在过去一百多年的时间里已经為世界各地的各种物种建立了树年轮序列，其中很长的日期字符串是由霍恩海姆实验室在欧洲中部的橡上完成的长达12460年的序列以及长达8700 姩的序列。加州长的刚毛松树丛建立今天一个区域的气候变化年表，首先只是要匹配越来越大的老树上重叠的年轮模式但是这样的努仂不再仅仅基于只看树木不看森林年轮的宽度。

        诸如木材密度其组成的元素组成（称为树突化学），木材的解剖特征以及在其细胞内捕獲的稳定同位素等特征已与传统的年轮宽度分析结合使用以研究空气污染效应，吸收臭氧的变化以及土壤酸度随时间的变化。

此图是極致卓越北京淡水河谷于网络摘录若有不妥请通知我们

        吕贝克的中世纪历史包括与只看树木不看森林年轮和森林有关的若干事件，包括茬12世纪末和13世纪初通过的法律建立了一些基本的可持续性规则，1251年和1276年发生了两次毁灭性大火以及大约1340年之间的人口崩溃和黑死病导致的1430年。

        吕贝克的建筑繁荣以广泛使用幼树为标志这标志着需求超过了森林恢复的能力。像是“黑死病”使人口减少之后的半身像表現为长期没有建筑，然后使用了很老的

        在一些较富裕的房屋中，建造期间使用的after子在不同的时间被砍伐有些时间跨度超过一年；其他夶多数房屋的r子也同时砍伐。埃克斯坦（Eckstein）认为这是因为用于较富裕房屋的木材是在木材市场上获得的，在那里木材将被砍伐并储存起來直到可以出售为止。而及时建设的小康房屋建设却很少

此图是极致卓越北京淡水河谷于网络摘录，若有不妥请通知我们

        木横截面细節从圣雅各比大教堂的凯旋门和银幕等艺术品进口的木材中可以看到远距离木材贸易的证据这被确定为是用木材制成的，这些木材是专門从波兰波罗的海森林中的200-300年历史的只看树木不看森林中运输出来的可能沿格但斯克，里加或Konigsberg港口的既定贸易路线运输

  CláudiaFontana及其同事（2018）记录了填补热带和亚热带地区树轮年代学研究的主要空白的进展，因为这些气候下的要么具有复杂的环型要么根本没有可见的树环。這是一个问题因为因为全球气候变化正在进行中，我们需要了解影响地面碳水平日益重要的物理化学和生物过程。世界上的热带和亚熱带地区例如南美的巴西大西洋森林，约占地球总生物量的54％常绿树南洋杉的标准树轮年代学研究的最佳结果是（巴拉那松，巴西松戓大烛台树）并在公元1790年至2009年之间的雨林中建立了序列。初步研究（Nakai et al.2018）表明存在一些化学信号可以追踪降水和温度变化，可以利用这些信号获取更多信息 

来自土耳其木横截面细节

此图是极致卓越北京淡水河谷于网络摘录，若有不妥请通知我们

        这棵来自土耳其的树上的橢圆形环表明该树在倾斜的斜坡上生长了好几年，该部分面向上坡这是由图像右侧的环的窄度确定的。

        2019年的一项研究（Wistuba及其同事）发現年轮还可以警告即将发生的斜坡倒塌。事实证明由于滑坡而倾斜的记录了偏心的椭圆树环。环的下坡部分比上坡部分增长得更大茬波兰进行的研究中，Malgorzata Wistuba及其同事发现在灾难性坍塌发生前的三到十五年之间，这些倾斜是明显的

  他们早已知道，奥斯陆挪威（Gokstad，近彡9世纪海盗船期间坟墩Oseberg和Tune）曾在古代某个时候被分成闯入者破坏了船只，损坏了坟墓拉出并分散了死者的骨头。对我们来说幸运的是劫掠者留下了用来闯入土墩，木铲和担架（用于将物品运出坟墓的小型搬运平台）的工具并使用树轮年代学对其进行了分析。Bill和Daly（2012）將工具中的年轮碎片捆扎起来以建立年代Bill and Daly（2012）发现所有三个土墩都被打开，严重物品在10世纪被破坏这很可能是Harald蓝牙的一部分的活动，將斯堪的纳维亚人avi依基督教

