年轮（其一）

        树木年轮是在树木茎干的韧皮部里的一圈形成层。在一年中，形成层细胞分裂活动的快慢是随着季节变化而变动的。春天和夏天，气候最适宜树木生长，形成层的细胞就非常活跃，分裂很快，生长迅速，形成的木质部细胞大、壁薄、纤维少、输送水分的导管多。

        到了秋天，形成层细胞的活动逐渐减弱，于是形成的木质细胞就狭窄壁厚纤维较多导管较少。春夏质地疏松，颜色较淡；秋季质地紧密，颜色较深。不同季节的深浅结合起来成一圆环，这就是树木一年所形成的木材，就是年轮。年轮图案同气温、气压、降水量有一定的关系。

形成因素

       树木伐倒后，在树墩上可以看到有许多同心圆环， 植物学上称为年轮。年轮是树木在生长过程中受季节影响形成的，一年产生一轮。每年春季，气候温和，雨量充沛， 树木生长很快，形成的细胞体积大，数量多，细胞壁较薄，材质疏松，颜色较浅，称为早材或春材；而在秋季，气温渐凉，雨量稀少，树木生长缓慢，形成的细胞体积小，数量少，细胞壁较厚，材质紧密，颜色较深，称为晚材或秋材。同一年的春材和秋材合称为年轮。第一年的秋材和第二年的春材之间，界限分明，成为年轮线，表明材木每年生长交替的转折点。因此从主干基部年轮的数目，就可以了解这棵树的年龄（向注：简称树龄）。

        树木的年轮的产生，是因为树木在春天到夏天这段时间内，树皮内形成层的细胞快速地增加；秋天到冬天这段时间内，细胞增加减慢。所以，植物在春夏之间成长的部分比较柔软，而且较宽厚；在秋冬之间生长的部分较窄而硬。随着树木一年年地长粗，也就这样形成了年轮。

蕴涵信息

        生长在温带地区和有雨季、旱季交替的热带地区的树木才有年轮，而生长在四季气候变化不大的地区的树木则 年轮不明显。在树木的年轮上，蕴含着大量的气候、天文、 医学和环境等方面的历史信息。同时，在历史考古、林业研究、地质和公安破案等方面，年轮也起着重要的作用。

        历史学上，常用年轮推算某些历史事件发生的具体年代。如在浩瀚的大海里，有历代沉没的大小船只，根据木船的花纹（年轮）可确定造船的树种；根据材质腐蚀状况确定沉船遇难的时代，及与该时代有关的某些历史事件。并且因为我国在北半球，日照偏南方的缘故，树木的年轮往往是"南疏北密"的现象，因此在野外，树木的年轮也成为我们辨别方向的方式之一。

        日本科学家在对一遗址的两棵老雪松进行碳14检测后，发现其曾在公元8世纪末，遭到神秘宇宙辐射能量的冲击。774年至775年间的碳14含量，比其他年间的年轮多1.2%；按这 样的碳浓度推算，当时环境的高辐射物质含量更是惊人。即使在太阳耀斑大喷发周期内产生的能量，也远低于此次宇宙辐射冲击所带来的能量。此外，同期亦没有超新星诞生的记载，因此科学家仍无法推断出到底是什么原因，造成了当时的神秘宇宙辐射事件。

气候测试

        气象学上，可通过年轮的宽窄了解各年的气候状况，利用年轮上的信息可推测出几千年来的气候变迁情况。年轮宽表示那年光照充足，风调雨顺；若年轮较窄，则表示那年温度低、雨量少，气候恶劣。如果某地气候优劣有过一定的周期性，反映在年轮上也会出现相应的宽窄周期性变化。

        美国科学家根据对年轮的研究，发现美国西部草原每隔11年发生一次干旱，并应用这一规律正确地预报了1976年的大旱。中国气象工作者对祁连山区的一棵古圆柏树的年轮进行了研究，并对不同的生长阶段予以科学的订正，推算出中国近千年来的气候以寒冷为主，17世纪20年代到19世纪70年代是近千年来最长的寒冷时期，一共持续250年。

环境测试

        在环境科学方面，年轮可以帮助人们了解污染的历史。 德国科学家用光谱法对费兰肯等3个地区的树木年轮进行研究，掌握了近120～160年间这些地区铅、锌、锰等金属元素的污染情况，经过对不同时代的污染程度的对比，找到了环境污染的主要原因。

        在医学上，年轮对探讨地方病的成因有一定的作用。如在黑龙江和山东省一些克山病发病地区，发病率高的年份的树木年轮中的铂含量低于正常年份。这与地球化学病因的研究结果非常一致。

        森林资源调查中，依据年轮的宽窄来了解林木过去几年的生长情况，预测未来的生长动态，为制订林业规划、确定合理采伐量、采取不同的经营措施提供科学依据。

        近年来，美国又将年轮引入地震的研究中。他们认为，地震造成地面移动倾斜后，年轮上留下了树干力图保证笔直生长所做出努力的痕迹；又如根系横越断层或位于断裂附近，由于生长受到阻碍，该年形成的年轮就比较小。依此可以了解到当时地震的时间和强度，并能揭示地震史及周期，从而可以开展地震的预测预报。

年轮测定

        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，人们可以用一种专用的钻具，从树皮宜钻入树心，然后取出一 薄片来，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。

