年轮的形成主要与形成层细胞分裂时的气候条件以及水分、无机盐等有关。春季,气候温暖,营养物质充足,这时,形成层细胞的分裂活动加快,所产生的木质部细胞体积大、细胞壁薄,所以,木材的颜色较淡,质地疏松。这部分木材叫作春材。
秋季,气温下降,营养物质减少,这时,形成层细胞分裂活动减慢,所产生的木质部细胞体积小,细胞壁厚,所以,木材的颜色较深,质地致密。这部分木材叫作秋材。同一年内的春材和秋材之间,颜色是逐渐转变的,中间没有明显的界限。
但是,前一年的秋材和后一年的春材之间,界限就十分明显,形成了显着的圆环,该圆环被称为年轮。
通常根据树木主干上年轮的数目,可以推断出这棵树的年龄。但对热带乔木而言,此法不管用,因为热带乔木中年生长,多不具明显得年轮。
(1)树木年轮方法论有哪些扩展阅读
生长在温带地区和有雨季、旱季交替的热带地区的树木才有年轮,而生长在四季气候变化不大的地区的树木则 年轮不明显。在树木的年轮上,蕴含着大量的气候、天文、 医学和环境等方面的历史信息。同时,在历史考古、林业研究、地质和公安破案等方面,年轮也起着重要的作用。
历史学上,常用年轮推算某些历史事件发生的具体年代。如在浩瀚的大海里,有历代沉没的大小船只,根据木船的花纹(年轮)可确定造船的树种;根据材质腐蚀状况确定沉船遇难的时代,及与该时代有关的某些历史事件。
B. 除了把树锯开还能用什么方法来观察树的年轮呢
从树桩的横断面把树木锯开,自然很容易看到了年轮的变化,但是,这样一来,这棵树木也就死了。如果要进行广泛的科学研究,如果遇到非常珍贵的树木,条件不允许这样观察它们的年轮,该怎么办呢?为了解决这个问题,科学家发明了一种专用工具:钻具。它能从树皮一直钻到树心,然后取出一个薄片,如果它提供的信息不够充分,我们可以再换一个角度,另取一片,这样就不会影响树木的寿命和生长,而又能了解树木的年轮所包含的各种数据。近年来,日本科学家又把CT扫描方法用来观察树木的生长状况,而且还可以对古代建筑的木质结构和古代木雕进行科学研究。
C. 什么叫年轮怎样看出一棵树的年龄
年轮(annual ring):维管形成层在一个生长期中所产生的次生木质部,构成一个生长轮。如果有明显的季节性,一年只产生一个生长轮,就称为年轮。
1测算古树的年龄比较复杂,要采用碳14交叉定位的方法来测算:先用专业的仪器在古树上取样,测算出古树的大致年代(由于用这种方式测算出来的时间误差较大,还需要借助一些辅助手段,将一些有文字记载的、树龄准确的相同类别的树木进行抽样分析,包括树木成长的环境、土壤、该地区的降水情况等等),在此基础上,编写出一定的公式,根据碳14的分析结果相互参照,最后计算出古树的年龄。
2最简单的方法:用年轮测树龄是一种方法,但不能想知道树多少年就砍了他吧,一个通常用的方法就是,看它的枝干,从上往下看。一年生枝二年生枝,三年生枝,由此来推算主枝的年龄。由此推断出树的大概年龄。
3目前国际上通行的古树测定方法有三种, 一是在树干上打眼,根据年轮测定树龄; 第二种是CT扫描法,但CT是一种射线,对树木有影响,而且设备贵, 测定成本高; 第三种是考古学上普遍采用的炭14测定法,也需要在树木上打眼,而且误差在20年以上
D. 树的年轮有哪些秘密
我们都知道,人有年龄,那么树木呢?树有年轮。树在锯倒之后,从树墩上可以看到许多同心轮纹,一般每年形成一轮,故称“年轮”。年轮是怎么形成的?它具有怎样的未解之谜?它又是怎样把大自然的变化记录在身的呢?
