过氧化氢助力古木树轮蓝强度气候信号提升：美国阿拉斯加湾地区的突破性研究

在树轮研究中，样本染色影响蓝强度（BI）与木材密度关系，阻碍长 BI 树轮记录发展。研究人员用 H2O2处理阿拉斯加湾古木样本，发现 24 小时 12% H2O2室温浸泡效果好，能提升 BI 指数相关性和气候敏感性，助力古气候重建。

　　在树轮研究的奇妙世界里，科学家们一直试图从树木的 “成长日记”—— 树轮中，解读过去的气候信息。最大蓝强度（MXBI，蓝色反射率（BR）的倒置形式）作为最大晚材密度（MXD）的替代指标，能更轻松获取，且二者对高纬度或高山夏季温度敏感。通过测量早材蓝强度（EWBI）、晚材蓝强度（LWBI）及其差值（DBI），能追踪高频气候变率。然而，样本染色成了研究路上的 “绊脚石”。无论是活树、死树还是古木样本，都可能因各种原因被染色，比如有机提取物、边材心材颜色转变、金属渗透、微生物和真菌染色等。这些染色干扰了 BI 与木材密度的关系，使得长 BI 树轮记录的发展困难重重。传统去除颜色染色的方法，对非系统性染色的古木样本效果不佳。于是，研究人员决心找到新方法，打破这一困境。

美国相关研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，他们试图探究过氧化氢（H₂O₂）能否有效去除古木样本的染色，进而提升 BI 记录的质量。研究人员从阿拉斯加湾地区被冰川覆盖的森林中，获取了 60 个山铁杉（Tsuga mertensiana）古木样本。这些样本在冰川消退后被发现，此前已在冰川沉积物中埋藏至少 500 年。

研究人员用到的主要关键技术方法包括：对样本进行处理，将样本浸泡在不同浓度的 H₂O₂溶液中，观察其去色效果；对比处理前后样本的 BI 指数，分析 H₂O₂处理对样本 BI 指数相关性的影响；将处理前后样本的 BI 指数与夏季气候重建数据进行对比，评估处理是否增强了 BI 的气候敏感性。

结果：经过 H₂O₂处理后，60 个样本颜色发生显著变化，从深灰色带不同程度浅红褐色变为亮褐色，与该地区现存山铁杉样本颜色相似。部分样本在处理过程中，短轴方向的裂缝略有加宽。统计分析显示，处理后样本的 BI 指数相关性显著提高，DBI 测量的标准差增大。例如，处理后 delta BI 相关性提高 26%，晚材 BI 相关性提高 19%，早材 BI 相关性提高 7% ，DBI 测量的标准差从 0.071 提升到 0.090。对比基于年轮宽度的温度重建数据发现，处理后所有 BI 参数对温度变化的解释方差均有所提高，晚材 BI 提高 19%，delta BI 提高 5%，早材 BI 提高 12.5% 。此外，EPS 和 Rbar 年表统计数据也显著改善，且这种改善对标准化处理相对不敏感。

结论与讨论：这项研究意义重大，它首次验证了 H₂O₂在古木样本去色处理中的有效性。研究表明，室温下用 12% 的 H₂O₂浸泡 24 小时，能有效去除古木样本的染色，提高样本间 BI 指数的相关性，增强气候敏感性。这不仅有助于提升山铁杉 BI 树轮记录的质量，对于其他包含染色古木样本的 BI 年表研究也有重要的参考价值。它为古气候重建提供了更可靠的数据支持，让我们能更准确地解读过去的气候信息，在古气候研究领域迈出了重要的一步。该研究成果发表在《Dendrochronologia》上，为相关领域的研究开辟了新的道路，有望推动树轮年代学和古气候研究的进一步发展。