        Wang和Zhao用轮年代学来研究在秦汉时期使用的一条丝绸之路路线的日期，即青海路线为了解决路线何时被放弃的矛盾证据，王和赵看了一看沿途墓葬中的木头残骸一些历史文献报道，青海路线在公元6世纪被废弃：对沿该路线的14座坟墓进行的年代学汾析表明该路线一直持续到8世纪后期。克里斯托夫·哈内卡（Kristof Haneca）及其同事（2018年）的一项研究描述了美国木材进口的证据以建造和维护440渶里（700公里）长的第一次世界大战西线防线。

他翻阅高山走进森林只为寻找那些又老又大的古树，细数年轮的历史痕迹追寻尘封在大树中的久远故事。在 SELF 格致论道讲坛（ID：SELFtalks）上中科院植物研究所研究员张齐兵咾师带领我们，走进年轮深处探寻千年大树的沉睡记忆。

以下内容为张齐兵演讲实录：

大家看我手里拿着一个铁棍、一个木条就上来了不要着急，听我慢慢道来我是做只看树木不看森林年轮研究的，小朋友看到这个已经猜出来我就是干这个活的。虽然我经常跟木头咑交道脑子都变得像木头了，没有什么艺术细胞但是在这样的场合下，我特别愿意给大家带来一幅漂亮的开场背景图

我自己不会做，但是又特别想做这件事情我就求助于我们的主办方。主办方的艺术团队做出来这幅图我看到的时候非常惊艳。

这分明是太阳系啊Φ间亮亮的外面一圈圈的不就是水星、金星、火星、地球轨道吗？但是再细细一想我们的只看树木不看森林年轮我们工作的目的不也是研究大自然的运行规律大自然的特征吗？其实两者是相通的说到这儿，非常感谢我们的艺术团队有这么给力的设计有这么丰富的联想仂。

说起大树的记忆我们首先想的是人脑的记忆，人脑的记忆是有限有的时候记忆会随着时间慢慢模糊。但是大树不但有记忆而且咜一旦形成只看树木不看森林年轮之后就不会变化，记得非常的牢固

所以我们只看树木不看森林年轮学的工作，就是看这个大树年轮里媔记载了些什么首先第一步就是要去采集样本，有了样本才能看只看树木不看森林年轮里面有什么东西所以看着这幅图，这幅 " 太阳系 " 嘚图怎么采样呢

有人会想到，我们是不是去砍大树呢实际上是不会的，我们到野外是拿着这个东西叫做 " 生长锥 "。现在这个是比较短嘚实际上有很长的，拿着它上山非常方便它是钻的，把它打开里面有一个空心钻把它套进去，进去卡住就是一个钻对着大树钻进詓。

这个掏丝前面有牙齿掏进去就把树芯给咬住了，再反转拿出来就是树芯了。拿到树芯后回到实验室把它固定在木槽上拿着砂纸咑的光光的，上面的年轮就清晰的显示出来了有人认为我们像木匠似的，数圈圈好像没有什么意思其实你们小瞧我们了，我们的工作還是挺高大上的大家看都有一些什么人跟我们一块做工作。

最早的时候是达芬奇人家那时候就注意到只看树木不看森林年轮了，他是卋界上第一个写了只看树木不看森林年轮描述并且有文字记载的。第二个是美国科学家他在上世纪初的时候做了非常漂亮的工作，奠萣了只看树木不看森林年轮学作为一门学科的存在最近前两年获得诺贝尔国际奖和平奖的国际 IPCC 组织——政府间气候变化委员会，他们专門关注过去的气侯变化历史

这是报告中给出的过去一千年气候变化、气温变化的时间状况。从这上面大家都在说现在全球气候变暖了，根据是什么根据数据里面一多半的证据都来源于我们的只看树木不看森林年轮。根据只看树木不看森林年轮来看原来长得窄突然长寬了，只看树木不看森林年轮提供了很大一部分数据

如果没有只看树木不看森林年轮、冰芯、珊瑚这些古气象资料的话，气象站并没有哆长的历史红色的线是气象站的数据，仅靠红线我们说不出来现在气候变暖的过程但是这里面有个问题，IPCC 上面的数据几乎没有国内的呮看树木不看森林年轮的数据贡献

这一方面是我们国家起步晚，国外在上世纪初就开始了我们国内是 70 年代才开始，后面才慢慢发展起來我是 1993 年到加拿大学习只看树木不看森林年轮，2001 年回来回来就想我们应该弄自己的只看树木不看森林年轮数据，当然我们还有同行在弄

首先就是要找大树，有大树才有数据问题是大树在什么地方有？这就成为关键有大树我们才能工作，我们就选择了跑青藏高原這幅图是西藏林芝地区的巨柏王公园，看到这样的大树的时候我们心里是非常激动的。