树的年轮学问
植物生长由于受到季节的影响而具有周期性的变化。在树木茎干韧皮部的内侧,有一层细胞生长得特别活跃,分裂快,能形成新的木材和韧皮部组织,这一层被称为“形成层”,树干增粗全是它活动的结果。
春夏两季,天气温暖,雨水充足,形成层的细胞活动旺盛,细胞分裂较快,向内产生一些腔大壁薄的细胞,输送水分的导管多而纤维细胞较少,这部分木材质地疏松,颜色较浅,称为“早材”或“春材”。夏末至秋季,气温和水分等条件逐渐不适于形成层细胞的活动,所产生的细胞小而壁厚,导管的数目极少,纤维细胞较多,这部分木材质地致密,颜色也深,称为“晚材”或“秋材”。每年形成的早材和晚材,逐渐过渡成一轮,代表一年所长成的木材。在前一年晚材与第二年早材之间,界限分明,成为年轮线。
年轮是树木的独特的语言,不仅能为人们提供树木的年龄,还能记录和提示很多自然现象。树木每年的生长在很大程度上取决于土壤的湿度:水分越充分,年轮越宽。通过对同一地区树木年轮的比较,可以分辨出每圈年轮的生长年代。然后,可以划分出每圈年轮所代表的确切日期。
年轮记录自然历史
1899年9月,美国阿拉斯加的冰角地区曾发生过两次大地震。科学家经过对附近树木年轮的分析研究,发现树木在这一年的年轮较宽,这说明树木在这一年的生长速度较快。
科学家认为,这是由于地震改善了树木的生态环境。另外,由地震造成的树木倾斜、树根网系的分崩瓦解等现象,也都在年轮上有所反映。此外,年轮还可以提供过去年代火山爆发的记录。在树木的生长期,当气温降到冰点以下时,霜冻会给树体造成损害,年轮内就会出现疤痕。这种寒冷气候常常与火山爆发有关。因此通过年轮内的疤痕还可以判断出火山爆发的时间。
E. 树的年轮是怎样形成的
“年轮系指茎的横切面上所见一年内木材和树皮的生长层而言。”这是1957年国际木材解剖学家协会所发表的《木材解剖学名词术语》中,有关“年轮“这个名词的定义。至于年轮是怎样形成的,这首先要从维管形成层的结构及其活动规律谈起。
维管形成层(或称形成层)是由原形成层发展而来的一种具有无限分生能力的次生分生组织。在植物的一生中,它不断向外产生次生韧皮部,向内产生次生木质部。
形成层由纺锤状原始细胞和射线原始细胞所组成。轴向伸长的纺锤状原始细胞,两端呈楔形,在横切面上多成长方形,切向宽大于径向宽,细胞的长度比宽度大数倍。
由纺锤状原始细胞衍生出次生木质部和次生韧皮部的轴向系统。射线原始细胞的体积较小,几乎成等径或稍长。这类原始细胞衍生次生木质部与韧皮部的径向系统。
上述两类原始细胞虽然在外部形态上差别较大,但其超微结构基本相同。在形成层的活动期间,原始细胞中间具1—2个大液泡,周围的细胞质中富含核糖体与高尔基体,以及发育良好的内质网等。休眠期的形成层原始细胞中,液泡变小,数目增多,高尔基体小泡及内质网也相应减少,细胞中还出现了较多的蛋白质体和油滴,这些储藏物质往往在翌年生长季开始时被利用。
木本植物根或茎的径向增粗,主要是通过纺锤状原始细胞平周分裂的结果,这种有丝分裂的进程较慢,如在松柏类植物中,每分裂一次需4一6天(茎的顶端分生组织细胞只需8—18小时)。当一个纺锤状原始细胞平周分裂成两个子细胞时,其中一个衍生为木质部母细胞(或称木质部原始细胞),或者衍生成韧皮部母细胞(或称韧皮部原始细胞)。另一个仍保持纺锤状原始细胞分生状态。在形成层活跃期间,有的细胞已经分裂或正在分裂,有的尚处于分生组织状态,这样形成层就成了一个相当宽而尚未分化的细胞区。在这个区域中,有一层真正的形成层原始细胞,同时还包括未分化的衍生细胞。由于从细胞形态上难以区分上述各类细胞,为方便起见,人们将这些细胞统称为形成层区(或形成层带)。
