科学家揭示祁连圆柏中树轮氧同位素变化及气候意义

树木年轮具有定年准确、连续性较好、时间分辨率高、分布范围较广以及可与器测记录进行校正等特点，是重建高分辨率古气候变化的良好记录。高分辨率的古气候记录对揭示年代至百年尺度的气候变化规律，辨识现代及未来气候变化的自然背景，检验气候模式的模拟能力和指导未来气候变化的预估均有重要意义。近年来，树木年轮纤维素中的氧同位素作为一种新的古气候代用指标被广泛地用于重建过去气候变化。我国最长的树轮宽度年表大都基于祁连圆柏所建立。目前，基于祁连圆柏的树轮氧同位素长年表却非常少，其原因在于祁连圆柏的宽度较窄，很难得到足够的纤维素样品进行同位素分析。

在上述背景下，中国科学院地质地质与地球物理研究所新生代地质与环境院重点实验室季风系统演化课题组副研究员许晨曦，与中科院地理科学与自然资源研究所研究员邵雪梅、日本综合地球环境学研究所教授中塚武合作研究，拟采用不同样芯中相对较宽的部分进行拼接，最终形成连续的、较长的同位素序列的方法。由于不同样芯可能采自于树木不同的高度、不同的生长方向、不同海拔的树木以及不同年龄的树木，因此上述方法的实现需要满足一个前提条件：即不同样芯中的氧同位素变化具有一致性且记录相同的气候信息。为此，研究分析测试了阿尼玛卿山地区同一树木不同高度、不同方向以及不同树木的不同海拔和不同树龄的氧同位素变化，发现祁连圆柏个体内部以及不同个体间的氧同位素变化高度一致，不同海拔的树轮氧同位素的气候意义也具有相同的特征，均表现出与区域5-7月降水呈显著负相关关系。

结果表明，可以利用生长在不同海拔和不同树龄的祁连圆柏来建立长序列的树轮氧同位素序列，并重建过去的古气候历史。该研究探索了祁连圆柏氧同位素在同一个体以及不同个体间的变化，并为建立祁连圆柏的氧同位素长序列提供了切实可行的方法和理论依据。相关研究成果发表在Tellus B上。（来源：中国科学院地质与地球物理研究所）

图1.树木不同方向、不同高度的氧同位素变化

图2.不同海拔高度树轮氧同位素的变化

图3.不同海拔高度的树轮氧同位素与区域降水量的相关关系