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年輪（其一）

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

        到了秋天，形成層細(xì)胞的活動(dòng)逐漸減弱，于是形成的木質(zhì)細(xì)胞就狹窄壁厚纖維較多導(dǎo)管較少。春夏質(zhì)地疏松，顏色較淡；秋季質(zhì)地緊密，顏色較深。不同季節(jié)的深淺結(jié)合起來(lái)成一圓環(huán)，這就是樹(shù)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(guān)系。

形成因素

       樹(shù)木伐倒后，在樹(shù)墩上可以看到有許多同心圓環(huán)， 植物學(xué)上稱(chēng)為年輪。年輪是樹(shù)木在生長(zhǎng)過(guò)程中受季節(jié)影響形成的，一年產(chǎn)生一輪。每年春季，氣候溫和，雨量充沛， 樹(shù)木生長(zhǎng)很快，形成的細(xì)胞體積大，數(shù)量多，細(xì)胞壁較薄，材質(zhì)疏松，顏色較淺，稱(chēng)為早材或春材；而在秋季，氣溫漸涼，雨量稀少，樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢，形成的細(xì)胞體積小，數(shù)量少，細(xì)胞壁較厚，材質(zhì)緊密，顏色較深，稱(chēng)為晚材或秋材。同一年的春材和秋材合稱(chēng)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(xiàn)，表明材木每年生長(zhǎng)交替的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此從主干基部年輪的數(shù)目，就可以了解這棵樹(shù)的年齡（向注：簡(jiǎn)稱(chēng)樹(shù)齡）。

        樹(shù)木的年輪的產(chǎn)生，是因?yàn)闃?shù)木在春天到夏天這段時(shí)間內(nèi)，樹(shù)皮內(nèi)形成層的細(xì)胞快速地增加；秋天到冬天這段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞增加減慢。所以，植物在春夏之間成長(zhǎng)的部分比較柔軟，而且較寬厚；在秋冬之間生長(zhǎng)的部分較窄而硬。隨著樹(shù)木一年年地長(zhǎng)粗，也就這樣形成了年輪。

蘊(yùn)涵信息

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

        歷史學(xué)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(méi)的大小船只，根據(jù)木船的花紋（年輪）可確定造船的樹(shù)種；根據(jù)材質(zhì)腐蝕狀況確定沉船遇難的時(shí)代，及與該時(shí)代有關(guān)的某些歷史事件。并且因?yàn)槲覈?guó)在北半球，日照偏南方的緣故，樹(shù)木的年輪往往是"南疏北密"的現(xiàn)象，因此在野外，樹(shù)木的年輪也成為我們辨別方向的方式之一。

        日本科學(xué)家在對(duì)一遺址的兩棵老雪松進(jìn)行碳14檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)其曾在公元8世紀(jì)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(dāng)時(shí)環(huán)境的高輻射物質(zhì)含量更是驚人。即使在太陽(yáng)耀斑大噴發(fā)周期內(nèi)產(chǎn)生的能量，也遠(yuǎn)低于此次宇宙輻射沖擊所帶來(lái)的能量。此外，同期亦沒(méi)有超新星誕生的記載，因此科學(xué)家仍無(wú)法推斷出到底是什么原因，造成了當(dāng)時(shí)的神秘宇宙輻射事件。

氣候測(cè)試

        氣象學(xué)上，可通過(guò)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(cè)出幾千年來(lái)的氣候變遷情況。年輪寬表示那年光照充足，風(fēng)調(diào)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(guò)一定的周期性，反映在年輪上也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的寬窄周期性變化。

        美國(guó)科學(xué)家根據(jù)對(duì)年輪的研究，發(fā)現(xiàn)美國(guó)西部草原每隔11年發(fā)生一次干旱，并應(yīng)用這一規(guī)律正確地預(yù)報(bào)了1976年的大旱。中國(guó)氣象工作者對(duì)祁連山區(qū)的一棵古圓柏樹(shù)的年輪進(jìn)行了研究，并對(duì)不同的生長(zhǎng)階段予以科學(xué)的訂正，推算出中國(guó)近千年來(lái)的氣候以寒冷為主，17世紀(jì)20年代到19世紀(jì)70年代是近千年來(lái)最長(zhǎng)的寒冷時(shí)期，一共持續(xù)250年。

