年轮(英文名:Annual ring),又名生长轮,是指温带及其以北地区生长的树木通常在每年的一个生长期中,由维管形成层产生一圈次生木质部,在木材横切面上呈现明显的同心轮状结构。
年轮的形成源于树木维管形成层的活动受季节变化的影响。一年中,形成层细胞的分裂与分化速度随季节变动,春季至夏季气候适宜树木生长,形成层细胞活跃,分裂速度快,生成的木质部细胞体积大、细胞壁薄、导管多、纤维少,这部分次生木质部被称为早材或春材;进入秋季后,形成层细胞活动减弱,形成的木质部细胞狭窄、细胞壁厚、导管较少、纤维较多,该部分次生木质部被称为晚材或秋材。早材质地疏松、颜色较淡,晚材质地紧密、颜色较深,同一个生长季内的早材与晚材共同构成年轮。
第一年晚材与第二年早材之间界限清晰,被称为年轮线,是木材年度生长交替的转折点,通过树木主干基部的年轮数目,可确定树木的生长年龄。年轮可用于计算树木年龄和了解气候条件等。
定义
年轮是指温带及其以北地区生长的树木通常在每年的一个生长期中,由维管形成层产生一圈次生木质部,在木材横切面上呈现明显的同心轮状结构。
形成原因
年轮的形成是树木维管形成层活动受季节影响的结果。在一年中,形成层细胞分裂、分化的快慢是随着季节变化而变动。春天到夏天的气候适宜树木生长,形成层的细胞就非常活跃,分裂快,生长迅速,形成的木质部细胞体积大、细胞壁薄、导管多、纤维少,这部分次生木质部为早材或春材。到了秋天,形成层细胞的活动逐渐减弱,此时形成的木质部细胞就狭窄、细胞壁厚、导管较少、纤维较多。这部分次生木质部为晚材或秋材。早材质地疏松,颜色较淡,晚材质地紧密,颜色较深。同一个生长季的春材和秋材合称为生长轮也称为年轮。
第一年的秋材和第二年的春材之间,界限分明,称为年轮线,表明木材每年生长交替的转折点。从树木主干基部年轮的数目,可以了解这棵树的年龄。
分类
早材(春材)
指一个年轮中,靠近髓心部分的木材。在年轮显明的树种中,早材的材色较浅,一般材质较松软,细胞腔较大,细胞壁较薄,密度和强度都较低。
晚材(夏材、秋材)
指一个年轮中,靠近树皮部分的木材。材色较深,一般材质较坚硬,结构较紧密,细胞腔较小,胞壁较厚,密度和强度都较高。
急变
指一个年轮中,早材和晚材界限明显,从早材过渡到晚材颜色突然变化,如云南松、马尾松、铁杉、落叶松等的木材都是这样。
渐变
一个年轮中,早材和晚材界限明显,从早材过渡到晚材颜色逐渐变化,如冷杉属、云杉的木材都是如此。
假年轮
木本植物的茎内,在一年内产生的多个年轮。假年轮的产生有属于植物自身的特性,有由于外界环境的影响。前者如柑橘属植物一年内可产生3个年轮,后者如气候异常或虫害发生,出现多次寒暖或叶落叶出的交替,使形成层活动有显著起伏,造成多次生长的变化,形成多个同心环层。
影响因素
1)树种的类属:例如杨属及毛桐的年轮宽,黄杨及山茱萸的年轮就非常窄。
2)树木的年龄:树木在生长初期所形成的年轮是越来越宽,但以后随着树龄的增加,就逐渐变窄。
3)生活环境条件:例如格林兰北纬73度处的灌木桦,它的平均年轮宽度不超过0.05毫米,但在欧洲中部某一植物园中,同一种小桦的平均年轮宽度则为1.6毫米。
采样方法
生长锥取样
取活树或死树树芯的一种工具。由锥柄、锥体和取芯勺3部分组成。锥柄既是钻取树芯的把手,又是存放锥体和取芯勺的容器;锥体为一前端带有锋利螺旋刃口的狭长形圆筒;取芯勺为一前端带有细齿刃的半圆形通条。
树芯取样
圆盘取样
树轮圆盘采样时,取样人员应集中在树根部,听从锯手指挥,注意树干倒向和根部翘起方位,避开树干倒向。
样本的运输与贮存
应用
计算树木年龄
早材和晚材部分合起来成为一个较为明显的圆环,这就是树生长一年所形成的木材,称为一年的年轮。也就是说,年轮一年只有一圈(包括早材和晚材)。因此,根据树木的年轮(圈数)多少,就可知道一棵树的年龄了。
了解气候条件
树干木质部的形成层通过周期性的细胞分裂、细胞增粗,在气温年较差较大的环境,由于每个季节的气温、降水等生态因子会影响到细胞分裂的速度、细胞的大小、细胞壁的厚度等生理过程,造成生长季早期及生长季形成的木质部细胞较大、细胞壁薄、密度小,肉眼或者显微镜下观察颜色较浅;而生长末期期形成的木质部细胞较小、细胞含水量少、密度大,肉眼或者显微镜下观察颜色较深,从而在树干的截面上形成了肉眼可辩识的疏密相间的圆圈状年轮。不同年份的气温和降水量不一致,影响到每年年轮的细胞数量、大小不一致,造成每年的年轮宽度不一致。气温、降水、光照方向、坡度、地貌等生态因子都会影响到每年年轮的宽窄。树木年轮的宽窄能够记录树木生境气候变化。
衍生学科——树木年代学
由于树木在其生长过程中与自然界息息相关,它必须不断从周围环境吸取各类有机的和无机化合物的养分,因此,它的生长环境中的变化,包括气温、降水、太阳辐射、灾害性天气、土壤成份、水体成份、大气成份、地壳变动情况等等,必然反映到树木上来。年轮,就恰好象编年史一样把这些情况一一忠诚地记录下来,成为一部部珍贵的历史文献。为了揭示年轮的秘密,便产生了一门综合植物学、考古学、历史学“气象学、环境科学等多学科的新兴边缘科学--树木年代学。
参考资料 >
树木年轮气候研究树轮采样规范 .中国气象局政府门户网站.2025-12-18
年轮.年轮.2025-12-18