蹇玉兰 雷 欣 秦 磊* 邱 坚 杨 燕
(西南林业大学材料工程学院，云南 昆明 650224)
剑川海门口木质遗存年轮气候学的研究展望★
蹇玉兰 雷 欣 秦 磊* 邱 坚 杨 燕
(西南林业大学材料工程学院，云南 昆明 650224)
为研究剑川海门口木质遗存的气候变化情况，以树木年轮气候学研究为核心，介绍了剑川海门口木质遗存的研究背景及意义，分析了国内外年轮气候学的研究现状与发展动态，并提出了具体的研究思路，以加快这一边缘学科的发展。
树木年轮，气候变化，年轮气候学
树木年轮，不仅是时间尺度的记录，更是科学信息的宝库，在每一个轮迹中，都蕴藏着自然环境以及人为活动所影响的信息链；而且，树木年轮能够通过它的年轮宽度变化而真实表征出每年当中一些对它生长有利或者有害的气候环境因素[1]。因此，针对树木年轮的变化特征，可以掌握树木每年的生长状况，可以了解当地的气候变化情况，并能够推断出气候变化对森林生态系统的影响规律[2]。
1 研究背景
树木年轮气候学是一门研究树木年轮学和树木气候学相互交叉的学科，它主要是根据树木年轮的生长特性，研究气候变化与树木年轮之间的变异规律，目的在于取得气候变化的代用资料，通过研究树木年轮来重建气候环境变化并预测将来的气候变化趋势[3]。
从20世纪30年代开始，部分国家开始对树木年轮年表进行研制，通过树木年轮资料来重建气候变化，这弥补了现有气象资料的不足，也取得了较多的成就[4]，其中对树木年轮气候学的研究，树木年轮宽度与年轮密度的分析是其主要研究方式之一。我国针对树木年轮与气候变化的响应关系研究主要聚集在东南部沿海及西北地区[5]，西南地区的树木年轮气候学研究相对较少。
本研究所在地位于云南省剑川县甸南镇海门口村，在剑湖出水口南部，大理白族自治州北门，是三江并流区域的要地，地形繁杂，自然及人文景观丰富。剑川地区的地形地貌复杂，海拔高度差异达2 300多米，地域差异更明显；属温带季风气候，干湿季候，最为显著的是雨季时气温也较高。从理论角度讲，可以进行树木年轮气候学的研究，而且海门口遗址在2008年被国家文物局评为了全国的十大考古发现之一。其具体发生年代约从新石器时代的晚期到青铜器时代，距今约3000多年，这弥补了我国西南地区史前的历史文化谱系空白。但现在云南省基于考古学从早到晚的文化构建还没有做起来，所以这是一个很大的课题，并对揭开古代大理历史，建构云南的历史气候数据作用巨大。
目前，本研究组成员已基于“剑川海门口遗址饱水古木的加固保护及其关键技术”项目，对木质遗存保护与鉴定进行了大量研究工作[6-10]，在对海门口遗址12个探方中取出的528个木质遗存样本进行了树种鉴定，已明确了在所取的528个木质遗存样本中有526个属于松科(Pinaceae)松属(Pinus sp.)木材，推断为云南松，另2个样本为阔叶树材，均属于滇西北本地树种。从树木年轮上，不仅可以看出树木自身的年龄，还能了解树木在生长的过程当中所经历过的气候类型和环境变化过程[11]。而且，松科松属木材具有良好的气候敏感性，故本项目以海门口木质遗存的树木年轮宽度变化为依据，建立年轮宽度年表，通过对年轮宽度变化与气候因子变化关系的分析，解析其年轮气候学，以期确立剑湖周边地区考古学文化的年代序列，为研究滇西北地区的气候变化提供科学依据，最后恢复及重建当地的古气候和古环境。
2 树木年轮气候学的研究意义
众所周知，气候环境是人类得以生存的珍贵资源，是大自然中变动最大、最难预测以及最难控制的影响因子之一，目前用仪器所能观测到的气候变化资料也只有二三百年的历史[12]，而在我国，气候变化资料的观测仅有几十年的历史。人们对气候因子资料的了解，不论是在时间上还是在某个时期的深度上都比较迫切需要，经研究认为，树木年轮的结构变化就是气候变化资料最好的记录器。云南著名史学大家马曜先生就曾推断“云南的文明开始于剑川海门口”。海门口遗址是滇西北地区最重要的史前遗址，研究海门口遗址的考古项目对揭开古代大理历史，建构云南的气候历史作用巨大。本研究正是以海门口遗址的木质遗存为研究对象，通过建立树木年轮宽度对气象要素的响应关系，为滇西北地区气象长序列资料进行反演提供科学依据，弥补我国西南地区史前气候数据的空白，这对云南地区的气候变化科学研究具有重要意义，对我国乃至全球其他地区的气候研究都具有重要的参考价值和研究意义。
3 国内外研究现状及发展动态分析
3.1 国外年轮气候学的研究进展
在20世纪初期，美国学者A. E. Douglass首次提出了交叉定年、年表建立等树木年轮年代学的重要研究方法[13]。随后在北美，Schulman研究建立了时间最长的活树年表，约4000多年[14]，接着，Ferguson经过进一步研究，在此基础上又研究建立了约7100多年的年轮年表[15]。在日本，从1980年开始，奈良文化财研究所便对树木年轮定年进行研究，已建立了公元前206年日本柳杉的树木年轮年表[16]。在目前的研究工作中，为交叉定年所服务的树木年轮长年表在欧洲有10000多年，在北美洲长达8600多年，在南美洲大概有3600多年[1]。通过树木年轮长年表的建立，为过去气候重建提供了大量的基础资料和科学依据。
