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中科院沙漠与沙漠化重点实验室研究员 |
杨保:用树轮记录气候环境变化“编年史” |
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■本报记者 王进东
“气候变化是当今世界的热门话题。要提高对气候变化规律的认识,必须对过去气候变化有充分的认识和了解。树木年轮是记录过去气候环境变化信息的介质之一,已被科技界所推崇和应用。”近日,中科院沙漠与沙漠化重点实验室副主任、研究员杨保告诉《中国科学报》记者。
走进沙漠与沙漠化重点实验室树轮实验室,玻璃柜里放满了一个个圆盘,还有从树上钻出的圆圆的树芯,好像一个个色彩圆盘山水画,里面却藏着气候变化的秘史。工作人员正在透过显微镜专心地研究其中的奥秘。
杨保告诉记者,树木年轮与冰芯、石笋、湖泊沉积物、珊瑚沉积物、黄土、深海岩芯等都是用来研究、提取过去气候环境变化信息的介质。现代气象观测资料的年代有限,想要获得更长时间尺度的气候变化信息,就需要使用各种气候代用资料,以揭示不同时间尺度的气候变化。
树木年轮因其具有空间分布广、易于采样、时间序列长、定年精确、具有年分辨率等优点,堪称“无字的环境密码档案库”。树木年轮研究通过从树木中钻取树轮,破解环境密码,检测过去气候与环境变化并为预测未来气候与环境变化服务。
杨保表示,通过一系列的信息采集和分析,可以对树木所在区域进行气候历史重建,包括出现过的极端气候事件、河流径流量和湖泊水位变化,甚至是火山喷发、地震、陨石撞击等自然灾害,都能进行详实的还原。并以此为参考,对未来气候变化进行预测。
关于其起源,杨保饶有兴趣地说,树轮学最早由美国人A.E. Douglas创立于20世纪初,而现代树轮学则源于美国生物学家H.C. Fritts在亚利桑那大学的研究工作:阐明了树木年代学的基本原理,树轮与气候的关系,以及与火山爆发、地震等自然现象间的可能联系,推动了树轮研究工作的发展。
博士研究生秦春介绍说,除南极大陆以外的其余六个大陆均有树轮研究工作的开展。研究工作主要集中在干旱半干旱和高纬度以及高海拔等区域。比如美国西部、加拿大、蒙古、澳大利亚等地区。
“我国树轮研究工作大多集中在西部地区。青藏高原对全球变化响应非常敏感,所以成为树轮研究者的首选之地;祁连山区、新疆等荒漠地区以及贺兰山、秦岭、华山、内蒙古等中北部地区也是树轮研究工作理想之地。这些地区都留下了工作人员的足迹。”杨保如是说。
相对于西部地区,我国中东部地区的树轮学研究工作较少,建立的树轮年表年代也较短。这是因为中东部地区树木受人类活动的干扰较多,原始森林有限,所以开展树轮气候学研究有一定的难度。加之我国南方气候湿润,较老的树木很难保存,所以树轮研究工作也相对较少。
在谈到树轮气候研究的优势时,杨保打开了话匣子,“在一般情况下,在高纬度地区的树轮资料能够提供历史时期季节的温度变化规律,而干旱或半干旱地区的树轮资料FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧地反映了湿度或降水的波动信息。”
在普通人眼中,树轮就像是人脸的皱纹,越多越密,年龄就越大。但在树轮实验室里,它变成了揭示气候变化的宝贝。
博士研究生康淑媛介绍说,由于采集标本多是在夏季,大多是在风景秀美的地方。康淑媛戏称为“避暑”。但实际上,处在人迹罕至的原始森林,工作显得枯燥乏味,危险也无处不在。
目前,杨保研究团队已经建立了青藏高原东北部自公元前2637年至2011年间的树轮宽度年表,这份长达4600多年的序列年表是我国目前最长的树轮序列,相关研究成果已在美国《国家科学院院刊》上发表。杨保告诉记者,此树轮样本主要从青藏高原东北部寒冷干旱区采集,是目前中国样本量最大、年代最长的树轮年表,同时也是世界上最长的树轮年表之一。研究发现中世纪表现为持续的湿润状况,而小冰期则呈现为明显的干湿波动过程。
杨保表示,随着树轮学的发展,其应用范围越来越广,分支学科也会越来越多。用树轮研究气候变化,也要与湖泊沉积物、珊瑚沉积物、黄土、深海岩芯、孢粉、古土壤和其他地质沉积记录等研究工作做好对比工作,才能更全面地认识气候变化的规律。
《中国科学报》 (2016-10-10 第4版 综合)