一种用于树木年轮定年的方法及实现该方法的装置的制造方法

一种用于树木年轮定年的方法及实现该方法的装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于树木年轮定年的方法及实现该方法的装置，涉及树木年龄测定领域。解决现有树木年龄测定方法无法在不损伤古树的前提下，准确测定分布于北京城区的古树树龄的问题。为保证定年的准确，首先需对采集到的树轮样品(可为年轮盘样品，也可为生长锥采集的树心样品)进行判读，排除年轮样品中的伪轮、缺轮、断轮，然后利用计算机测出样品的年轮宽度序列，并计算出样品标准年轮宽度序列，再通过本年轮宽度标准曲线和样品标准年轮宽度序列的二元回归分析结果确定样品上各条年轮的年代。本发明适用于对北京市五环路以内生长的所有露地栽植树种的树木年轮进行定年以及树龄测定。
【专利说明】
一种用于树木年轮定年的方法及实现该方法的装置
技术领域
[0001] 本发明涉及测树学，具体涉及树木年龄测定领域。
【背景技术】
[0002] 由于树木的生长量受树木生长的环境条件的影响，在相同生态环境中生长的树， 经历环境变化的过程相同，因此，对于在相同生态环境中的同一树种其生长量大小的变化 应当相同或相近。
[0003] 只要在同一个生态区内测定几株某树种的个体，便可以知道此树种年轮中窄轮和 宽轮出现的年代，制成该树种在该生态环境区的标准曲线，在该生态环境区中生活的其他 同种树木的年轮宽度的各年宽窄变化趋势都应与此标准曲线相同。
[0004] 目前较为常用的树龄测定方法为:树木年轮交叉定年法，该方法的具体过程如下：
[0005] (1)在被测树所生活的环境相同或相似的生态环境范围内，随机抽取至少30棵与 被测树同种的树木。在树干同一高度(一般为胸径位置)用生长锥取树木树心样品，测定每 个年轮的宽度，按照年代顺序形成年轮宽度序列。注意：在测定树木年轮宽度序列前，应将 伪轮、断轮、缺轮排除。
[0006] (2)将每株树的年轮宽度序列进行低频滤波处理(标准化处理），去除树木自身因 素对树轮宽度的影响，保留外界环境因素对树轮宽度的影响。将标准化处理后得到的年轮 宽度称为标准化年轮宽度。
[0007] (3)将30株树标准化年轮宽度按照年代数序排列，形成标准化年轮宽度序列，将30 株树的准化年轮宽度序列按照同一生态环境、同一树种的宽轮和窄轮出现的年代一致的原 则进行相互比对，找到各树年轮宽度序列中缺轮的位置，将缺轮补充到各树的年轮宽度序 列中，形成各树完整的标准化年轮宽度年代序列。
[0008] (4)将30株树同一年代的年轮宽度进行统计分析，计算该地区该树种每个年代的 标准年轮宽度平均值，及可覆盖该地区该树种95%个体的标准年轮宽度变化范围。
[0009] (5)将每一年的标准年轮宽度平均值及其变化范围按照年代顺序排列，即得到该 地区该树种的年轮宽度标准曲线。
[0010] (6)采集被测树的树干同一高度(胸径位置）的年轮样品，按照步骤（1)至(3)形成 被测树的标准化年轮宽度序列。
[0011] (7)用被测树的标准化后的年轮宽度序列和标准化年轮宽度曲线比对，所有的宽 轮和窄轮的位置完全吻合时，标准曲线上各年轮对应的年代便是被测树各年轮对应的年 代。（参考文献:吴祥定.树木年轮与气候变化.气象出版社，1990，4)
[0012] 采用上述方法测树木死枝初生年代，可达到对古树进行无损精确测定树龄的目 的。
[0013] 但是采用上述方法测定树龄会受诸多限制因素的制约：（1)受树种的限制。（2)受 气候环境的限制。使得此技术无法在北京市树木年龄的测定中广泛应用。
