路易斯·帕特里亚尼

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2026年5月11日

塔奇加利粗皮树标本中的年轮。图片由埃尔维桑特提供，维基共享资源（CC BY-SA 4.0）。

• 科学家们分析了树木年轮，以调查亚马逊盆地是否确实正在干涸，正如2023年和2024年极端干旱所显示的那样。
• 他们的研究显示，过去四十年雨季降雨更加强烈，旱季降雨稀少，显示出气候季节性的前所未有地延长。
• 研究人员指出，极端的加剧是自然环境变异、毁林和气候变化共同作用的结果，直接影响了森林和碳循环。

2024年，亚马逊地区经历了有记录以来最严重的干旱之一——如果不是最严重的话。在马瑙斯港，亚马逊河沿线最大城市，水位达到12.68米，为自1902年开始测量以来的最低水位。比2023年更糟，当时马瑙斯上游特菲湖的高温导致河豚死亡。

连续多年的创纪录高温和干旱让科学家们开始思考，整个亚马逊盆地是否因厄尔尼诺和拉尼娜更强烈的周期加上持续的毁林而干涸，这些周期改变了海洋表面温度并干扰大气环流。

由于该地区数据稀少，英国大学和巴西国家亚马逊研究所（INPA）的科学家们寻求亚马逊雨林中树木能提供的答案。

他们采用了被称为树轮年代学的方法，重点研究树干中每年形成的年轮的年代学。除了确定树木的年龄外，它还能重建过去的气候条件，而这次它揭示了一个更复杂的问题。

该研究结果揭示了过去四十年间降雨季节性格局的显著变化：雨季降水量持续增加，而旱季干旱程度不断加剧，进而对区域水文循环产生了实质性扰动。

一位研究人员在亚马逊南部采集了一棵榆树的样本进行研究。图片由彼得·格罗内迪克提供。

伯明翰大学生物学家、首席作者布鲁诺·辛特拉说：“我们论文的想法源自一个长期以来的问题，即通过一个具有大尺度空间代表性和良好时间范围的数据集，了解亚马逊气候正在发生什么。”

“长期以来，人们一直在谈论它会枯竭，而1990年代和2000年代初建立的气候模型确实显示亚马逊正在走这一路径。但当我们观察过去40到50年气候的发展时，我们发现没有明显的模式表明整个生物群系正在枯竭。”

该研究基于伊什雪松和阿拉伯树树木年轮中的氧同位素信号。木材中这些同位素的比例与树木所受雨水量有关。本研究显示，自1980年以来，亚马逊雨季降雨量增加了15-22%，旱季降雨量减少了5.8-13.5%。

雨季较湿，旱季较干

据辛特拉所述，本研究的创新性在于系统比较了两类典型洪泛森林生态系统——即“瓦尔泽亚”与“伊加波”——的树木生长特征。研究采集了两类样本：一类为洪泛平原上处于陆生生长阶段（即脱离常年水淹、转入陆域环境后）的树木样本；另一类为旱季林中全年无周期性淹水胁迫的对照树木样本。

此外，研究人员还指出他们关注树干中形成的氧同位素，这些同位素反映了大气中与水冷凝和蒸发相关的物理过程。

巴西帕拉州北部的卡西乌阿纳国家森林。图片由彼得·格罗内迪克提供。

辛特拉说：“每次水的状态发生变化，都会在树木上留下化学痕迹。”“基于这两种方法（树木年代学和同位素），我们对从年轮中获得的时间序列进行了分析，从而能够确定过去 40 年里降雨量的变化情况，表明亚马逊地区的季节性降雨周期出现了前所未有的延长。”

合著者、马瑙斯巴西国家亚马逊研究所约亨·舍恩加特研究员指出极端事件的例子，证实了研究关于降雨季节性增强的论点。

他说：“中亚马逊历史上四次最猛烈的洪水——分别发生在2021年，随后是2012年、2009年和2022年——发生在过去16年内。”“与此同时，该地区三次最严重的水文干旱分别发生在2024年、2023年和2010年。”

