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

• 表皮：這一層保護樹木免受昆蟲和疾病、過熱和過冷以及其他傷害。

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

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

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

• 生長輪：較淺的部分稱為“早材”（因為它在春天生長），較深的部分稱為“晚材”（在夏天生長）。它們一起代表一年的生長。我們可以通過數(shù)年輪來了解樹木的年齡。

• 心材：心材隨著樹木年輪的增長而發(fā)育。它是不再攜帶樹液的舊邊材，為樹干提供支撐和剛度。在許多種類的樹木中，心材的顏色比邊材深，因為它的輸水管被堵塞了。

樹木年輪是樹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)，由樹木形成層的周期性生長形成。

• 形成機制：
  在溫帶和寒帶地區(qū)，四季分明，樹木形成層細胞在春季快速分裂，形成細胞大、壁薄、顏色淺的早材（春材）；秋季生長減緩，細胞小而壁厚、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，通常對應一年生長周期。

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

年輪寬度隨樹種、樹齡和生長條件而變化。例如，泡桐、臭椿、沙蘭楊樹的年輪很寬，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。在同一棵樹上，環(huán)寬的垂直分布是：離樹基部越近，環(huán)越窄，離樹尖越近，環(huán)越寬。同一樹種在生長條件的影響下也存在差異，如在寒冷、干燥、土壤貧瘠或樹木密度低的地區(qū)，樹木生長速度慢，年輪較窄；在氣候溫和、土壤濕潤肥沃的地方，樹木生長快，年輪較寬。同時，年輪寬度隨著樹齡的增加而逐漸增大。達到一定年齡后，植物細胞分裂能力減弱，形成窄環(huán)。此外，孤立樹木的年輪比封閉林分的年輪寬。

年輪在林業(yè)上的應用

樹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，可以從樹皮上切下一塊帶有所有年輪的薄片，一直切到樹的中心，這樣就不需要砍倒樹木來計算它的年齡。樹木的年輪，越靠近髓質(zhì)，越年輕，越靠近樹皮。在樹干的基部，年輪的數(shù)量可能代表了樹木的年齡，但是幼苗也必須被添加以達到這一層的年齡。

在森林資源調(diào)查中指導林業(yè)生產(chǎn)，根據(jù)年輪的寬度，可以測量樹木的生長情況。因為年輪的寬度易受光線的方向、氣候和地理位置、地形的影響。人們還可以根據(jù)年輪的寬度了解樹木過去幾年的生長情況，預測未來的生長趨勢，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依據(jù)。

在某些情況下，它可以作為估計木材物理和機械性能的基礎。一般情況下，1厘米以內(nèi)的年輪數(shù)作為木材性能的初步指標。針葉樹年輪均勻，強度高（指普通木材）；年輪過寬或過窄，木材強度降低。一般情況下，環(huán)材的強度隨著年輪數(shù)的減少而增加。評價木材物理力學性能的一個重要因素是晚材率（晚材寬度與環(huán)寬的百分比）。晚材率高時，木材的物理力學指標一般較高；反之，晚材率低時，木材的物理力學指標也較低。

記錄氣候的變遷

樹的年輪是樹的“時間表”的生活,這不僅記錄樹本身的年齡，而且記錄等外部因素的影響樹的生長環(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。所有這些都是通過年輪的形狀和結(jié)構(gòu)的變化來記錄的。因此，通過揭示年輪的秘密，它揭示了樹木自誕生以來所發(fā)生的許多事情。因為每一種樹都有自己的年輪特征，即使是同一種樹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，人們可以通過年輪的寬度和寬度來了解每年的氣候條件。如果在某個地方有一定的氣候變化周期，它將反映在年輪上。

20世紀初，“樹木年代學”就是在此基礎上發(fā)展起來的。它的創(chuàng)始人是美國天文學家道格拉斯，他利用樹木年輪的形成進行科學測定年代，測定年代的準確性長達數(shù)年。道格拉斯在亞利桑那大學建立了世界上第一個系統(tǒng)研究樹木年輪的實驗室。經(jīng)過長時間的觀察，美國西南部的松樹被發(fā)現(xiàn)對氣候變化特別敏感。

太陽活動是周期性的，對地球的溫度有直接影響，這反映在樹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耀斑大爆發(fā)年代相吻合。當太陽耀斑爆發(fā)時，空氣中會形成含有碳十四的二氧化碳。它被樹木吸收，通過光合作用合成有機養(yǎng)分，然后進入木質(zhì)部后。碳14的放射性逐漸衰減，半衰期為5,730年。通過測量古樹樣本，可以發(fā)現(xiàn)太陽耀斑的痕跡，其歷史可以追溯到約9000年前。目前關于太陽耀斑的科學記錄只有50年的歷史。

此外，太陽黑子強度的周期性變化在年輪上留下了印記，科學家據(jù)此計算出太陽黑子的活動周期為11.3年，這與科學觀測結(jié)果一致。

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

火山噴發(fā)留下的印記

對地震研究的啟示

這是因為地震會破壞樹木的生長，導致它們在地震后的幾年里形成更窄的年輪。哥倫比亞大學的戈登雅各比（Gordon Jacobi）在研究1857年加州大地震時發(fā)現(xiàn)，在地震發(fā)生的地區(qū)生長的松樹樹干橫截面上有長長的、不規(guī)則的、密集的年輪，但它們之前是有規(guī)律地生長的。從這些異常的年輪中，科學家可以推斷出斷層是何時活動的。

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資料，這一點已為人們所公認。為了觀察年輪，可以用樹木生長錐，從樹皮直接鉆入樹心，然后取出一長條來，上面就有全部的年輪。這樣不用砍倒樹木，就可以知道樹木的年齡，從而為科學家提供了研究的材料。