亚洲季风和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对东南亚地区气候环境有重要影响。近几十年来，季风格局发生巨变，尤其是在与旱涝灾害联系的降水方面，直接影响到了大多数地区的自然生态和人类社会发展。了解气候格局的时空变化，提高预估未来气候的能力，依靠有限的仪器气象记录是远远不够的。在季风区，树木年轮，石笋，珊瑚和湖泊沉积物是记录季风变化的自然档案。树木年轮由于定年精确，分辨率高，序列连续，各种代用指标（树轮宽度，密度，稳定同位素等），因此已成为研究过去千年气候变化的理想工具。　　近几十年来，泰国的树轮研究主要基于三种树木（即柚木，南洋松和卡西亚松）的传统树轮宽度指标，它们与水文气候因子显示出良好的一致性。但是树轮宽度需要使用多个样本收集信息。而且，树轮宽度不仅受气候控制，还会受到内生干扰和其他外部因素控制。树轮稳定同位素可以解决这些问题。树轮稳定同位素还具有额外的优点，比如生理机制已被充分理解。世界各地的许多研究证明，树轮稳定同位素是强有力的气候指标之一。它记录了从季节到千年时间尺度的季节-年分辨率历史气候变化。　　因此，本研究选取泰国西北部的柚木（Tectona grandis）和南洋松（Pinus merkusii）建立树轮δ13C年表，探索其与气候因子的关系，重建气候变化历史，并评估气候与如ENSO和印度洋偶极子(IOD)的遥相关。　　利用当地气象站和CRU TS3.24(0.5°×0.5°)格点数据库的数据进行泰国西北部气候变率分析。结果显示，月最高温，最低温和平均温度分别以0.036，0.037和0.036℃/十年的速率增加。1982年以后，月最低气温、平均气温上升速率分别升高为0.70℃/十年和0.29℃/十年，然而有趣的是，最高气温却以0.13°C/十年的速率下降。为了观测泰国西北部的温度的极端情况，使用Mae Hong Son气象站日气象数据计算CCl/CLIVAR气候变化检测监测和指数专家组推荐的9个极端温度核心指数。从日温度数据来看，夏季天数以0.54天/年的速率增加，1951-2015期间增加了28.6天。1990年趋势发生转变，在1990年后夏季天数以0.34天/年的速率减少。尽管自1990年以来夏季天数有所减少，但其标准差从1990年以前的±12.72天变为1990年以后的±20.09天，表明变幅增大。在1990年之前，热带夜以0.16天/年的速率增加，上升速率在1990年之后急剧增加到0.66天/年。　　基于CRU TS3.24(0.5°×0.5°)格网数据集的降水分析表明，过去115年的年平均降水量几乎没有变化——以0.023mm/年的速率略有下降的趋势。在季风月份（湿季，5-10月），降水以0.088mm/年的速率递减，高于年平均降水量减少率。在旱季（1月-4月和11月-12月），增长速率为0.043mm/年。115年期间的年、湿季和旱季的平均降水量分别为108.57mm，198.27mm和18.87mm。从日降水量资料分析来看，降水ETCCDMI核心气候指数均未表现出明显的降水格局变化。　　南洋松采集于泰国北部未受人类活动干扰、植物密集的湄宏顺府(MHS)的Mae Surin植物园。Mae Surin植物园(18°52′N，97°56′E)位于泰国北部山区的山脚下（海拔600m a.s.l），自1983年以来该地区归属国家森林公园。在面积大约为5.27平方公里的土地上，分布着落叶龙脑香林，其中以南洋松为优势种。采集的柚木样品在湄宏顺府散落分布(19°35′51″N，98°11′43″E，海拔300-600ma.s.l.)，大约离Mae Surin植物园110公里。　　研究区域属于热带季节气候，一年可以分为三个季节:热季（2月中旬至5月中旬），雨季或湿季（5月中旬至10月）和冷季（11月-2月）。