科學人 發行日期:2013/08 刊號:138
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層層樹輪記興衰

撰文/鄒佩珊

 樹木刻劃了自身的年齡,也暗藏過往環境與氣候的變遷;樹輪所保存的訊息,讓我們了解氣候變化與文明興衰的關係。

重點提要
■樹木的生長旺盛期與休眠期之間會形成可辨識的生長輪,又稱年輪。這種構造上的差異,得以認出並測量樹輪的特徵。
■樹輪研究可重建當地的氣候歷史,並有助於釐清環境污染與生態變化。
■台灣山區樹輪氣候研究結果反應出「明清小冰期」,推估出16~19世紀間的數次低溫時期。

文化的興替、饑荒疾病的威脅,有一部份是受到大規模氣候變遷所造成的。想要探究過去氣候環境對歷史更迭的影響,通常仰賴各式文獻記載和長期儀器記錄,從中尋找出能確切指明氣候變化的可靠證據。然而即使在亞洲,這個擁有悠久輝煌文明發展、保有豐富文物記錄的地區,仍然會在某些重要的歷史片段中,僅殘留些微的蛛絲馬跡,甚或幾近空白的遺憾,給予後人各種推想的空間。幸而大自然在看似不經意的情況下,以一些特殊的方式,為我們保留這些逝去的記憶。
2010年發表的亞洲季風區重大乾旱事件成果,詳細揭露出亞洲過去1000年來因季風改變致使大範圍降雨異常的記錄,這是由亞洲各地數千棵老樹樹輪序列所得的結果。其中樹輪資料顯示出發生在1638~1641年大範圍的異常連續旱災,可能就是造成中國明朝末年人口大量死亡、農民叛亂,終究導致在1644年朝代滅亡的重要原因。

位於東南亞,隱身消逝在叢林的神秘吳哥王朝,在其衰亡的14世紀後半葉鮮少留下文字記載,近來學者透過樹輪分析追尋,證實在1350~1370年,中南半島發生了數十年旱災,並交替數場嚴重水患,加速了吳哥王朝衰敗崩解。800多年前是什麼契機,讓原本終年奔走在乾冷蒙古草原的遊牧民族得以橫掃、撼動亞洲和歐洲?在蒙古工作多年的跨國研究團隊,從古松樹輪序列重建出在1211~1230年,蒙古草原恰好處於千年來最濕潤、溫暖的時期,正是成吉思汗揮軍征戰,壯大蒙古帝國的重要支持。

就因樹木在以樹輪這種獨特方式記憶自身年齡的同時,也儲存了過往歷史的點點滴滴,它就宛如古氣候學界的羅塞塔石碑,讓人們從中解譯出環境的變遷和歷史的更迭。最早的樹輪研究可回溯到16世紀初,廣博多學的達文西(Leonardo da Vinci)觀察到樹輪數目可以代表這棵樹的年齡,而樹輪寬窄與其形成的那幾年氣候之間有著密切關係,因此他還以樹輪寬度來推論當地歷年降雨的情形。

近代樹輪學的系統研究則是於20世紀初開始奠立基礎。被譽為「樹輪學之父」的道格拉斯(Andrew E. Douglass)在美國亞利桑那州附近從事天文研究,也觀察許多當地各樹種的樹輪,他認為太陽黑子的週期性活動影響當地降雨,兩者之間的關係能從樹輪寬窄變化中尋找出來。他在1929年,首度發表美國西南部乾旱區長達1200多年的樹輪寬度年表序列,以及樹輪與降雨的對應關係。

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