世界聚焦：透过4万多个树木标本找“线索”——树木年轮资料“补位”遥感监测空缺

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在气候变化和人类活动的共同影响下，植被保护正面临着前所未有的挑战。维护气候变化下的生态环境安全，首要的是认知植被保障、气候变化与人类活动之间的关系。

在追溯植被演绎过程，认识植被生态环境变迁规律过程中，遥感技术扮演着重要的角色。但受限于遥感技术发展，现有遥感植被指数数据时段有限，难以获得百年至几百年的植被物候参数序列。

近年来，为了解全球变暖背景下北疆地区的区域气候响应，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所树木年轮室研究人员在中亚及我国大部地区选择了近300个采样点，共采集了4万多个树木标本开展研究，树木标本平均年龄在300年左右，最古老的标本距今已有1321年的历史。

“过去，很多人认为一棵树的年轮记录着它们生长过程中的气候变化，俗称每一棵树就是一个气象监测站。多年研究发现，树木年轮还是一个环境监测站、地质监测站，甚至是一个生态演绎的资料库……”中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所树木年轮研究室副主任喻树龙说。

喻树龙认为，通过树木年轮能真实反演周边植被指数变化研究乃至生态环境变化，利用树轮资料开展树木年轮学研究具备时间序列长且连续、对植被变化指示性强和样地分布广等特点。

基于树木年轮资料开展归一化植被指数（NDVI）历史变化重建研究，可在一定程度弥补现有NDVI数据时间序列长度的不足，弥补遥感资料的缺失，为各行各业开展相关研究提供基础数据支撑。

基于这一认识，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所副所长张同文等人共同编写了《基于树轮资料的植被遥感指数研究现状与展望》，参与编撰的专家们认为，高时间分辨率的树木年轮具有样本分布广泛、易获取、连续性强、定年准确等特点，是重建古气候、古环境变化的重要代用资料。树木宽度、密度、稳定同位素等树轮参数的变化是树木次级生长过程对外界环境变化的一种连续记录，其生长速率与光合作用减去呼吸后植物的净物质积累有关。

张同文认为，国际上基于树轮资料的NDVI研究大多集中在树轮与NDVI关系的探讨上，而对于利用树轮数据进行NDVI重建的研究相对较少。国内基于树轮资料的NDVI重建研究始于2005年，随着树轮数据在分析长期植被动态变化中的重要性不断加深，越来越多科研人员在不同地区利用不同树种进行NDVI重建研究。基于国内树轮资料与遥感数据相结合的文献—《基于树轮资料的植被遥感指数研究现状与展望》回顾了树轮资料重建NDVI的国内发展历程，从树种、树轮参数、不同研究区等多角度出发，综述树轮资料开展NDVI重建工作的研究现状，探讨树木年轮与NDVI变化的一致性，为进一步研究区域及全球长时间NDVI数据重建提供帮助。

在当今科研领域聚焦高精尖研究方向的大背景下，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所树木年轮的专家们专注于气候“考古”。如张同文所说，古气候研究在很多人看来不值，但一些“高大上”的科研领域要破题，必须有一些历史数据作支撑。作为基础性的研究方向，应该通过研究看到过去哪些人类活动对气候变化造成了深远影响，做出正确有效的决策，保护人类赖以生存的地球，走向生生不息的未来。

（作者：李志宏 责任编辑：张林）