气温下降时，即使是顽强的树木也会面临生长挑战。 树木在生长期需要一定数量的温暖天数才能正常生长。 如果没有足够的温暖，新长出的树木细胞壁就无法正常木质化，从而形成"蓝环"，在对木材样本进行染色时就会显现出来。木本植物茎上的蓝色生长环表明，由于夏季过于寒冷，细胞无法正常木质化。

1902年在挪威北部一棵树上形成的蓝环。 图片来源：Pawel Matulewski 和 Liliana Siekacz 提供。

由于树木和灌木可以存活数百年，这些蓝色年轮为过去寒冷的夏季提供了宝贵的记录。 通过研究挪威北部的松树和杜松灌木，科学家们发现了1902年和1877年两个异常寒冷的夏天，这很可能与马提尼克岛佩莱山和厄瓜多尔科托帕希火山爆发有关。

波兰亚当-密茨凯维支大学的 Agata Buchwal 博士是《植物科学前沿》 期刊上这篇文章的第一作者。他介绍说："总的来说，我们在乔木中发现的蓝色年轮要多于灌木。 灌木似乎比乔木更适应降温事件，这可能就是灌木分布在更北地区的原因。 这也是我喜欢研究灌木的原因，它们似乎是北方真正的英雄。"

科学家们在挪威北部伊什科拉斯山高处的林木线上采集了25棵苏格兰松树的树芯样本和54棵普通杜松灌木的茎基圆盘样本。 研究小组对这些样本进行了截面处理和染色，然后在显微镜下进行拍照，以便测量生长环的宽度和交叉日期，并识别蓝环。

Buchwal 指出："蓝环研究比传统的树木年代学研究需要更长的时间。我们很高兴能与敬业、高素质的实验室技术人员合作。 只有我们共同努力，才能利用显微镜载玻片高分辨率地探索蓝环世界！"

总体而言，只有2.1%的松树年轮和1.3%的杜松灌木年轮是蓝色的；尚未正常木质化的细胞主要出现在生长年轮的末端，即晚材中。 蓝色年轮最常出现在 1902 年 - 96% 的松树和 68% 的杜松灌木，其次是 1877 年 - 84% 的松树和 36% 的杜松灌木。 松树似乎比杜松灌木更容易形成蓝环，这可能使它们成为寒冷夏季更敏感的指标。

文章的第二作者、亚当-密茨凯维奇大学的 Pawel Matulewski 博士解释说："就北方地区的松树而言，蓝环有可能削弱松树，使其更容易受到机械损伤或疾病的影响。如果这种现象持续数年，就会阻碍树木在接下来几年的恢复。"

将这些数据与当地的气象记录进行比较后发现，1902 年和 1877 年的夏季气温非常低。 在 1902 年，有记录以来最冷的 6 月份推迟了生长季节，因此这一年中足够温暖以利于树木生长的总天数较少。 这就可以解释为什么 1902 年早材几乎正常形成，但晚材却没有，形成了许多蓝色的晚材细胞：生长季节太短，所以晚材没有时间正常发育。

比较这两次降温事件--1902 年的降温事件发生在 6 月，通常是生长季开始的时候，而 1877 年的降温事件发生在 8 月--表明甚至有可能区分不同时间的降温。 较晚的降温事件可能会导致细胞壁木质化程度更高，形成"较少蓝色"的环。

其他研究将蓝色光环与全球气候事件联系在一起，例如大面积火山爆发后的降温。 1902 年 6 月的寒冷可能与 5 月佩雷火山爆发有关。 同样，科托帕希火山 6 月下旬的喷发与 1877 年寒冷的 8 月相吻合--但没有其他报告显示挪威北部在这次喷发后出现了相关的降温。 这个蓝环也可能是由于另一个尚未确定的因素造成的。

通过观察其他蓝环，科学家们发现了更多潜在的寒冷夏季--但天气似乎并不那么寒冷，而且一些温度数据缺失，因此无法进行分析。 科学家们还提醒说，树木间的温度可能与伊什科拉斯山气象站记录的温度不同：未来的研究需要现场气象数据。

Buchwal说："我们希望激励其他研究小组在他们的材料中寻找蓝环。如果能建立一个基于乔木和灌木的蓝环网络，重建长时间尺度的北方树线降温事件，那将是一件非常棒的事情。"

编译自/ScitechDaily