这样的宫古应用在全球范围内尚属首次。他们不仅成功锁定3根古木的木新生长年代，更追溯出其遥远“故乡”的闻科地理来源，为古建筑研究推开了一扇新窗。学网相关研究近日发表于《npj遗产科学》。身世之谜
许晨曦的闻科老本行是古气候变化研究——用树轮中的稳定同位素研究过去千年以来的亚洲季风变化。不过，他一直想用这一“看家本领”做点应用方面的事儿，考古就是他看好的一个应用出口。
一直以来，判断古建筑年代、建筑历史主要靠文献记载和建筑形制研究。但许多单体建筑史料常有缺漏，形制研究又易受主观性和后世修缮干扰。这使得相关研究缺乏自然科学精确的判定手段。
事实上，将树轮年代学应用于考古已有百年历史。作为我国现存规模最大、保存最完整的木结构宫殿建筑群，北京故宫拥有海量的木构件。故宫此前也曾与德国团队合作，尝试用传统的树轮宽度分析方法探寻木料来源。
基于多年的基础研究，许晨曦与合作者提出新手段：树轮氧同位素分析?！?#27687;同位素就像树木喝下的‘雨水指纹’，不同地区不同时期的降水同位素组成差异明显，树木会忠实地记录下来。”许晨曦解释道，溯源的原理很简单：把木材的氧同位素数据与研究团队建立的全国树轮氧同位素数据库比对，匹配度最高的区域就是木材的产地。
“相比传统的年轮宽度法，氧同位素法的优势在于：它受个体树木生长差异的影响较小，即使样本量很少，只要能够高度匹配某个区域的参考序列，就能实现有效定年和溯源?！?#35768;晨曦对《中国科学报》说。
當三根松木的氧同位素數據被提取出來，并與團隊長期建立的全國數據庫進行比對時，惊喜出現了：三個樣品的數據高度一致，且最匹配的區域指向了東北的老白山、長白山地區，他們還拼接出其1749-1892年144年間的浮動氧同位素序列。
不過，這份驚訝很快被故宮博物院合作者張瓊提供的歷史文獻所印證。研究團隊惊喜地發現，清代檔案中確有康熙年間批奏“采辦塞外松木”建造宮殿的記錄；而木構件最晚生長年份（1892年）在時間上也能與大殿的修繕期對應——大高玄殿在清晚期被西方列強侵占并損壞，后于1902年兩宮回鑾后重建雷壇殿屋頂結構。
这一发现不仅确认了木材来源，还揭示了明清故宫用材策略的重要转变——从楠木到松木的更替，反映了明朝两个多世纪以来不可持续的伐木导致楠木资源几近枯竭，清廷开始寻找替代材料，其着眼点便是满族人所熟悉的“塞外松木”。
据介绍，目前该团队正将这一方法应用于故宫养心殿古楠木产地研究?！?#26410;来，我们还可以给更多古建筑做‘体检’?！?#35768;晨曦说，“比如应县木塔，都说建于辽代，但具体哪一年？木材来自哪里？如果能取样分析，也许能给出自然科学证据?！?/p>
研究团队长期建立的数据库则是溯源研究的基础。目前，他们已经构建了中国乃至东亚的树木年轮氧同位素数据库，如东北地区可追溯至公元1568年以来的序列，华北地区可追溯约300-500年前的序列；云南、川西等南方地区的序列可追溯到700年以上，在越南甚至还建立了800年左右的数据库——因为历史上很多楠木可能来自东南亚。
更長遠看，這些應用也能反哺古氣候研究。“每一根古木都是一本氣候日記。通過它們，我們可以重建一個地區歷史上的極端干旱或暴雨事件，理解氣候變化的規律。這對我們來說是双赢。”他說。
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修缮中大高玄殿区域九天应元雷坛大木落架后现状。用树张琼/故宫博物院供图 
德国科学家在采集样本。张琼/故宫博物院供图 
九天应元雷坛南立面。张琼/故宫博物院供图 
修缮中大高玄殿区域九天应元雷坛。张琼/故宫博物院供图 