根据MHS气象站的气象资料显示，65年平均年降水量为1284.12mm，雨日为138天/年，8月最大平均降水量为238.55mm，65年平均气温为26.1℃，月最高平均气温在4月(41.56℃)，月最低平均气温在1月(8.57℃)。　　使用直径为10mm的生长锥收集树胸高处的树芯。树芯在室温下干燥并打磨，直到横截面树轮足够清晰，以测量树轮宽度。使用LinTab测量系统(精确度为0.001mm)测量树轮宽度，并使用TSAP-Win程序绘宽度变化图。为了与各个树芯宽度序列进行交叉分析，将每个单独的序列与使用TSAP程序绘制的图进行对比，并由COFECHA程序进行检查伪轮、缺轮情况。　　研究挑选了年轮较宽、年代清晰的4根南洋松树芯和5根柚木树芯。在交叉测年后，在显微镜下使用小刀逐年将每个芯切成非常小的片（厚度＜0.5mm，用于之后的化学反应）。采用Jayme-Wise方法提取α-纤维素(Green，1963)。纤维素的提取包括样品剥离-有机溶剂萃取-去木质素-碱化-蒸馏水冲洗-均一化处理6个大步骤。将均质化的纤维素样品包裹在锡胶囊中，使用同位素比质谱仪（Flash2000和Delta V Advantage）测量其稳定碳同位素比率。每7个样本插入一个标准样(IAEA-CH3)，以保证测量精度。使用δ符号表示13C与12C的比率，表示与参考标准(IAEA-CH3)的偏差(‰)。δ13C测量的分析精度为±0.2‰。树轮δ13C值的计算公式为:δ13C=(Rsample/Rstandard-1)×103（R代表13C/12C比率）。　　δ13C结果显示在该研究区域中的大多数单个δ13C年表（4根南洋松和4根柚木树芯）受到大气中二氧化碳浓度增加导致的大气δ13C降低趋势的强烈影响，而一根柚木δ13C序列并没有显示出与大气δ13C下降趋势显著相关。柚木δ13C比南洋松δ13C有更高的树间变化性（柚木:0.16‰-1.16‰，南洋松:0.59‰-0.67‰）。由于工业革命以来大气中二氧化碳浓度不断增加，13C在大气中日益亏损，间接造成了树轮δ13C的长期下降趋势。为揭示δ13C时间序列中的气候信号，首先应去除大气中CO2的影响。在这里，根据从冰芯测量和直接大气监测得到的大气二氧化碳测量数据，使用了判别方程(Δ13C)来校准每个单独的树轮δ13C时间序列。　　四个单独的南洋松Δ13C年表(EPS＞0.8)合成一个可靠的主Δ13C年表PMMS（1788-2013年）。由于较高的树间变率，舍弃了一根柚木样品，并根据EPS＞0.7作为柚木Δ13C研究的合适阈值，建立了TKNK年表（1920-2004年）。　　之后探讨了树轮δ13C同位素与气候因子的关系。柚木树轮纤维素Δ13C年表与两个时期的气候因子显著相关。其一是在上一年的季风期（上年6-9月），与昼夜温差(DTR)（r=0.26-0.34，p＜0.05，n=84）和潜在蒸散量(PET)显着相关（r=0.28-0.40，p＜0.05，n=84）。另一个是当年的3月，3月从干凉季节到干热季节转换，降水量少（降雨量约为6.44mm），柚木树轮纤维素Δ13C年表与三月降雨日数，一日最大降水量，五日连续最大降水量，昼夜温度范围，最低气温，降水量，蒸气压，尤其是与每月简单日强度指数显着相关（所有气候因子之间相关最高）。　　南洋松的Δ13C年代表与7月份（进入季风季节上半段）降水呈弱正相关（当地MHS气象站:r=0.28，p＜0.05，n=63;区域:CRU TS3.24:r=0.28，p＜0.05，n=63)，但与季风季节前期-季风季节结束期间（4-10月）相对湿度(MHS气象站:r=0.27-0.34，p＜0.05，n=63)和雨天（MHS气象站:r=0.27-0.47，p＜0.05，n=52）具有较高的相关性。　　除了全年的月平均最低气温之外与南洋松Δ13C年表没有显著相关性之外，几乎所有的温度指数都与年表呈显著负相关。在区域尺度上(CRU TS3.24)，月平均气温在3月和5-10月呈现负相关（r=-0.46至-0.19，p＜0.01，n=113）;它与降雨量最高的8月份表现出最高的相关性。