年輪[植物學]

年輪[植物學]

樹木內的細胞和導管每年重複一次由大到小,材質由松到密的變化,從而就形成了色澤、質地不同的一圈圈環紋。

概念

多年生木本植物莖的橫斷面上的同心環紋。常見於溫帶的喬木與灌木,通常每年一輪。在溫帶地區年輪界限明顯。熱帶地區由於一年內氣候變化不大,年輪就不明顯。

形成原因

年輪由形成層每年的活動而產生。春天,氣候溫和、雨量充沛,對樹木的生長有利,這是形成層細胞分裂旺盛,新產生的細胞大而明顯,導管又大又多,因此,木材就顯得顏色淡,質地鬆軟。入夏以後,隨著氣溫增高。雨量減少,特別是到秋天,天氣漸冷,雨量更少,形成層活動減弱,分裂出的細胞形狀小,加上細胞壁厚,導管又少,木材顯得緻密而堅硬,顏色也深。

寬度影響因素

1)樹種的類屬:例如楊樹及毛桐的年輪寬,黃楊及山茱萸的年輪就非常窄

2)樹木的年齡:樹木在生長初期所形成的年輪是越來越寬,但以後隨著樹齡的增加,就逐漸變窄。

3)生活環境條件: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

1)早材(春材)

在生長季節早期形成的木材。早材細胞空隙較大,細胞纖維較少,因而質地酥鬆,顏色較淺。

2)晚材(夏材、秋材)

年輪[植物學] 年輪[植物學]

在生長季節晚期形成的木材。晚材細胞空隙小,纖維成分較多,細胞沉積物也較多,所以顏色較深,質地緻密。

從早材到晚材,隨著季節的更替而逐漸變化,雖然質地和色澤有所不同,但是不存在明顯的界線。而上年晚材和當年早材之間,卻有著顯著差異,存在明顯分界,形成樹木年輪。

3)急變

一個年輪中,早材和晚材界限明顯,從早材過渡到晚材顏色突然變化。如雲南松、馬尾松、鐵杉、落葉松等的木材都是這樣。

4)漸變

一個年輪中,早材和晚材界限明顯,從早材過渡到晚材顏色逐漸變化,如冷杉、雲杉的木材都是如此。

5)特例——假年輪

木本植物的莖內,在一年內產生的多個年輪。假年輪的產生有屬於植物自身的特性,有由於外界環境的影響。前者如柑桔屬植物一年內可產生3個年輪,後者如氣候異常或蟲害發生,出現多次寒暖或葉落葉出的交替,使形成層活動有顯著起伏,造成多次生長的變化,形成多個同心環層。

採樣方法

1)生長錐取樣

年輪[植物學] 年輪[植物學]

年輪採樣使用的主要工具是生長錐。生長錐可以再不砍伐樹木的前提下,獲取喬木樹芯樣本,是不看法樹木獲取樹芯的專用工具。

優點:不破壞樹木,運輸和採樣的成本低。

缺點:相對圓盤採樣來說獲得的量有限。

2)圓盤取樣

砍伐樹木,獲取樹木莖的完整橫切面。

優點:獲取的樹木生長信息較為全面。

缺點:毀壞樹木,採樣、存儲和運輸成本高。

套用

1)計算樹木年齡

一個年輪代表著樹木經歷了所生長環境的一個周期的變化,通常其後是一年一個變化周期,所以年輪也就代表著一年中生長的情況。根據年輪的樹木,可以推知樹木的年齡,用來考查森林的年代。

2)了解當年氣候條件

年輪的寬窄可以了解樹木的經歷以及樹木與當時當地環境氣候的關係。在優越的的氣候條件下,樹木生長的好,木質部增加的多,年輪也就較寬,反之年輪就窄。比如,樹木最初的年輪一般比較寬,這表示那時它年輕力壯,生命力強;有時一棵樹再出現了很多窄的年輪以後,突然出現有寬的年輪,這表明年輪寬的那幾年,環境氣候適宜,對樹木生長有利。偏心年輪,說明樹木兩邊環境不同,通常北半球朝南的一面較朝北的一面溫暖,所以得一面年輪較寬。

衍生學科——樹木年代學

1904年的一天,道格拉斯到一位農夫家做客,院子的一根老樹樁引起了他的注意,這根老樹樁表面因年久而污黑。他如獲至寶的仔細觀察了它的年輪,發現一圈年輪很窄,他認為這正是1883年結束的長期乾旱所造成的。這圈年輪外面還有11圈年輪。他問主人,看到這棵樹的確切時間是不是1894年。主人非常驚訝,因為他說的一點不差。通過這件事,道格拉斯認識到,檢查年輪類型可以知道當地過去的氣象情況。不久,他成立了一個新的科學領域——樹木年代學。樹木年代學是一門把年輪當做時間與過去氣象類型標準的尺度來研究的學科。達格拉斯還在亞利桑那大學建立了年輪研究實驗室。

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