据舍恩加特介绍，过去40年的观察描绘出气候中心的形成，表现为雨季较湿润——尤其是在亚马逊北部——而南部则是更干旱的旱季，干季正变得更长。中心区域则同时受到两个极端增加的影响。

舍恩加特还表示，当前科学难以区分哪些是由自然气候变异引起，哪些是人类在更强烈的水文循环中引起的。

“这些是协同作用中的复杂机制。南部亚马逊地区，旱季较长与海面温度升高相关，主要集中在北热带大西洋，也经历了土地利用的重大变化：毁林、森林退化、森林破碎化。在极端干旱的年份里，曾发生过大规模火灾，”舍恩加特说。

一位研究人员分析桃花心木树的年轮。图片由彼得·格罗内迪克提供。

舍恩加特是另一项基于西班牙雪松年轮的气候重建研究的合著者，该研究成功回顾了256年前亚马逊气候的样貌。他强调了年轮学在理解几个世纪前地球尚未受到人类气候破坏影响时气候变异的重要性。

“这项研究显示，过去，主要是在1861年至1879年这18年间，亚马逊盆地东北部发生了严重干旱，现在降雨量有所增加。这表明我们过去40年所观察到的情况是前所未有的，”他说。

该研究的第一作者丹妮拉·格拉纳托目前在美国阿肯色大学工作，她还调查了当时的历史记录，以验证这些树木——其中一些树龄超过300年——通过年轮传达的信息。

在寻找1900年前极端气候事件的证据时，格拉纳托发现了关于干旱、河段干涸成湖泊、鱼类死亡以及马德拉河沿岸大火的报纸报道，马德拉河是亚马逊的主要支流。她还发现了19世纪发生重大洪水的新闻报道，比如1859年和1892年发生在里奥内格罗和桑塔伦的洪水。

“就水文气候变异而言，亚马逊复合体非常大，因此每个地区都有自己的自然变异性、雨季和旱季，”格拉纳托说。“而影响某些地区当前变化的主要因素之一是毁林，这阻止了水分回归空气。”

一棵用于年轮学研究采样的树木。图片由彼得·格罗内迪克提供。

纠正来自全球北方的误解

热带地区进行的年轮学研究的激增，为亚马逊树木健康和气候提供了宝贵信息，这也是相对较新的现象。

推迟的原因源于全球北方科学家们延续的误解。几十年来，他们声称，与温带地区的树木因寒冷冬季和强烈温度季节性而停止生长，形成明显的年轮不同，热带地区温度更稳定的树木会不受阻碍地生长，因此年轮效应不会那么明显。

但现实是，在热带地区，年轮形成是在其他季节性环境中，比如旱季缺水导致某些物种停止生长，或者当森林经历长时间洪水，根部无法从土壤中获取水分和养分，迫使树木停止生长时。

“热带树木不会形成年轮的这一观点已被全球所有生物学教科书发表，”坎皮纳斯州立大学生物学教授彼得·格罗内迪克表示，他领导热带森林树木学和生态学的研究。（格罗内迪克未参与氧同位素研究。）

“但在2000年代初这一神话开始消散后，热带地区的年轮学开始发展，”他说。

格罗内迪克还是热带年轮网络的联合创始人，该网络旨在提高热带地区研究的知名度并分享知识，他致力于全球南方重要的年轮学研究，重点关注大规模的空间和时间尺度气候学。

他的一项研究与来自124个机构的150名研究人员共同进行，隶属于热带年轮网络，考察了来自巴西及其他热带地区的1万多棵树木，以了解过去100年极端干旱和全球变暖的影响。

这项最近发表在《科学》杂志上的研究揭示了严重干旱事件略微减少了树木直径的生长，但使死亡率提高了10%。

“树木很有韧性，恢复得很快，”格罗内迪克说。“然而，干旱随着时间推移日益加剧，预计气候变化将进一步抑制增长。虽然目前效果不大，但这些减少导致死亡率显著上升。而且，由于热带森林非常广泛，这最终会将大量的碳释放回大气中。”

本文最初于2026年1月6日以葡萄牙语发表。