交叉定年技术及其在高分辨率年代学中的应用

高分辨率年代学标尺是高分辨率过去环境变化的研究基础。树轮年代学中的交叉定年技术是一种较为成熟的高分辨率年代学研究方法 ,其技术的核心是找到一个受共同的环境限制因子控制的可量化指标 (如树轮宽度 ) ,通过一定数量的样本进行交叉比较 ,来得到一个高分辨率的年代学序列。该技术中一些有益的概念和方法可以推广应用于其它高分辨率过去环境变化的研究中 ,文中通过对树轮年代学中的交叉定年技术原理的研究 ,剖析交叉定年技术的方法及其核心技术内涵 ,为该技术的扩展应用提供内在的科学依据 ,并对其应用前景进行探讨。

干旱区树轮年代学研究中的交叉定年技术

交叉定年技术是树轮年代学的基础 ,定年的准确性直接关系到进一步研究的可靠性。而不同气候区的树轮年代学研究具有不同的特点 ,干旱地区树轮宽度序列的平均敏感度高、缺轮率高 ,给交叉定年工作带来了一定困难。笔者结合实际工作取得的数据和大量文献详细地介绍了干旱区树轮年代学研究的特点及一些特有的研究技术 ,并对交叉定年的方法、伪轮的判定、样品量的确定等一些关键问题进行了进一步的讨论 ,为以后的工作提供参考。

使用WinDENDRO测量树轮宽度及交叉定年方法

根据使用W inDENDRO测量800余个钻芯样品年轮宽度和交叉定年的经验,介绍了从样品处理、图像扫描、测量路径创建、年轮的判别和年轮边界控制,到年轮宽度数据文件的存取和转换等关键步骤的操作技巧;概述了使用W inDENDRO时如何结合COFECHA控制质量,检查和修改可能出现的测量和定年错误;并有针对性地指出操作过程中可能出现的问题及解决办法,以提高仪器的使用效率。

TSAP软件和COFECHA软件交叉定年差异研究——以长白山阔叶红松林优势树种红松为例

【目的】为分析TSAP和COFCHA两种软件交叉定年结果差异性,检验TSAP交叉定年结果的可靠性。【方法】本文以长白山北坡阔叶红松林85个红松树芯样本为例,从交叉定年结果,年表特征及其与气候因子的响应关系等方面进行研究。【结果】COFECHA软件和TSAP软件得到的样本年龄基本一致,但两种方法保留的样本量及样本序列的相关系数存在显著差异。TSAP过程中保留75个红松样本,相关系数接近阈值水平(平均Glk值为69.7,平均CDI值为31.7);COFECHA过程保留了56个样本,样本间相关系数较高,达到0.580,且22个通过TSAP检验的样本被COFECHA剔除。COFECHA和TSAP软件保留的样本建立的年表特征及其与气候因子的关系也有所不同。COFECHA保留的样本对气候变化更为敏感,与当年7月降水显著正相关(P<0.05)。由TSAP软件交叉定年保留的样本建立的年表具有较高的信噪比,但与温度和降水的相关关系均未达到显著性水平。【结论】TSAP软件交叉定年能够达到确定样芯年龄的目的,但由于该软件检验生长趋势同步性的阈值较低,可能导致保留样本建立的年表虽然具有较高信噪比,却不能很好反映树木生长的限制因子。因此,基于保留的样本序列进行气候重建等相关研究时应选取COFECHA软件进行交叉定年,以保证样本间具有较高的一致性,提高重建序列的可靠性。

树轮与交叉定年

树木的生长主要包括径向的生长（长宽）和纵向的生长（长高）。树木的生长除受内部因素的控制外,也受外部环境条件的制约。在具有显著季节变化的温带和寒带地区,树木一般每年都存在周期性的生长变化。春天,紧挨着木质部外面的形成层细胞开始分裂,向内形成木质部细胞,分裂后的细胞大而壁厚,颜色鲜嫩,被称为早材.也叫春材;以后细胞生长减慢,壁更厚,

