如何成為合格的樹木年輪“翻譯官”?
中新網(wǎng)烏魯木齊12月31日電(李明非)如何獲知一棵樹的年齡?古時期地球的氣候是什么樣?未來的氣候又會如何變化?這些信息,在尚華明看來,都可以通過對樹木年輪研究而解讀出來。如何做一名合格的樹木年輪“翻譯官”,尚華明有著自己的見解。
樹木年輪研究的意義
新疆地處亞歐大陸內陸區(qū),遠離海洋,屬溫帶大陸性氣候。因降水、熱量分布、地貌形態(tài)等生態(tài)環(huán)境的不同,在地理上,天山將新疆分為南疆和北疆,是中國少有的歐亞森林植物區(qū)系。新疆植被歷史悠久、植物資源豐富、植物區(qū)系較之中國也是獨特的。其特有的樹種主要有西伯利亞落葉松、雪嶺云杉、胡楊等。
2001年,中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所成立。尚華明是新疆樹木年輪生態(tài)實驗室的一員,從2005年工作至今,他和研究團隊的足跡遍布國內外1000余處采集點。得益于新疆豐富的樹種資源,經(jīng)過20多年的積累,新疆樹木年輪生態(tài)實驗室擁有中國最大的樹木年輪標本庫,目前庫存的樹芯標本達5萬余根,圓盤標本累計875個。
來到新疆樹木年輪生態(tài)實驗室,尚華明正一邊用儀器觀察,一邊和研究員們討論一根樹芯的特性。在他們的身后,擺滿了一根根從不同地區(qū)、不同時期采集回來、等待研究的樹芯樣本。
為什么要研究樹木年輪?研究樹木年輪有何意義?尚華明告訴記者:“樹木年輪為我們了解過去的氣候提供了一個比較理想的備用資料,用樹輪就可以恢復樹木生長時期的氣候變化,有了這個資料之后,第一是可以了解它的規(guī)律,比如植物生長有什么周期,第二是知道植物生長時期時氣候原因是什么,同時利用樹輪資料重建古氣候變化事實,這樣也是為氣候預測服務?!?/p>
通過研究樹木年輪的密集程度,可以得知那段時期氣候的變化;通過對不同時期樹木年輪的研究,可以掌握一段時期氣候變化的規(guī)律;通過對氣候規(guī)律的研究,就可以預估未來十年,甚至上百年的氣候變化趨勢,也就可以為農(nóng)作物種植提供一定的數(shù)據(jù)支撐,這就是樹木年輪研究的意義和價值。
再苦再累也要堅持
采集樣本、處理樹芯、研究數(shù)據(jù)、形成報告,這一套樹木年輪研究流程至少兩到三年,有些則長達十年之久。然而危險的野外工作,枯燥的數(shù)據(jù)分析,都沒能阻擋尚華明對樹輪研究的熱情,或許在破解了樹木年輪“密碼”的那一刻,才是促使樹木年輪研究人繼續(xù)走下去的動力。
尚華明說:“科研工作本身就是探索未知的事,解開你不知道的迷,可能你前期的采樣很危險,科研工作很多,但是你把這個數(shù)據(jù)拿到手之后,通過分析,最后得到了一定的成果,解開了你不知道的迷,可能那時候你會覺得這個工作、所經(jīng)歷的危險和枯燥都是值得的?!?/p>
為了獲得理想的樹輪樣本,尚華明和實驗室的研究人員經(jīng)常到原始森林中進行樣本采集工作。2018年5月的一天,為了采集到昆侖圓柏葉的樣本,尚華明和他的團隊深入昆侖山腹地,在返程途中,尚華明不慎跌入落差近50米的谷底,導致腰椎壓縮性骨折,但好在經(jīng)過幾年時間,尚華明的身體逐漸康復,而那次經(jīng)歷,讓尚華明記憶猶新。
尚華明說:“可能出野外的工作,都存在一定的危險,但是當你真正到了采樣的地方,你看到你需要采的樣之后,你可能會忘記那些危險?!?/p>
為世界氣候研究提供數(shù)據(jù)支撐
從2007年開始,到2013年,6年時間里,新疆樹木年輪生態(tài)實驗室的隊員們分批次,先后前往哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦等中亞國家,與當?shù)叵嚓P部門合作開展樹輪氣候研究。
此后,在國家重點研發(fā)計劃國際合作項目、亞洲區(qū)域合作專項、國家自然科學基金項目、上海合作組織科技伙伴計劃項目等項目的支持下,持續(xù)與中亞三國(哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦)開展樹木年輪氣候水文領域開展合作研究,研究區(qū)域涉及阿爾泰山西部、帕米爾高原、中亞天山山脈、阿賴山脈等山區(qū)。
在樹輪氣候方面,分析樹輪資料蘊含的氣候信息,反演氣溫、降水、干旱指數(shù)等氣候因子在歷史時期的變化特征,從更長時間跨度上區(qū)域干濕變化的規(guī)律和機制。
在樹輪水文方面,重建了中亞主要河流(額爾齊斯河、楚河、伊塞克湖、錫爾河等)的徑流量長期變化歷史,為中亞干旱區(qū)水資源評估和利用提供了重要的科技支撐。
在樹輪生態(tài)方面,開展了中亞山區(qū)不同樹種、多種參數(shù)、不同樹高及不同海拔的樹輪氣候響應研究。為中亞干旱區(qū)氣候變化影響評估、氣候變化應對和防災減災提供有力的科技支撐。
樹木年輪是樹木生長的結果,溫暖或濕潤時期樹木生長快,形成較寬的淺色紋路;寒冷或干燥時期,樹木生長緩慢,形成較窄的暗色紋路,逐漸就形成了樹木年輪。樹木年輪寬度分析是最早使用也是最常用的分析方法之一。
如今,全球氣候變化已是不容爭辯的事實,如何適應這種變化后的環(huán)境,已經(jīng)成為擺在人們面前的重要課題。利用樹木年輪代用資料重建過去氣候變化,是解決這一課題的重要部分,而尚華明以及新疆樹木年輪生態(tài)實驗室的全體研究員們,都在為解決這一問題而尋找中國方案。(完)