[0014] 上述方法得以实现的关键是：建立被测树木所在地区的"树木年轮宽度标准曲 线"，此曲线在应用中受诸多限制因素的制约：（1)受树种的限制。也就是说一条标准曲线只 能用于一种树的年轮定年。同一地区的不同的树种需建立不同的标准曲线。不同树种的标 准曲线不可通用。（2)受气候环境的限制。因为树木年轮生长受树木所在生存环境的影响， 比如干旱环境比湿润环境树轮长得窄。城市中存在许多的小环境区域，若要用"树木年轮交 叉定年技术"测定城市中树木的年龄，就需一个小环境建立一个树种的"树木年轮宽度标准 曲线"，这在城市中无法实现，因为建立一条"树木年轮宽度标准曲线"至少需要采集30株相 同树木的年轮样本方可建立，一个城市小环境区域中一般不会有足够的同种树木。同时，城 市中人为活动对树木周围的环境会产生影响，例如:人工灌溉，这使得即便同一地区的树， 所处的环境条件也不相同。从而造成无法建立测定城市中树木的"树木年轮宽度标准曲 线"。从而无法实现对城市中树木的精确年龄测定。

【发明内容】

[0015] 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于树木年轮定年的方法及实现该方法 的装置，目的在于解决现有树木年龄测定方法存在无法在城市小气候环境下建立准确的标 准曲线，导致无法实现对市区古树进行精确年龄测定的问题，以及在建立标准曲线的过程 中也会对其他采样的树造成损害的问题。
[0016] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于树木年轮定年的方法，该方 法包括：
[0017] S1、对待测定古树进彳丁样品米集；
[0018] S2、对米集得到的样品进彳丁处理；
[0019] S3、对处理后的样品进行年轮判读；
[0020] S4、对样品进行年轮定年；
[0021 ] S5、通过样品定年结果得出待测古树的初生年代。
[0022] 本发明的有益效果是:本发明可对树木年轮样品上的每个年轮对应的年代进行测 定，测定结果可以确定死树枝、树墩样品或采集的树心样品的死亡年代和初生年代。确定了 活古树上死亡树枝的初生年代，便可推导出比较准确的古树年龄，从而达到对古树进行无 损精确测定树龄的目的。
[0023] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0024]进一步，所述S1的实现过程包括：
[0025] S11、当采集生长锥样品时，采用应力波三维成像仪检测树干无空腐的位置；
[0026]当采集树枝样品时，选取主干上无空洞、腐朽结构的一级分枝，该分枝为枯死枝、 断枝或修剪后的断口；
[0027] S12、当采集生长锥样品时，采用生长锥在无空腐位置沿该主干直径，从正南方向 钻入，获得从南侧树皮到北侧树皮的树干木质部样品；
[0028]当米集树枝样品时，米用锯子截取枝条靠近主干的部分的一段枝干，截取枝干长 度以不引起采集枝段碎裂为准，此段枝干即为此枝条的年轮盘样品：
[0029] S13、测量取样位置距地面的距离。
[0030] 进一步，所述S2中对样品进行处理的过程为:采用不同粗度的砂纸由粗到细依次 打磨，直至在放大80倍体视显微镜下可见细胞轮廓为止。
[0031 ]进一步，所述S3中对样品进行年轮判读的过程为:在体视显微镜下确定树心样品 上的缺轮、断轮和伪轮的位置，并计数年轮数量。
[0032]进一步，所述S4的实现过程包括：
[0033] S41、测量年轮宽度数据，并根据该数据绘制成柱状图；
[0034] S42、采用Excel表格程序在柱状图中添加趋势线，获得相关决定系数最大的趋势 线公式；
[0035] S43、采用每轮年轮的宽度值除以趋势线相应年龄点的值，计算出标准化年轮宽 度，获得标准化年轮宽度序列；
[0036] S44、通过历年年降水量和年有效积温与树木年轮宽度的关系获得年轮宽度标准 曲线，所述年轮宽度标准曲线中包括降水相关标准曲线和积温相关标准曲线；
[0037] S45、通过在年轮宽度标准曲线与标准化年轮宽度序列之间进行分析计算，实现对 样品年轮进行定年。
[0038] 进一步，所述S45的实现过程包括：
[0039] S451、选取待测树木周边无人为活动时期或人为活动较少时间段，按此时间段在 年轮宽度标准曲线上选取一段曲线；
[0040] S452、以选取的年轮宽度标准曲线段为自变量，以样品标准化年轮宽度序列为因 变量，在样品标准化年轮宽度序列上逐段进行二元直线回归分析，找到回归关系最显著的 合理区段，此区段样品的年轮序列的年代即与选取的年轮宽度标准曲线年代相同；进而确 定待测样品的准确出生及其死亡年代。
