溫度變化歷史重建對于理解氣候演變歷史、把握氣候現(xiàn)狀及預測未來氣候變化具有重要意義。樹木年輪定年精確、分辨率高，是重建歷史時期溫度變化的重要自然載體。作為近二十年來發(fā)展起來的新興樹木年代學指標，樹輪藍光強度（Blue Intensity, BI）能夠有效替代樹輪密度，成為重建溫度變化的良好代用指標。與樹輪寬度指標相比，樹輪BI在捕獲溫度信號高頻信息方面更具優(yōu)勢，其重建的溫度記錄能夠較好地保留器測溫度記錄的高頻和低頻信息。

中國科學院地球環(huán)境研究所極端氣候事件及影響（EXCEIS）團隊以秦嶺南坡的油松為研究對象，在準確定年的基礎(chǔ)上，分別建立了油松樹輪寬度（tree-ring width, TRW）年表、樹輪早材藍光強度（earlywood blue intensity, EWBI）、晚材藍光強度（latewood blue intensity, LWBI）和早晚材藍光強度差（delta blue intensity, DeltaBI）年表（圖1），并利用EWBI年表重建了秦嶺南坡過去174年2-6月平均最高溫度（Tmax2-6）變化歷史。

圖1?油松樹輪年表和樣本量（垂直虛線代表可靠藍光強度年表的起始年份）

相關(guān)分析結(jié)果表明，樹輪BI（尤其是EWBI）在捕捉氣候信號方面優(yōu)于TRW（圖2）。鑒于EWBI年表與2-6月平均最高溫度（Tmax2-6）的相關(guān)系數(shù)最高（0.66，p<0.01，n=63），研究團隊以EWBI為自變量，設(shè)計線性回歸方程，重建了秦嶺地區(qū)自1847年以來Tmax2-6的變化歷史（圖3）。

圖2?秦嶺油松樹輪年表與氣候因子的相關(guān)分析結(jié)果

注：P9代表上一年9月；2-6表示2月至6月。氣候因子包括最高（Tmax）、平均（Tmean）、最低（Tmin）溫度和降水量（Pre）。

重建結(jié)果顯示（圖3），研究區(qū)經(jīng)歷了三個顯著暖期（1871-1892年、1898-1931年和2012- 2020年）和三個顯著冷期（1856-1864年、1939-1965年和1976-1996年）。這些冷暖波動與秦嶺大部分地區(qū)及黃土高原西部的溫度波動基本一致。進一步分析表明，秦嶺Tmax2-6變化與大西洋多年代際濤動（AMO）和太平洋十年濤動（PDO）之間存在顯著聯(lián)系。

圖3?秦嶺地區(qū)2-6月平均最高溫度重建。(a) 1847-2020年溫度；(b)重建與觀測記錄對比；(c)重建與觀測記錄的一階差對比。

本研究首次將樹輪BI指標應(yīng)用于秦嶺地區(qū)的樹輪氣候?qū)W研究中，不僅驗證了該指標在秦嶺地區(qū)氣候重建中的可行性，為深入理解秦嶺地區(qū)氣候變化歷史提供了科學依據(jù)，而且對于樹輪寬度無法提取氣候信號的其他地區(qū)的氣候研究，具有重要的參考價值。

這項研究成果發(fā)表在國際樹輪專業(yè)期刊Dendrochronologia，中國科學院地球環(huán)境研究所謝梅博士研究生為第一作者，蔡秋芳研究員和劉禹研究員為共同通訊作者。該項工作得到陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃重點項目（2024JC-ZDXM-17）、國家自然科學基金項目（42472251）、中國科學院（Ｂ類）戰(zhàn)略性先導科技專項項目（XDB40010300）等項目的聯(lián)合資助。

Xie M, Cai Q*, Liu Y*, Fang K, Zhou Q, Ren M, Meng K, Li Q, Sun C, Song H, Chen D, Chen Y. The first temperature reconstruction based on tree-ring blue intensity in the Qinling Mountains. Dendrochronologia, 2025, 92, 126359. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2025.126359