樹輪氣候學

簡介

樹輪氣候學是根據樹木年輪的變化推論過去氣候、研究氣候變化的方法性科學。在四季變化明顯的地區，樹木一般每年形成一個生長輪，即年輪。年輪的寬窄同當年的降水或溫度關係十分密切，故可以用於恢復古氣候，是一種定年最簡便，參數最客觀的代用資料。

樹輪研究

優勢

高解析度、長時間尺度的古氣候代用資料對於恢復儀器測量記錄之前的氣候變化史實具有得天獨厚的優勢，尤其是根據其可靠的時間序列，可辨識自然變化基礎之上的人為因素影響。如果代用資料還能夠反映年際、年代際、百年尺度以及百年尺度以上的氣候變化波動規律，就更是獨一無二的寶貴資源了。這樣的資料在自然界非常稀缺，而樹輪就是其中之一。

在一般情況下，在高緯度地區的森林分布北界，樹輪資料能夠提供歷史時期溫暖季節的溫度變化規律；而典型乾旱或半乾旱地區的樹輪記錄更多反映了濕度或降水的波動信息。

年輪密度分析

年輪密度分析是樹輪研究方法上的重要突破。年輪密度是細胞直徑、細胞壁厚度和分裂速度等細胞特徵的綜合反映；而這些細胞特徵又與氣候因素密切相聯。年輪密度是某年生長季節與前期生長影響的綜合結果，表現出一種平均的生長狀況，在同一年輪內可有不同的變化，因而在同一年輪內，根據密度變化可以看出生長早期、晚期的氣候條件，具有更高的時間分辨。

樹木年輪揭示氣候變遷

樹輪和河流徑流量的關係

利用青海省阿尼瑪卿山區祁連圓柏樹輪寬度年表資料分析樹木生長與黃河上游唐乃亥水文站平均流量的關係。

樹輪與降水量的關係

都蘭地區樹輪寬度年際間的高頻變化回響當地的降水變化，經過精確定年，建立了青海都蘭地區三個地點的祁連圓柏的樹輪寬度年表，重建了青藏高原東北部公元850年以來上年7月至當年6月年降水量變化

樹輪與氣溫的關係

通過對青藏高原不同區域的多條樹輪年表和青海高原溫度的統計分析發現高原上樹輪年表與氣溫存在較好的對應關係。

美國V.C.拉馬奇在美國加利福尼亞州惠特尼山亮葉松分布上界附近所取的年輪序列與英國中部氣溫變化趨勢是一致的。

基本原理

樹木年輪氣候學是根據樹木年輪的逐年變異推斷過去氣候變化的一門交叉學科，其主要包括以下六個基本原理：

①均一性原理

均一性原理，是自然科學研究中普遍使用的一個原理，在研究氣候變化和預測中常被套用。例如，現代出現的氣候型，在今後氣候變化的歷程中，能尋找到相似的氣候型：在過去出現過的氣候型，現代、今後有可能出現。這種假設，是根據古今氣候有著同一屬性原理而定出的。

這一原理，套用到樹木年輪氣候學中，是根據現代氣象資料的分析研究，發現年輪生長與氣候的關係，有著密切的物理、生物學過程。這一過程同樣適用於過去。其根本依據是套用樹木年輪可推斷出現本年輪與氣候型的關係，依此關係，也可以推斷以往歷史的氣候型。

②限制因子定律

任何一種生物學過程，它必須遵守一條生物學定律，即它進行的生物學過程、變化速度都不可能超過土要限制因子所允許的程度。若某個因子發生變化，不起限制作用，則某生物學過程就加快，直到出現另一個限制因子，或出現幾個限制因子為止。任何一個生物過程，總要受到外部環境或有機體內部物理、化學過程的一個或幾個（一組）因子的限制。樹木生長受到土壤、水分、溫度、濕度、光照、風、人為干擾、病蟲害、地震、滑坡等環境因子的影響，被稱之為樹木生長的影響因子。某些影響因子的變化會對樹木生長的快慢起決定作用，此影響因子稱為樹木生長的限制性因子。