年輪是怎么形成的
年輪,指魚(yú)類(lèi)等生長(zhǎng)過(guò)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(shù)木在一年內(nèi)生長(zhǎng)所產(chǎn)生的一個(gè)層,它出現(xiàn)在橫斷面上好像一個(gè)(或幾個(gè))輪,圍繞著過(guò)去產(chǎn)生的同樣的一些輪。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹年輪的相關(guān)知識(shí)。
年輪是怎么形成的:
1、“年輪系指莖的橫切面上所見(jiàn)一年內(nèi)木材和樹(shù)皮的生長(zhǎng)層而言。”這是1957年國(guó)際木材解剖學(xué)家協(xié)會(huì)所發(fā)表的《木材解剖學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)》中,有關(guān)“年輪“這個(gè)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(jié)構(gòu)及其活動(dòng)規(guī)律談起。
2、維管形成層(或稱(chēng)形成層)是由原形成層發(fā)展而來(lái)的一種具有無(wú)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(chǎn)生次生韌皮部,向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部。
3、形成層由紡錘狀原始細(xì)胞和射線原始細(xì)胞所組成。軸向伸長(zhǎng)的紡錘狀原始細(xì)胞,兩端呈楔形,在橫切面上多成長(zhǎng)方形,切向?qū)挻笥趶较驅(qū)?,?xì)胞的長(zhǎng)度比寬度大數(shù)倍。
4、由紡錘狀原始細(xì)胞衍生出次生木質(zhì)部和次生韌皮部的軸向系統(tǒng)。射線原始細(xì)胞的體積較小,幾乎成等徑或稍長(zhǎng)。這類(lèi)原始細(xì)胞衍生次生木質(zhì)部與韌皮部的徑向系統(tǒng)。
關(guān)于年輪的研究
木匠從久遠(yuǎn)的時(shí)代起,就知道樹(shù)干里面有年輪,有了年輪,木材上才出現(xiàn)了紋理。據(jù)我們所知,亞里士多德的同事就曾提到過(guò)年輪,不過(guò)到達(dá)·芬奇時(shí)才第一次提出年輪是每年增加一圈的。今天已經(jīng)眾所周知:春回大地,萬(wàn)象更新,緊挨著樹(shù)皮里面的細(xì)胞開(kāi)始分裂;分裂后的細(xì)胞大而壁厚,顏色鮮嫩,科學(xué)家稱(chēng)之為早期木;以后細(xì)胞生長(zhǎng)減慢,壁更厚,體積縮小,顏色變深,這被稱(chēng)為后期木,樹(shù)干里的深色年輪就是由后期木形成的。在這以后,樹(shù)又進(jìn)入冬季休眠時(shí)期,周而復(fù)始,循環(huán)不已。這樣,許多種樹(shù)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(zhǎng)的部分。這種年輪在針葉樹(shù)中最顯著,在大多數(shù)溫帶落葉樹(shù)中不明顯,而許多熱帶樹(shù)中則根本沒(méi)有。
樹(shù)是活檔案,樹(shù)干里的年輪就是記錄。它不僅說(shuō)明樹(shù)木本身的年齡,還能說(shuō)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?chē)h(huán)境中吸取的化學(xué)成分。因此,只要我們知道了如何揭示樹(shù)的秘密,它就會(huì)向我們?cè)V說(shuō)從它出世起,周?chē)l(fā)生的大量事情。樹(shù)可以告訴我們有文字記載以前發(fā)生過(guò)的事情,還可以告訴我們有關(guān)未來(lái)的事情。樹(shù)中關(guān)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(guò)來(lái)又可幫助我們預(yù)測(cè)未來(lái)。
年輪應(yīng)用到苗木種植中,如李樹(shù)的種植,可以根據(jù)李樹(shù)的苗木生長(zhǎng)特性及每年的生長(zhǎng)情況來(lái)實(shí)現(xiàn)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(dá)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(jīng)過(guò)一定的時(shí)間來(lái)形成苗木自身造景的技術(shù)目的?
