2 HLM差异造成的。然而，欧洲山毛榉δ 2 HLM值的时间变化在± 2 °C范围内正确地反映了每个采样点的温度变化。因此，我们认为，欧洲山毛榉树的δ 2 HLM值有相当大的潜力重建温度变化时，应用于树轮年表，并认为这种方法特别适合晚全新世气候研究。
Stable hydrogen isotope ratios of lignin methoxyl groups (δ2HLMvalues) in wood have been shown to mirror the δ2H signatures of precipitation (δ2Hprecipvalues). Thus, δ2HLMvalues were suggested to serve as a potential paleotemperature proxy since δ2Hprecipvalues are dominantly controlled by air temperature in the mid-latitudes. A recent study where a significant δ2HLM-temperature relationship was found for a European transect with mean annual temperatures ranging from − 4 to 17 °C strengthened this assumption. However, using δ2HLMvalues as a paleotemperature proxy requires quantification of noise from site-, species- and biosynthetic-specific influences to determine the significance of recording smaller temperature changes. Here, we measured δ2HLMvalues of tree-ring sections covering 1981–1990 and 1991–2011 of four different tree species (European beech, English oak, Scots pine, Norway spruce) at 15 sampling sites across Germany. The maximum difference in mean annual temperature between sample sites was 5 °C and all sites showed small temperature increases from 1981 to 1990 to 1991–2011 (mean Δ = 0.7 °C). For all species investigated, the maximum difference of δ2HLMwithin the tree was < 10 mUr or ‰ (median values) and between trees at a single site was ≤ 28 mUr (median values). The general pattern of the spatial δ2HLM-temperature relationship found for the European transect was confirmed here although a significant correlation was lacking. This can be explained by the lower spatial δ2Hprecip-temperature correlation (R2= 0.39) found for sampling sites in this study and the δ2HLMdifferences between trees. Nevertheless, the temporal changes in δ2HLMvalues of European beech trees correctly reflected within ± 2 °C the temperature change at every sampling site. Therefore, we suggest that δ2HLMvalues of European beech trees have considerable potential for reconstructing temperature changes when applied on tree-ring chronologies and consider this approach particularly suited for Late Holocene climate studies.
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10.1016/j.scitotenv.2016.07.189
发表时间：
2017
期刊：
The Science of the total environment
影响因子：
--
作者：
Anhäuser;Greule;Keppler
通讯作者：
Keppler