[0041] 实现上述用于树木年轮定年方法的装置包括应力波三维成像仪、锯子、生长锥、砂 纸、带电子目镜(或带数码照相机)的体视显微镜和计算机；
[0042]所述三维成像仪用于检测树干无空腐位置；
[0043] 所述锯子(油锯)用于采集树枝年轮盘样品
[0044] 所述生长锥用于对树干无空腐位置进行树干木质部样品采集；
[0045] 所述砂纸用于对样品进行打磨处理；
[0046]所述体视显微镜用于对处理后的样品进行观察和年轮的判读;通过其上的电子目 镜和计算机结合采集样品年轮数码图像。
[0047] 所述计算机用于对古树年轮宽度进行测量，并各项和年轮定年相关的计算分析。
【附图说明】
[0048] 图1为本发明实施例所述的用于树木年轮定年的方法的流程图；
[0049]图2为本发明实施例所述的对待测定古树进行样品采集的流程图；
[0050]图3为本发明实施例所述的对样品年轮进行定年的流程图；
[0051]图4为本发明实施例所述的通过在年轮宽度标准曲线与标准化年轮宽度序列之间 进行分析计算，实现对样品年轮进行定年的流程图；
[0052]图5为本发明实施例所述的生长锥树心样品采集示意图；
[0053]图6为本发明实施例所述的年轮宽度柱状图；
[0054]图7为本发明实施例所述的标准化后的年轮宽度序列图；
[0055]图8为本发明实施例所述的标准曲线与年轮序列中年代一致的区段示意图。
【具体实施方式】
[0056]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0057] 实施例1
[0058]如图1所示，本实施例提出了一种用于树木年轮定年的方法，该方法包括：
[0059] S1、对待测定古树进彳丁样品米集；
[0000] S2、对米集得到的样品进彳丁处理；
[0061 ] S3、对处理后的样品进行年轮判读；
[0062] S4、样品年轮定年；
[0063 ] S5、通过样品定年结果得出待测树木的初生年代。
[0064] 本实施例通过对树木年轮样品上的每个年轮对应的年代进行测定，测定结果可以 确定死树枝、树墩样品或采集的树心样品的死亡年代和初生年代。确定了活古树上死亡树 枝的初生年代，便可推到出比较准确的古树年龄，从而达到对古树进行无损精确测定树龄 的目的。
[0065] 优选的，如图2所示，所述S1的实现过程包括：
[0066] S11、为保证测算树龄的准确，必须保证样品无腐朽或空洞。因此，在用生长锥采集 树心样品前需用应力波三维成像仪检确定树干无空腐的位置;若在树上已形成的断枝上采 样则无需进行应力波三维成像；
[0067]对于生长锥取树心样品的，可采用应力波三维成像仪检测树干无空腐的位置;对 于从断枝或死枝取年轮盘样品的，需选无空心腐朽结构的枝杈，并尽量选择位置低的枝杈， 采样测定。若有树皮，需尽量保证样品上带树皮，这样可保证样品边缘木质部不缺失。
[0068] S12、采生长锥样品的，用生长锥在无空腐位置沿该主干直径，从正南方向钻入，获 得从南侧树皮到北侧树皮的树干木质部样品；这样的采样更容易采到树心，即便采不到树 心，采到的样心离树心更近。
[0069] 采集树枝样品的，需选择主干上的1级分枝，分枝可以是死枝、断枝或修剪后的断 口，但要保证枝条内部无空洞或腐朽结构，截取枝条靠近主干的部分的一段枝干，截取枝干 长度以不引起采集枝段碎裂为准，此段枝干即为此枝条的年轮盘样品。
[0070] 无论采集树心样品还是树枝样品，都要保证样品上树皮不缺失(若有树皮）。
[0071] S13、测量取样位置距地面的距离。无论采集树心还是树枝样品，都要在保证不采 到空腐结构的基础上，在尽量低的位置采。
[0072] 优选的，所述S2中对样品进行处理的过程为:采用不同粗度的砂纸由粗到细依次 打磨，最后一道打磨使用砂纸的粗度至少需细到600目，直至在放大80倍体视显微镜下可见 细胞轮廓为止。
