樹(shu)(shu)輪(lun)(lun)年(nian)代(dai)學（Dendrochronology），也叫樹(shu)(shu)輪(lun)(lun)定年(nian)（Tree–ring Dating），是(shi)(shi)對(dui)樹(shu)(shu)木年(nian)輪(lun)(lun)年(nian)代(dai)序列的研(yan)究，科(ke)學的樹(shu)(shu)輪(lun)(lun)年(nian)代(dai)學是(shi)(shi)美(mei)國的天文(wen)學者道格拉斯(si)（Douglass）博士(shi)于二(er)十世(shi)紀初研(yan)究建立(li)起來(lai)的。他用(yong)樹(shu)(shu)輪(lun)(lun)定年(nian)法測定了印(yin)第安(an)人遺(yi)址中殘(can)留(liu)樹(shu)(shu)木的樹(shu)(shu)輪(lun)(lun)，明確(que)了遺(yi)址的年(nian)代(dai)，于是(shi)(shi)這種方法在美(mei)國的年代學研究中(zhong)得以(yi)確立。自從科學的樹輪年代學建(jian)立以(yi)來，樹輪年代學有了長足的發展。

      在建(jian)立(li)(li)長(chang)(chang)序(xu)列的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)方面，許多國(guo)家已經建(jian)立(li)(li)了(le)不(bu)(bu)同長(chang)(chang)度的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)，其中有兩條(tiao)長(chang)(chang)序(xu)列的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)，一(yi)條(tiao)是利用(yong)美國(guo)西南部考古遺址(zhi)出土的(de)(de)木(mu)材(cai)樣本，構(gou)建(jian)了(le)這一(yi)地區的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)學(xue)框架，建(jian)立(li)(li)了(le)上萬年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)刺果(guo)松（Pinus aristata）年(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)，另一(yi)條(tiao)是德國(guo)建(jian)立(li)(li)了(le)不(bu)(bu)間斷的(de)(de)可延續(xu)到整個全新(xin)世的(de)(de)10430年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)櫟樹（Quercus）年(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)。利用(yong)長(chang)(chang)序(xu)列年(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)年(nian)(nian)(nian)(nian)表(biao)不(bu)(bu)但對新(xin)石器時(shi)代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)遺存進(jin)行(xing)了(le)定(ding)年(nian)(nian)(nian)(nian)，對古建(jian)、古美術(shu)的(de)(de)木(mu)材(cai)樣本進(jin)行(xing)定(ding)年(nian)(nian)(nian)(nian)，而且對14C 年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)進(jin)行(xing)了(le)校正，推測(ce)過(guo)去一(yi)些事件的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)，河流的(de)(de)改道，推測(ce)過(guo)去社會經濟和文化(hua)狀況，聚落的(de)(de)居住(zhu)史和建(jian)筑史等。

   樹(shu)(shu)輪(lun)年(nian)代學主要(yao)有兩方(fang)(fang)面(mian)的作用，一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是(shi)利用樹(shu)(shu)木(mu)年(nian)輪(lun)分析(xi)判(pan)定過去(qu)(qu)人類文化(hua)遺存的年(nian)代，另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是(shi)對過去(qu)(qu)氣(qi)候（包括溫度(du)、降水(shui)）和環境進行重建和研究。

一 、樹輪年代學的原(yuan)理
        樹(shu)(shu)木(mu)(mu)(mu)樹(shu)(shu)干的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)層(ceng)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)都有(you)生長活動，春(chun)(chun)季(ji)形(xing)成(cheng)層(ceng)細胞(bao)分裂快，個大壁薄，在(zai)材質(zhi)(zhi)上(shang)表(biao)現疏(shu)松而色(se)(se)淺，稱為春(chun)(chun)材；由夏季(ji)到秋季(ji)，形(xing)成(cheng)層(ceng)的(de)(de)(de)活動漸次減(jian)低(di)，細胞(bao)分裂和生長漸慢，個小壁厚，材質(zhi)(zhi)上(shang)致密而色(se)(se)深稱為秋材。樹(shu)(shu)木(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)，就是樹(shu)(shu)干橫截(jie)面上(shang)木(mu)(mu)(mu)質(zhi)(zhi)疏(shu)密相間的(de)(de)(de)同(tong)心圓圈。每一(yi)個年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)寬(kuan)度(du)包(bao)括(kuo)當年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)春(chun)(chun)材和秋材。多數溫帶樹(shu)(shu)種一(yi)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)形(xing)成(cheng)一(yi)個年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun),因此(ci)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)數目(mu)表(biao)示樹(shu)(shu)齡的(de)(de)(de)多少(shao)，年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)寬(kuan)窄則與相應生長年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份的(de)(de)(de)氣(qi)候條件(jian)密切相關,在(zai)干旱年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份樹(shu)(shu)木(mu)(mu)(mu)生長緩(huan)慢，年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)就窄，在(zai)濕潤年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)輪(lun)(lun)就寬(kuan)。

