【科研论文科普解读】

　　当你漫步北京故宫，抚摸着那些历经数百年风雨的木构件，是否会好奇：这些木材来自何方？它们见证了哪些王朝更迭？如今，科学家从树轮中找到了答案——通过分析树轮中的氧同位素，不仅精准确定了故宫木构件的建造年代，还成功追溯了其产地来源，为古建筑研究打开了一扇新窗。

　　这一研究成果已发表于国际学术期刊《npj遗产科学》（npj Heritage Science），并得到国家自然科学基金等多个项目的资助。

　　木构件“身份成谜”？传统方法犯了难

　　作为我国现存规模最大、保存最完整的木结构宫殿建筑群，故宫的每一根木构件都承载着厚重的历史。但长期以来，古建筑的年代鉴定和历史研究主要依赖史料记载和形制分析，这两种方法都存在明显局限。

　　许多单体建筑缺乏明确的文献记录，而形制研究又带有主观性和变异性，导致其建造年代、修缮历史等关键信息难以得到科学精确的判定。以故宫大高玄殿的九天应元雷坛殿为例，其屋顶曾经历重建，但具体使用的木材何时砍伐、来自何地，史料中并未明确记载。

　　木材本身的年轮虽然是天然的时间印记，但传统的树轮宽度年代学在应用中也面临挑战。而树轮氧同位素具有独特优势：树间变异性低、自相关性弱、树种间一致性高，还能记录强烈的共同气候信号，这让它成为更理想的定年材料。同时，树轮氧同位素在不同气候带间存在明显差异，也为木材产地溯源提供了可能。

　　跨学科团队联手，树轮同位素揭开答案

　　为破解故宫木构件的身份之谜，中国科学院地质与地球物理研究所的赵卿宇博士后、许晨曦研究员、郭正堂院士团队，与故宫博物院的张琼副研究馆员、吴伟高级工程师、赵鹏正高级工程师联手，开展了一项跨学科研究。

　　研究团队选取了大高玄殿九天应元雷坛殿屋顶替换下来的3处落叶松木构件样品，对其进行逐年树轮氧同位素测定。首先，他们将3个样品的浮动树轮氧同位素序列进行交叉对比，发现这些序列可以相互匹配，成功拼接成一个长达144年的复合浮动年表。

　　为了给这个浮动年表确定准确的时间坐标，研究人员将其与中国北方的东北老白山红松、北京油松等树轮氧同位素长年表进行交叉对比。结果显示，这3个浮动年表仅与东北老白山树轮氧同位素年表的部分时段呈现出统计上显著的强相关性。最终，以东北老白山年表为基准，确定3处木构件的拼接年代为1749年至1892年，即乾隆十四年至光绪十八年。

　　而木构件样品树轮氧同位素与东北老白山主年表的高度相关性，也揭示了它们的地理来源——这些木材很可能取自我国东北地区。

　　成果印证历史，考古溯源添新利器

　　令人欣喜的是，这项基于树轮氧同位素的研究成果，与历史文献记载完美契合。木构件的最晚年代为1892年，这与大高玄殿在清晚期被西方列强侵占损坏、1902年两宫回銮后重建雷坛殿屋顶的历史记录相符。

　　其产地来源也印证了清廷的用材策略：自康熙朝起，由于明朝两个多世纪的过度伐木导致楠木资源几近枯竭，清廷开始采办满族人熟悉的塞外松木替代楠木建造宫殿，这也揭示了故宫古建筑用材从楠木到松木的重要转变。

　　这一研究成果表明，树轮氧同位素不仅是准确可靠的测年方法，也是考古木材的有效溯源手段。这也是首次成功利用树轮氧同位素示踪考古木材产地来源，对故宫乃至我国古建筑历史研究和价值评估具有重要的实践意义。（光明网记者宋雅娟）