1-9月除4月外的DTR和月平均最高气温(Tmax)与Δ13C年表显示出类似的相关性。4月是全年最热的月份，南洋松Δ13C年表与4月Tmax无显着相关性，而4月DTR在10个月份相关最低。DTR与Δ13C相关系数介于-0.19至-0.47之间(p＜0.01，n=113)，Tmax与Δ13C年代间的相关系数介于-0.26至-0.58之间(p＜0.01，n=113)。在地方尺度上（MHS气象站），年轮Δ13C值与4月至10月的月平均温度月平均气温呈显着负相关（（r:-0.27至-0.54，p＜0.01）。树轮Δ13C值与4-6月和8月Tmax值呈显着负相关（r:-0.30至-0.47，p＜0.01）;Δ13C与1-6月和8月的DTR值呈显着负相关(p＜0.01)，相关系数介于-0.24至-0.45之间。不管是MHS气象站，还是区域尺度上Δ13C年表与8月份（月降水量最高的月份）的DTR和Tmax数据都呈现显著负相关，但是Δ13C年表在前季风季节（即4-6月，5月份的相关性最高）与DTR和Tmax显示出更好的负相关性。　　在将几个月的气候参数组合计算相关后，发现南洋松Δ13C年表对6-9月最高气温(CRU TS3.24)非常敏感(r=-0.62，p＜0.0001)。一般来说，在季风季节，最高气温更有可能随着降雨量的减少而增加，因为在无云状况或晴朗天气下，白天温度由于接受更多的太阳直接辐射趋于更高。因此，Tmax序列的年代际暖期可能反映了干旱情况。为了确定这一假设是否与MHS气候资料一致，在实际6-9月最高气温(CRU TS3.24)，实际6-9月平均降水量(CRU TS3.24)和6-9月平均相对湿度之间计算了Pearson相关（MHS气象站）。所有的气候数据都以平滑的11年移动平均来计算。Tmax与降水量(r=-0.5，p＜0.01)和相对湿度（r=-0.75，p＜0.01）呈负相关的事实证实了这一假设;特别是其与相对湿度的高度相关直接反映干旱条件。据此，利用南洋松Δ13C重建了6月-9月的最高气温(Tmax Jun-Sep)(1788-2013AD)，重建方程对1901-2013年期间最高气温观测值变化的方差解释量为37.8％。重建Tmax Jun-Sep平均值为30.09℃，范围为29.52℃-30.94℃，标准偏差为±0.29℃。将一个较暖的年定义为＞平均值+σ(30.38℃)，一个较冷的年定义为＜平均值-σ(29.8℃)。重建揭示了四个冷期（1788-1871，1931-1939，1956-1974和2004-2013年）和三个暖期（1872-1930，1940-1955和1975-2003年）。气温从17世纪晚期到18世纪中期略有上升，20世纪出现剧烈震荡。　　为了研究气候变化迅速条件下TmaxJun-Sep重建的特征，在Tmax Jun-Sep重建中运行Bernaola-Galvan分割算法，在99％置信水平上划分为具有不同平均Tmax Jun-Sep值的以下四个时期:1788-1829年（平均最高温=29.83℃），1830-1869年（平均最高温=30℃），1870-2001年（平均最高温=30.22℃）和2002-2013年（平均最高温均=29.91℃）。在从1700年代后期到19世纪中叶（即公元1788年至1869年，假定为工业革命前时期）的前两个阶段（平均最高温为29.91℃）中，最高气温以0.03℃/十年的速度略有增加，但平均最高温度明显低于工业革命后的时期(1870-2001)（平均最高温30.17℃）在第三阶段（1870-2001年）期间，最高温度基本保持稳定，变化速率为+0.004℃/十年。然而，与前一时间段(σ:±0.28℃)相比，温度波动相当高(σ:±0.20℃)。2002-2013年短暂的第四部分最高温以0.12℃/10年的速度呈现下降趋势。　　