樹輪年代學(xué)（Dendrochronology）,，也叫樹輪定年（Tree–ring Dating）,，是對(duì)樹木年輪年代序列的研究，科學(xué)的樹輪年代學(xué)是美國的天文學(xué)者道格拉斯（Douglass）博士于二十世紀(jì)初研究建立起來的,。他用樹輪定年法測(cè)定了印第安人遺址中殘留樹木的樹輪,，明確了遺址的年代，于是這種方法在美國的年代學(xué)研究中得以確立。自從科學(xué)的樹輪年代學(xué)建立以來,，樹輪年代學(xué)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,。

      在建立長(zhǎng)序列的年輪年表方面，許多國家已經(jīng)建立了不同長(zhǎng)度的年表,，其中有兩條長(zhǎng)序列的年輪年表,，一條是利用美國西南部考古遺址出土的木材樣本，構(gòu)建了這一地區(qū)的年代學(xué)框架,，建立了上萬年的刺果松（Pinus aristata）年輪年表,，另一條是德國建立了不間斷的可延續(xù)到整個(gè)全新世的10430年的櫟樹（Quercus）年輪年表。利用長(zhǎng)序列年輪年表不但對(duì)新石器時(shí)代的遺存進(jìn)行了定年,，對(duì)古建,、古美術(shù)的木材樣本進(jìn)行定年，而且對(duì)14C 年代進(jìn)行了校正,，推測(cè)過去一些事件的年代,，河流的改道，推測(cè)過去社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化狀況,，聚落的居住史和建筑史等,。

   樹輪年代學(xué)主要有兩方面的作用，一方面是利用樹木年輪分析判定過去人類文化遺存的年代,，另一方面是對(duì)過去氣候（包括溫度,、降水）和環(huán)境進(jìn)行重建和研究。

一 ,、樹輪年代學(xué)的原理
        樹木樹干的形成層每年都有生長(zhǎng)活動(dòng),，春季形成層細(xì)胞分裂快，個(gè)大壁薄,，在材質(zhì)上表現(xiàn)疏松而色淺,，稱為春材；由夏季到秋季,，形成層的活動(dòng)漸次減低,，細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)漸慢，個(gè)小壁厚,，材質(zhì)上致密而色深稱為秋材,。樹木的年輪，就是樹干橫截面上木質(zhì)疏密相間的同心圓圈,。每一個(gè)年輪的寬度包括當(dāng)年的春材和秋材,。多數(shù)溫帶樹種一年形成一個(gè)年輪,因此年輪的數(shù)目表示樹齡的多少，年輪的寬窄則與相應(yīng)生長(zhǎng)年份的氣候條件密切相關(guān),在干旱年份樹木生長(zhǎng)緩慢,，年輪就窄,，在濕潤(rùn)年份年輪就寬,。

      同一氣候區(qū)內(nèi)同種樹木的不同個(gè)體，在同一時(shí)期內(nèi)年輪的寬窄規(guī)律是一致的,。如果一段樹干內(nèi)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(zhǎng)期，生長(zhǎng)年代能夠相互銜接,。如果我們以現(xiàn)生立木或已知砍伐年代的樹木樣本為時(shí)間基點(diǎn),，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(yuǎn)古時(shí)期，這樣就可以建立長(zhǎng)序列的樹木年輪年表,。
      一旦建立了長(zhǎng)序列的樹木年輪年表,，就可以對(duì)未知年代的木材進(jìn)行分析和定年了,。假如從考古遺存中取到木材樣本,，首先對(duì)該木材樣本進(jìn)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(qū)，根據(jù)交叉定年原理與長(zhǎng)序列的樹木年輪年表進(jìn)行比較,，就可以找到的重合位置,，從而確定該木材樣本的絕對(duì)年代。

     在溫濕的歐洲地區(qū),，樹輪基本沒有缺失輪,，常采用以上交叉定年方法。而在氣候干旱和半干旱的地區(qū),，樹輪中丟輪較多,，常采用美國的骨架定年方法，并根據(jù)中國的實(shí)際情況做出適當(dāng)調(diào)整,。