[0073]优选的，所述S3中对样品进行年轮判读的过程为:在体视显微镜下通过木材木质 部细胞横截面的形状差异，确定树心样品上的伪轮的位置。通过体视显微镜上的电子目镜， 将样品年轮数字图像录入计算机，在计算机上通过比对样品树心到不同方向的年轮图像， 确定各方向断轮的位置。在经过伪轮和断轮的校正后，同一样品各向真实年轮数一致。 [0074]在完成年轮判读后，可通过Photoshop程序计数年轮数量、测量每轮年轮的宽度， 形成逐年年轮宽度序列曲线。测定年轮宽度时，一个方向的年轮宽度测量要沿着经过树心 到树皮的直线进行。
[0075] 优选的，如图3所示，所述S4的实现过程包括：
[0076] S41、测量年轮宽度数据，并将该数据按照年龄次序做成柱状图；
[0077] S42、在柱状图中添加趋势线，获得相关决定系数最大的趋势线公式；
[0078] S43、采用每轮年轮的宽度值除以趋势线相应年龄点的值，作为标准化年轮宽度 值，进而获得依年龄排列的标准化年轮宽度序列；
[0079] S44、通过历年年降水量和年有效积温与树木年轮宽度的关系获得年轮宽度标准 曲线，所述年轮宽度标准曲线中包括降水相关标准曲线和积温相关标准曲线；
[0080] S45、利用年轮宽度标准曲线与标准化年轮宽度序列进行分析计算，实现对样品年 轮进行定年。
[0081] 用根据人为活动影响小的原则截取的年轮宽度标准曲线与标准化年轮宽度序列 进行多元回归分析，计算出标准年轮宽度序列上回归最显著的合理区间，此区段标准年轮 宽度序列上年轮的年代便与标准曲线上的年代相同，知道此段年轮宽度序列的年代后，向 树心推算得到样品的初生年代，向树皮方向推算，得到样品停止生长或死亡的年代。
[0082]优选的，如图4所示，所述S45的实现过程包括：
[0083] S451、选取待测树木周边无人为活动时期或人为活动较少时间段，按此时间段在 年轮宽度标准曲线上选取一段曲线；
[0084] S452、以选取的年轮宽度标准曲线段为自变量，以样品标准化年轮宽度序列为因 变量，在样品标准化年轮宽度序列上逐段进行二元直线回归分析，找到回归关系最显著的 合理区段，此区段样品的年轮序列的年代即与选取的年轮宽度标准曲线年代相同；进而确 定待测样品的准确出生及其死亡年代。
[0085]由于地球的大气环流受到太阳辐射的影响，太阳活动存在一个11年的周期，地球 的大气运动也存在有规律的周期变化，因此在进行年轮宽度标准曲线和每一段树木年轮宽 度序列的二元直线回归分析过程中，出现显著回归年轮段往往不止1个，有些回归显著的年 轮序列段，若赋予标准曲线的年代后，推导出树木死亡年代会在树木采样年代之后，这些显 著回归区段就属于不合理区段。在合理的显著回归区段中，回归最显著的区段一般和选择 的标准曲线区段处于相同的时间段。
[0086] 优选的，所述在年轮宽度标准曲线上选取一段曲线的选取标准为：古树周边无人 为活动时期或人为活动较少时期。
[0087] 由于人为活动会改变树木周围的生长环境，而人的流动性强，树木周边人为活动 的方式不是一成不变的，而是具有很大的不确定性，因而人为活动对树木周围环境的影响 也是不稳定的，因此在人为活动频繁的时间段，树木年轮宽度的变化和本发明标准曲线的 变化相关性减弱或消失，因此在选择标准曲线段时应避开人为活动频繁的时期，最好选择 无人为活动的时期。
[0088] 实施例2
[0089] 本实施例提出了实现上述用于树木年轮定年的方法的装置，该装置包括应力波三 维成像仪、锯子、生长锥、砂纸、带电子目镜(或带数码相机)的体视显微镜和计算机；
[0090] 所述三维成像仪用于检测树干无空腐位置；
[0091 ]所述锯子用于采集树枝年轮盘样品；
[0092] 所述生长锥用于对树干无空腐位置进行树干木质部样品采集；
[0093] 所述砂纸用于对样品进行打磨处理；
[0094]所述体视显微镜用于对处理后的样品进行观察和年轮的判读;通过其上的电子目 镜(或数码相机)和计算机结合采集样品年轮数码图像；
[0095] 所述计算机用于对古树年轮宽度进行测量，并对标准年轮宽度曲线进行计算分 析。
[0096] 实施例3
