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树木年轮“翻译官”蒲星:我为古树测年龄

蒲星正在扫描读取古树的年轮数据。黄晓庆 摄

  米仓道上,一棵直指苍穹的水青冈树,蒲星拿着生长锥采了约50厘米树芯样本,一群博士、教授蹲在树下,手眼并用数起年轮。“170岁!达到三级古树标准了。”
  荔枝道上,一棵挂牌1500年的荔枝树,因树干中空,生长锥无从下手,蒲星于是进行“外科体检”,结合露出的年轮分析,给出一树一策保护建议。


  蒲星,中国科学院植物研究所博士、蜀道研究院古树研究与保护专家。他的研究日常,是用树木年轮学为古树测龄。
  刚过而立之年的蒲星,通过年轮和古树对话,倾听读懂的,是每棵树以“百年”为计的故事。

像开红酒一样探测树木年轮


  6月,夏日骄阳穿透茂密的丛林,树影里,一个户外科研团队蹲在几人合抱粗的大树下,口里正数数“1、2、3、4、5……150、151、152……”
  这一幕,发生在蜀道南段的米仓道上,蜀道研究院专家团队正进行水青冈树轮采样。数完肉眼可见的树轮,负责生长锥取样的蒲星博士站起身说:“初步估算,这是一棵超过150岁的古树,具体树龄还要回实验室扫描分析。”
  一个月后,经过更精确的测定,这棵树的年龄有了最终答案。“177岁!”数树木年轮,是大众普遍认知中判断树龄的办法。如何采样?是要切断树干吗?
  “当然不是!”7月20日,在西华师范大学生命科学学院树木年轮实验室,蒲星拿出采样器材比划着介绍,研究中会采用“生长锥”工具,在树干上打钻,取出树芯样本。
  “生长锥采样的过程,像用开瓶器打开红酒木塞一样。但古树年龄大,旋转打钻取钻的过程,是个力气活。”采样取出的样本,一般直径5毫米左右,长度45厘米或60厘米。
  “对古树来讲,只会留下一个小孔,而这个孔洞很快就会被树木自身分泌的树脂等物质填充,对古树不会带来什么伤害。”蒲星以一棵编号“MCLLt09号”水青冈树为例展开介绍。
  “MC代表米仓道,LL代表老林沟,t代表台湾水青冈品种,09是当时采样的序号。”6月,团队在广元市旺苍县米仓山国家级自然保护区老林沟,采集台湾水青冈和米心水青冈树芯各11棵,用于蜀道米仓道的古树研究。
  “水青冈在世界范围有10个品种,其中我们国内的5种,都在大巴山沿线的巴中、广元一带可见,巴山水青冈(又称台湾水青冈)被列为国家二级保护野生植物,米心水青冈、亮叶水青冈,都是代表性品种。”
  蒲星介绍,研究水青冈古树,是米仓古蜀道生态研究的重要环节。
  最终结果来看,采样的22棵树,树龄最大达到170多年,平均在120多年,达到三级古树标准。从树轮宽度来看,2000年后,台湾水青冈径向生长显著增加,米心水青冈径向生长呈现出下降趋势。针对气候变化对水青冈古树的影响,还在分析之中。

读取藏在线条里的年轮数据


  “户外采样后,带回实验室,进行粘样固定、风干、打磨等处理,用仪器扫描读取年轮数据,再进行年轮学分析和气候响应分析。”
  蒲星放下样槽,指着一条条年轮线说,树木年轮形成是由四季变化带来的。
  在树干的树皮与木质部中间,有一圈形成层细胞,树木春季生长时,形成的木质部细胞体积大、壁薄、颜色较浅,称为早材;在生长季后期形成的细胞体积小、壁厚、颜色较深,称为晚材。浅色早材和深色晚材合起来,就是树木一年的年轮。
  “有趣的是,树芯上肉眼可见的年轮线条数,并不一定就是实际年龄。”当气候异常或树木不健康时,会产生“伪年轮”或“丢失年轮”。
  树木年轮学,就是通过对区域内同一树种不同个体的树轮样本进行交叉定年,识别“伪年轮”或“丢失年轮”,从而确定每个年轮的形成年份。
  然而,并不是每棵树,都能顺利完成年轮学鉴定。
  2024年1月,蜀道古树考察团在宜宾市叙州区安边镇火焰村,遇到一株挂牌年龄1500年的古荔枝树,肉眼可见出现中空现象,无法使用生长锥采样。
  “这个时候,从树木身上读取的数据,就不再是轮。”蒲星给古树做了“外科体检”,测量古树位置、胸径、树高、冠长等数据信息。
  “虽然这株古荔枝树最后没有进行测龄,但依然是重要的样本。”蒲星介绍,研究团队综合生态学、地理学、生物学、历史学、考古学、社会学等学科,从各维度研究分析,最终出具“一树一策”抢救复壮方案。

读懂“百年”为计的古树故事


  刚过而立之年的蒲星,已经有近十年的古树年轮学研究经历。他师从中国科学院植物研究所张齐兵研究员,在树木年轮生态学与气候学的科研训练和实践中,做树木年轮“翻译官”。
  川西地区原始森林里的柏树、冷杉,苍翠顽强,已经有900多年的树龄。青海、贵州一带,看似高大粗壮的古树,实际还是年龄偏小的“宝宝树”。山西一个大院里的核桃树,历经风雨还在挂果。青藏高原的古柏,其树木年轮量化了过去300多年的森林衰退历史……
  和这些以“百年”为计的古树打交道,究竟要读懂什么?
  蒲星说,在古树测龄中,常见文献追踪法、年轮与直径回归估测法、访谈估测法、针测仪测定法、年轮鉴定法、CT扫描测定法、碳-14测定法等,用以读懂古树里的故事。
  除了温度和降水等气候变化,太阳活动、火山爆发、火灾、地震、极端天气、人为伤害等,都能在树轮中留下证据。“从年轮中,我们就能推测历史、地理、气候等方面的信息,为各项难题提出佐证。以树轮学为工具,去读取树木历史,认识自然变化规律,审视人类与自然的关系,为人类应对未来气候环境变化提供科学依据。”蒲星说。
  而当前,蒲星最重要的项目就是蜀道古树研究,下一站,去广元剑阁测古柏。
  华西都市报-封面新闻记者 谢杰 黄晓庆