通過(guò)樹(shù)木的橫截面我們可以很清楚地看到樹(shù)木的年輪，又叫樹(shù)輪，樹(shù)輪揭示了構(gòu)成樹(shù)木的許多不同層次。每一層都可以告訴我們一些關(guān)于樹(shù)木的生命和生長(zhǎng)氣候的信息。

• 表皮：這一層保護(hù)樹(shù)木免受昆蟲(chóng)和疾病、過(guò)熱和過(guò)冷以及其他傷害。

• 內(nèi)表皮：這一層將葉子或針葉中產(chǎn)生的糖分輸送到樹(shù)枝、樹(shù)干和根部，在那里轉(zhuǎn)化為樹(shù)木生長(zhǎng)所需的食物。

• 形成層：形成層是內(nèi)皮內(nèi)的一層或一個(gè)細(xì)胞區(qū)，只有一個(gè)細(xì)胞厚。形成層產(chǎn)生木質(zhì)部和韌皮部細(xì)胞。直徑生長(zhǎng)發(fā)生在這里，年輪和內(nèi)皮也在這里形成。

• 邊材：這一層將樹(shù)液（水加氮和礦物質(zhì)養(yǎng)分）從根部輸送回樹(shù)葉。邊材賦予樹(shù)木力量。

• 生長(zhǎng)輪：較淺的部分稱(chēng)為“早材”（因?yàn)樗诖禾焐L(zhǎng)），較深的部分稱(chēng)為“晚材”（在夏天生長(zhǎng)）。它們一起代表一年的生長(zhǎng)。我們可以通過(guò)數(shù)年輪來(lái)了解樹(shù)木的年齡。

• 心材：心材隨著樹(shù)木年輪的增長(zhǎng)而發(fā)育。它是不再攜帶樹(shù)液的舊邊材，為樹(shù)干提供支撐和剛度。在許多種類(lèi)的樹(shù)木中，心材的顏色比邊材深，因?yàn)樗妮斔鼙欢氯恕?/span>

樹(shù)木年輪是樹(shù)木莖干橫斷面上呈現(xiàn)的深淺交替的同心圓環(huán)結(jié)構(gòu)，由樹(shù)木形成層的周期性生長(zhǎng)形成。

• 形成機(jī)制：
  在溫帶和寒帶地區(qū)，四季分明，樹(shù)木形成層細(xì)胞在春季快速分裂，形成細(xì)胞大、壁薄、顏色淺的早材（春材）；秋季生長(zhǎng)減緩，細(xì)胞小而壁厚、顏色深的晚材（秋材）。早材與晚材交替出現(xiàn)，形成一圈完整的年輪，通常對(duì)應(yīng)一年生長(zhǎng)周期。

• 熱帶樹(shù)木的例外：
  熱帶地區(qū)若無(wú)明顯干濕季變化，樹(shù)木可能不形成年輪，或僅因雨季與旱季交替形成“生長(zhǎng)輪”（非嚴(yán)格一年一輪）。

年輪寬度隨樹(shù)種、樹(shù)齡和生長(zhǎng)條件而變化。例如，泡桐、臭椿、沙蘭楊樹(shù)的年輪很寬，黃楊、紅豆杉、落葉松的年輪即使在良好的環(huán)境條件下也很窄。在同一棵樹(shù)上，環(huán)寬的垂直分布是：離樹(shù)基部越近，環(huán)越窄，離樹(shù)尖越近，環(huán)越寬。同一樹(shù)種在生長(zhǎng)條件的影響下也存在差異，如在寒冷、干燥、土壤貧瘠或樹(shù)木密度低的地區(qū)，樹(shù)木生長(zhǎng)速度慢，年輪較窄；在氣候溫和、土壤濕潤(rùn)肥沃的地方，樹(shù)木生長(zhǎng)快，年輪較寬。同時(shí)，年輪寬度隨著樹(shù)齡的增加而逐漸增大。達(dá)到一定年齡后，植物細(xì)胞分裂能力減弱，形成窄環(huán)。此外，孤立樹(shù)木的年輪比封閉林分的年輪寬。

年輪在林業(yè)上的應(yīng)用

樹(shù)木年輪的確定及其反映的信息在林業(yè)研究中具有重要意義。使用一種特殊的鉆子，可以從樹(shù)皮上切下一塊帶有所有年輪的薄片，一直切到樹(shù)的中心，這樣就不需要砍倒樹(shù)木來(lái)計(jì)算它的年齡。樹(shù)木的年輪，越靠近髓質(zhì)，越年輕，越靠近樹(shù)皮。在樹(shù)干的基部，年輪的數(shù)量可能代表了樹(shù)木的年齡，但是幼苗也必須被添加以達(dá)到這一層的年齡。

