放射性碳定年法改写全球被子植物树木寿命纪录

几十年来,树轮分析一直是估算树木年龄的常用手段。不过,一项发表在《放射性碳》(Radiocarbon)期刊的国际研究显示,树轮法在多种被子植物(开花树木)上可能低估最大寿命,部分情况下差距可达数百年。研究认为,放射性碳定年法能够在更大范围内揭示阔叶树的真实寿命上限,并据此刷新多种物种的已知最长寿命纪录。

树轮法的局限与放射性碳测年的补充

研究指出,树轮分析可提供精确的年度生长信息,但在古老树木上常受结构与生长特征限制:一些高龄树木树干内部会空心或腐朽,导致核心木材缺失;另一些树种年轮边界不清晰,难以准确判读。在热带森林中,许多物种甚至不形成清晰年轮。

与之相比,放射性碳定年法可对树干内层木材的小样本进行测年,即便树干部分腐朽也可应用,且不依赖年轮可见性。论文第一作者乔丹·帕利(Jordan Pally)博士表示,树轮分析往往只能反映阔叶树潜在寿命的一部分;当对最内层木材进行放射性碳测年时,树龄常常比预期更长。

萨伦托大学应用物理、定年与诊断中心(CEDAD)主任卢西奥·卡尔卡尼莱(Lucio Calcagnile)教授称,放射性碳定年是一种成熟方法,尤其在使用加速器质谱仪(AMS)时,可获得较高的准确性与精确性。

回顾42个物种:多种阔叶树寿命超过500年

研究团队回顾了全球42种采用放射性碳定年法测定的被子植物物种数据。结果显示,其中20个物种的寿命超过500年,5个物种超过1000年。研究还指出,在不少阔叶树物种中,400至500年的最大寿命并不罕见。

帕利进一步表示,树轮法测得的最大年龄通常不到放射性碳测年结果的一半,且随着树木潜在寿命增加,两种方法的差距可能扩大。萨伦托大学应用物理教授吉安卢卡·夸尔塔(Gianluca Quarta)则提到,古树研究也与其作为气候波动、太阳活动等现象的“代理记录”价值相关。

跨大陆案例:从欧洲橡树到亚马逊巨木

研究列举了多个跨区域的测年案例:非洲猴面包树(Adansonia digitata)寿命接近2600年;在温带欧洲,悬铃木橡树(Quercus petraea)测得约933年,被研究描述为温带环境中科学测定的最古老开花树。

在地中海森林,冬青橡(Quercus ilex)寿命超过700年;在亚马逊地区,Cariniana micrantha寿命超过1400年。研究还提到,一些最古老的树木并非生长在封闭的原始老林中,而是位于历史上受放牧或传统修剪影响的开阔岩石地貌。

保护与管理:更准确树龄信息被认为关键

研究强调,古老树木在生态系统中具有重要作用,包括支撑生物多样性、储存碳、稳定生态系统,并可作为自然“气候档案”。研究协调员吉安卢卡·皮奥韦桑(Gianluca Piovesan)教授表示,古树是生物多样性与生态韧性的结构与功能枢纽,若忽视其真实年龄,将难以全面理解其对生态系统功能的贡献。

论文同时指出,放射性碳定年并非没有挑战。由于大气碳含量波动,近几个世纪的测年分辨率可能降低,但可通过“波动匹配”等统计方法减少不确定性。

在热带森林,由于年轮常常缺失,放射性碳定年可能成为确定树龄的唯一可靠方法。研究提到,热带树木的放射性碳测年结果显示,小型林下树木可能异常长寿,而部分大型热带树木则相对年轻。英国利兹大学森林生态与全球变化教授罗尔·布里嫩(Roel Brienen)表示,增加对热带树木的放射性碳测年,有助于理解热带树木寿命以及热带森林中多样的生命史策略。

研究作者认为,放射性碳定年法在森林生态学与保护领域的应用仍被低估,并呼吁扩大相关工作,在全球文化与自然景观中识别并保护古老树木。皮奥韦桑表示,更精确的树龄信息可提供历史基准,帮助政策制定者为森林恢复、古老林保护与可持续管理设定目标。


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