二,、 樹輪年代學(xué)的分析方法

（一）交叉定年工作程序
      在定年前，對(duì)所有的樣本都應(yīng)進(jìn)行一次目估,，進(jìn)一步了解每一個(gè)樣本年輪的走向,、清晰程度、是否有結(jié)疤,、病腐等,，選取生長(zhǎng)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(shí)別,，定年準(zhǔn)確,，測(cè)量時(shí)不容易出錯(cuò)，而且在年輪分析時(shí),，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(biāo)記
      將打磨好的樣本,，由髓心向樹皮方向，每10年用自動(dòng)鉛筆畫一個(gè)小點(diǎn),，每50年在垂直方向畫兩個(gè)小點(diǎn),，每100年在垂直方向畫3個(gè)小點(diǎn)。
2 ,、畫骨架圖
      一般采用美國亞利桑那大學(xué)樹木年輪研究實(shí)驗(yàn)室的交叉定年方法,，即骨架示意圖方法對(duì)樹木年輪進(jìn)行定年。該方法將樹輪寬度序列中的窄輪作為序列之“骨",，識(shí)別后即以豎線的長(zhǎng)短形式標(biāo)注在坐標(biāo)紙上,。如果所視年輪比其兩側(cè)相鄰的年輪相對(duì)愈窄，在坐標(biāo)紙相應(yīng)的年份位置上標(biāo)注的豎線就愈長(zhǎng),，而平均寬度的年輪不標(biāo)出,，以空白表示，極寬的年輪以字母W 標(biāo)注,。以此方法在坐標(biāo)紙上標(biāo)識(shí)出的窄輪分布型被看作是實(shí)際輪寬變化的“骨架",。每個(gè)樣本畫一個(gè)骨架圖。
3 ,、比較
      首先對(duì)同一棵樹上的兩個(gè)樹芯進(jìn)行比較,，是否窄輪重合，如果前一部分重合,，后一部分不重合,，那么，往后移動(dòng)一個(gè)或幾個(gè)年輪后,，骨架又重合,，說明有可能缺輪，要回到顯微鏡下重新確認(rèn),。確定好后再與另一個(gè)樣本用同樣的方法進(jìn)行比較,。直到所有的樣本的年輪數(shù)量準(zhǔn)確無誤為止。
4 ,、年代的確定
     對(duì)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(zhǔn)確無誤,，那么每個(gè)年輪的生長(zhǎng)年代就能準(zhǔn)確定年,。
如果古木樣本的年輪骨架與現(xiàn)代樣本的年輪骨架重疊,，那么每個(gè)年輪的生長(zhǎng)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(jù)是樹輪的解剖學(xué)特征,。比如：如果樣芯是2005年春季,、夏季采集的，樹木已經(jīng)開始生長(zhǎng),，在顯微鏡下,，最后一個(gè)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(dǎo)管，這說明測(cè)量的最后一個(gè)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(jīng)停止生長(zhǎng),，在顯微鏡下,，最后一個(gè)完整輪與樹皮之間只有顏色深的晚材細(xì)胞，說明測(cè)量的最后一個(gè)年輪就是樹木砍伐年代或者是取樣的年代,，即2005年,。
     對(duì)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?yàn)橹懒丝撤ツ甏?，就可以確定遺址的年代,。
遺憾的是考古遺址中發(fā)掘出的木材經(jīng)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,？

第一種情況：如果確定了絕對(duì)年代的樣本有樹皮，就可以根據(jù)木材最外層年輪的年代,，至少可以卡定這個(gè)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(xiàn)伐現(xiàn)用的,，那么,，遺存的年代就能確定。
第二種情況：如果一個(gè)遺址中多數(shù)樣本結(jié)束于同一年,，說明這些樣本外層木質(zhì)部沒有腐爛,，因?yàn)椴豢赡芏鄶?shù)樣本腐爛掉同樣的年輪數(shù)，這種情況也可以卡定這個(gè)遺存的上限,。如果木材是現(xiàn)伐現(xiàn)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(zhì)部發(fā)現(xiàn)有蟲孔,，說明最外層一個(gè)年輪接近樹皮,。因?yàn)橄x子一般蛀新形成的木質(zhì)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(gè)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,。
第四種情況：樣本存在部分邊材，可以根據(jù)邊材與心材的關(guān)系確定邊材損失了多少年輪,，估計(jì)靠近樹皮的年輪的年代,。這種樣本估計(jì)的最外層年輪的年代與遺址的年代接近。
第五種情況：樣本只有心材,，這種樣本就難判定木質(zhì)部損失了多少個(gè)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） 樣本的測(cè)量

      樣本年代確定后,，用德國的LINTAB6樹木年輪分析儀測(cè)量,，該系統(tǒng)測(cè)量分辨率為10微米?；蛘哂妹绹a(chǎn)的Velmex樹木年輪分析儀測(cè)量輪寬,，精度為0.0015 mm。