年輪的運(yùn)用
樹(shù)的年輪如今已成為科學(xué)家研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。通過(guò)年輪,人們不僅可以測(cè)定許多事物發(fā)生的年代,測(cè)知過(guò)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(lái)。
我們把美國(guó)西南部周?chē)贻喌臄?shù)據(jù)收集起來(lái),同100年來(lái)的氣象記錄進(jìn)行比較,就會(huì)看出年輪如何反映出氣候。因此,對(duì)于沒(méi)有氣象記錄的時(shí)期,我們從一環(huán)年輪形成的情況可以推斷出當(dāng)時(shí)的氣候。弗里茨就這樣把美國(guó)西部和太平洋北部的氣象圖編制到大約公元1600年。
年輪專(zhuān)家還研究了酸雨對(duì)美國(guó)東部森林的影響。哥倫比亞大學(xué)的戈登·雅各比解釋說(shuō),隨著樹(shù)越長(zhǎng)越老,年輪也變得越來(lái)越薄。這是正常的老化過(guò)程。因而可以得出結(jié)論:酸雨對(duì)樹(shù)起著相反的作用。我們還必須比較氣象數(shù)據(jù)以排除樹(shù)生長(zhǎng)減慢的其他可能原因。要證實(shí)酸雨的影響,必須找出正常條件以外的生長(zhǎng)受阻情況。雅各比在新英格蘭州周?chē)?2個(gè)圈定地區(qū)中看到有3個(gè)地區(qū)受酸雨影響,其余9個(gè)地區(qū)沒(méi)有受酸雨影響。
然而,在某些情況下,年輪也可以用來(lái)非常驚人地證明環(huán)境污染的影響。例如,亞利桑那大學(xué)一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),加拿大不列顛哥倫比亞省特萊爾一家鉛礦冶煉廠對(duì)美國(guó)華盛頓州的樹(shù)木生長(zhǎng)發(fā)生了影響。那家工廠開(kāi)工時(shí),樹(shù)木生長(zhǎng)比正常情況相差很多。但是幾年后工廠關(guān)門(mén),樹(shù)木生長(zhǎng)情況恢復(fù)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(shí),大量灰塵和氣體進(jìn)入同溫層,遮住大片陽(yáng)光。這會(huì)使溫度降到冰點(diǎn)以下,給樹(shù)內(nèi)留下一道叫做霜輪的特殊標(biāo)記。亞利桑那大學(xué)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(xiàn)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(méi)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(shù)上也發(fā)現(xiàn)有這種霜輪。公元前1626年出現(xiàn)了特別突出的霜輪,拉馬舍認(rèn)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(ài)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(xué)家還有爭(zhēng)議,但它是迄今最確切的年代。用碳14法對(duì)那次火山爆發(fā)覆蓋的工藝品測(cè)定的年代,與拉馬舍提出的年代也一致。
年輪科學(xué)家開(kāi)始認(rèn)真研究的另一種短暫現(xiàn)象是地震。地震可以給樹(shù)造成損害,使樹(shù)在以后的一些年中產(chǎn)生較薄的年輪。哥倫比亞大學(xué)的戈登·雅各比讓我看了一棵松樹(shù)的樹(shù)心橫切面,它的薄年輪長(zhǎng)得不規(guī)則,而且擠在一起,但以前它一直長(zhǎng)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(shù)正好長(zhǎng)在那兒。這樣,那棵樹(shù)就可以告訴我們,那段斷層是什么時(shí)候處于活動(dòng)時(shí)期的。人們關(guān)心的另一個(gè)大問(wèn)題就是:由于幾世紀(jì)以來(lái)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(lái)的地球氣溫升高。年輪氣象關(guān)系學(xué)國(guó)際計(jì)劃的數(shù)據(jù)將擴(kuò)展到公元1700年,這個(gè)年代比開(kāi)始燃燒煤和石油的產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期還要早得多。拉馬舍說(shuō):“沒(méi)有這種數(shù)據(jù)基礎(chǔ),大氣層科學(xué)家要想確切地知道漸暖趨勢(shì),恐怕還要用10年到20年的時(shí)間去觀察氣溫和二氧化碳。到那時(shí),恐怕為時(shí)過(guò)晚了。”