張齊兵：史書說秦始皇暴政滅國，但從樹木年輪看，其實他挺冤的
2023-04-02 02:52:46 4
他翻閱高山走進森林，只為尋找那些又老又大的古樹，細數年輪的歷史痕跡，追尋塵封在大樹中的久遠故事。在SELF格致論道講壇（ID：SELFtalks）上，中科院植物研究所研究員張齊兵老師帶領我們，走進年輪深處，探尋千年大樹的沉睡記憶。
以下內容為張齊兵演講實錄：
大家看我手裡拿著一個鐵棍、一個木條就上來了，不要著急，聽我慢慢道來。我是做樹木年輪研究的，小朋友看到這個，已經猜出來我就是幹這個活的。雖然我經常跟木頭打交道年輪是誰的，腦子都變得像木頭了，沒有什麼藝術細胞。但是在這樣的場合下，我特別願意給大家帶來一幅漂亮的開場背景圖。
我自己不會做，但是又特別想做這件事情，我就求助於我們的主辦方。主辦方的藝術團隊做出來這幅圖，我看到的時候非常驚豔。
這分明是太陽系啊，中間亮亮的外面一圈圈的不就是水星、金星、火星、地球軌道嗎？但是再細細一想我們的樹木年輪，我們工作的目的不也是研究大自然的運行規律大自然的特徵嗎？其實兩者是相通的，說到這兒，非常感謝我們的藝術團隊有這麼給力的設計，有這麼豐富的聯想力。
說起大樹的記憶，我們首先想的是人腦的記憶，人腦的記憶是有限，有的時候記憶會隨著時間慢慢模糊。但是大樹不但有記憶，而且它一旦形成樹木年輪之後就不會變化，記得非常的牢固。
所以我們樹木年輪學的工作，就是看這個大樹年輪裡面記載了些什麼。首先第一步就是要去採集樣本，有了樣本才能看樹木年輪裡面有什麼東西。所以看著這幅圖，這幅「太陽系」的圖怎麼採樣呢？
有人會想到，我們是不是去砍大樹呢？實際上是不會的，我們到野外是拿著這個東西，叫做「生長錐」。現在這個是比較短的，實際上有很長的，拿著它上山非常方便。它是鑽的，把它打開裡面有一個空心鑽，把它套進去，進去卡住就是一個鑽，對著大樹鑽進去。
這個掏絲前面有牙齒，掏進去就把樹芯給咬住了，再反轉，拿出來就是樹芯了。拿到樹芯後回到實驗室把它固定在木槽上，拿著砂紙打的光光的，上面的年輪就清晰的顯示出來了。有人認為我們像木匠似的，數圈圈好像沒有什麼意思。其實你們小瞧我們了，我們的工作還是挺高大上的，大家看都有一些什麼人跟我們一塊做工作。
最早的時候是達文西，人家那時候就注意到樹木年輪了，他是世界上第一個寫了樹木年輪描述，並且有文字記載的。第二個是美國科學家，他在上世紀初的時候做了非常漂亮的工作，奠定了樹木年輪學作為一門學科的存在。最近前兩年獲得諾貝爾國際獎和平獎的國際IPCC組織——政府間氣候變化委員會，他們專門關注過去的氣侯變化歷史。
這是報告中給出的過去一千年氣候變化、氣溫變化的時間狀況。從這上面大家都在說，現在全球氣候變暖了，根據是什麼？根據數據裡面一多半的證據都來源於我們的樹木年輪。根據樹木年輪來看，原來長得窄突然長寬了，樹木年輪提供了很大一部分數據。
如果沒有樹木年輪、冰芯、珊瑚這些古氣象資料的話，氣象站並沒有多長的歷史，紅色的線是氣象站的數據，僅靠紅線我們說不出來現在氣候變暖的過程。但是這裡面有個問題，IPCC上面的數據幾乎沒有國內的樹木年輪的數據貢獻。
這一方面是我們國家起步晚，國外在上世紀初就開始了，我們國內是70年代才開始，後面才慢慢發展起來。我是1993年到加拿大學習樹木年輪，2001年回來。回來就想我們應該弄自己的樹木年輪數據年輪是誰的，當然我們還有同行在弄。
首先就是要找大樹，有大樹才有數據，問題是大樹在什麼地方有？這就成為關鍵，有大樹我們才能工作，我們就選擇了跑青藏高原。這幅圖是西藏林芝地區的巨柏王公園，看到這樣的大樹的時候，我們心裡是非常激動的。
當時牌子上掛著的是2500多年，我想太好了，有那麼大的數據量。但是高興的太早，領我們去的人說：「哪能讓你鑽個洞呢？這是不允許的。」但是非常幸運的是，在旁邊有一個倒下的樹。這個他們說可以打，我們就打了。這就是第二張圖上所取的材料，生長錐這麼長，將近60公分。我們回來數圈圈，數下來有560年，根據這個東西就可以估算大樹到底有多少年。
