EcoChem年轮元素分析系统，采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术，其固体激光器产生激光作用于样品表面。当激光能量大于样品击穿门槛能量时，在样品表面形成等离子体。这些等离子体中受激光能量激发到达高能态的样品物质在迅速回迁至低能态的过程中，发射出带有样品元素种类、含量信息的发射光谱，这些发射光谱信号被智能信号收集系统收集并传输至光谱仪中进行分光，再由CCD检测器进行检测，得到元素信息。该系统目前已应用于土壤植物样品的检测，重金属污染检测，中药材元素测量与鉴定，种质资源检测与鉴定，宝石分析鉴定，矿物分析等诸多领域。

通过EcoChem年轮元素分析系统分析测定树木年轮中Ca、K、Al、Si、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Hg、Pb等多种元素的成分。结合树木年轮宽度、密度测定等信息，可以建立树木年轮表，探求不同树种生长与气候因子的关系，推测过去环境变化尤其是环境污染状况。根据区域内的气象资料和同时期的树木年轮信息，建立树木年轮数据与气象数据的相关关系，并据此重建典型气候带的气候变化谱，进一步揭示气候变化对森林生态系统的影响。

树木年轮元素光谱信息

树木年轮重金属元素，例如Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Ti、Zn含量的变化也会反映土壤及周边环境受到污染的影响情况。研究表明城市交通干道行道树木的金属元素含量偏高，校园内行道树木的金属元素含量偏低。这说明交通主干道的重金属元素污染程度和污染的上升速度明显高于非交通干道区域，这一特点与市内机动车拥有量快速增长相一致，机动车暴发式增长是造成市区主干道重金属元素污染的主要原因之一。

通过对树木元素的测定可以追溯和再现区域生态环境的历史变迁。Ca，K，Mg等多种元素的分布以及元素之间的相互关系也是年轮判断有效性和准确性的影响因子。还有元素的迁移也有着固定的特征，这为我国今后开展该领域的研究提供了重要的科学依据。

    以Ca，K元素为例进行测量。实验条件激光能量60%，频率10Hz，激光预热时间10秒，载气流速0.5L/Min，光斑大小100um。

松木Ca元素测量与年轮图像结果匹配

   针对树木不同位置做Ca及K元素的元素分布。结果如下图。结果与年轮图像匹配，年轮元素含量高低分布明显。

 

    通过EcoChem年轮元素分析系统对年轮的元素组成及元素分布进行研究。为今后更好的研究年轮学开辟了新的手段和途径。