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年輪（其一）

        樹木年輪是在樹木莖干的韌皮部里的一圈形成層。在一年中，形成層細胞分裂活動的快慢是隨著季節(jié)變化而變動的。春天和夏天，氣候最適宜樹木生長，形成層的細胞就非?；钴S，分裂很快，生長迅速，形成的木質部細胞大、壁薄、纖維少、輸送水分的導管多。

        到了秋天，形成層細胞的活動逐漸減弱，于是形成的木質細胞就狹窄壁厚纖維較多導管較少。春夏質地疏松，顏色較淡；秋季質地緊密，顏色較深。不同季節(jié)的深淺結合起來成一圓環(huán)，這就是樹木一年所形成的木材，就是年輪。年輪圖案同氣溫、氣壓、降水量有一定的關系。

形成因素

       樹木伐倒后，在樹墩上可以看到有許多同心圓環(huán)， 植物學上稱為年輪。年輪是樹木在生長過程中受季節(jié)影響形成的，一年產生一輪。每年春季，氣候溫和，雨量充沛， 樹木生長很快，形成的細胞體積大，數量多，細胞壁較薄，材質疏松，顏色較淺，稱為早材或春材；而在秋季，氣溫漸涼，雨量稀少，樹木生長緩慢，形成的細胞體積小，數量少，細胞壁較厚，材質緊密，顏色較深，稱為晚材或秋材。同一年的春材和秋材合稱為年輪。第一年的秋材和第二年的春材之間，界限分明，成為年輪線，表明材木每年生長交替的轉折點。因此從主干基部年輪的數目，就可以了解這棵樹的年齡（向注：簡稱樹齡）。

        樹木的年輪的產生，是因為樹木在春天到夏天這段時間內，樹皮內形成層的細胞快速地增加；秋天到冬天這段時間內，細胞增加減慢。所以，植物在春夏之間成長的部分比較柔軟，而且較寬厚；在秋冬之間生長的部分較窄而硬。隨著樹木一年年地長粗，也就這樣形成了年輪。

蘊涵信息

        生長在溫帶地區(qū)和有雨季、旱季交替的熱帶地區(qū)的樹木才有年輪，而生長在四季氣候變化不大的地區(qū)的樹木則 年輪不明顯。在樹木的年輪上，蘊含著大量的氣候、天文、 醫(yī)學和環(huán)境等方面的歷史信息。同時，在歷史考古、林業(yè)研究、地質和公安破案等方面，年輪也起著重要的作用。

        歷史學上，常用年輪推算某些歷史事件發(fā)生的具體年代。如在浩瀚的大海里，有歷代沉沒的大小船只，根據木船的花紋（年輪）可確定造船的樹種；根據材質腐蝕狀況確定沉船遇難的時代，及與該時代有關的某些歷史事件。并且因為我國在北半球，日照偏南方的緣故，樹木的年輪往往是"南疏北密"的現象，因此在野外，樹木的年輪也成為我們辨別方向的方式之一。

        日本科學家在對一遺址的兩棵老雪松進行碳14檢測后，發(fā)現其曾在公元8世紀末，遭到神秘宇宙輻射能量的沖擊。774年至775年間的碳14含量，比其他年間的年輪多1.2%；按這 樣的碳濃度推算，當時環(huán)境的高輻射物質含量更是驚人。即使在太陽耀斑大噴發(fā)周期內產生的能量，也遠低于此次宇宙輻射沖擊所帶來的能量。此外，同期亦沒有超新星誕生的記載，因此科學家仍無法推斷出到底是什么原因，造成了當時的神秘宇宙輻射事件。

氣候測試

        氣象學上，可通過年輪的寬窄了解各年的氣候狀況，利用年輪上的信息可推測出幾千年來的氣候變遷情況。年輪寬表示那年光照充足，風調雨順；若年輪較窄，則表示那年溫度低、雨量少，氣候惡劣。如果某地氣候優(yōu)劣有過一定的周期性，反映在年輪上也會出現相應的寬窄周期性變化。