環(huán)境測(cè)試

        在環(huán)境科學(xué)方面，年輪可以幫助人們了解污染的歷史。 德國(guó)科學(xué)家用光譜法對(duì)費(fèi)蘭肯等3個(gè)地區(qū)的樹(shù)木年輪進(jìn)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(jīng)過(guò)對(duì)不同時(shí)代的污染程度的對(duì)比，找到了環(huán)境污染的主要原因。

        在醫(yī)學(xué)上，年輪對(duì)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(shù)木年輪中的鉑含量低于正常年份。這與地球化學(xué)病因的研究結(jié)果非常一致。

        森林資源調(diào)查中，依據(jù)年輪的寬窄來(lái)了解林木過(guò)去幾年的生長(zhǎng)情況，預(yù)測(cè)未來(lái)的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，為制訂林業(yè)規(guī)劃、確定合理采伐量、采取不同的經(jīng)營(yíng)措施提供科學(xué)依據(jù)。

        近年來(lái)，美國(guó)又將年輪引入地震的研究中。他們認(rèn)為，地震造成地面移動(dòng)傾斜后，年輪上留下了樹(shù)干力圖保證筆直生長(zhǎng)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(zhǎng)受到阻礙，該年形成的年輪就比較小。依此可以了解到當(dāng)時(shí)地震的時(shí)間和強(qiáng)度，并能揭示地震史及周期，從而可以開(kāi)展地震的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

年輪測(cè)定

        年輪記錄了大自然千變?nèi)f化的痕跡，是一種極珍貴的科學(xué)資料，這一點(diǎn)已為人們所公認(rèn)。為了觀察年輪，人們可以用一種專(zhuān)用的鉆具，從樹(shù)皮宜鉆入樹(shù)心，然后取出一 薄片來(lái)，上面就有全部的年輪。這樣不用砍倒樹(shù)木，就可以知道樹(shù)木的年齡，從而為科學(xué)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(lái)觀察樹(shù)木的生長(zhǎng)情況，而且還可以對(duì)古代建筑和雕刻等木材的內(nèi)部狀況了如指掌。

年輪（其二）

       樹(shù)木內(nèi)的細(xì)胞和導(dǎo)管每年重復(fù)一次由大到小，材質(zhì)由松到密的變化，從而就形成了色澤、質(zhì)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(jiàn)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(nèi)氣候變化不大，年輪就不明顯。

不砍樹(shù)如何測(cè)樹(shù)齡

       想要了解一棵正在生長(zhǎng)的樹(shù)木的樹(shù)齡，通常采用樹(shù)木測(cè)量生長(zhǎng)錐在主干上鉆下一塊5-10cm長(zhǎng)、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(jù)《測(cè)樹(shù)學(xué)》中給出的直接查數(shù)年輪的方法計(jì)算并確認(rèn)樹(shù)齡。取樣后需要對(duì)樹(shù)孔進(jìn)行消毒，再用玻璃膠填充，以保證樹(shù)木的正常生長(zhǎng)。

年輪的成因

        春夏季氣溫、水分等環(huán)境條件較好，植物生長(zhǎng)快，形成的木質(zhì)部較稀疏，顏色較淺；反之，秋冬季環(huán)境條件較惡劣，木質(zhì)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(guò)年輪辨別方向

       樹(shù)干朝南一面受陽(yáng)光照射較多，徑向生長(zhǎng)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(dòng)而產(chǎn)生。春天，氣候溫和、雨量充沛，對(duì)樹(shù)木的生長(zhǎng)有利，這是形成層細(xì)胞分裂旺盛，新產(chǎn)生的細(xì)胞大而明顯，導(dǎo)管又大又多，因此，木材就顯得顏色淡，質(zhì)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(dòng)減弱，分裂出的細(xì)胞形狀小，加上細(xì)胞壁厚，導(dǎo)管又少，木材顯得致密而堅(jiān)硬，顏色也深。

寬度影響因素

        1）樹(shù)種的類(lèi)屬：例如楊樹(shù)及毛桐的年輪寬，黃楊及山茱萸的年輪就非常窄。

        2）樹(shù)木的年齡：樹(shù)木在生長(zhǎng)初期所形成的年輪是越來(lái)越寬，但以后隨著樹(shù)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(guò)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(lèi)

