記載樹木曆史的年輪

1904年，美國學者安德魯·埃利科特·道格拉斯在亞利桑那州一個農民家裏，偶然發現了一個有趣的現象：在院子裏一個大樹樁的黑褐色斷麵上有很多一圈套著一圈的同心環紋。而且，靠近中心的環紋之間的間隔特別狹窄，靠近外麵至樹皮的十一圈環紋之間間隔卻比較寬。這些環紋是否與氣候有關呢？道格拉斯翻閱了當地的氣象資料，結果發現，在1883年之前，這兒曾發生過一次持續多年的旱災，旱災之後，氣候倒是風調雨順。突然，道格拉斯眼睛一亮。他想，如果樹木每年長粗一圈，那以後十一年生長正常的寬環紋不正表明十一年內天氣也是正常的嗎！而十一年前的窄狹的環紋正好與連續的大旱氣候相一致，說明幹旱年代樹木生長緩慢，環紋也特別致密。道格拉斯的推論完全是正確的，原來這樹樁正是那位農民於十年前的1894年砍掉大樹後留下來的。樹樁上環紋的變化規律也正好與當地的氣候變化狀況相符合。

從鋸下的樹木橫斷麵上可以看到一圈圈環紋，現在再也不會像道格拉斯時代那樣認為是什麽神秘的了。然而，這些樹木橫斷麵上環紋到底是如何形成的呢？可能至今仍然有很多人不知道。原來，樹木中環紋的形成與樹木的不斷加粗有關，而樹木的加粗又是樹幹內“形成層”活動的結果。在樹木莖幹的橫切麵上，韌皮部與木質部之間的一層細胞壁較薄，排列整齊的細胞就叫做形成層。通過這些細胞的分裂活動，不斷向外形成新的韌皮部細胞，向內形成新的木質部細胞。新形成的韌皮部細胞，加在原先形成的韌皮部的裏麵；新形成的木質部細胞，則加在原先形成的木質部的外麵。在每年的一定時期中，形成層的細胞就要進行分裂。就這樣，年複一年，由於木質部的逐漸增厚，樹木的直徑也隨著加粗。

但是，形成層的活動是隨著氣候的變化而變化的。在我國，尤其是江南一帶，由於四季比較分明，在春天氣候溫和，雨量充足，對樹木的生長十分有利。這時形成層也加緊活動，細胞分裂旺盛，新分出的細胞又大又明顯，導管既大又多，因此，木材就顯得色淺而鬆，這叫春材或早材。入夏以後，隨著氣溫增高，雨量相對減少，尤其是在入秋以後，天氣逐漸變冷，雨量更少的情況下，形成層活動減弱，分出的細胞就較小，細胞壁也厚，導管不僅短小，而且也少，本材的顏色較深，結構致密，這叫做夏材或晚材。在一年當中，細胞和導管的這種由大到小，木材性質由鬆到密的過程，由於是逐漸變化的，所以看起來不十分清楚。可是，一到來年再開始重複這種變化的順序時，界限就非常明顯。我們在鋸斷的本頭或樹墩上，看到的若幹色澤、質地不同的一圈圈環紋，就是每年形成層活動界限的標誌，這就叫做“年輪”。

一個年輪，代表著樹木一年中生長的情況。根據樹木年輪的數目，可以推知樹木的年齡，用來考查森林的年代。不過，應該注意的是：有時由於形成層有節奏的活動，每年也可產生幾個年輪，這叫假年輪。象柑屬植物，一年可產生三個年輪。所以，由年輪計算出來的樹木年齡，隻能是一個近似的數字。

年輪不僅用來計算樹木的年齡，從年輪的寬窄，還可以了解到樹木的經曆，以及樹木與當時當地環境氣候的關係。因為，在優越的氣候條件下，樹木生長得好，木質部增加得多，年輪也就較寬；反之年輪就窄。比如，樹木最初的年輪寬，這表示年青力壯，生長力強；在很多窄的年輪後，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。另外，象偏心的年輪，這說明樹木兩邊環境不同，等等。影響樹木生長的主要因素是夏天的氣溫，7月份的氣溫具有特別重要的意義。大家知道，氣溫冷暖的變化大致有一個200年的周期。通過對一千九百到一千九百六十年間年輪的研究以後，發現在200年的大周期內還存在33年、72年、92年、111年的氣候變化小周期，它們大都是11—11.5年周期的倍數。而11年，剛好是太陽黑子活動的周期，這就再一次證實了太陽活動已經直接影響了地球氣溫的變化。

目前有一種專門的鑽具可以從樹皮直鑽到樹心，取出一個有全部年輪的薄片。用這種方法，不需再砍倒樹木就可計算出樹木的年輪。

通過對年輪變化規律的研究，學者們不但可能發現年輪紀錄的諸如地震、火山爆發、大氣汙染等環境變遷資料，而且還可以用這份很有價值的自然曆史紀錄卡來分析當地的氣候變化規律，推測未來氣候的變化，對製定超長期氣候的預報和規劃造林方麵提供指導和參考。

年輪，真可說是一部記載樹木曆史的無字“天書”。