        日本已研制出一种观察年轮的新方法——CT扫描法。这种方法不但可用来观察树木的生长情况，而且还可以对古代建筑和雕刻等木材的内部状况了如指掌。

年轮（其二）

       树木内的细胞和导管每年重复一次由大到小，材质由松到密的变化，从而就形成了色泽、质地不同的一圈圈环纹。

       多年生木本植物茎的横断面上的同心环纹。常见于温带的乔木与灌木，通常每年一轮。在温带地区年轮界限明显。热带地区由于一年内气候变化不大，年轮就不明显。

不砍树如何测树龄

       想要了解一棵正在生长的树木的树龄，通常采用树木测量生长锥在主干上钻下一块5-10cm长、直径0.5厘米的样本，样本体积0.98-1.98立方厘米，将样本嵌在适宜的木槽中，削平后用放大镜观察剖面，依据《测树学》中给出的直接查数年轮的方法计算并确认树龄。取样后需要对树孔进行消毒，再用玻璃胶填充，以保证树木的正常生长。

年轮的成因

        春夏季气温、水分等环境条件较好，植物生长快，形成的木质部较稀疏，颜色较浅；反之，秋冬季环境条件较恶劣，木质部较密，颜色较深，随四季交替形成了一圈一圈深浅交替的年轮。

如何通过年轮辨别方向

       树干朝南一面受阳光照射较多，径向生长速度快，因此茎干南面的年轮较宽，背阴朝北的一面，年轮则明显狭窄。

形成原因

       年轮由形成层每年的活动而产生。春天，气候温和、雨量充沛，对树木的生长有利，这是形成层细胞分裂旺盛，新产生的细胞大而明显，导管又大又多，因此，木材就显得颜色淡，质地松软。入夏以后，随着气温增高。雨量减少，特别是到秋天，天气渐冷，雨量更少，形成层活动减弱，分裂出的细胞形状小，加上细胞壁厚，导管又少，木材显得致密而坚硬，颜色也深。

宽度影响因素

        1）树种的类属：例如杨树及毛桐的年轮宽，黄杨及山茱萸的年轮就非常窄。

        2）树木的年龄：树木在生长初期所形成的年轮是越来越宽，但以后随着树龄的增加，就逐渐变窄。

       3）生活环境条件：例如格林兰北纬73度处的灌木桦，它的平均年轮宽度不超过0.05公厘，但在欧洲中部某一植物园中，同一种小桦的平均年轮宽度则为1.6公厘。

分类

早材（春材）

       在生长季节早期形成的木材。早材细胞空隙较大，细胞纤维较少，因而质地酥松，颜色较浅。

晚材（夏材、秋材）

       在生长季节晚期形成的木材。晚材细胞空隙小，纤维成分较多，细胞沉积物也较多，所以颜色较深，质地致密。

      从早材到晚材，随着季节的更替而逐渐变化，虽然质地和色泽有所不同，但是不存在明显的界线。而上年晚材和当年早材之间，却有着显著差异，存在明显分界，形成树木年轮。

急变

       一个年轮中，早材和晚材界限明显，从早材过渡到晚材颜色突然变化。如云南松、马尾松、铁杉、落叶松等的木材都是这样。

渐变

        一个年轮中，早材和晚材界限明显，从早材过渡到晚材颜色逐渐变化，如冷杉、云杉的木材都是如此。

假年轮

        木本植物的茎内，在一年内产生的多个年轮。假年轮的产生有属于植物自身的特性，有由于外界环境的影响。前者如柑桔属植物一年内可产生3个年轮，后者如气候异常或虫害发生，出现多次寒暖或叶落叶出的交替，使形成层活动有显著起伏，造成多次生长的变化，形成多个同心环层。

采样方法

生长锥取样

        年轮采样使用的主要工具是生长锥。生长锥可以在不砍伐树木的前提下，获取乔木树芯样本，是不砍伐树木获取树芯的专用工具。

        优点：不破坏树木，运输和采样的成本低。

        缺点：相对圆盘采样来说获得的量有限。

圆盘取样

        砍伐树木，获取树木茎的完整横切面。

        优点：获取的树木生长信息较为全面。

        缺点：毁坏树木，采样、存储和运输成本高。

应用

计算树木年龄

        一个年轮代表着树木经历了所生长环境的一个周期的变化，通常其后是一年一个变化周期，所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的树木，可以推知树木的年龄，用来考查森林的年代。

了解当年气候条件

         年轮的宽窄可以了解树木的经历以及树木与当时当地环境气候的关系。在优越的的气候条件下，树木生长的好，木质部增加的多，年轮也就较宽，反之年轮就窄。比如，树木最初的年轮一般比较宽，这表示那时它年轻力壮，生命力强；有时一棵树再出现了很多窄的年轮以后，突然出现有宽的年轮，这表明年轮宽的那几年，环境气候适宜，对树木生长有利。偏心年轮，说明树木两边环境不同，通常北半球朝南的一面较朝北的一面温暖，所以朝南的一面年轮较宽。

树木年代学

        1904年的一天，道格拉斯到一位农夫家做客，院子的一根老树桩引起了他的注意，这根老树桩表面因年久而污黑。他如获至宝的仔细观察了它的年轮，发现一圈年轮很窄，他认为这正是1883年结束的长期干旱所造成的。这圈年轮外面还有11圈年轮。他问主人，砍倒这棵树的确切时间是不是1894年。主人非常惊讶，因为他说的一点不差。通过这件事，道格拉斯认识到，检查年轮类型可以知道当地过去的气象情况。不久，他成立了一个新的科学领域——树木年代学。树木年代学是一门把年轮当做时间与过去气象类型标准的尺度来研究的学科。达格拉斯还在亚利桑那大学建立了年轮研究实验室。 

                          （中国易学艺术研究院向吉来整理）