      同一氣候區內同種樹木的不同個體，在同一時期內年輪的寬窄規律是一致的。如果一段樹干內層的一段年輪圖譜同另一段樹干外層的年輪圖譜一致，就說明二者有過共同的生長期，生長年代能夠相互銜接。如果我們以現生立木或已知砍伐年代的樹木樣本為時間基點，年代早一些的樣本與之有一部分年輪圖譜重疊，他們就可以銜接，就這樣一直能銜接下去，甚至可以銜接到遠古時期，這樣就可以建立長序列的樹木年輪年表。
      一旦建立了長序列的樹木年輪年表，就可以對未知年代的木材進行分析和定年了。假如從考古遺存中取到木材樣本，首先對該木材樣本進行樹輪分析，建立該木材樣本的樹輪圖譜，如果該木材樣本與已建立的合成年輪年表的木材樹種相同、又在同一氣候區，根據交叉定年原理與長序列的樹木年輪年表進行比較，就可以找到的重合位置，從而(er)確定該木材樣本的絕(jue)對年代(dai)。

     在(zai)溫濕(shi)的(de)歐洲地區(qu)，樹(shu)輪(lun)基本沒有缺(que)失(shi)輪(lun)，常采(cai)用以(yi)上交叉(cha)定年(nian)方(fang)(fang)法。而在(zai)氣候(hou)干旱(han)和(he)半干旱(han)的(de)地區(qu)，樹(shu)輪(lun)中丟輪(lun)較多，常采(cai)用美國的(de)骨架(jia)定年(nian)方(fang)(fang)法，并根據中國的(de)實際情況做出適當(dang)調整(zheng)。

二、 樹輪年代學(xue)的分析方法

（一）交叉定年工作程序
      在定年前，對所有的樣本都應進行一次目估，進一步了解每一個樣本年輪的走向、清晰程度、是否有結疤、病腐等，選取生長正常的部分定年，這不僅有利于假年輪、丟失年輪的確定和識別，定年準確，測量時不容易出錯，而且在年輪分析時，如果有疑問，還便于回查。
交叉定年工作程序如下：
1、年輪的標記
      將打磨好的樣本，由(you)髓心(xin)向樹(shu)皮(pi)方(fang)(fang)向，每10年用自(zi)動鉛筆畫(hua)一個小點，每50年在垂直方(fang)(fang)向畫(hua)兩個小點，每100年在垂直方(fang)(fang)向畫(hua)3個小點。
2 、畫(hua)骨架圖
      一般采用美國亞利桑那大學樹木年輪研究實驗室的交叉定年方法，即骨架示意圖方法對樹木年輪進行定年。該方法將樹輪寬度序列中的窄輪作為序列之“骨"，識別后即以豎線的長短形式標注在坐標紙上。如果所視年輪比其兩側相鄰的年輪相對愈窄，在坐標紙相應的年份位置上標注的豎線就愈長，而平均寬度的年輪不標出，以空白表示，極寬的年輪以字母W 標注。以此方法在坐標紙上標識出的窄輪分布型被看作是實際輪寬變化的“骨架"。每個樣本畫一個骨架圖。
3 、比較
      首先對同(tong)一(yi)棵樹上的兩個樹芯進(jin)行比(bi)較，是否窄(zhai)輪重(zhong)合，如果前(qian)一(yi)部分重(zhong)合，后(hou)(hou)一(yi)部分不重(zhong)合，那么，往后(hou)(hou)移動一(yi)個或幾個年(nian)輪后(hou)(hou)，骨(gu)架又重(zhong)合，說明有可能缺(que)輪，要回到顯(xian)微鏡下重(zhong)新確(que)認。確(que)定好后(hou)(hou)再與(yu)另一(yi)個樣(yang)(yang)本(ben)用同(tong)樣(yang)(yang)的方法進(jin)行比(bi)較。直(zhi)到所有的樣(yang)(yang)本(ben)的年(nian)輪數量準確(que)無誤為(wei)止。
4 、年(nian)代的確定
     對于活樹的樣芯，最外層年輪的年代是已知的，由于前面幾步定年準確無誤，那么每個年輪的生長年代就能準確定年。
如果古木樣本的年輪骨架與現代樣本的年輪骨架重疊，那么每個年輪的生長年代也就能確定了。
這里值的注意的是樣本最后一年的確定的依據是樹輪的解剖學特征。比如：如果樣芯是2005年春季、夏季采集的，樹木已經開始生長，在顯微鏡下，最后一個完整輪與樹皮之間看到顏色淺的針葉樹種的管胞或闊葉樹種的導管，這說明測量的最后一個年輪就是樹木砍伐年代的前一年或者是取樣年代的前一年，也就是2004年。如果樣芯是2005年秋季到冬季采集的，樹木已經停止生長，在顯微鏡下，最后一個完整輪與樹皮之間只有顏色深的晚材細胞，說明測量的最后一個年輪就是樹木砍伐年代或者是取樣的年代，即2005年。
     對于考古樣本，知道最外層的年輪是否是砍伐年代是非常重要的。因為知道了砍伐年代，就可以確定遺址的年代。
遺憾的是考古遺址中發掘出的木材經常表面腐爛，不知道損失了多少年輪，在這種情況下，我們只能有把握地說，樹木死于或砍伐于最外層年輪的年代之后。