（三） 樹木年輪年表的建立

       在建立樹木年輪年表之前,，首先用專門用于檢查樣芯或樹盤定年和輪寬量測(cè)值的COFECHA計(jì)算機(jī)程序或用Gleichl?ufigkeit統(tǒng)計(jì)量檢查測(cè)量的樹輪寬度值的準(zhǔn)確性,，利用ARSTAN軟件建立樹輪寬度指數(shù)序列。

三 ,、取樣方法
       樹輪分析的第一步,，就是獲得適當(dāng)?shù)哪静臉颖尽颖緛碓春軓V,，從年代來說,，可以是現(xiàn)代的、古代的,；從性質(zhì)來說可能是藝術(shù)的,，考古發(fā)掘的和亞化石的。從形狀來說可能是圓盤或楔形或長(zhǎng)條形或樹芯,。另外,，可能是干的樣本，也可能是濕的樣本,。

（一） 活樹樣本的采集
        活樹樣本取樣,，最好遵循下面的原則：選擇受人為影響?。皇芤粋€(gè)氣候因素制約,，如溫度或者降雨,；生長(zhǎng)在干旱、半干旱地區(qū),、生長(zhǎng)條件較差的林緣木和孤立木,；高寒地區(qū)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(shí),，采用較細(xì)的（直徑為4.3 mm）生長(zhǎng)錐對(duì)活樹進(jìn)行樣芯采樣。取到的樣芯放置在紙吸管或塑料吸管內(nèi),，并在吸管上用油性筆標(biāo)注代碼,。紙吸管的優(yōu)點(diǎn)在于可使樣芯中的水分充分揮發(fā)以避免樣芯發(fā)霉，又可對(duì)樣芯起保護(hù)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(fā),。

（二） 古木樣本的采集
         凡是年輪數(shù)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(duì)于考古遺址中出土的古木，用油鋸采集樹盤,，對(duì)于那些需要保存結(jié)構(gòu),，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(shí)一定要注意保存，另外不要在主干有側(cè)枝的部位取樹盤,，因?yàn)榇颂幠贻啒O不規(guī)則,。如果運(yùn)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(guī)則,，年輪不是太窄的部位,，取原盤的1/4或1/8，這是因?yàn)槿绻贻喬?，容易產(chǎn)生不連續(xù)生長(zhǎng)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(zhì)量。當(dāng)觀察樣本時(shí),，標(biāo)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(shí)要注意方向，必須把木材標(biāo)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(fā)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(shù)量越多越好，這是因?yàn)樵诮徊娑曛?，可以排除由于假生長(zhǎng)輪和不連續(xù)生長(zhǎng)輪造成的數(shù)據(jù)偏差,。而且，大樣本量對(duì)最后的統(tǒng)計(jì)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(shù)為30個(gè)。如果出土較少木材,，最好每個(gè)木材取一個(gè)樣本,，甚至一個(gè)木材上取2個(gè)樣本。采集樣本的同時(shí)要對(duì)樣本進(jìn)行編號(hào)和紀(jì)錄,。我們?nèi)拥哪康牟粌H僅在于了解樣本的年代,，而且要盡可能地了解當(dāng)時(shí)的環(huán)境及其對(duì)人們生活的影響。因此，樣本的編號(hào)和記錄是至關(guān)重要的,。樣本的編號(hào)最好與考古發(fā)掘的編號(hào)一致,。樣本記錄應(yīng)記錄采樣地點(diǎn)、樣本代號(hào),、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(fā)現(xiàn)的原因（發(fā)掘、建筑,、道路）等,。還應(yīng)繪制取樣地點(diǎn)平面圖、描繪樣本與其它物體的空間聯(lián)系,，根據(jù)共存遺物推斷樣本的可能的年代,，最好附拍攝照片?？傊?，要盡可能多地提供有關(guān)樣本的信息，以便對(duì)樹輪研究的結(jié)果進(jìn)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
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[5] 王樹芝：《樹木年代學(xué)研究進(jìn)展》，《考古》 2001年第7期,，47-54頁,。
[6] 馬利民,、胡振國：《干旱區(qū)樹輪年代學(xué)研究中的交叉定年技術(shù)》,，《西安工程學(xué)院學(xué)報(bào)》第24卷第3期,。
[7] 邵雪梅、方修琦,、劉洪濱,、黃磊：《柴達(dá)木東緣山地千年祁連圓柏年輪定年分析》，《地理學(xué)報(bào)》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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