“灌木年轮又细又窄，却是气候变化研究的“超级补丁””

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科学技术日报记者陆成宽

树被砍倒后，横截面上有颜色不同、大小不同的同心环纹。 这就是树的年轮。 它是岁月留下的痕迹，从而可以准确计算树木的年龄和每年的生长变化。

最近，我国研究者建立了青藏高原纳木错误区域537年( 1479年-年)的灌木年轮宽度年表。 这是中国迄今为止最长的灌木年轮宽度年表。 那么，灌木年轮和乔木年轮有什么区别？ 建立这个最长灌木年轮宽度年表有什么用呢？

灌木的年轮比乔木的年轮窄得多

事实上，树木年轮是形成层细胞周期性活动的结果，形成层是位于韧皮部与木质部之间的活跃分生组织。 形成层细胞分裂产生的新木质部细胞是维持木本植物生长发育的关键。

在中高纬度地区，形成层活动一般具有明显的季节性。 一般来说，生长期早期形成的细胞，孔腔大、细胞壁薄、早材即生长期末期形成的细胞，孔腔小、细胞壁厚、晚材。 “气候变化会影响形成层细胞分裂的时间和速度，从而影响年轮结构和宽度的狭窄变化。 因为，通过树木年轮宽度狭窄的变化，可以提取过去的气候变化新闻。 ”。 中国科学院青藏高原所研究员梁尔源告诉科技日报记者。

灌木年轮和乔木年轮在形成机制和过程上没有本质区别，都是形成层周期性活动的结果。 但是，由于灌木丛生的环境通常比乔木相对严酷，灌木形成的年轮通常比乔木窄得多。 例如，青藏高原和环北极地区环境恶劣，生长季节相对较短，灌木生长类型多枝匍匐状，这些地区的灌木出现极其狭窄的年轮和不规则的年轮。 研究发现，喜马拉雅山南斜面珠峰谷( 4150米)扫帚岩须灌木的平均年轮宽度仅为64微米。

梁源氏说，在水分和温度条件极端恶劣的年份，为了保证生存和繁殖，灌木形成层全年不分裂，没有年轮的形成。 在生育期比较干燥的地区，水分状况也限制了灌木年轮宽度的变化。 例如在地中海地区，夏季干旱会给灌木形成层带来短暂的休眠现象。 夏末降水增加，形成层开始活动，形成模拟年轮——一年形成两个年轮一样的现象。

记录干湿变化的自然文件

灌木能够生长在北极木线北侧、高原木线上和沙漠地区等分布比乔木更广的地区，因此能够适应更严酷的生存环境。 其年轮宽度可以作为表明灌木生存环境的指标。 宽阔的灌木年轮一般反映出较好的地域环境状况。 “研究人员通过灌木年轮宽度年表序列，可以完美地描述特定地区的温度、水分、干旱历史、极端气候、虫害、地质灾害等一些变化的历史。 ”。 梁源氏讲述了例如青藏高原纳木错误区域的香柏灌木。

纳木错区位于青藏高原西风、季风过渡区，属高寒荒漠植被区，平均海拔4700米以上，香柏灌木分布在海拔4740—4920米的阳坡上，匍匐状生长，形成保温微生境。 香柏个人的基础直径普遍较小，约15厘米，但其冠宽达20平方米以上，类似于躺在地上的乔木。

中国科学院青藏高原所博士后芦晓明介绍说，香柏灌木的生长受生长季节早期水分状况的限制，这一期间的极端干燥会导致极其狭窄的年轮和缺损环的形成。 研究人员通过死亡和活株年轮宽度序列，可以建立537年灌木年轮宽度年表，这是一份记录过去干湿变化的自然文件。

利用树木的年轮可以了解青藏高原过去的气候变化和森林动态。 但是，青藏高原的森林主要分布在东部、东南部、喜马拉雅山南坡等周边山地，在青藏高原内陆很难开展树轮研究。 灌木在青藏高原分布更广，开展灌木研究可以在高原内部开展以乔木为中心的树轮互联网研究。

“第二次青藏高原综合科学调查研究对高原内部灌丛分布进行了系统调查，随着青藏高原高山带灌丛年轮互联网的建立，研究者对高原内部长时间气候变化的历史以及全球变暖背景下灌丛生态系统的结构和结构变化有了全面、系统的认知。 ”梁尔源说。