柴达木东缘山地千年祁连圆柏年轮定年分析

针对中国干旱区生长的树木缺失轮和伪轮多等具体情况,及常规树轮定年方法应用于中国干旱地区时所遇到的问题,本文以柴达木盆地东缘山地上生长的千年祁连圆柏树轮定年工作为例,详细探讨了在中国干旱地区建立树轮定年年表的方法体系及技术路线,对常规的工作方法提出新的改进。这包括:采样中要采集不同树龄、不同小生境且大复本量的样本;交叉定年工作要按一定的工作程序;安放缺失轮时要同时考虑窄轮和宽轮变化的一致性;用多种方法对定年和轮宽量测值进行检验等。这些方法的具体应用有助于在中国干旱地区建立定年准确、千年尺度的树轮年表。

柴达木盆地东北部3500年树轮定年年表的初步建立

利用柴达木盆地东北部山地上生长的活树,尚未倒伏的死树和山前洪积扇上古墓中保存的椁木、棺木和封土柏木,在树轮年代学交叉定年技术的支持下,建立了该区长达3500年的树轮定年年表。最长的活树样本可追溯到公元404年,古木样本覆盖的时段是公元前1580年～公元793年,而死树样本覆盖了公元130～1794年。3种样本在时间上具有很长的重叠时段,为建立长定年年表提供了可行。样本间能够很好地交叉定年。此外,古木和死树在重叠时段轮宽变化的相关系数是0·51,死树和活树的是0·41,并且古木和活树的是0·61。这种极显著的相关关系说明建立长定年年表是可能的。将程序COFECHA为每个活树样点保存的定年序列、古木的定年序列和死树的定年序列放在一起,再运行程序COFECHA,就建立了一个基于621棵树的样本量组成的总定年年表。该年表的取材完全独立于已发表的都兰年表,在时间上比都兰年表向前延伸了近1000年,使其能够达到商、周朝代。与调整后的都兰年表对比,发现两者在公元前328年～公元2000年之间完全能够交叉定年。文章所建的树轮定年年表是国内目前最长的连续年表,它可为我国西北干旱-半干旱区树轮长序列的定年提供标尺。

乡村古树年龄鉴定的基本方法探讨

树龄是判别古树及其等级的唯一依据,我国古树大部分分布在乡村,由于专业人员不足,资金、技术以及研究手段缺乏等原因,乡村古树鉴定工作比较困难。作者在参考国内外古树年龄鉴定方法的基础上,对我国乡村古树年龄的鉴定方法进行了分析和探讨,并分别对年轮测定鉴定法、访谈调查估测法、文献追踪调查法、实地勘测调查法、类比推测鉴定法以及14C精确测定法等方法进行了比较分析,进而提出乡村古树年龄鉴定的基本方法。

天山北坡中东部高海拔树轮宽度年表的建立

通过对天山北坡中东部高海拔的几个树木年轮采样点样本的研究,建立了天山北坡中东部高海拔树木的一系列树木年轮宽度的可靠年表,其中最长差值年表为321年。差值年表间的相关分析和主成分分析显示,不同树种之间树木生长存在很大的差异。不同树种的标准年表(STD)的均方差都比差值年表(RES)的大,而平均敏感度都较差值年表(RES)的小,说明差值年表(RES)保留的高频振荡信息要比标准年表(STD)多;偏度系数几乎都偏向大于均值的一方,而天山云杉的差值年表峰度系数变化更趋平缓;六个采样点共同区间上的各项指标几乎都是差值年表(RES)值高于标准年表(STD)值,说明天山北坡中东部高海拔的不同树种中差值年表(RES)均含有较高的环境信息。这些树木年轮宽度年表特征将为今后本地区的树木年轮生态学研究奠定基础。

长白山山杨年轮年表及其与气候变化的关系

以长白山自然保护区内设立面积为1 hm2的固定样地内山杨为主要研究对象,介绍了使用RESISTO-GRAPH树木针测仪获取年轮宽度的过程,并使用COFECHA对获取的年轮宽度进行的交叉定年和控制检验。结果表明,获得的山杨宽度年表轮宽指数与该地区月平均气温达到显著相关(P<0.05),生长季气温与树轮径向宽度正相关性显著,从而影响了山杨的生长,冬季低温则制约树木的生长,当年生长季前4月份的温度为树木萌发需要的积温提供基础;从山杨宽度年表轮宽指数与该地区月降水量的关系可看出,树木生长季的降水量对树木生长产生一定影响,其中上一年9月份由于降水的减少使其与树轮宽度表现出显著负相关,而秋冬季节降水量的增加可促进下一年树木径向生长。