除了公園裡的大樹之外，其實在山上也有很大的大樹。這是在西藏昌都地區丁青縣，爬到山頂上有4300米了，看到這樣一棵大樹。我們採回來樣本數下來也超過一千年了，非常感嘆。
樹是2500年的，但我們想找更多，國際上已經有一萬年的了，一萬年是怎麼來的？首先得找更大的樹，更大的樹有多少年呢？這已經是兩千年了，有四千年嗎？有六千年嗎？大家認為活著的樹能活到四千歲的舉一下手，活到六千歲的呢？
舉到六千年的說明藝術想像力太豐富了，四千年還是可以的。
現在有記載最老的是4767年，是美國加州山上的一個樹。為什麼是最老的，因為是採到樣的，一圈圈數下來有證據的。再老的樹可能有，但是沒有證據，只是一種傳說。
但是國際上已經有一萬年的樹木年輪序列了，他們這種序列怎麼得來的？其實是通過過去的古樹、死了的樹，比方說四千年前已經長出，但是那時候已經死掉了，那個樹還有四千年，接起來計算的。
這是我們在青海海西州多蘭縣有一個熱水古墓群，這裡有很多的洞口。通過洞口下去裡面有很多大木頭，已經沒有金銀財寶了，盜墓者都挖出去了。這個墓是盜墓者給我們開創了條件，但是他們不知道裡面的木頭才是我們的金銀財寶。話說回來，如果裡面還剩下真金白銀，我們也會裝起來的。
我們有了古樹的材料，但是我們怎麼知道它們的年代呢？我們的目的是要知道它是哪一年形成的，所以要知道年代的話，就是我們樹木年輪專業一個方法，叫做「交叉定年」。
就是假如有三棵樹，每棵樹都有一千年，但是生長在不同的時期，只要他們有共同的生長時期、相似的生活環境，它們的年輪上就有相似的特徵。這樣通過比較，能把它一個個接起來。最上面的樹是活著的樹，我們知道最外的一輪就是採集的當年，這一圈圈數下來，過去的樹也就知道了。這就是「交叉定年」。
「交叉定年」還有一個特徵，就是有偽年輪和缺失年輪，偽年輪是什麼？有的樹你數了一百圈實際上它只有98年，多出來兩圈，那兩圈怎麼回事？那是樹特別敏感，夏天生長著生長著突然來了寒流。樹以為是冬天了，又長了一圈，實際上是假的。
還有的樹本來98年，數下來是96年，那兩年哪兒去了？這是丟失年輪。有的樹在那一年病了，乾脆不長了，你們長去吧我不長了。我們樹木年輪學專業就是通過「交叉定年」，知道每個年輪是哪一年形成的，是準確的，沒有正負誤差。
通過這樣的工作，我們就能夠把一個大樹，每個年輪都能給出準確年份來，相當於是一本記錄過去環境變化的檔案書，每個年輪都有頁數，每一頁都有記載的信息，它記載了什麼信息？就是這些陽光、日曬、降雨、土壤條件都記在上面了，至於說它記載了什麼東西？我們就是「翻譯官」，我們的工作就是做這個的。
有的情況是比較容易的。比方說像右邊的火疤樣子，森林著火了，著到這面了，但是後面是安全的，第二年後面的樹就包過來。我們看它的形狀就知道是火疤，這就是那一年發生火災了。這是東北的紅松，這上面有兩個火疤，第一次1923年，還有一次是1892年。這個樹也夠頑強的，經歷了兩次火災還活著。非常不幸的是，不知道怎麼後面被砍了，現在肯定是砍下來的，它沒有被火燒死，但是被砍死了。
通過我們在青海熱水古墓的採樣，上面的活樹和下面古墓裡面的樹，兩個就通過交叉定年連在一起，就建立了過去兩千年的這樣一個時間序列。現在有了這個時間序列，我們就可以翻開這裡面的記憶看它講了些什麼。
比方說翻到這一頁，1815年、1816年、1817年的時候，三年是窄的，為什麼會窄？我們發現原來是在遙遠的印尼有個坦博拉火山，火山非常大，火山灰蔓延到地球各個地方。這造成很多地方，不單單是青藏高原了，很多地方樹都是長得窄的。
再往下看，小冰期的時候，歐洲大陸上整個那段時間都是寒冷的階段，但是其他地方怎麼樣，我們不知道。通過樹木年輪研究，我們發現青藏高原上不是整個時間段，而是這三個時間段裡樹木年輪長得窄的，應該是與小冰期有關係的。