        美國科學家根據對年輪的研究，發(fā)現美國西部草原每隔11年發(fā)生一次干旱，并應用這一規(guī)律正確地預報了1976年的大旱。中國氣象工作者對祁連山區(qū)的一棵古圓柏樹的年輪進行了研究，并對不同的生長階段予以科學的訂正，推算出中國近千年來的氣候以寒冷為主，17世紀20年代到19世紀70年代是近千年來最長的寒冷時期，一共持續(xù)250年。

環(huán)境測試

        在環(huán)境科學方面，年輪可以幫助人們了解污染的歷史。 德國科學家用光譜法對費蘭肯等3個地區(qū)的樹木年輪進行研究，掌握了近120～160年間這些地區(qū)鉛、鋅、錳等金屬元素的污染情況，經過對不同時代的污染程度的對比，找到了環(huán)境污染的主要原因。

        在醫(yī)學上，年輪對探討地方病的成因有一定的作用。如在黑龍江和山東省一些克山病發(fā)病地區(qū)，發(fā)病率高的年份的樹木年輪中的鉑含量低于正常年份。這與地球化學病因的研究結果非常一致。

        森林資源調查中，依據年輪的寬窄來了解林木過去幾年的生長情況，預測未來的生長動態(tài)，為制訂林業(yè)規(guī)劃、確定合理采伐量、采取不同的經營措施提供科學依據。

        近年來，美國又將年輪引入地震的研究中。他們認為，地震造成地面移動傾斜后，年輪上留下了樹干力圖保證筆直生長所做出努力的痕跡；又如根系橫越斷層或位于斷裂附近，由于生長受到阻礙，該年形成的年輪就比較小。依此可以了解到當時地震的時間和強度，并能揭示地震史及周期，從而可以開展地震的預測預報。

年輪測定

        年輪記錄了大自然千變萬化的痕跡，是一種極珍貴的科學資料，這一點已為人們所公認。為了觀察年輪，人們可以用一種專用的鉆具，從樹皮宜鉆入樹心，然后取出一 薄片來，上面就有全部的年輪。這樣不用砍倒樹木，就可以知道樹木的年齡，從而為科學家提供了研究的材料。

        日本已研制出一種觀察年輪的新方法——CT掃描法。這種方法不但可用來觀察樹木的生長情況，而且還可以對古代建筑和雕刻等木材的內部狀況了如指掌。

年輪（其二）

       樹木內的細胞和導管每年重復一次由大到小，材質由松到密的變化，從而就形成了色澤、質地不同的一圈圈環(huán)紋。

       多年生木本植物莖的橫斷面上的同心環(huán)紋。常見于溫帶的喬木與灌木，通常每年一輪。在溫帶地區(qū)年輪界限明顯。熱帶地區(qū)由于一年內氣候變化不大，年輪就不明顯。

不砍樹如何測樹齡

       想要了解一棵正在生長的樹木的樹齡，通常采用樹木測量生長錐在主干上鉆下一塊5-10cm長、直徑0.5厘米的樣本，樣本體積0.98-1.98立方厘米，將樣本嵌在適宜的木槽中，削平后用放大鏡觀察剖面，依據《測樹學》中給出的直接查數年輪的方法計算并確認樹齡。取樣后需要對樹孔進行消毒，再用玻璃膠填充，以保證樹木的正常生長。

年輪的成因

        春夏季氣溫、水分等環(huán)境條件較好，植物生長快，形成的木質部較稀疏，顏色較淺；反之，秋冬季環(huán)境條件較惡劣，木質部較密，顏色較深，隨四季交替形成了一圈一圈深淺交替的年輪。

如何通過年輪辨別方向

       樹干朝南一面受陽光照射較多，徑向生長速度快，因此莖干南面的年輪較寬，背陰朝北的一面，年輪則明顯狹窄。

形成原因

       年輪由形成層每年的活動而產生。春天，氣候溫和、雨量充沛，對樹木的生長有利，這是形成層細胞分裂旺盛，新產生的細胞大而明顯，導管又大又多，因此，木材就顯得顏色淡，質地松軟。入夏以后，隨著氣溫增高。雨量減少，特別是到秋天，天氣漸冷，雨量更少，形成層活動減弱，分裂出的細胞形狀小，加上細胞壁厚，導管又少，木材顯得致密而堅硬，顏色也深。