千年泡核桃古树的保护和利用

古树记录了山川、气候等环境巨变和生物演替的信息,每一株古树都是一.座值得研究的基因库[1],具有重要的科研、生态、社会、文化和经济价值。如树木年轮,通过交叉定年技术对古遗迹中的木材进行年份确定;利用古树和历史遗迹中的树木年轮样本,研究树术的生理生态特性、推算古气候等,具有重要的考古方面的社会与文化价值[2]。

基于WinDENDRO的木芯样本年轮宽度分析与应用

树木年轮资料具有定年准确、连续性强、分辨率高和分布广泛等特点。研究采用WinDENDRO年轮分析系统对陕西省楼观台实验林场和陕西省宁东林业局297个木芯样本的年轮宽度进行分析,通过年轮自动识别和人工判读确认,并对部分出现异常的样本数据进行交叉定年,得到了较为准确的树木年龄和直径连年生长量数据,有效补充了建立树木生长模型的数据种类和精度。同时,研究选取50年油松的木芯样本分析结果,对其直径连年生长量、早晚材生长率和不同方向的直径生长量进行了应用分析。

古树名木调查方法的改进

从弥补古树名木调查方法的缺陷入手,通过在传统调查方法中引入全站仪、GPS等精密仪器和交叉定年技术,对调查方法的改进原理进行了探讨。比较和讨论2种调查方法,结果表明新的调查方法提高了树龄、树高、胸径和冠幅等关键数据的精度,并增加了地理坐标数据和多媒体信息的采集。

浅谈如何用全站仪调查古树名木

在传统调查方法中引入全站仪、GPS等精密仪器和交叉定年技术,对古树名木调查方法进行了改进。比较和探讨了两种调查方法,结果表明新的调查方法提高了树龄、树高、胸径和冠幅等关键数据的精度,并增加了地理坐标数据和多媒体信息的采集。

用树轮α-纤维素δ^(13)C重建天目山地区近160年气候

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后，测得树轮的δ１３Ｃ年序列．经谱分析，树轮的 δ１３Ｃ变化有与厄尔尼诺事件基本一致的准４．４年的周期．将δ１３Ｃ年序列去除大气 ＣＯ２的影响，利用其附近气象站资料，分析δ１３Ｃ对气候要素的响应．结果表明：天目山地区的树轮δ１３Ｃ的高频振荡与季节的气温、降水等要素有显著相关，并有滞后效应，此外还与东亚季风的强弱变化有一定关系．通过建立回归方程重建浙江北部地区的气候序列，分析了这一地区一百多年来的气候变化状况及演化趋势．

沈阳清墓木质葬具的树种鉴定及生态环境的指示潜力

古墓葬器所用木材是我们了解当时植被、气候以及社会状况的重要材料。本文利用木材解剖学和树木年代学方法,对沈阳浑南水家村墓葬群出土的木质葬具进行树种识别与树木年轮定年研究。结果表明:16个木质葬具样本中有7个为松科松属油松木材,有8个为松科落叶松属木材,很可能为长白落叶松,有1个为槭树科槭树属木材。这些树种至今在辽宁地区仍广泛分布,说明该地区森林结构(树种组成)相对稳定,在一定程度上反映了当时气候与现在相似。也表明清代盛京(今沈阳)地区平民墓葬木质葬具所用木材存在区域性的植物地理特征,并反映出当时的生产力发展水平,即均是低成本、易获得的乡土树种,且这些木材以针叶树为主,也有少量阔叶树。这些木材很可能来源于沈阳当地或辽东山区森林,浑河水道是木材运至沈阳的重要途径。部分油松和落叶松葬具木材可以较好地交叉定年,确定树木生长年代在1680s—1770s(清朝早期至中期)。这些样本的年轮宽度变化具有较好的一致性和较高的气候敏感度,反映出区域气候环境的一致性。这些木质葬具对清朝早期至中期的气候条件具有一定的指示潜力。