现在，欧美很多国家以及日本的年轮年代学研究，已经从开发阶段进入到了应用阶段，已开发的树木年轮年表被广泛应用到生态学、水文学、考古学、地质学、建筑学等研究领域，树木年轮学研究也得到了进一步发展[17]。
3.2 国内年轮气候学的研究进展
我国在20世纪30年代开始了对树木年轮学的研究，其中，在30年代与50年代，我国研究学者概括了北京过去的降水情况，提出了甘肃、祁连山、内蒙等地区的气候变化情况[18]。随后，针对树木年轮学的研究工作在国内顺利展开，从而为我国气候环境变化的史实提供了理论依据。
经过几十年发展，我国树木年轮气候学的研究工作有了较大进展，主要包括在树木年轮生态学、树木年轮气候学以及树木年轮水文学等方面的研究[12]。其中，我国学者在新疆已研究并建立了首个树木年轮数据库[19]，其影响意义深远。而目前，我国的树木年轮年表序列当中，最长的是由邵雪梅等研究者在2007年所研究建立的隶属于柴达木盆地东北部的约有3500年的定年年表。2014年，穆叶赛尔等比较了历史记录资料方法和地衣测量年代法，发现树木年轮方法具有获取灾害事件空间分布、发生频率以及季节性等信息的优势[20]。2015年，杨青霄等以小兴安岭凉水自然保护区红松为样本，运用树木年轮学分析方法，建立了红松树轮宽度年表，并发现，红松生长受气温和降水共同影响，且主要受生长季前冬末春初低温及生长季气温和降水限制[21]。可见，我国树木年轮气候学拥有广阔的发展前景。
由此，借助于对树木年轮宽度变化特性的研究，可以得到定年准确，而且分辨率高、连续性好的环境气候代用资料，从而能够重建过去的环境和气候变化情况，这一研究结论在国内外得到了广泛应用。
4 研究思路及展望
基于此国内外研究现状和发展动态，本文以云南省剑川县海门口遗址出土的木质遗存为研究对象，基于前期的树种鉴定结果，结合木材解剖学、历史文献资料记录、环境气候资料等，再利用树木年代学与年轮气候学的相关理论和具体方法，进一步研究及建立海门口遗址木质遗存的年轮宽度年表(从而便于后序工作中将现代的年表序列与考古年轮资料相衔接，而获得长年代年表)；再研究影响树木生长的主要气候因子，明确树木年轮宽度年表与气候因子之间的响应关系；最后基于树木年轮与气候变化的关系，建立海门口遗址过去3000多年的气候变化历史，并进一步解析滇西北地区的年轮气候学特征。从而为准确建立海门口遗址的代用气候资料提供依据，丰富滇西北地区的树轮数据库资料，更有助于对未来气候的变化趋势进行早期预测等等。
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Research on dendroclimatology of Jianchuan Haimenkou wood relics★
Jian Yulan Lei Xin Qin Lei* Qiu Jian Yang Yan
(CollegeofMaterialEngineering,SouthwestForestryUniversity,Kunming650224,China)
In order to research the climate changes of Jianchuan Haimenkou wood relics, the paper introduces the research background and significance for the wood relics for Jianchuan Haimenkou by focusing on the wood dendroclimatology, analyzes the research status and development of the dendroclimatology at home and abroad, and points out the research ideas, so as to accelerate the development of interdisciplinary subjects.
wood growth ring, climate change, dendroclimatology
1009-6825(2016)31-0202-02
2016-08-26 ★：西南林业大学科技创新基金项目(项目编号：C15101)
蹇玉兰(1992- )，女，在读本科生； 雷 欣(1996- )，女，在读本科生； 邱 坚(1965- )，男，博士生导师，教授; 杨 燕(1979- )，女，实验师
秦 磊(1984- )，女，博士，讲师
S716
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