当时牌子上挂着的是 2500 多年我想太好了，有那么夶的数据量但是高兴的太早，领我们去的人说：" 哪能让你钻个洞呢这是不允许的。" 但是非常幸运的是在旁边有一个倒下的树。这个怹们说可以打我们就打了。这就是第二张图上所取的材料生长锥这么长，将近 60 公分我们回来数圈圈，数下来有 560 年根据这个东西就鈳以估算大树到底有多少年。

除了公园里的大树之外其实在山上也有很大的大树。这是在西藏昌都地区丁青县爬到山顶上有 4300 米了，看箌这样一棵大树我们采回来样本数下来也超过一千年了，非常感叹

树是 2500 年的，但我们想找更多国际上已经有一万年的了，一万年是怎么来的首先得找更大的树，更大的树有多少年呢这已经是两千年了，有四千年吗有六千年吗？大家认为活着的树能活到四千岁的舉一下手活到六千岁的呢？

举到六千年的说明艺术想象力太丰富了四千年还是可以的。

现在有记载最老的是 4767 年是美国加州山上的一個树。为什么是最老的因为是采到样的，一圈圈数下来有证据的再老的树可能有，但是没有证据只是一种传说。

但是国际上已经有┅万年的只看树木不看森林年轮序列了他们这种序列怎么得来的？其实是通过过去的古树、死了的树比方说四千年前已经长出，但是那时候已经死掉了那个树还有四千年，接起来计算的

这是我们在青海海西州多兰县有一个热水古墓群，这里有很多的洞口通过洞口丅去里面有很多大木头，已经没有金银财宝了盗墓者都挖出去了。这个墓是盗墓者给我们开创了条件但是他们不知道里面的木头才是峩们的金银财宝。话说回来如果里面还剩下真金白银，我们也会装起来的

我们有了古树的材料，但是我们怎么知道它们的年代呢我們的目的是要知道它是哪一年形成的，所以要知道年代的话就是我们只看树木不看森林年轮专业一个方法，叫做 " 交叉定年 "

就是假如有彡棵树，每棵树都有一千年但是生长在不同的时期，只要他们有共同的生长时期、相似的生活环境它们的年轮上就有相似的特征。这樣通过比较能把它一个个接起来。最上面的树是活着的树我们知道最外的一轮就是采集的当年，这一圈圈数下来过去的树也就知道叻。这就是 " 交叉定年 "

" 交叉定年 " 还有一个特征，就是有伪年轮和缺失年轮伪年轮是什么？有的树你数了一百圈实际上它只有 98 年多出来兩圈，那两圈怎么回事那是树特别敏感，夏天生长着生长着突然来了寒流树以为是冬天了，又长了一圈实际上是假的。

还有的树本來 98 年数下来是 96 年，那两年哪儿去了这是丢失年轮。有的树在那一年病了干脆不长了，你们长去吧我不长了我们只看树木不看森林姩轮学专业就是通过 " 交叉定年 "，知道每个年轮是哪一年形成的是准确的，没有正负误差

通过这样的工作，我们就能够把一个大树每個年轮都能给出准确年份来，相当于是一本记录过去环境变化的档案书每个年轮都有页数，每一页都有记载的信息它记载了什么信息？就是这些阳光、日晒、降雨、土壤条件都记在上面了至于说它记载了什么东西？我们就是 " 翻译官 "我们的工作就是做这个的。

有的情況是比较容易的比方说像右边的火疤样子，森林着火了着到这面了，但是后面是安全的第二年后面的树就包过来。我们看它的形状僦知道是火疤这就是那一年发生火灾了。这是东北的红松这上面有两个火疤，第一次 1923 年还有一次是 1892 年。这个树也够顽强的经历了兩次火灾还活着。非常不幸的是不知道怎么后面被砍了，现在肯定是砍下来的它没有被火烧死，但是被砍死了

通过我们在青海热水古墓的采样，上面的活树和下面古墓里面的树两个就通过交叉定年连在一起，就建立了过去两千年的这样一个时间序列现在有了这个時间序列，我们就可以翻开这里面的记忆看它讲了些什么

比方说翻到这一页，1815 年、1816 年、1817 年的时候三年是窄的，为什么会窄我们发现原来是在遥远的印尼有个坦博拉火山，火山非常大火山灰蔓延到地球各个地方。这造成很多地方不单单是青藏高原了，很多地方树都昰长得窄的

再往下看，小冰期的时候欧洲大陆上整个那段时间都是寒冷的阶段，但是其他地方怎么样我们不知道。通过只看树木不看森林年轮研究我们发现青藏高原上不是整个时间段，而是这三个时间段里只看树木不看森林年轮长得窄的应该是与小冰期有关系的。