[0097] 本实施例通过实际对圆明园中死亡桧柏的树龄进行测定来说明本发明所述方法 的具体过程。
[0098] 1、采样时间：2016年3月26日；
[0099] 2、测定树种：桧柏Sabina chinensis;
[0100] 3、检测样品数量:1个桧柏树心样品；
[0101] 4、检测设备：
[0102] (1)米样工具：瑞典产mora牌60cm长生长锥。
[0103] (2)数据采集工具:卷尺，ArborSonic 3D牌应力波三维成像仪。
[0104] (3)检测仪器:Nikon SMZ800体视显微镜。
[0105] (4)数据处理设备:戴尔台式电脑。
[0106] (5)数据处理程序：Photoshop CS3，Microsoft Excel2003
[0107] 5、测量步骤：
[0108] (1)样品米集
[0109] 首先，采用应力波三维成像仪找到树干无空腐位置；
[0110] 然后，如图5所示，采用生长锥在此位置沿主干直径，从正南方向钻入，取得从南侧 树皮到北侧树皮的树干木质部样品1个； Com]最后，用卷尺测量取样位置距地面高度。
[0112] (2)样品处理
[0113] 将样品运回实验室，然后将样品固定在样品架上，用不同粗度砂纸由粗到细依次 打磨，直至在放大80倍体视显微镜下可见细胞轮廓为止。
[0114] (3)年轮判读
[0115] 在体视显微镜下进行年轮判读。确定树心样品上的缺轮、断轮和伪轮的位置，并计 数年轮数量、测量每轮年轮的宽度。录入Excel表格中，形成逐年年轮宽度序列曲线。
[0116] (4)年轮定年
[0117] 确定样品上每条年轮对应的年代。用标准曲线相关定年法进行定年。结合当地的 人文历史记录和北京市年轮宽度标准曲线对比的结果，通过多种证据相互佐证的方法，以 确定待测树木的准确初生及其死亡年代。
[0118] 6、年轮判读结果
[0119] 采样高度：122cm;
[0120] 样心长度：27cm;
[0121] 年轮判读结果：
[0122] 树心样品南段年轮数:184轮。缺轮:2轮。实际年轮数186轮。
[0123] 树心样品北段年轮数:182轮。缺轮:4轮。实际年轮数186轮。
[0124] 7、年轮定年
[0125] 通过和标准曲线逐段进行二元直线相关分析得到的树干样品年代范围：公元1800 年至公元1986年，误差±1年。
[0126] 8、定年计算过程
[0127] (1)如图6所示，用Photoshop程序测量年轮宽度数据，将数据录入Excel表格程序， 在Excel表格中形成柱状图；
[0128] (2)用Excel表格中插入柱状图程序中的添加趋势线程序，求出相关决定系数最大 的趋势线公式，即拟合公式，如图6所示；
[0129] (3)在Excel表格中，用年轮宽度测量值初一趋势线相应年龄点的值，求出标准化 年轮宽度序列，如图7所示；
[0130] (4)在标准曲线上选取一端曲线，最好树周边选无人为活动的时期，或人为活动较 少的时期。本次测定用的是1940年至1959年的时间段标准曲线，此时圆明园处于无人看管 时期。以标准化年轮宽度为因变量，标准曲线的两条曲线为自变量进行逐段二元直线回归 分析，回归最显著的区段即为和标准曲线年代相同区段，如表1所示。
[0131] 表1

[0135] 由表1可知，F值最大的区段为4至23岁区段，若此区段为正确区段，则此树4岁时为 1940年，23岁时为1959年，以此推断当此树186岁（死亡年龄)时应为2124年，对于在2016年 采样的树来说显然是不可能的。F值排在第二位区段的是：140至159岁区段，若此区段为正 确区段，则此树140岁时为1940年，159岁时为1959年，以此推断当此树186岁（死亡年龄)时 应为1986年，这是可能的。因此判断此树的死亡年代为1986年。
