来自中科院的植物生长锥采取树木年轮的相关知识

    气候是人类及一切生物赖以生存的一个重要条件。但由于人类活动的毫无节制，已经给地球的气候系统造成越来越清楚的负面效应。自 70 年代以来，世界大范围的气候异常（如非洲的持续干旱、孟加拉的洪涝和 的频繁出现等），给许多国家的水资源、工农业生产和能源带来极其严重的影响。恶化的自然环境愈来愈严重地威胁着人类的生存，而它未来如何演变和发展，更成为世界科学界日益关注的非常重要的基础理论研究课题，也是各国政府进行社会及经济决策时必须认真考虑的一个重要方面。

要预测未来气候，必须了解气候和环境在过去是怎样变化的？人类对气候和环境的影响达到什么程度？什么是产生气候变化的最主要因素？ 如何获取过去气候变化的数据，重建过去的气候呢？现存的仪器记录对考查长期的气候变化来说，太短了。即使往前追溯到 18 世纪，连续的记录在全球只有 50 个站，而且 90% 以上分布在西欧。所幸的是，在有仪器记录以前的数据可以通过替代性指标如历史文献、冰芯、珊瑚和树轮等获得。在所有这些信息中，树轮具有独特的地位，它以提供的数据可信度高、分辨率高（一般说能精确到季节，至少可以精确到年）、连续性好等特点，受到古气候学家的重视，并展现出良好的发展前景。尤其在中国这样一个代表了东亚绝大部分地区，而又缺乏仪器记录（仪器记录在中国大部分国土上是从 1950 年以后开始）的地方，树轮长时间序列的气候重建不仅对中国，而且对全球来讲都具有十分重要的意义。

树木在生长中以一种独特的方式记载着自己的年龄，这种方式就是年轮。一般而言，树木每年在老的木质部和韧皮部之间增长一个年轮。生长季节开始时，树木产生大量体大、壁薄的细胞，随着夏季的结束，细胞个体日渐变小，胞壁加厚，直到细胞停止产生，完成一个生长周期。

树木年轮生长的宽窄状况，取决于某些自然因素，如适宜的温度和降水、土壤湿度、光照、与光合作用有关的树叶表面积大小以及土壤正常矿物质的供给等等。由于树木依赖当地的环境而生长，反过来就可以从一颗树木的生活史中，提取这些气候环境因子的变化情况，并相当可靠地预见将来。

树木年轮的研究历史，可以追溯到五百年前。著名画家达·芬奇 (Leomardo Da Vinci, 1452-1519) 曾观测到树木年轮宽度与降水间的直接关系。瑞典学者 Carl Von Linne, ( 1707-1778 ) 曾研究了生长于瑞典最北界的橡树，发现夏季的高低气温与年轮的宽窄有关。法国的 Duhamel 和 Buffon (1737) ，美国的 A. C. Twining (1827) ，俄罗斯的 F. N. Shvedov (1892) 等，都对树木年轮的形成进行过研究，尝试建立年轮宽窄变化与某种气候环境要素变化之间可能的联系。 除了这些早期少数创始者之外，直到 1910 年，树木年轮学的进展是不大的。 世界树轮界公认为“树木年轮学之父”是美国物理学家和天文学家 A. E. Douglass (1867-1961) ，他于 1910 年首先论证了树木年表学的可能性。作为天文学家，他的主要兴趣是研究太阳黑子的活动周期及其对天气的影响。但他缺乏足够的历史气象资料，从而促使他去试验以合适的树木替代“气象年表”。他发明了树木年轮研究领域中极为重要的、最基本的工作方法—交叉定年，延伸了资料序列，论证了树木年轮与气候之间的关系。并且他第一个准确给出了美国新墨西哥州史前 Aztec 部落族毁灭日期。由此开创了一个崭新的、准确的考古定年的新方法，该方法能准确到一年的范围内，被喻考古学上的一场革命。 
经过 70 年的发展，树木年轮学在理论和方法上都逐渐完善起来，成为一个崭新的独立学科。世界上大规模的树轮研究成果出现在 80 年代以后。在各种分析手段、研究方法日臻完善的情况下，树轮气候学家做出了许多重要的成果。
   通过树木年轮学的研究，Jacoby (1996) 恢复了蒙古国西部过去 450 年的气温变化，并发现树轮记录表现出了与全球同步的 20 世纪增温效应。 Mann (1998) 部分利用树轮资料，空间重建了过去 600 年以来北半球年均地表气温的变化，指出温室效应，太阳幅射及火山爆发等因素均对过去气温变化产生重要影响。而进入 20 世纪以后，温室气体则表现为很强的影响因素。 Briffa （ 1998 ）利用北半球三百个树轮点的资料，研究了树轮对气温的响应，惊奇地发现北半球高纬地区树轮对气温的敏感性正在降低，原因尚不得而知。他还研究了过去一万年以来欧亚树轮所记录的非人为影响的自然气候变化（ 1999 ）。清楚地发现由于 1809 和 1815 年二次严重火山爆发的影响， 1810-1820 年是千年尺度上最冷的 10 年。同时指出，历史上大规模的火山爆发所影响的来年夏季低温在北半球树轮中留有清晰记录。

   许多国家的大学和科研机构都建立了树轮研究的专门机构。新的树轮学分支不断涌现，树轮学涉及到森林火灾、森林生态、滑坡、火山爆发、大气污染、地震频率、冰川进展、冰融、湖面变化、沙丘移动、侵蚀速率、河流改道和洪水发生频率等十几个方面。 
   同时密度测定、稳定同位素分析、反射光测定、微量元素分析及细胞个体测定等新技术、新方法不断加入进来，使得树木年轮学研究内容十分丰富，它已在全球变化研究中扮演着引人注目的角色。