年輪

如果將一棵樹(shù)的樹(shù)干鋸斷，在它的截面上就呈現(xiàn)出一幅明暗相間的同心圖案，這就是年輪。近代科學(xué)研究已揭示出在年輪那奇特的圖案中，隱含著自然界千變?nèi)f化的大量信息，其中也蘊(yùn)藏著豐富的地理知識(shí)。

一、四季與年輪

生物學(xué)家告訴我們，樹(shù)干主要由樹(shù)皮、木質(zhì)部和髓構(gòu)成，如果進(jìn)一步用顯微鏡觀察，可以詳細(xì)地看出它包含有表皮、木栓層、皮層、韌皮部、形成層、木質(zhì)部、髓和髓射線等部分。樹(shù)木就靠形成層內(nèi)細(xì)胞分裂才逐漸長(zhǎng)大長(zhǎng)粗。研究發(fā)現(xiàn)，一年內(nèi)細(xì)胞分裂的快慢是隨著季節(jié)的變化而變化的。春季氣候較暖，樹(shù)木體內(nèi)儲(chǔ)藏的養(yǎng)料陸續(xù)輸送到形成層，此時(shí)該層內(nèi)細(xì)胞分裂迅速，長(zhǎng)成的木質(zhì)部細(xì)胞體大壁薄，木材疏松、謂之春材。從夏到秋，形成層內(nèi)得到的養(yǎng)料逐漸減少，該層內(nèi)細(xì)胞分裂逐漸變慢，長(zhǎng)成的木質(zhì)部細(xì)胞漸漸變小，細(xì)胞壁漸漸變厚，木材逐漸致密，此謂夏材。由去年的夏材到今年的春材之間有明顯的界限，年深日久，在木質(zhì)部的截面上就顯出一層層的同心圓──年輪。由此可見(jiàn)，年輪的形成是四季交替變化的結(jié)果。

二、氣候與年輪

年輪的生長(zhǎng)受樹(shù)木生長(zhǎng)環(huán)境因素的影響，因此，它能反映出歷年來(lái)氣候變化的情況。就一棵溫帶的樹(shù)木而言，一個(gè)特冷或干旱的夏天的年輪生長(zhǎng)量，要比一個(gè)溫暖和雨量適中的夏天年輪的生長(zhǎng)量要小。在高山森林的上界和北半球高寒地區(qū)的森林北界，溫度是影響樹(shù)木生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子，寬年輪表示暖年，窄年輪表示冷年。干旱地區(qū)的樹(shù)木對(duì)降水量反應(yīng)敏感，年輪的寬窄往往反映年降水量的多少。

三、太陽(yáng)活動(dòng)與年輪

氣候變化與太陽(yáng)活動(dòng)緊密相關(guān)，因此，年輪的生長(zhǎng)也能反映太陽(yáng)活動(dòng)的變化。事實(shí)也是如此，樹(shù)木年輪寬度的變化就有明顯的11年周期。臺(tái)灣省絲柏樹(shù)的增長(zhǎng)亦有百年、22年及11年的周期，這些正好是太陽(yáng)活動(dòng)的周期。有人分析加拿大哥倫比亞省的49種云杉樹(shù)的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)那些樹(shù)齡在300年以上的云杉樹(shù)的樹(shù)干的截面積增加數(shù)與太陽(yáng)活動(dòng)的世紀(jì)周期有關(guān)。在太陽(yáng)黑子強(qiáng)周期內(nèi)，樹(shù)干截面積增加數(shù)平均為9.6cm2/年左右，而在黑子弱周期內(nèi)，樹(shù)木截面積增加數(shù)平均約為8.8cm2/年。在美國(guó)亞利桑那洲的北部高原生活著25株樹(shù)齡超過(guò)500年的黃松，分析其年輪的變化，也測(cè)量出一個(gè)33年左右的與太陽(yáng)活動(dòng)的布魯克納周期相應(yīng)的周期。