[0136] 本发明中所述的待测古树标准曲线是在对待测古树所在地区多年气候观测数据 和树木年轮宽度历年变化趋势进行分析后建立的。主要是依据降水和积温两个气象因素和 年轮宽度的关系。而不是建立在单一树种的年轮宽度的统计分析上。所以，此曲线不受树种 限制，对所有树种的定年均适用。同时避免了在树体上采样而造成的对其他树木的伤害。并 且在树木定年过程中受城市小环境和人为活动的影响不明显，因为人类活动造成的小气候 环境变化与大的环境变化相比是有限的，例如人可以通过灌溉影响降雨量对树木的影响， 但人类活动还不能对积温造成决定性的改变，例如人的活动无法使北京市内任何一个露天 小环境的无霜期比北京其他地方短。
[0137] 在应用标准曲线时，需要首先了解待测古树所在地区的人为活动历史，选取人类 活动较少的时段的标准曲线段做标准，和从待测古树上取下的年轮宽度标准曲线进行二元 直线相关分析，找到相关最显著的合理区段，此区段年轮序列对应的年代便和标准曲线上 的年代一致，如图8所示。得到此确定年代的年轮宽度区段后，向前推导出树心生成于何年， 向后可推到出最边缘年轮生成于何年。
[0138] 需要注意的是，由于在进行逐段二元直线相关分析过程中，会出现显著相关的区 段不只一个，有的相关区段在后面的推到结果会得出样品的死亡年代晚于采样年代的现 象，例如，在2016年采样测定的已死亡的树种，推到出死于2018年，这显然是不可能的，此类 相关区段即为不合理显著相关区段。
[0139] 本发明所述的标准曲线利用的是气候因子对树轮宽度的影响建立的，这种关系可 以是促进关系也可以是阻碍关系，可以是正相关也可以是负相关，这就使得由于人为活动 造成小气后环境过热或过冷、过湿或过旱对树轮宽度造成的不同的影响。从而使得本曲线 抗小气候变化的能力大大加强。
[0140] 举个例子:对于某一种树来说在过热的环境中（楼南，背风向阳处），在积温高的年 份会出现窄轮，积温较低的年份会出现宽轮。而同一树种在较冷的环境中（楼北，阴凉，风道 处），在积温高的年份出现宽轮，在积温低的年份出现窄轮。若用现有的年轮交叉定年法，就 需在楼南为此树种建一个标准曲线，楼北建立一个标准曲线，因为楼南树木的宽、窄年轮和 楼北的不在相同的年份出现。现有的年轮交叉定年法，是用查找和年轮宽度标准曲线某一 区段达到正相关最大的方式，确定待测样品年轮的年代。
[0141] 而本发明的标准曲线，只需找到和样品年轮标准宽度序列回归最显著的合理区段 即可，这可以是和两条标准曲线均正相关，也可以是均负相关，也可以是和一条正相关和另 一条负相关。
[0142] 本发明标准曲线通过目前可得到的气象记录数据合成，由于记录数据有限，目前 本曲线仅可对存活的或1980年(适用年代范围）以后死亡各种树木年轮样品(包括树枝样品 和树干样品)进行年轮定年。
[0143] 为了能够更为深入的了解本发明所述的方法和装置，以下对本发明中所涉及的专 业术语进行解释。
[0144] 年轮:北方的树木在冬季均会进入停止生长的休眠期，此时树干中的细胞就会逐 渐停止生长，细胞形状和春夏季细胞不同，每年这种细胞形状的交替变化出现一次，这就形 成了年轮。
[0145] 伪轮:有时在生长季节树木遇到恶劣气候，也会停止生长，如遭遇干旱，当干旱气 候结束后又开始生长，这时树干中也会出现类似年轮的结构，但这条'年轮'不是一年出现 一次的真年轮，所以称为伪轮，意为假年轮。
[0146] 断轮:有时在整个生长季树木都遇到恶劣的气候，或不同恶劣气候在生长季轮番 出现，如旱灾过去后遇到虫灾，树木在整个生长季都停止生长，或没有明显的生长，此时树 干在这一年就不形成年轮，这种不形成年轮的情况只在树干的某些方向上出现，而不是整 条年轮均不形成，这就是断轮。意为中断的年轮。
[0147] 缺轮：当整条年轮缺失时，这条缺失的年轮成为缺轮。这一般在树木极端衰弱、濒 临死亡阶段会出现，因此出现在年轮盘边缘的可能性大。
[0148] 年轮盘:截取的一段树干或树枝的横截面，称为年轮盘。此横截面经过打磨抛光 后，可显现出清晰的树木年轮。