从形成层区的切向切面看,形成层原始细胞排列方式大体分为两种:一是在椴属(Tilia)和刺槐属(Robinia)等植物的形成层中,纺锤状原始细胞几乎排列在同一水平层,称为叠生形成层。一是纺锤状原始细胞的侵入生长,使纵向伸长的细胞末端相互交错,而不排列在同一水平层上,故称为非叠生形成层,如栗属(Castanea)和胡桃属(Juglans)等植物。
纺锤状原始细胞为适应茎或根的径向增粗,本身也进行细胞分裂,以增加原始细胞的数目,这种分裂特称为增殖分裂。在不同的植物中,增殖分裂的方式也不一样,如在具叠生形成层的植物中,多以径向垂周分裂为主,而在非叠生形成层的松柏类和某些双子叶植物中,常见为假横向分裂,或称斜向垂周分裂。从纺锤状原始细胞经分裂形成射线原始细胞,这是一种普遍现象。射线原始细胞本身也进行横向或垂周分裂,最后形成单列或多列射线。
在温带地区生长的木本植物,随着季节性的气候变化,也明显地反映在形成层的周期活动上。冬季形成层原始细胞停止分化,翌年春季又开始恢复活动,到了夏秋逐渐减弱,而后停止活动。如此周而复始,年复一年。当形成层原始细胞恢复活动时,可分为两个阶段:(1)形成层原始细胞径向伸展,径向壁变得很薄,这时易受霜冻的伤害。(2)原始细胞开始分裂,这一阶段往往比前阶段晚1至数星期。生长在北京地区的树种,形成层开始活动的时间,大体在每年四月的上、中旬。在大多数树种中,当形成层开始分化时,韧皮部分子的分化往往先于木质部达一个月或更长,或两者几乎同时分化。形成层分化停止的时间,在不同生境和树种中均有很大变化,生长在北温带地区的树木,多集中在九月份。
春季,形成层恢复活动时,纺锤状原始细胞迅速向内分裂的分化成大量的木质部分子,此时分化的管胞或导管分子的直径较大,数目多,壁较薄,木纤维数量较少,因此材质显得比较疏松,这部分木材称为早材(或叫春材)。到了同年夏秋季节,形成层的活动逐渐减弱,原始细胞平周分裂的速度也相应的减慢,分化的细胞直径较小,数量少,而木纤维的数量相应增多,这部分的材质比较致密,称晚材(或称夏材)。在双子叶植物的环孔材(如栎树和白蜡树)中,早材部分的导管分子直径明显增大,而晚材的导管分子相当小。散孔材与裸子植物木材中,由早材至晚材的变化,一般是逐渐进行的,即没有显着界线。不过在上一个生长季的晚材与下一个生长季的早材之间却存在着明显的界线。从根与茎的木材横断面上看,这些界线成了一圈圈同心圆的环纹,每一个包括早材和晚材两部分的圆环,称为生长轮(或称生长层)。生长在温带地区的木本植物,通常一年内只形成一个生长轮,特称年轮。
它代表着一年内所形成的次生木质部的数量。在一株树中,年轮的数目由树干基部往上逐渐减少。