Tmax重建的第一个寒冷期（1788-1829年）的平均温度是所有四个寒冷时期中最低的，平均最高温度仅有29.82℃。这种情况可能是由当时气候强迫负相位造成的。基于冰芯指数分析(Gao et al.，2008;Crowley et al.，2013)和太阳辐照度重建的火山强迫重建(Shapiro et al.，2011;Vieira，2011)曾发现1791-1820年期间负太阳强迫和火山强迫（也称为火山-太阳能衰退）。在同一时期发生了两次气候负强迫事件，即公元1800-1820年(Shapiro et.al.，2011)的道尔顿最低点（由于太阳黑子数低，太阳活动低）和1809年、1815年两次火山喷发事件(Gao et al.，2008)，这些事件导致全球温度显著下降。　　季风最高气温重建的三个暖期，特别是19世纪末发生的那些暖期，与许多基于树轮的研究中观察到的干旱期一致。Pumijumnong和Eckstein(2010)根据泰国西北部的南洋松和思茅松树轮年表重建了早期温度，反映了1880-1910，1950-1965和1980-1990年四个气候干旱时期。Buckley et al.(2007a)使用MaeHong Son的柚木宽度年表作为5-12月干旱条件的气候代用指标。这个年表反映了18世纪中叶和19世纪后期的干旱。此外，基于福建柏树木年轮宽度数据重建的越南北部3月至5月PDSI重建揭示了发生在十八世纪中叶和十九世纪末期的两次重大干旱(Sano，2008)。　　重建的6-9月最高温度和ENSO指数之间关系不稳定。结果表明，在1899-1958年期间，Tmax重建与5月-6月南洋松树年轮Δ13C和Nino3，Nino4之间失去了相关性，这与柚木树轮Δ13C在1950年前与前一年的Nino1+2、Nino3和Nino3.4之间失去相关一致。前人解释说明了ENSO在这一时期的弱遥相关。在Torrence&Webster(1999)和Manson(2001)的研究中报道了从1920年到1960年间ENSO变化较弱，这可能会影响和减少ENSO与遥远地区的遥相关。因此，重建当地气候与ENSO之间的相关性变得不稳定。　　随后ENSO对柚木和南洋松Δ13C年代序列的影响减少可能是由于1980年以来Nino3SST和印度夏季风降水之间关系弱化(Kumar et al.，1999)。自1980s以来，Walker环流向东南转移，打破了ENSO和印度季风关系，泰国西北部和中部降水以不同的方式对作出了反应(Kumar et al.，1999)。Xu et al(2015)发现泰国西北部1980年以后降水与ENSO之间的相关性正在下降，但ENSO与泰国中部的降水的相关在加强(Singhrattna et al.，2005)。这种ENSO-气候因子在1980年以后的相关性下降也发现在越南的树轮宽度记录和树轮δ13C记录(Sano et al.，2012b;Sano et al.，2008)，尼泊尔喜马拉雅山脉树轮δ18O记录中(Sano et al.，2012a)。　　树轮Tmax重建和两个Nino指数之间的低-高相关似乎反映了一个振荡模式，这引发了更多关于太平洋是否可能产生这种模式的现象的疑问。为此利用太平洋十年涛动(PDO)指数的暖-冷期（正负相位）进行进一步探讨。虽然1880-2013年5-6月PDOersst指数(https://www.ncdc.noaa.gov/teleconnections/pdo/)与Tmax重建没有显示出显著相关性，但Tmax重建与PDO指数在Tmax重建和Nino指数表现出高度相关的时期倾向于呈现正相关，而在Tmax重建和Nino指数表现出低相关的时期内，Tmax和PDO也呈现负相关。有趣的是，在太平洋十年振荡(PDO)的负相位期间最高温度与ENSO之间往往显著相关，并且在PDO的正相位期间往往失去相关性，PDO的正相位似乎降低了泰国北部气候变化与ENSO之间的Tmax之间的关系。