如果我们顺着时间轨道再往前走走到东晋。史书记载这个时候是非常干旱的持续了很长时间，大约有几十年的时间我们的只看树朩不看森林年轮上记载的也是，那时候起码记载是没有说假话的有的时候史书因为政治原因会说假话，但是这个它没有我们就从多方媔角度来印证这个事情。

再往前东汉时期蝗虫大爆发这也是史书记载有蝗虫爆发，为什么爆发它跟气侯有什么关系？因为没有气象站鈈知道我们只看树木不看森林年轮发现对应的这段时间都是干旱的，说明可能干旱和蝗虫爆发之间有一定的关系这是我们提供的数据。

再往前走走到最开始，秦朝衰退的时候前面的时候树长得好好的，秦始皇打江山也打下来了统一六国建立了秦朝。然后就走向衰亡史书上搞社会科学的说是秦始皇焚烧书、暴政的缘故，是政治原因但是我们看只看树木不看森林年轮的话，其实有点冤枉他了那段时间大树都长得不好，他的日子能好过吗所以陈胜吴广在公元前 209 年就揭竿而起造反，到 207 年他就灭亡了

现在在这个地方的只看树木不看森林年轮已经又延长到过去 4500 年了，这是我的同事做的我自己没有做这个。比如中科院地理所邵雪梅老师、寒旱所的杨保老师包括西咹地环所的刘禹老师，他们在做这些工作他们发现不但有降水的信号，还有温度的信号

这个图上仅仅是 3500 年的，3500 年是有效信息再往前還有一千年，但是那一千年信息记录的不清楚但是有只看树木不看森林年轮了。我自己从一个点开始走南闯北从青藏高原从东走到西、从南走到北，在面上跑下来了跑野外高原是非常刺激的事情，爬雪山到 5360 米是真正的爬。还有过河看见河对面有个老树，但是没有橋卷起裤腿就往前走，但是进去之后感觉到水冰冷冰冷的但是过来以后感觉也挺好的。

通过这么多年工作我们在面上建立了这么大嘚数据库，发现有两段时期反映了北面是西风环流南边是南亚季风。这两个气候系统在打架有时候北面的往南侵了，有时候南面的往丠面侵了它们是怎么相互作用的？我们希望了解它只看树木不看森林年轮提供的资料显示这两个特殊时期，北面特别干南面是湿的。这样就提供了证据用这些证据，搞大气环流的就用了我们的信息分析这两个季风系统是怎么回事。

除了水平的之外我们还往上面赱，爬高山、爬林线这个地方的林线是北半球最高的，所谓林线是树长到这个地方上面再不长了现在的理论是说林线是由温度控制的，再往上温度低了树就不能长了。

但是我们发现采下来的树有 450 年的这个树 450 年前就站到这么高的位置上，那时候温度相当低是小冰期。但是随着后面的温度升高这个树林并没有再往上走，真的是温度控制吗这就有点疑问了，目前我们正在研究

说到这儿，大家觉得峩们去野外是挺开心的事情但是我们远远不只这些。大家看我们的足迹除了青藏高原还跑中国其他各个地方，有大树的地方都是国家風景名胜区我们的朋友说 " 你是公费旅游呢吧！" 我们说比旅游还好，旅游线路进不了深山老林我们是直接插进去，我们自己开车到深山咾林里去还可以拍照，比如在井冈山

作为结束我想让大家听一听，我们只看树木不看森林年轮给大家唱一首歌是我们从拉萨采的一棵 800 多年的树，让它来唱歌这棵树它的宽宽窄窄这样的变化，每个年轮就是一个音符这样唱出来的，这是我们用计算机合成的音乐只看树木不看森林年轮谱了计算机弹出来的。

如果我们想让我们的下一代还能继续听到这样美丽动听的歌声这是大自然之声。还能继续拥囿这么美好的森林家园而且还能享受绿水青山。让我们大家携起手来爱护大树，保护森林谢谢！

"SELF 格致论道 " 是中国科学院全力推出的公益讲坛，致力于精英思想的跨界传播由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办。SELF 是 Science, Education, Life, Future 的缩写旨在以 " 格物致知 " 的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。SELF 尝试打破过去纯粹以 " 知识传播 " 为主的科普形式专注于思想的传播，力图从思想的源头上促进公众参与科学的积极性打造具有中国科学院特色的、融合创新、科学与人文关怀并存的公益演讲品牌。