那么，如何確定遺址的年代呢？

第一(yi)種情(qing)況：如果確定了絕對年代的樣本有樹皮，就可以根據木材最外層年輪的年代，至少可以卡定這個遺存的上限，也就是說該遺址的年代不早于木材最外層年輪的年代，如果木材是現伐現用的，那么，遺存的年代就能確定。
第二種情況：如果一個遺址中多數樣本結束于同一年，說明這些樣本外層木質部沒有腐爛，因為不可能多數樣本腐爛掉同樣的年輪數，這種情況也可以卡定這個遺存的上限。如果木材是現伐現用的，那么，遺存的年代就能確定。
第三種情況：如果樣本外邊木質部發現有蟲孔，說明最外層一個年輪接近樹皮。因為蟲子一般蛀新形成的木質部和韌皮部。這些蟲子侵蝕剛砍伐的樹、弱樹或由于其他原因死亡的樹的樹皮。蟲子侵蝕的年輪深度通常只有幾個年輪，因此它們的存在意味著最外層的年輪靠近砍伐年。這種樣本的最外層年輪的年代與遺址的年代接近。
第四種(zhong)情況(kuang)：樣本存在部分邊材，可以根據邊材與心材的關系確定邊材損失了多少年輪，估計靠近樹皮的年輪的年代。這種樣本估計的最外層年輪的年代與遺址的年代接近。
第(di)五種情況：樣本只有心材，這種樣本就難判定木質部損失了多少個年輪，這種樣本最外層年輪的年代與遺址的年代相差較大。

（二(er)） 樣本的(de)測量

      樣本年代確定后，用德國的LINTAB6樹木(mu)年(nian)輪(lun)分析(xi)儀測量，該系統(tong)測量分辨(bian)率為10微米。或者用美國(guo)生產的Velmex樹木年輪(lun)分析儀測量輪(lun)寬，精度為0.0015 mm。

（三） 樹木年(nian)輪(lun)年(nian)表的(de)建立

       在(zai)建立樹木年輪(lun)年表(biao)之前，首(shou)先用專門用于檢查(cha)樣(yang)芯或樹盤(pan)定(ding)年和(he)輪(lun)寬(kuan)量測(ce)值(zhi)的COFECHA計(ji)算機程序或用Gleichl?ufigkeit統計(ji)量檢查(cha)測(ce)量的樹輪(lun)寬(kuan)度值(zhi)的準(zhun)確(que)性，利用ARSTAN軟件建立樹輪(lun)寬(kuan)度指數序列。

三(san) 、取樣方法
       樹(shu)輪分(fen)析的(de)(de)(de)(de)第一步，就是(shi)獲得適當的(de)(de)(de)(de)木材樣(yang)本(ben)。樣(yang)本(ben)來源很(hen)廣，從年代來說(shuo)(shuo)，可以(yi)是(shi)現代的(de)(de)(de)(de)、古代的(de)(de)(de)(de)；從性質來說(shuo)(shuo)可能(neng)是(shi)藝術的(de)(de)(de)(de)，考(kao)古發掘的(de)(de)(de)(de)和(he)亞化石(shi)的(de)(de)(de)(de)。從形狀來說(shuo)(shuo)可能(neng)是(shi)圓盤或(huo)楔形或(huo)長條形或(huo)樹(shu)芯(xin)。另(ling)外(wai)，可能(neng)是(shi)干的(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)，也(ye)可能(neng)是(shi)濕(shi)的(de)(de)(de)(de)樣(yang)本(ben)。

