年轮：大树的“活档案”

通过树木的横截面我们可以很清楚地看到树木的年轮，又叫树轮，树轮揭示了构成树木的许多不同层次。每一层都可以告诉我们一些关于树木的生命和生长气候的信息。

• 表皮：这一层保护树木免受昆虫和疾病、过热和过冷以及其他伤害。

• 内表皮：这一层将叶子或针叶中产生的糖分输送到树枝、树干和根部，在那里转化为树木生长所需的食物。

• 形成层：形成层是内皮内的一层或一个细胞区，只有一个细胞厚。形成层产生木质部和韧皮部细胞。直径生长发生在这里，年轮和内皮也在这里形成。

• 边材：这一层将树液（水加氮和矿物质养分）从根部输送回树叶。边材赋予树木力量。

• 生长轮：较浅的部分称为“早材”（因为它在春天生长），较深的部分称为“晚材”（在夏天生长）。它们一起代表一年的生长。我们可以通过数年轮来了解树木的年龄。

• 心材：心材随着树木年轮的增长而发育。它是不再携带树液的旧边材，为树干提供支撑和刚度。在许多种类的树木中，心材的颜色比边材深，因为它的输水管被堵塞了。

树木年轮是树木茎干横断面上呈现的深浅交替的同心圆环结构，由树木形成层的周期性生长形成。

• 形成机制：
  在温带和寒带地区，四季分明，树木形成层细胞在春季快速分裂，形成细胞大、壁薄、颜色浅的早材（春材）；秋季生长减缓，细胞小而壁厚、颜色深的晚材（秋材）。早材与晚材交替出现，形成一圈完整的年轮，通常对应一年生长周期。

• 热带树木的例外：
  热带地区若无明显干湿季变化，树木可能不形成年轮，或仅因雨季与旱季交替形成“生长轮”（非严格一年一轮）。

年轮宽度随树种、树龄和生长条件而变化。例如，泡桐、臭椿、沙兰杨树的年轮很宽，黄杨、红豆杉、落叶松的年轮即使在良好的环境条件下也很窄。在同一棵树上，环宽的垂直分布是：离树基部越近，环越窄，离树尖越近，环越宽。同一树种在生长条件的影响下也存在差异，如在寒冷、干燥、土壤贫瘠或树木密度低的地区，树木生长速度慢，年轮较窄；在气候温和、土壤湿润肥沃的地方，树木生长快，年轮较宽。同时，年轮宽度随着树龄的增加而逐渐增大。达到一定年龄后，植物细胞分裂能力减弱，形成窄环。此外，孤立树木的年轮比封闭林分的年轮宽。

年轮在林业上的应用

树木年轮的确定及其反映的信息在林业研究中具有重要意义。使用一种特殊的钻子，可以从树皮上切下一块带有所有年轮的薄片，一直切到树的中心，这样就不需要砍倒树木来计算它的年龄。树木的年轮，越靠近髓质，越年轻，越靠近树皮。在树干的基部，年轮的数量可能代表了树木的年龄，但是幼苗也必须被添加以达到这一层的年龄。

在森林资源调查中指导林业生产，根据年轮的宽度，可以测量树木的生长情况。因为年轮的宽度易受光线的方向、气候和地理位置、地形的影响。人们还可以根据年轮的宽度了解树木过去几年的生长情况，预测未来的生长趋势，为制定林业规划、确定合理的采伐量、制定造林规划和采取不同的管理措施提供科学依据。

在某些情况下，它可以作为估计木材物理和机械性能的基础。一般情况下，1厘米以内的年轮数作为木材性能的初步指标。针叶树年轮均匀，强度高（指普通木材）；年轮过宽或过窄，木材强度降低。一般情况下，环材的强度随着年轮数的减少而增加。评价木材物理力学性能的一个重要因素是晚材率（晚材宽度与环宽的百分比）。晚材率高时，木材的物理力学指标一般较高；反之，晚材率低时，木材的物理力学指标也较低。

记录气候的变迁

树的年轮是树的“时间表”的生活,这不仅记录树本身的年龄，而且记录等外部因素的影响树的生长环境和气候，如光、水、温度、土壤条件,生物和气候变化之间的互动。所有这些都是通过年轮的形状和结构的变化来记录的。因此，通过揭示年轮的秘密，它揭示了树木自诞生以来所发生的许多事情。因为每一种树都有自己的年轮特征，即使是同一种树也可能有不同的年轮。年轮的宽度和宽度与气候条件密切相关，人们可以通过年轮的宽度和宽度来了解每年的气候条件。如果在某个地方有一定的气候变化周期，它将反映在年轮上。

20世纪初，“树木年代学”就是在此基础上发展起来的。它的创始人是美国天文学家道格拉斯，他利用树木年轮的形成进行科学测定年代，测定年代的准确性长达数年。道格拉斯在亚利桑那大学建立了世界上第一个系统研究树木年轮的实验室。经过长时间的观察，美国西南部的松树被发现对气候变化特别敏感。

太阳活动是周期性的，对地球的温度有直接影响，这反映在树木年轮的颜色和轮廓上。研究人员发现，富集有碳十四的年轮的年代与太阳耀斑大爆发年代相吻合。当太阳耀斑爆发时，空气中会形成含有碳十四的二氧化碳。它被树木吸收，通过光合作用合成有机养分，然后进入木质部后。碳14的放射性逐渐衰减，半衰期为5,730年。通过测量古树样本，可以发现太阳耀斑的痕迹，其历史可以追溯到约9000年前。目前关于太阳耀斑的科学记录只有50年的历史。

此外，太阳黑子强度的周期性变化在年轮上留下了印记，科学家据此计算出太阳黑子的活动周期为11.3年，这与科学观测结果一致。

在考古工作中，使用树木年轮来确定一个事件的确切年龄是很常见的，甚至可以追溯到年份，甚至是某个季节。

火山喷发留下的印记

对地震研究的启示

这是因为地震会破坏树木的生长，导致它们在地震后的几年里形成更窄的年轮。哥伦比亚大学的戈登雅各比（Gordon Jacobi）在研究1857年加州大地震时发现，在地震发生的地区生长的松树树干横截面上有长长的、不规则的、密集的年轮，但它们之前是有规律地生长的。从这些异常的年轮中，科学家可以推断出断层是何时活动的。

年轮记录了大自然千变万化的痕迹，是一种极珍贵的科学资料，这一点已为人们所公认。为了观察年轮，可以用树木生长锥，从树皮直接钻入树心，然后取出一长条来，上面就有全部的年轮。这样不用砍倒树木，就可以知道树木的年龄，从而为科学家提供了研究的材料。