[0149] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于，该方法包括： 51、 对待测定古树进行样品采集； 52、 对采集得到的样品进行处理； 53、 对处理后的样品进行年轮判读； 54、 对样品年轮进行定年； 55、 通过样品定年结果得出待测树木的初生年代。2. 根据权利要求1所述的一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于，所述S1的实现过 程包括： 511、 当采集生长锥样品时，采用应力波三维成像仪检测树干无空腐的位置； 当采集树枝样品时，选取主干上无空洞、腐朽结构的一级分枝，该分枝为枯死枝、断枝 或修剪后的断口； 512、 当采集生长锥样品时，采用生长锥在无空腐位置沿该主干直径，从正南方向钻入， 获得从南侧树皮到北侧树皮的树干木质部样品； 当采集树枝样品时，采用锯子截取枝条靠近主干的部分的一段枝干，截取枝干长度以 不引起采集枝段碎裂为准，此段枝干即为此枝条的年轮盘样品； 513、 测量取样位置距地面的距离。3. 根据权利要求2所述的一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于，所述S2中对样品 进行处理的过程为:采用不同粗度的砂纸由粗到细依次打磨，直至在放大80倍体视显微镜 下可见细胞轮廓为止。4. 根据权利要求3所述的一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于，所述S3中对样品 进行年轮判读的过程为:在体视显微镜下确定树心样品上的缺轮、断轮和伪轮的位置，并计 数年轮数量。5. 根据权利要求4所述的一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于所述S4的实现过 程包括： 541、 测量年轮宽度数据，并根据该数据绘制成柱状图； 542、 采用Excel表格程序在柱状图中添加趋势线，获得相关决定系数最大的趋势线公 式； 543、 采用每轮年轮的宽度值除以趋势线相应年龄点的值，计算出标准化年轮宽度，获 得标准化年轮宽度序列； 544、 通过历年年降水量和年有效积温与树木年轮宽度的关系获得年轮宽度标准曲线， 所述年轮宽度标准曲线中包括降水相关标准曲线和积温相关标准曲线； 545、 通过在年轮宽度标准曲线与标准化年轮宽度序列之间进行分析计算，实现对样品 年轮进行定年。6. 根据权利要求5所述的一种用于树木年轮定年的方法，其特征在于，所述S45的实现 过程包括： 5451、 选取待测树木周边无人为活动时期或人为活动较少时间段，按此时间段在年轮 宽度标准曲线上选取一段曲线； 5452、 以选取的年轮宽度标准曲线段为自变量，以样品标准化年轮宽度序列为因变量， 在样品标准化年轮宽度序列上逐段进行二元直线回归分析，找到回归关系最显著的合理区 段，此区段样品的年轮序列的年代即与选取的年轮宽度标准曲线年代相同；进而得出待测 样品的准确出生及其死亡年代。7.实现权利要求1-6任意一项所述的一种用于树木年轮定年的方法的装置，其特征在 于，该装置包括应力波三维成像仪、锯子、生长锥、砂纸、体视显微镜和计算机； 所述三维成像仪用于检测树干无空腐位置； 所述锯子用于采集树枝年轮盘样品； 所述生长锥用于对树干无空腐位置进行树干木质部样品采集； 所述砂纸用于对样品进行打磨处理； 所述体视显微镜用于对处理后的样品进行观察和年轮的判读;通过其上的电子目镜和 计算机结合采集样品年轮数码图像； 所述计算机用于对古树年轮宽度进行测量，并进行各项和年轮定年相关的计算分析。
【文档编号】G01N21/84GK106093048SQ201610622194
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月1日 公开号201610622194.8, CN 106093048 A, CN 106093048A, CN 201610622194, CN-A-106093048, CN106093048 A, CN106093048A, CN201610622194, CN201610622194.8
【发明人】巢阳, 李锦龄, 丛日晨, 卜向春
【申请人】北京市园林科学研究院