寬度影響因素

        1）樹種的類屬：例如楊樹及毛桐的年輪寬，黃楊及山茱萸的年輪就非常窄。

        2）樹木的年齡：樹木在生長初期所形成的年輪是越來越寬，但以后隨著樹齡的增加，就逐漸變窄。

       3）生活環(huán)境條件：例如格林蘭北緯73度處的灌木樺，它的平均年輪寬度不超過0.05公厘，但在歐洲中部某一植物園中，同一種小樺的平均年輪寬度則為1.6公厘。

分類

早材（春材）

       在生長季節(jié)早期形成的木材。早材細胞空隙較大，細胞纖維較少，因而質地酥松，顏色較淺。

晚材（夏材、秋材）

       在生長季節(jié)晚期形成的木材。晚材細胞空隙小，纖維成分較多，細胞沉積物也較多，所以顏色較深，質地致密。

      從早材到晚材，隨著季節(jié)的更替而逐漸變化，雖然質地和色澤有所不同，但是不存在明顯的界線。而上年晚材和當年早材之間，卻有著顯著差異，存在明顯分界，形成樹木年輪。

急變

       一個年輪中，早材和晚材界限明顯，從早材過渡到晚材顏色突然變化。如云南松、馬尾松、鐵杉、落葉松等的木材都是這樣。

漸變

        一個年輪中，早材和晚材界限明顯，從早材過渡到晚材顏色逐漸變化，如冷杉、云杉的木材都是如此。

假年輪

        木本植物的莖內，在一年內產生的多個年輪。假年輪的產生有屬于植物自身的特性，有由于外界環(huán)境的影響。前者如柑桔屬植物一年內可產生3個年輪，后者如氣候異?；蛳x害發(fā)生，出現多次寒暖或葉落葉出的交替，使形成層活動有顯著起伏，造成多次生長的變化，形成多個同心環(huán)層。

采樣方法

生長錐取樣

        年輪采樣使用的主要工具是生長錐。生長錐可以在不砍伐樹木的前提下，獲取喬木樹芯樣本，是不砍伐樹木獲取樹芯的專用工具。

        優(yōu)點：不破壞樹木，運輸和采樣的成本低。

        缺點：相對圓盤采樣來說獲得的量有限。

圓盤取樣

        砍伐樹木，獲取樹木莖的完整橫切面。

        優(yōu)點：獲取的樹木生長信息較為全面。

        缺點：毀壞樹木，采樣、存儲和運輸成本高。

應用

計算樹木年齡

        一個年輪代表著樹木經歷了所生長環(huán)境的一個周期的變化，通常其后是一年一個變化周期，所以年輪也就代表著一年中生長的情況。根據年輪的樹木，可以推知樹木的年齡，用來考查森林的年代。

了解當年氣候條件

         年輪的寬窄可以了解樹木的經歷以及樹木與當時當地環(huán)境氣候的關系。在優(yōu)越的的氣候條件下，樹木生長的好，木質部增加的多，年輪也就較寬，反之年輪就窄。比如，樹木最初的年輪一般比較寬，這表示那時它年輕力壯，生命力強；有時一棵樹再出現了很多窄的年輪以后，突然出現有寬的年輪，這表明年輪寬的那幾年，環(huán)境氣候適宜，對樹木生長有利。偏心年輪，說明樹木兩邊環(huán)境不同，通常北半球朝南的一面較朝北的一面溫暖，所以朝南的一面年輪較寬。

樹木年代學

        1904年的一天，道格拉斯到一位農夫家做客，院子的一根老樹樁引起了他的注意，這根老樹樁表面因年久而污黑。他如獲至寶的仔細觀察了它的年輪，發(fā)現一圈年輪很窄，他認為這正是1883年結束的長期干旱所造成的。這圈年輪外面還有11圈年輪。他問主人，砍倒這棵樹的確切時間是不是1894年。主人非常驚訝，因為他說的一點不差。通過這件事，道格拉斯認識到，檢查年輪類型可以知道當地過去的氣象情況。不久，他成立了一個新的科學領域——樹木年代學。樹木年代學是一門把年輪當做時間與過去氣象類型標準的尺度來研究的學科。達格拉斯還在亞利桑那大學建立了年輪研究實驗室。 

                          （中國易學藝術研究院向吉來整理）