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2010年4月26日星期一

解读巨杉年轮上最悠久的山火记录

解读巨杉年轮上最悠久的山火记录


科学日报(2010821日)——一项新的研究表明,52棵世界上最古老的树木身上有着3000年的记录。其中显示了加利福尼亚的西内华达山在公元800年至1300年间气候干旱,野火频仍。


在红杉国家公园,科学家通过确定巨杉木材中(Sequoiadendron giganteum)的火烧疤痕的形成时间,重现了三千年的野火肆虐史。巨杉个体寿命长达3000年以上。

“这是世界上最长的由树木年轮记录的野火历史,它得自这个奇异的地方,奇异的树木中”来自位于图森的亚利桑那大学的第一作者托马斯 w. 斯韦特纳姆(Thomas W. Swetnam)说,“这是写在年轮上的史诗集。”

新的研究把斯韦特纳姆(Swetnam)先前得出的年轮野火史又向古代推进了一千年。此外,他和他的同事还用其他树种的年轮中的记录重现了这一地区的气候史。

科学家发现公元8001300年间,也就是被称作中世纪温暖期的年代,是3000年当中野火发生最频繁的。其他研究也表明公元8001300年的气候是温暖干燥的。

“对于中世纪温暖期,人们不太了解当时美国西部到底有多温暖,”斯韦特纳姆说。“而这提供了一条线索,告诉我们:内华达山的西坡当时的气候是非常恶劣——干旱和野火之间有很强的关联性。'那种干旱是又热又干'他补充道。

了解巨杉如何应对当时持续500年的高温是很重要的。因为科学家预测,气候变化将会使树木再次遭受那样的干热。斯韦特纳姆说。斯韦特纳姆是亚利桑那大学的树木年代学教授,也是树木年轮研究实验室的主任。

中世纪温暖期肆虐的野火烧每隔310年就要烧遍大森林的各处,他说,每隔1015年,每一棵树都可能被殃及一次。

研究小组还把树林中沼泽状草地的炭沉积物(所显示的火烧迹象)和年轮野火史进行了比对。发现二者年代非常吻合。

巨红杉的似乎需要这种高频率低强度的火烧来保持健康,斯韦特纳姆说。他补充道,随着气候变暖,可以考虑谨慎地引入低强度的、频率类似于中世纪温暖期那种的野火。对于红杉国家公园和国王峡谷国家公园中雄伟的森林的继续存在来说,这可能是很关键的。

1860年以来,人类的活动大大地遏制了野火的蔓延。他和他的同事称赞国家公园管理处最近的做法——引火烧巨红杉林。

该小组的报告发表于《火灾生态学》电子杂志二月号。

为了研究年轮,研究者们通常从树干上钻取出铅笔那么粗的一条样芯。最老的年轮是那些离树中心最近的。然而,古老的巨杉树干直径可达30英尺——即便是对于最长的取芯工具(只有3英尺长)来说,其尺寸也是太大了。

为了获得巨杉的样品,(有关部门)特许研究者收集倒下的原木和枯立木的横截面(横切板)。他说,到头来发现那工作包含着巨大的工作量,需要大量的人和大量的野外作业。

“我们用所能找到的最大的链锯来采样——那是一条七英尺的链锯条。”他说,“我们拖着这些两米厚的木片到两公里外的路上。我们使用了一些床车——那是对人进行急救的设备——在上面放了200镑的重物。”

为了单独编制(以炭沉积物为指征的)古代野火发生年表,合作著者R. 斯科特 安德森(R. Scott Anderson)和道格拉斯(Douglas J. Hallett)在沉积物样芯中寻找炭,这些炭样芯采自红杉林中的草地。

“我们可以把炭和年轮上的火痕进行比较,这证实炭是古代野火很好的指示物。”斯韦特纳姆说。

这些以炭为基础的野火史料可以使我们的认识延伸至更早的年代,比以年轮为基础的野火史料早得多,他说。红杉林中的以炭为基础的野火史料向远古扩展超过8000年。

全世界越来越多的研究者都开始用炭来再现野火的历史,斯韦特纳姆说。很多科学家正在分析全球炭记录来研究气候、野火和随之带来的大气中二氧化碳增加之间的关系。

斯韦特纳姆的合作著者是亚利桑那大学的克里斯托弗(Christopher H. Baisan)和拉姆兹(Ramzi Touchan), 加州三江地区的红杉国家公园及国王峡谷国家公园的安东尼(Anthony C. Caprio),落基山年轮研究所及位于福特科林斯的科罗拉多州立大学的彼得(Peter M. Brown),位于弗列斯塔夫的北亚利桑那大学的R. 斯科特 安德森(R. Scott Anderson),还有加拿大阿尔伯特的卡尔加里大学的道格拉斯(Douglas J. Hallett)

国家公园管理处,美国地理调查局,山岳之家州立示范森林和卡拉维拉斯大树公园提供资金。

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