（一） 活(huo)樹樣本的(de)采集
        活樹樣本取樣，最好遵循下面的原則：選擇受人為影響小；受一個氣候因素制約，如溫度或者降雨；生長在干旱、半干旱地區、生長條件較差的林緣木和孤立木；高寒地區和高海拔的森林上限的樹木樣本。
為了保證樹木受到最小的傷害，采樣時，采用較細的（直徑為4.3 mm）生長錐對活樹進行樣芯采樣。取到的樣芯放置在紙吸管或塑料吸管內，并在吸管上用油性筆標注代碼。紙吸管的優點在于可使樣芯中的水分充分揮發以避免樣芯發霉，又可對樣芯起保護作用。若采用塑料吸管放置樣芯，則須在管壁上剪出若干小孔，以便于樣芯中的水分揮發。

（二） 古木樣本的采(cai)集
         凡是年輪數在100輪以上的木材甚至木炭和化石木都可以作為樹輪分析的樣本。對于考古遺址中出土的古木，用油鋸采集樹盤，對于那些需要保存結構，不易鋸樹盤的，可以采集木材鉆心。樹盤是好的樹輪分析樣本，在一般情況下，取2~3cm厚的樹盤。特別注意的是，如果原木尚有保存完好的樹皮，或有完整邊材的木材，取樣時一定要注意保存，另外不要在主干有側枝的部位取樹盤，因為此處年輪極不規則。如果運輸不方便也可取楔形樣本，即樹干橫切面上選擇年輪比較規則，年輪不是太窄的部位，取原盤的1/4或1/8，這是因為如果年輪太窄，容易產生不連續生長輪或斷輪。在取樹盤之前，可以利用手持放大鏡初步觀察一下樣本的質量。當觀察樣本時，標本的觀察面向著光線，如果表面涂一層水，利用光的折射，觀看更清楚，同時要注意方向，必須把木材標本近樹皮的一邊向外，把近髓心的一邊靠近身邊，即以射線垂直于胸前，而不要倒過來看，更不要以射線平行胸前來觀察。如果考古遺址有木炭，那么可以把木炭樣本用棉花包裹起來，或浸在聚乙二醇（碳蠟）溶液中保存。如果考古發掘的木材濕而軟，要用塑料布包裹起來，或冷凍起來。
       樣本的數量越多越好，這是因為在交叉定年中，可以排除由于假生長輪和不連續生長輪造成的數據偏差。而且，大樣本量對最后的統計分析也是很重要的。但是，取大量樣本必然需要大量的人力、物力、才力，因此，如果出土大量原木，最好在帶有樹皮和邊材明顯的木材上取樣，樣本數為30個。如果出土較少木材，最好每個木材取一個樣本，甚至一個木材上取2個樣本。采集樣本的同時要對樣本進行編號和紀錄。我們取樣的目的不僅僅在于了解樣本的年代，而且要盡可能地了解當時的環境及其對人們生活的影響。因此，樣本的編號和記錄是至關重要的。樣本的編號最好與考古發掘的編號一致。樣本記錄應記錄采樣地點、樣本代號、樹種、樣本在遺址中的位置（包括水平位置和垂直位置）、采樣人、采樣日期、樣本發現的原因（發掘、建筑、道路）等。還應繪制取樣地點平面圖、描繪樣本與其它物體的空間聯系，根據共存遺物推斷樣本的可能的年代，最好附拍攝照片。總之，要盡可能多地提供有關樣本的信息，以便對樹輪研究的結果進行分析。樣本登記表要和樣本上的記錄一致。

注釋
[1] Sutton M. Q., Arkush B. S.. Archaeological Laboratory  Methods, An Introduction. Kendail / Hunt Publishing, 1996, pp295
[2] Stokes, M.A., Smiley, T. L., 1968. An Introduction to Tree-Ring Dating, The University of Chicago Press, Chicago. pp73.

[3]張之恒：《中國考古學通論》， 南京大學出版社，1999年。
[4] Eckstein D..  History and present situation of dendrochronology in Germany. In: proceedings of the international dendrochronological symposium. Nara, Japan.February18-19,2000.1-6
[5] 王樹芝：《樹木年代學研究進展》，《考古》 2001年第7期，47-54頁。
[6] 馬利民、胡振國：《干旱區樹輪年代學研究中的交叉定年技術》，《西安工程學院學報》第24卷第3期。
[7] 邵雪梅、方修琦、劉洪濱、黃磊：《柴達木東緣山地千年祁連圓柏年輪定年分析》，《地理學報》2003年第58卷第1期。
[8] Holmes R. L.. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement. Tree-Ring Bulletin 43, 69-75,1983.
[9] Cook  E. R., Holmes R. L.. Guide for computer program ARSTAN. In: Grissino-Mayer H. D., Holmes R. L., Fritts F. C.. The International Tree-Ring Data Bank program library version 2.0 user’s manual, pp. 75-87. University of Arizona, Tucson, Arizona, 1996.

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