如果我們順著時間軌道再往前走，走到東晉。史書記載這個時候是非常乾旱的，持續了很長時間，大約有幾十年的時間。我們的樹木年輪上記載的也是，那時候起碼記載是沒有說假話的。有的時候史書因為政治原因會說假話，但是這個它沒有，我們就從多方面角度來印證這個事情。
再往前東漢時期蝗蟲大爆發，這也是史書記載有蝗蟲爆發，為什麼爆發？它跟氣侯有什麼關係？因為沒有氣象站不知道，我們樹木年輪發現對應的這段時間都是乾旱的，說明可能幹旱和蝗蟲爆發之間有一定的關係，這是我們提供的數據。
再往前走，走到最開始，秦朝衰退的時候。前面的時候樹長得好好的，秦始皇打江山也打下來了，統一六國建立了秦朝。然後就走向衰亡，史書上搞社會科學的說是秦始皇焚燒書、暴政的緣故，是政治原因。但是我們看樹木年輪的話，其實有點冤枉他了，那段時間大樹都長得不好，他的日子能好過嗎？所以陳勝吳廣在公元前209年就揭竿而起造反，到207年他就滅亡了。
現在在這個地方的樹木年輪已經又延長到過去4500年了，這是我的同事做的，我自己沒有做這個。比如中科院地理所邵雪梅老師、寒旱所的楊保老師，包括西安地環所的劉禹老師，他們在做這些工作，他們發現不但有降水的信號，還有溫度的信號。
這個圖上僅僅是3500年的，3500年是有效信息，再往前還有一千年，但是那一千年信息記錄的不清楚，但是有樹木年輪了。我自己從一個點開始走南闖北，從青藏高原從東走到西、從南走到北，在面上跑下來了。跑野外高原是非常刺激的事情，爬雪山到5360米，是真正的爬。還有過河，看見河對面有個老樹，但是沒有橋，捲起褲腿就往前走，但是進去之後感覺到水冰冷冰冷的，但是過來以後感覺也挺好的。
通過這麼多年工作，我們在面上建立了這麼大的資料庫，發現有兩段時期反映了北面是西風環流，南邊是南亞季風。這兩個氣候系統在打架，有時候北面的往南侵了，有時候南面的往北面侵了，它們是怎麼相互作用的？我們希望了解它，樹木年輪提供的資料顯示這兩個特殊時期，北面特別幹，南面是溼的。這樣就提供了證據，用這些證據，搞大氣環流的就用了我們的信息，分析這兩個季風系統是怎麼回事。
除了水平的之外，我們還往上面走，爬高山、爬林線。這個地方的林線是北半球最高的，所謂林線是樹長到這個地方上面再不長了。現在的理論是說林線是由溫度控制的，再往上溫度低了，樹就不能長了。
但是我們發現採下來的樹有450年的，這個樹450年前就站到這麼高的位置上，那時候溫度相當低，是小冰期。但是隨著後面的溫度升高，這個樹林並沒有再往上走，真的是溫度控制嗎？這就有點疑問了，目前我們正在研究。
說到這兒，大家覺得我們去野外是挺開心的事情，但是我們遠遠不只這些。大家看我們的足跡，除了青藏高原還跑中國其他各個地方，有大樹的地方都是國家風景名勝區。我們的朋友說「你是公費旅遊呢吧！」我們說比旅遊還好，旅遊線路進不了深山老林，我們是直接插進去，我們自己開車到深山老林裡去，還可以拍照，比如在井岡山。
作為結束我想讓大家聽一聽，我們樹木年輪給大家唱一首歌，是我們從拉薩採的一棵800多年的樹，讓它來唱歌。這棵樹它的寬寬窄窄這樣的變化，每個年輪就是一個音符，這樣唱出來的，這是我們用計算機合成的音樂，樹木年輪譜了計算機彈出來的。
如果我們想讓我們的下一代還能繼續聽到這樣美麗動聽的歌聲，這是大自然之聲。還能繼續擁有這麼美好的森林家園，而且還能享受綠水青山。讓我們大家攜起手來，愛護大樹，保護森林。謝謝！
「SELF格致論道」是中國科學院全力推出的公益講壇，致力於精英思想的跨界傳播，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦。SELF是 Science, Education, Life, Future的縮寫，旨在以「格物致知」的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。SELF嘗試打破過去純粹以「知識傳播」為主的科普形式，專注於思想的傳播，力圖從思想的源頭上促進公眾參與科學的積極性，打造具有中國科學院特色的、融合創新、科學與人文關懷並存的公益演講品牌。
