年輪是怎么形成的
年輪,指魚類等生長過程中在鱗片、耳石、鰓蓋骨和脊椎骨等上面所形成的特殊排列的年周期環(huán)狀輪圈,樹木在一年內生長所產生的一個層,它出現在橫斷面上好像一個(或幾個)輪,圍繞著過去產生的同樣的一些輪。下面由學習啦小編為你詳細介紹年輪的相關知識。
年輪是怎么形成的:
1、“年輪系指莖的橫切面上所見一年內木材和樹皮的生長層而言。”這是1957年國際木材解剖學家協(xié)會所發(fā)表的《木材解剖學名詞術語》中,有關“年輪“這個名詞的定義。至于年輪是怎樣形成的,這首先要從維管形成層的結構及其活動規(guī)律談起。
2、維管形成層(或稱形成層)是由原形成層發(fā)展而來的一種具有無限分生能力的次生分生組織。在植物的一生中,它不斷向外產生次生韌皮部,向內產生次生木質部。
3、形成層由紡錘狀原始細胞和射線原始細胞所組成。軸向伸長的紡錘狀原始細胞,兩端呈楔形,在橫切面上多成長方形,切向寬大于徑向寬,細胞的長度比寬度大數倍。
4、由紡錘狀原始細胞衍生出次生木質部和次生韌皮部的軸向系統(tǒng)。射線原始細胞的體積較小,幾乎成等徑或稍長。這類原始細胞衍生次生木質部與韌皮部的徑向系統(tǒng)。
關于年輪的研究
木匠從久遠的時代起,就知道樹干里面有年輪,有了年輪,木材上才出現了紋理。據我們所知,亞里士多德的同事就曾提到過年輪,不過到達·芬奇時才第一次提出年輪是每年增加一圈的。今天已經眾所周知:春回大地,萬象更新,緊挨著樹皮里面的細胞開始分裂;分裂后的細胞大而壁厚,顏色鮮嫩,科學家稱之為早期木;以后細胞生長減慢,壁更厚,體積縮小,顏色變深,這被稱為后期木,樹干里的深色年輪就是由后期木形成的。在這以后,樹又進入冬季休眠時期,周而復始,循環(huán)不已。這樣,許多種樹的主干里便生成一圈又一圈深淺相間的環(huán),每一環(huán)就是一年增長的部分。這種年輪在針葉樹中最顯著,在大多數溫帶落葉樹中不明顯,而許多熱帶樹中則根本沒有。
樹是活檔案,樹干里的年輪就是記錄。它不僅說明樹木本身的年齡,還能說明每年的降水量和溫度變化。年輪上可能還記錄了森林大火、早期霜凍以及從周圍環(huán)境中吸取的化學成分。因此,只要我們知道了如何揭示樹的秘密,它就會向我們訴說從它出世起,周圍發(fā)生的大量事情。樹可以告訴我們有文字記載以前發(fā)生過的事情,還可以告訴我們有關未來的事情。樹中關于氣象的記錄可以幫助我們了解促成氣象的那些自然力量,而這反過來又可幫助我們預測未來。
年輪應用到苗木種植中,如李樹的種植,可以根據李樹的苗木生長特性及每年的生長情況來實現苗木的造景需要,如今年這苗木的新生枝條符合自己想要表達的造景要求則留枝條,如今年的新生枝條不符合苗木的造景要求則截枝,經過一定的時間來形成苗木自身造景的技術目的?
年輪的運用
樹的年輪如今已成為科學家研究的一個重要領域。通過年輪,人們不僅可以測定許多事物發(fā)生的年代,測知過去發(fā)生的地震、火山爆發(fā)和氣候變化,而且還可以推斷未來。
我們把美國西南部周圍年輪的數據收集起來,同100年來的氣象記錄進行比較,就會看出年輪如何反映出氣候。因此,對于沒有氣象記錄的時期,我們從一環(huán)年輪形成的情況可以推斷出當時的氣候。弗里茨就這樣把美國西部和太平洋北部的氣象圖編制到大約公元1600年。
年輪專家還研究了酸雨對美國東部森林的影響。哥倫比亞大學的戈登·雅各比解釋說,隨著樹越長越老,年輪也變得越來越薄。這是正常的老化過程。因而可以得出結論:酸雨對樹起著相反的作用。我們還必須比較氣象數據以排除樹生長減慢的其他可能原因。要證實酸雨的影響,必須找出正常條件以外的生長受阻情況。雅各比在新英格蘭州周圍的12個圈定地區(qū)中看到有3個地區(qū)受酸雨影響,其余9個地區(qū)沒有受酸雨影響。
然而,在某些情況下,年輪也可以用來非常驚人地證明環(huán)境污染的影響。例如,亞利桑那大學一個研究小組發(fā)現,加拿大不列顛哥倫比亞省特萊爾一家鉛礦冶煉廠對美國華盛頓州的樹木生長發(fā)生了影響。那家工廠開工時,樹木生長比正常情況相差很多。但是幾年后工廠關門,樹木生長情況恢復正常了。
年輪還記錄了火山爆發(fā)。像圣海倫斯火山爆發(fā)時,大量灰塵和氣體進入同溫層,遮住大片陽光。這會使溫度降到冰點以下,給樹內留下一道叫做霜輪的特殊標記。亞利桑那大學的瓦摩爾·拉馬舍及其同事們不久前研究了刺果松上的霜輪,發(fā)現其中有不少符合大火山爆發(fā)的情況。東印度群島坦波拉火山爆發(fā)曾使1816年成了“沒有夏天的一年”,那次火山爆發(fā)不僅給刺果松留下了霜輪,而且在南非的樹上也發(fā)現有這種霜輪。公元前1626年出現了特別突出的霜輪,拉馬舍認為這些霜輪可能是一次火山爆發(fā)造成的,那次火山爆發(fā)使愛琴海的桑托林島一度消失。神秘的大西洲沉淪海中的故事,也可能是起源于那次火山爆發(fā)。拉馬舍提出的年代,雖然有些考古學家還有爭議,但它是迄今最確切的年代。用碳14法對那次火山爆發(fā)覆蓋的工藝品測定的年代,與拉馬舍提出的年代也一致。
年輪科學家開始認真研究的另一種短暫現象是地震。地震可以給樹造成損害,使樹在以后的一些年中產生較薄的年輪。哥倫比亞大學的戈登·雅各比讓我看了一棵松樹的樹心橫切面,它的薄年輪長得不規(guī)則,而且擠在一起,但以前它一直長得很好。1857年,一次大地震震撼了加利福尼亞州南部的曠野,那棵樹正好長在那兒。這樣,那棵樹就可以告訴我們,那段斷層是什么時候處于活動時期的。人們關心的另一個大問題就是:由于幾世紀以來不斷燃燒煤和石油,大氣層中二氧化碳大量蓄積,從而造成未來的地球氣溫升高。年輪氣象關系學國際計劃的數據將擴展到公元1700年,這個年代比開始燃燒煤和石油的產業(yè)革命時期還要早得多。拉馬舍說:“沒有這種數據基礎,大氣層科學家要想確切地知道漸暖趨勢,恐怕還要用10年到20年的時間去觀察氣溫和二氧化碳。到那時,恐怕為時過晚了。”