在森林資源調(diào)查中指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)，根據(jù)年輪的寬度，可以測(cè)量樹(shù)木的生長(zhǎng)情況。因?yàn)槟贻喌膶挾纫资芄饩€(xiàn)的方向、氣候和地理位置、地形的影響。人們還可以根據(jù)年輪的寬度了解樹(shù)木過(guò)去幾年的生長(zhǎng)情況，預(yù)測(cè)未來(lái)的生長(zhǎng)趨勢(shì)，為制定林業(yè)規(guī)劃、確定合理的采伐量、制定造林規(guī)劃和采取不同的管理措施提供科學(xué)依據(jù)。

在某些情況下，它可以作為估計(jì)木材物理和機(jī)械性能的基礎(chǔ)。一般情況下，1厘米以?xún)?nèi)的年輪數(shù)作為木材性能的初步指標(biāo)。針葉樹(shù)年輪均勻，強(qiáng)度高（指普通木材）；年輪過(guò)寬或過(guò)窄，木材強(qiáng)度降低。一般情況下，環(huán)材的強(qiáng)度隨著年輪數(shù)的減少而增加。評(píng)價(jià)木材物理力學(xué)性能的一個(gè)重要因素是晚材率（晚材寬度與環(huán)寬的百分比）。晚材率高時(shí)，木材的物理力學(xué)指標(biāo)一般較高；反之，晚材率低時(shí)，木材的物理力學(xué)指標(biāo)也較低。

記錄氣候的變遷

樹(shù)的年輪是樹(shù)的“時(shí)間表”的生活,這不僅記錄樹(shù)本身的年齡，而且記錄等外部因素的影響樹(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境和氣候，如光、水、溫度、土壤條件,生物和氣候變化之間的互動(dòng)。所有這些都是通過(guò)年輪的形狀和結(jié)構(gòu)的變化來(lái)記錄的。因此，通過(guò)揭示年輪的秘密，它揭示了樹(shù)木自誕生以來(lái)所發(fā)生的許多事情。因?yàn)槊恳环N樹(shù)都有自己的年輪特征，即使是同一種樹(shù)也可能有不同的年輪。年輪的寬度和寬度與氣候條件密切相關(guān)，人們可以通過(guò)年輪的寬度和寬度來(lái)了解每年的氣候條件。如果在某個(gè)地方有一定的氣候變化周期，它將反映在年輪上。

20世紀(jì)初，“樹(shù)木年代學(xué)”就是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的創(chuàng)始人是美國(guó)天文學(xué)家道格拉斯，他利用樹(shù)木年輪的形成進(jìn)行科學(xué)測(cè)定年代，測(cè)定年代的準(zhǔn)確性長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。道格拉斯在亞利桑那大學(xué)建立了世界上第一個(gè)系統(tǒng)研究樹(shù)木年輪的實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)察，美國(guó)西南部的松樹(shù)被發(fā)現(xiàn)對(duì)氣候變化特別敏感。

太陽(yáng)活動(dòng)是周期性的，對(duì)地球的溫度有直接影響，這反映在樹(shù)木年輪的顏色和輪廓上。研究人員發(fā)現(xiàn)，富集有碳十四的年輪的年代與太陽(yáng)耀斑大爆發(fā)年代相吻合。當(dāng)太陽(yáng)耀斑爆發(fā)時(shí)，空氣中會(huì)形成含有碳十四的二氧化碳。它被樹(shù)木吸收，通過(guò)光合作用合成有機(jī)養(yǎng)分，然后進(jìn)入木質(zhì)部后。碳14的放射性逐漸衰減，半衰期為5,730年。通過(guò)測(cè)量古樹(shù)樣本，可以發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)耀斑的痕跡，其歷史可以追溯到約9000年前。目前關(guān)于太陽(yáng)耀斑的科學(xué)記錄只有50年的歷史。

此外，太陽(yáng)黑子強(qiáng)度的周期性變化在年輪上留下了印記，科學(xué)家據(jù)此計(jì)算出太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期為11.3年，這與科學(xué)觀(guān)測(cè)結(jié)果一致。

在考古工作中，使用樹(shù)木年輪來(lái)確定一個(gè)事件的確切年齡是很常見(jiàn)的，甚至可以追溯到年份，甚至是某個(gè)季節(jié)。

火山噴發(fā)留下的印記

對(duì)地震研究的啟示

這是因?yàn)榈卣饡?huì)破壞樹(shù)木的生長(zhǎng)，導(dǎo)致它們?cè)诘卣鸷蟮膸啄昀镄纬筛哪贻?。哥倫比亞大學(xué)的戈登雅各比（Gordon Jacobi）在研究1857年加州大地震時(shí)發(fā)現(xiàn)，在地震發(fā)生的地區(qū)生長(zhǎng)的松樹(shù)樹(shù)干橫截面上有長(zhǎng)長(zhǎng)的、不規(guī)則的、密集的年輪，但它們之前是有規(guī)律地生長(zhǎng)的。從這些異常的年輪中，科學(xué)家可以推斷出斷層是何時(shí)活動(dòng)的。

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(guān)察年輪，可以用樹(shù)木生長(zhǎng)錐，從樹(shù)皮直接鉆入樹(shù)心，然后取出一長(zhǎng)條來(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。