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词条 树轮年代学
释义

简介

树轮年代学,又称“树木年轮学”、“树轮学”(英文:Dendrochronology,源自古希腊文:δ?νδρον,树木;χρ?νο?,时间;-λογ?α,学科)是一种通过对树木年轮进行科学分析而测定年代的方法。这门学科是20世纪上半叶由亚利桑那大学教授,树轮研究实验室的创办人A. E. 道格拉斯(A. E. Douglass)创立并发展起来的。

基本原理

1.均一性原理

均一性原理,是自然科学研究中普遍适用的一个原理,是由JamesHutton于1785年最先提出,在古气候研究中常被应用。例如,在过去出现过的气候型,现代、今后有可能出现,现在出现过的气候类型必定可以从历史气候中找到相似的类型。这种假设,是根据古今气候有着同一属性原理而定出的。这一原理,应用到树木年轮气候学中,是据现代气象资料的分析研究,发现年轮生长与气候的关系,有着较密切的物理、生物学过程。这一过程,同样适用于过去。其根本依据是限制树木生长的气候条件在过去和现在是一样的。若均一性被破坏,显然年轮变化就不是气候(水文)要素的变量函数。

2.限制因子定律

任何一种生物学过程,必须遵守一条生物学定律,即它进行的生物学过程、变化速度都不可能超过主要限制因子所允许的程度。若某个因子发生变化,不起限制作用,则某生物学过程速度就加快,直到出现另一个限制因子,或出现几个限制因子时为止。任何一个生物过程,总受到外部环境或有机内部物理、化学过程的一个或几个(一组)因子的限制。限制因子定律对树木气候学及其重要,因为只有在一个或多个环境要素强烈限制树木生长并且持续足够长的时间,造成较大地理范围上许多树木的年轮宽度或其它特征以同一种方式变化时,树木年轮才可以进行交叉定年。

3.生态环境选择原理

这一定律实际上是限制因子定律的延伸,我们在样本采集时,应挑选树木生长的位置和地点在受限制因子最大的小区域内。由此也可以认为:在采取样本时,尽量选择气候影响最大的那个地点上的树木,以避免那些非气候噪音的影响。生态环境选择原理对指导野外工作尤其是采样地点和采样标本树木的选择十分重要。

4.敏感性原理

树木年轮宽度的逐年宽窄变化是衡量气候对年轮生长限制的一项很好的指标,树木年代学研究中把这种宽窄变化作为树木径向生长反映气候变化的平均敏感度(Mean Sensitivity)。平均敏感度的实际取值范围为0<M.S.<2。但从实际统计情况来看,该值一般介于0.1-0.6之间。树木年轮气候学研究中,一般M.S.在0.2以上的序列比较适合用于气候分析。

显然,平均敏感度度量了相邻年轮之间的轮宽变化情况,在树轮气候学研究中主要反应了气候的短期变化或高频变化。研究表明,平均敏感度大的样本保持的气候信息相对较多,相应的噪声较少,样本与气候变化的关系较密切。

5.交叉定年原理

交叉定年原理是年轮分析中一个重要的原理。生长在同一生态环境下的树木,由于受到同样的限制因子作用,其年轮的宽窄变化应该是同步的。若两组以上的序列,甚至同一株树、不同方位采取的样本,所测出年轮序列无法重叠,则将两序列年轮宽度点在坐标带上,画出年轮变化曲线,可明显看出它的错位,若将其中伪、缺轮进行删补,两个或更多序列就能重合起来,即能正确的检查出某序列每个年轮的正确年代。

我国的树轮工作者结合我国树木生长的实际情况,总结出“三步定年法”:即选样目测定年—示意图(骨架图)定年—精确计算定年(计算机程序)。在交叉定年以及年轮宽度量测完成之后,还需要对交叉定年的准确性加以检验,一般借助于COFECHA程序。

6.复本原理

利用树木年轮分析气候变化时,如果仅仅依靠一棵或几棵树建立起来的年轮序列来分析气候变化,其结果往往是值得怀疑的。如果没有足够的样本量,很难进行交叉定年,无法完全判定出一个采样点存在的缺失年轮及伪年轮,。通过大样本量可以消除读数过程中个别样本出现的偶然误差,并判定个别样本或某个时段内可能存在的若干非气候因素造成的异常变化,从而可以将非气候因子的影响减至最小,有利于更准确的推断过去气候变化。复本原理的具体做法,一方面要求在一个地点采集尽可能多的样本,另一方面要在每棵树的不同方向上取样。在实际工作中,我们常常在一个采样点采集20棵树以上,每棵树在不同位置取两根树芯。如果该地区没有已有的树轮年表作为参照,样本量还应该相应的增加。

树轮的分支学科

随着树轮学的发展,树轮学的应用范围越来越广,分支学科越来越多,仅列举如下

树轮考古学

树轮气候学

树轮生态学

树轮水文学

树轮地貌学

树轮冰川学

树轮火山学.

树轮化学

树轮火灾学

树轮灾害学

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更新时间:2025/1/11 10:45:15