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年轮能告诉我们什么

发布时间:2012-08-11

  树被称为活档案,年轮就是档案里面的一个个记录,年轮是树本身 的“履历表”。由于树木从-出牛就和周围的环境进行着“物质交换’’的 过程,吸收化学成分,温度、水分的差异都会直接影响着树木的生长。 我们只要知道如何揭示年轮的秘密,这个“履历表”就能告诉很多我们 想知道的事情。

  年轮可以畀诉我们树木的年龄。树木的生艮历史就记载在它的环 状轮纹里,毎种树木都有自已的年轮特征,同种树木的年轮也各不相 同,如同人的指纹一样,没有两棵树的年轮是完全一致的。

  年轮可以告诉我们当吋当地的环境气候。在优越的气候条件下, 树木生长得好,木质部增加得多,年轮也就较宽;反之年轮就窄。比如, 树木最初的年轮一般比较宽,这肩示那时它年轻力壮,生长力强;有吋 一棵树在出现了很多窄的年轮以后,突然出现宽的年轮,这表明在年轮 宽的那几年,环境气候适宜,对树木生&冇利。另外,还有偏心的年轮, 那就说明树木两边环境不同,通常在北半球朝南的一而较朝北的一面 温暖,所以朝南的一面年轮较宽。

  树木对于气候变化非常敏感,比如附水多、温度髙的时候,树木生 长就会史快,那么,这一年的年轮也会比较粗壮,不过如果仅靠肉眼来 判断这个指标会冇偏差,通常专家们采用的是碳同位索的测定方法。 树木中碳同位素含量的萵低起伏和当年5—7月的雨量的多少、7 9 月温度的高低保持肴惊人的一致。一般来说,较高的同位素比值代表 着干早和窩温;反之则代表着多雨和低温。之所以会出现这样的变化, 是因为树木在生长的过程中吸收二氧化碳,如在干燥、高温的时候,为 了防止水分的大量流失,树叶会关闭其部分“呼吸”气孔,吸收空气中的 —鉍化碳也就比较少,此时碳同位尜的比值会升高。

  年轮还记录了火山爆发、地震等自然现象。像吊海伦斯火山爆发 时,大量灰尘和气休进入平流层,遮住大片阳光,这会使温度降到冰点 以下,给树内留下,道叫做霜轮的特殊标记。而地震则会给树造成损 害,使树在以后的一些年份中产生较薄的年轮。1899年美国阿拉斯加

  发生了一次1. 8级大地震。科学家在研究了地震裂缝周围树木的年轮 后发现,地震前,树木生长缓慢,地震后三年树木牛民迅速。由于大地 | 震常常改变了树氺的生伫条件,影响到树木年轮的变化。这就为研究 I 大地震发生周期提供了条件。 |

  年轮也可以用来证明环境污染的影响。由于20世纪以来不断燃彳 烧煤和石袖,大气层中二氧化碳大量蓄积,从而造成未来的地球气温升 髙。有人研究了生长在海拔3000〜4000米的松树,发现随着全球二氧 化碳量的增加,这些树的年轮宽度也增大了,特别是近儿十年尤为明 显。

  当大气受到污染时,年轮里就贮藏了污染的物质。20世纪90年 代汽车所使用的还是含铅量极高的汽油,因此排放出来的尾气中含有 大量的铅,如果观察生长在逍路两侧的古树的年轮,这些松树“呼吸”到 的铅元索,也成为树轮生长中的“烙印”。

  乂如在丌采各种贵重金属矿床时,在大气中就飞扬着这种金属的 尘埃,被树叶吸收丫,落到土壤中也被树根吸收了,有的金展冶炼厂或 加工厂附近的大气中飞扬若它们产生的金属尘埃,被周围树木吸收了。 这些金厲尘埃是跑不掉的,它被输送到年轮里积累起来,我们通过光谱 分析,测知年轮里历年积累下来的重佥属的含最,就可以测知该矿)’对 大气污染的程度。还有,当硫化氢、氟化氢等有毒气体污染大气时,被 松树,杨树,夹竹祧吸收,也会在年轮[很快留下被它腐蚀的烙印口根 据烙印,人们可以测知空气污染程度。大气污染的罪证在年轮里都完 整地保存了下来,它告诉人们大气污染的状况,想赖也赖不掉。

  不过,这些道理听起来筒单,似要从年轮中获得这些烙印,却耑要 精密的仪器測量,对按照严格的釆样要求取得的合格的树木年轮样品 进行各种测量和分析,渕量包括对样品的年轮宽度、木质密度、同位索 ‘等进行测量。

  如何选取要研究的树木样本?有个原则进必须选栉生长条件最 受某气候要尜(如溫度或降水)限制的树木。例如,生长在高纬度或高 寒山区森林接近消失处的树木,由于受到热资源不足的限制,常能很好 地反映出冷暖的变化;干旱、半干旱地区,由森林叼草原或荒溴过渡的

  林缘树木,则由于受到雨虽不足的限制,常能反映十湿的变化。

  最早的年轮取样,是通过树干解析截取树木冏盘的方式进行的。 ‘般在林中选择冇代表忭的树木5株以上,抆规定高度截取画盘,刨平 后读数测定,计箅平均值。这样不但可测出树木年龄,还可计箅出树木 每年的生长速度和生长量。怛这样往往费工夫,损失木材,现在可用- 种专门的钻具,从树皮一直钻到树心,取出一个有氽部年轮的薄片,并 通过仅器连接计箅机判读和分析。这样,就“了以不需要砍倒树木来汁 箅树木的年龄广。

  “定年”也是重要的步骤。在实际丄作中,常常是先测量树轮的宽 度,然后再用计算机程序检查定年。对于活树的样芯,最外坛年轮的年 代足已知的,如果步骤准确无误,么,每个年轮的生仏年代就能准确 定年。由于会“缺轮”,比如干旱地凶,有时树木的形成层不能很好地形 成,就会出现“缺轮”。所以,同一地^的树要采集20儿棵有相同成长 时间的,且毎棵树要采集2个样芯,这样“交叉定年”得到的资料才更接 近实际。

  关于树木年轮的研究仍在不断深人,世界卜.许多年轮气候学家正 密切配合,深人探讨树木生长受气候影响的机制和在更大范围内幵展 年轮研究的可能性。人们期待着关于年轮更精彩的故事。