德国东部地区是该国露天煤矿的主产区，也是该国的能源中心。煤矿开采区的生态治理和恢复是当今煤炭工业发展的紧迫要求，也是德国社会经济与环境协调发展必然涉及的重要课题。通过林业复垦恢复矿区生态环境，不仅能够改善区域生态环境及居民生产生活水平；同时也是发展生物质能源的有效途径。寻找新的能源来源、开发与利用生物质能源已经成为全球性可持续发展的热点课题之一，林业生物质能源是生物质能源的重要组成部分。德国东部的露天采煤区作为不适宜农业生产的边际土地，经过开发和改良后可以发展为林业生物质能源基地。刺槐(Robinia Pseudoacacia L.)生长迅速，具有对干旱、空气污染、极端高温乃至病虫害的高抗性、对贫瘠土壤的适应性和本身的高度遗传变异性而成为矿区林业复垦和能源林营造的常用树种。　　刺槐生长动态对气候变化有着复杂的响应关系，这种关系同时受到树木自身生长节律和气候要素相互制衡的调控。不同年龄阶段、不同立地环境的树木生长对气候变化的响应机制可能存在较大差异。因此为了合理利用当地气候资源，深入研究刺槐生长对气候变化的响应研究显得十分必要。　　本研究选取德国东部地区作为主要研究区域，开展刺槐径向生长对气候变化的响应研究。就不同年龄、不同立地条件下刺槐径向生长对气候变化的响应特征和气候要素的滞后效应展开研究，试图揭示区域气候变化以及大尺度气候系统对德国东部及其矿区环境下刺槐生长的影响。　　依据树木年轮学的基本原理和国际年轮数据库(ITRDB)的相关技术指南，在德国东部Schewenow、Müncheberg、Drebkau、Senftenberg地区共九个取样点采集刺槐树轮圆盘样本，经过风干、打磨、年轮宽度测量（包括全轮宽度、早材宽度、晚材宽度），采用专业分析程序，交叉定年并建立刺槐树轮全轮宽度、早材宽度和晚材宽度的标准年表和残差年表。通过各年表树轮宽度指数与研究区气象资料、区域生态气候学指标以及全球尺度的气候变化资料的关系研究得出以下结论：　　（1）1950-2008年气象数据分析表明：德国东部正在经历从偏冷向偏暖的气候转变，增温幅度在0.25oC/10a~0.27 oC/10a之间，温度增幅与北半球陆地增温幅度相当。年降水总量无明显变化，但降水间隔与降水强度都在增加。气候突变分析表明，上世纪90年代以后该区域整体气候发生较大改变。温暖指数呈增高趋势，湿润指数呈降低趋势，研究区正经历干旱化过程。帕尔默干旱指数的峰值出现的频率增高，峰值变大，说明气候异常强度不断增大。这种干旱化趋势已经、并将继续成为该地区营造林生长发育的重要影响因素。　　（2）刺槐树轮宽度在矿区环境与非矿区环境下无明显差别。不同林龄刺槐前二十年树轮全轮宽的平均值分别为3.7mm、3.5mm和3mm，绝对宽度在幼龄林最大，说明气候的剧烈变化并未抑制刺槐径向生长，证明刺槐完全能够耐受气候变化和矿区逆境干扰的双重影响，可以作为矿区复垦的先锋树种。树轮宽度年表特征参数和相关分析结果表明，各年表都具有较高的平均敏感度、标准差、相关系数和总体代表性，表明采样方法正确，数据质量可靠。刺槐径向生长与气候因素存在紧密相关，矿区林分的敏感度较高，气候变化对其生长具有较强的影响作用；与中龄林相比，幼龄林和成熟林对气象因子更敏感，三个林龄刺槐的平均敏感度依次为：0.26、0.28和0.27。成熟林的一阶自相关系数最大，幼龄林的一阶自相关系数远小于中龄林和成熟林的，幼龄林径向生长受前一年影响较小。刺槐早材率在幼龄林和中龄林都呈逐步下降趋势，成熟林的早材率保持相对稳定，早材生长的差异随刺槐龄级差距同步增大。　　（3）该地区冬季增温、增水以及夏季增温均有利于刺槐径向生长；但是夏季降水量下降幅度较大，未来可能抑制刺槐径向生长。前一年9月、当年1月、2月和7月温度与刺槐生长存在较明显关系，其中当年2月增温对大部分站点刺槐树轮的径向生长有促进作用。矿区刺槐生长主要受到春季增温的促进作用，成熟林对温度的响应强度最弱。前一年7-9月、当年7-9月、当年1月、2月降水量对刺槐生长的影响较为明显；1月降水多以雪的形式存在，不利春季积雪融化和刺槐萌发。2月温度高于零度，降水以雨的形式发生，可以促进刺槐林的提前萌发和生长。　　（4）帕尔默干旱指数（PDSI）与刺槐生长具有良好的相关性，正相关关系尤其明显。幼龄林对前一年4月到6月PDSI有强烈负响应，前一年11月到当年3月PDSI有强烈正响应。中龄林径向生长与前一年7月到当年3月PDSI相关系数高于0.4，成熟林径向生长与当年2月、3月、7月-9月相关系数高于0.4。刺槐径向生长与温暖指数呈负相关关系。在幼龄林时期对于温度变化的响应最直接，当年的生长过程中就可以观察到幼龄林对于温暖指数变化的响应。中龄林和成熟林对温暖指数的响应有迟滞现象。刺槐径向生长与湿润指数呈正相关关系，树木生长对湿润指数的响应主要出现当年，尤其是在幼龄时期；湿润指数对树木生长存在一定的迟滞效应，但不明显。　　（5）研究表明北大西洋涛动对刺槐径向生长有较好的即时性作用，而南方涛动则存在一定滞后期，径向生长的低位特征年多由正相位北大西洋涛动控制，高位特征年多由正相位南方涛动控制。幼龄林、中龄林和成熟林的特征年周期分别为：7年、6.7年和6年。矿区采样点早材特征年对大气涛动的响应程度优于非矿区采样点。矿区刺槐林和非矿区刺槐林的特征年周期分别为6.3年和7.7年。刺槐径向生长对大气涛动的响应程度受林龄影响较大，大气环流对刺槐径向生长影响存在明显的2年、8年、12年的周期作用，这与目前公认的ENSO事件变化周期一致，说明研究区刺槐生长除了受区域气候影响，也受全球大尺度气候波动的影响。　　（6）气候要素对刺槐径向生长影响的滞后效应随林龄同步增加，幼龄林与当年气候要素相关最明显。中龄林受到气候因子的滞后效应最明显，幼龄林的全轮生长一共有17个滞后效应因子，中龄林的全轮生长一共有35个滞后效应因子，成熟林的全轮生长一共有26个滞后效应因子。滞后时间也随林龄而变化，在幼龄期和中龄期的刺槐早材的生长对温度的滞后响应较为敏感；幼龄林主要受生长季气候因素的滞后影响，中龄林主要受生长季起止月份气候因素的滞后影响，刺槐成熟林径向生长的对温度和降水的敏感度差异减小，滞后效应时间较长。不同林龄刺槐全轮生长与NAOI的滞后效应分析结果类似，都受1-6月NAOI的滞后效应影响，其中以2-5月NAOI的滞后效应最为明显。