EcoChem年輪元素分析系統，采用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，其固體激光器產生激光作用于樣品表面。當激光能量大于樣品擊穿門檻能量時，在樣品表面形成等離子體。這些等離子體中受激光能量激發到達高能態的樣品物質在迅速回遷至低能態的過程中，發射出帶有樣品元素種類、含量信息的發射光譜，這些發射光譜信號被智能信號收集系統收集并傳輸至光譜儀中進行分光，再由CCD檢測器進行檢測，得到元素信息。該系統目前已應用于土壤植物樣品的檢測，重金屬污染檢測，中藥材元素測量與鑒定，種質資源檢測與鑒定，寶石分析鑒定，礦物分析等諸多領域。

通過EcoChem年輪元素分析系統分析測定樹木年輪中Ca、K、Al、Si、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Hg、Pb等多種元素的成分。結合樹木年輪寬度、密度測定等信息，可以建立樹木年輪表，探求不同樹種生長與氣候因子的關系，推測過去環境變化尤其是環境污染狀況。根據區域內的氣象資料和同時期的樹木年輪信息，建立樹木年輪數據與氣象數據的相關關系，并據此重建典型氣候帶的氣候變化譜，進一步揭示氣候變化對森林生態系統的影響。

樹木年輪元素光譜信息

樹木年輪重金屬元素，例如Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Ti、Zn含量的變化也會反映土壤及周邊環境受到污染的影響情況。研究表明城市交通干道行道樹木的金屬元素含量偏高，校園內行道樹木的金屬元素含量偏低。這說明交通主干道的重金屬元素污染程度和污染的上升速度明顯高于非交通干道區域，這一特點與市內機動車擁有量快速增長相一致，機動車暴發式增長是造成市區主干道重金屬元素污染的主要原因之一。

通過對樹木元素的測定可以追溯和再現區域生態環境的歷史變遷。Ca，K，Mg等多種元素的分布以及元素之間的相互關系也是年輪判斷有效性和準確性的影響因子。還有元素的遷移也有著固定的特征，這為我國今后開展該領域的研究提供了重要的科學依據。

    以Ca，K元素為例進行測量。實驗條件激光能量60%，頻率10Hz，激光預熱時間10秒，載氣流速0.5L/Min，光斑大小100um。

松木Ca元素測量與年輪圖像結果匹配

   針對樹木不同位置做Ca及K元素的元素分布。結果如下圖。結果與年輪圖像匹配，年輪元素含量高低分布明顯。

 

    通過EcoChem年輪元素分析系統對年輪的元素組成及元素分布進行研究。為今后更好的研究年輪學開辟了新的手段和途徑。