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在我国 ,树的年轮较疏的向着南面,较密的向着北面。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。
一 、树木年轮简介
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,于是形成的木质部细胞就狭窄、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 。
二 、树木年轮形成因素
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。?
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。
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。
三、树木年轮气候测试
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年代是近干年来最长的寒冷时期 ,一共持续250年 。
四、树木年轮年轮测定
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。
树木的年龄 ,人们都是根据“年轮 ”来判断的 。那么,年轮是什么呢?就是树木干茎每年形成的圆环。
温带地区和有旱季、雨季的热带地区,树木年复一年地生长 ,一年内由于季节和气候的不同,形成层细胞的活动表现出有规律的变化。春季,气候转暖 ,养料充足,形成层细胞的分裂和生长都快,所产生的木质部,细胞较大 ,壁薄,导管多而大,木纤维少 ,这叫早材或春材;入秋,气温渐低,养料减少 ,形成层细胞的分裂和生长都减慢,所产生的木质部,细胞较小 ,壁厚,导管小而少,木纤维多 ,这叫晚材或秋材 。
早材的颜色较淡,晚材较深,它们合起来成一圆环,这就是树木一年所形成的木材 ,叫“年轮”。年轮,顾名思义是一年长一轮,有多少个圈数 ,就知道这株树的大概岁数了。
并不是所有的树木都有年轮,像单子叶植物由于没有形成层,也就没有年轮 。在缺少季相变化的热带地区 ,形成层所产生的细胞差异很小,年轮往往不明显。有时,由于形成层有节奏地活动 ,每年也可以产生几个年轮。因此,根据年轮来推算树龄,还得除去假年轮 ,只能得到一个近似的数据。
年轮——树木这种独特的“语言”不仅叙说了树木的年龄,还记录和揭示了气候的变化状况 。美国亚利桑那州大学最早建立了一个系统研究树木年轮的实验室,科学工作者经长期观察研究发现,美国西南部的松树对气候变化特别敏感。在寒冷湿润的年代 ,松树的年轮长得很狭窄。根据这一规律,可以推断出很久以前当地的气候情况 。
人们发现,年轮的图案同气温 、气压、降水有一定的关系。有人根据年轮绘制了近几个世纪以来北美洲历年的气象图。这些气象图同现代气象设备记录的结果很相似 。
19世纪时 ,有一支矿藏勘测队横穿美国西部平原时,留下了一份日记,记录了当年他们遭到严寒和暴风雨的经过 ,有趣的是,根据当地树木年轮,也同样反映了这一异常气候的事实。
美国的刺果松是19世纪在西南部发现的 ,这种奇树数量已很稀少。1964年,北加罗来纳大学地理系学生库瑞等,在对惠勒峰的冰川研究时找到了刺果松 。为了搜集旁证 ,推断冰川形成的年代,便用穿孔器钻凿了几颗老树,他发现其中有颗老树已有4000多岁,一时兴奋竟把穿孔器折断了。他申请用链锯伐木 ,居然得到林区视察员的允准。他们随便在树根以上2.5米处锯断树干,然后用低倍率的放大镜仔细察看,数得树干共有4844圈年轮 。一颗世界上最古老的刺果松就这样被毁了。消息传开后 ,全国震惊,美国林务局终于作出了对刺果松严密保护的决定。
科学家在研究刺果松时发现,生长在不毛之地的刺果松针叶树 ,对于温度的变化特别敏感,人们凭树的年轮能够推测过去雨量的记录。这种资料能显示气候变化周期,协助预测未来气候情况 。这对于干燥的西部和其他贫瘠地区都十分重要。用空心钻孔器钻进树干 ,截取一段直径6毫米的木心,不会危及树木的生命,科学家用活树上钻取到的宽窄年轮组成的图案 ,跟史前印第安人的岩洞居民所用木材的年轮图案相对照,借以判断考古地点的年代。
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