几毫米的碎片,讲述几百年的故事

作者: M?ka

来源: https://news.harvard.edu/gazette/story/2022/09/harvard-scientists-study-tree-rings-see-climate-change-clues/

发布日期: 2022-09-26 20:31:28

研究人员通过研究树木年轮,揭示了过去极端气候事件对森林的影响,并希望通过这些数据预测未来气候变化对森林的影响。

今年夏天,四组研究人员在美国宾夕法尼亚州西部的森林深处寻觅着一片古树。其中一位科学家曾在40多年前找到过这些树木,但它们如今似乎不见了踪影。正当这群人准备放弃,转头前往另一片森林时,他们遇见了一位开着吉普车的司机。那是位留着蓬松银发的魁梧男性。他把研究团队指向了一丛看上去非常散乱的铁杉。几个小时后,他们终于找到了那些古树。这些研究人员所专注的科学领域被称为树木年代学或年轮学。

那天的搜索正是一个雄心勃勃的研究项目的一部分。他们在寻找美国东北地区一些最古老的树木,并为其取芯。

研究树木年轮的颜色和大小,为科学家提供了对历史的一瞥,让他们能够看到树木和森林对极端气候事件的反应,比如过去发生的旱灾或者晚春出现的霜冻。在生态学中,干扰指的是在不同空间和时间尺度上偶然发生的、不可预知的事件,它们直接影响着生态系统的演变过程,并可能具有破坏性。

对温带森林而言,它们在大尺度上基本上处于平衡状态。小型干扰发生在个体承受的层面上,但总体而言,在很长一段时间内,比如几个世纪甚至几千年中,成分基本可以维持非常稳定。大约十年前,已经有研究发现,情况并非总是如此。一些证据表明,250年前的干旱和严酷的春季霜冻,影响了美国东南地区数百千米不同的森林。这些干扰突然杀死了一部分树木,但也加速了其他树木的生长。

年轮看上去有些类似镖靶上的同心圆,它展示了一棵树的年龄,并暗示着它所经历的故事。科学家通常需要从树芯中提取“树的记忆”。当旱灾来临,飓风到来,火灾侵袭,甚至昆虫到来时,树木无法像我们人类或者其他动物那样逃跑甚至躲藏起来。但它们会把这些事件,还有这些“饱受虐待”的时间,记录在它们的年轮上。从中提取到这些信息,就能了解树木所经历的事件。

在这项新研究中,他们计划在35片森林中对2500至3500棵树进行取芯。到目前为止,团队的足迹已经遍布宾夕法尼亚州、纽约州、缅因州和新泽西州的森林。他们最终将积累600年的树木生长数据。目前的研究也已经初步发现了一些信息。例如,他们花了几个小时才找到的那些古老的铁杉显示,两棵最古老的树可以追溯到1490年。这些树木都经历了15世纪和16世纪两段严重的长期干旱,在所谓的16世纪大旱灾中幸存了下来。

那次干旱影响了从墨西哥部分地区到美国大陆大部分地区。这场灾害可能减缓了这些树木的生长,让这些树木比大多数都要小一些。

这项研究有望让我们更深入地了解气候事件和森林干扰之间的关系,从而帮助科学家更好地预测不同气候情况下的森林反应。对这些熟悉森林的专家来说,野外同样是让人对自然产生敬畏和谦卑感的场所,不同的风景,历经沧桑的岩层,还有各种野生动物,都讲述着自然的故事。

在取样过程中他们已经注意到,几乎他们踏足的每一片森林,都在受到疾病或昆虫的影响,从而丧失着物种多样性。即使是这些在过去几个世纪中受到人类直接干扰最少的森林,也在很大程度上承受着各种间接影响。

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