早材（春材）

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

晚材（夏材、秋材）

       在生長(zhǎng)季節(jié)晚期形成的木材。晚材細(xì)胞空隙小，纖維成分較多，細(xì)胞沉積物也較多，所以顏色較深，質(zhì)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(zhì)地和色澤有所不同，但是不存在明顯的界線(xiàn)。而上年晚材和當(dāng)年早材之間，卻有著顯著差異，存在明顯分界，形成樹(shù)木年輪。

急變

       一個(gè)年輪中，早材和晚材界限明顯，從早材過(guò)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(gè)年輪中，早材和晚材界限明顯，從早材過(guò)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(nèi)，在一年內(nèi)產(chǎn)生的多個(gè)年輪。假年輪的產(chǎn)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(nèi)可產(chǎn)生3個(gè)年輪，后者如氣候異常或蟲(chóng)害發(fā)生，出現(xiàn)多次寒暖或葉落葉出的交替，使形成層活動(dòng)有顯著起伏，造成多次生長(zhǎng)的變化，形成多個(gè)同心環(huán)層。

采樣方法

生長(zhǎng)錐取樣

        年輪采樣使用的主要工具是生長(zhǎng)錐。生長(zhǎng)錐可以在不砍伐樹(shù)木的前提下，獲取喬木樹(shù)芯樣本，是不砍伐樹(shù)木獲取樹(shù)芯的專(zhuān)用工具。

        優(yōu)點(diǎn)：不破壞樹(shù)木，運(yùn)輸和采樣的成本低。

        缺點(diǎn)：相對(duì)圓盤(pán)采樣來(lái)說(shuō)獲得的量有限。

圓盤(pán)取樣

        砍伐樹(shù)木，獲取樹(shù)木莖的完整橫切面。

        優(yōu)點(diǎn)：獲取的樹(shù)木生長(zhǎng)信息較為全面。

        缺點(diǎn)：毀壞樹(shù)木，采樣、存儲(chǔ)和運(yùn)輸成本高。

應(yīng)用

計(jì)算樹(shù)木年齡

        一個(gè)年輪代表著樹(shù)木經(jīng)歷了所生長(zhǎng)環(huán)境的一個(gè)周期的變化，通常其后是一年一個(gè)變化周期，所以年輪也就代表著一年中生長(zhǎng)的情況。根據(jù)年輪的樹(shù)木，可以推知樹(shù)木的年齡，用來(lái)考查森林的年代。

了解當(dāng)年氣候條件

         年輪的寬窄可以了解樹(shù)木的經(jīng)歷以及樹(shù)木與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候的關(guān)系。在優(yōu)越的的氣候條件下，樹(shù)木生長(zhǎng)的好，木質(zhì)部增加的多，年輪也就較寬，反之年輪就窄。比如，樹(shù)木最初的年輪一般比較寬，這表示那時(shí)它年輕力壯，生命力強(qiáng)；有時(shí)一棵樹(shù)再出現(xiàn)了很多窄的年輪以后，突然出現(xiàn)有寬的年輪，這表明年輪寬的那幾年，環(huán)境氣候適宜，對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)有利。偏心年輪，說(shuō)明樹(shù)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(shù)木年代學(xué)

        1904年的一天，道格拉斯到一位農(nóng)夫家做客，院子的一根老樹(shù)樁引起了他的注意，這根老樹(shù)樁表面因年久而污黑。他如獲至寶的仔細(xì)觀察了它的年輪，發(fā)現(xiàn)一圈年輪很窄，他認(rèn)為這正是1883年結(jié)束的長(zhǎng)期干旱所造成的。這圈年輪外面還有11圈年輪。他問(wèn)主人，砍倒這棵樹(shù)的確切時(shí)間是不是1894年。主人非常驚訝，因?yàn)樗f(shuō)的一點(diǎn)不差。通過(guò)這件事，道格拉斯認(rèn)識(shí)到，檢查年輪類(lèi)型可以知道當(dāng)?shù)剡^(guò)去的氣象情況。不久，他成立了一個(gè)新的科學(xué)領(lǐng)域——樹(shù)木年代學(xué)。樹(shù)木年代學(xué)是一門(mén)把年輪當(dāng)做時(shí)間與過(guò)去氣象類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)的尺度來(lái)研究的學(xué)科。達(dá)格拉斯還在亞利桑那大學(xué)建立了年輪研究實(shí)驗(yàn)室。 

                          （中國(guó)易學(xué)藝術(shù)研究院向吉來(lái)整理）