有时在一个生长季中可能出现两个或多个生长轮,即双轮或复轮。如柑桔属(Citrus)茎中的形成层每年有三次活动高峰,因此一年能产生三个年轮。有些植物由于受到气候的骤变,如变冷或转热,或长期干旱或虫害,以及强台风的侵袭等特殊自然灾害的影响,也会出现多年轮的现象。有人将一年内形成几个生长轮中最后一轮,称为真正年轮,其余各轮统称假年轮或伪年轮。在有的生长季中若遇着霜冻,特别是晚期霜害,易使形成层原始细胞受到损伤,结果产生含有不规则的薄壁组织带,即称创伤年轮或霜轮。也有的树木,因反常的气候影响,使形成层不分化,直到生长环境适合时才又开始活动,形成年轮,这样在木材横切面上就会相应的出现缺失生长轮的现象。如在半干旱森林边缘的树木,或者在某些老树树干基部的木材常有缺失生长轮的情况。
生长在热带或亚热带地区的木本植物,如桉树等,由于一年内无明显的四季之分,形成层的活动几乎整年不停,这样在木材中就难以看出生长轮或年轮的分界线。不过也有些树种的木材,可借助于显微化学的方法来辨认生长轮的界线。
在同一生长季中,形成层的原始细胞除向内产生大量次生木质部分子以外,同时还向外分裂分化为次生韧皮部分子,这些分子也按一定的排列图式进行。尤其在形成层区附近的次生韧皮部中,根据韧皮薄壁组织或厚壁组织的的次生韧皮部中,由于某些细胞体积的扩展,或有的细胞被挤压变形,以及周皮的形成等原因,致使这部分的生长轮界线模糊不清。关于次生韧皮部,或形成层以外树皮部分中生长轮或年轮的情况。
在木材年轮的形成过程中,许多内因和外因对其影响很大。例如在双子叶植物的散孔材树种中,当芽萌动以前,整个植株的形成层原始细胞内均无内源激素存在,只有在芽萌发后才产生生长素,这时形成层就开始活动于萌发芽的下侧。随着生长素向下移动,形成层的活动也逐渐向茎基部扩展。一般在叶片长到成熟时的一半大小时,茎基部的形成层刚刚苏醒,但在一年生枝里,新的木质部分子却早已分化出来,有的甚至细胞壁也已木质化了。由树干顶端到基部,形成层活动的间隔有时可达8—10星期之久。相反,在环孔材中,形成层在整株各部位几乎同时开始活动,由此可以推测,生长素的前体可能早就遍布形成层原始细胞内,一旦芽膨大后,生长素的前体即转变为促使形成层原始细胞分裂的生长素。在大多数树种中,新木质部分子的分化时间,均在叶子展开后的第3天至18天。此外植物体内的赤霉素和细胞分裂素等内源激素,对于形成层原始细胞的分裂、分化,木质部分子细胞壁的加厚,以及早材至晚材的过渡等都有密切关系。
除内源激素外,光合作用的产物碳水化合物也是影响年轮形成的因素之一。例如晚材中细胞壁显着加厚,则与碳水化合物的供应增多有着密切的关系。
在影响年轮形成的外因中,有光照、气温、降雨量及矿质营养的供应等因素。如生长在长日照(光周期为18小时)的洋槐,不论气温高低,均产生大量早材分子。若在短日照(光周期为8小时)的条件下,则只产生少量直径较小的导管或无导管。在松柏类植物中,木材管胞直径的变化往往也与日照长短有关。同时还和气温的高低有直接关系。在生长季中,如果遇到降雨量甚少或干热的外界因子,不仅影响树木的生长,而且还限制了形成层的活动,造成了狭窄的木材生长轮。有人比较了两棵生长在不同生境的北美云杉(Picea sitchensis),其中一棵长在干旱贫瘠的岩石缝中,其树龄为86年,而主干直径只有1.8厘米,年轮的平均宽度为0.1毫米。而另一棵生长在自然条件较好的地方,其若干年轮的平均宽度可达12毫米左右,两者竟相差一百多倍。
众所周知,生长在温带地区的木本植物中,茎干基部年轮的数目,往往能作为测定一棵树的年龄依据。年轮的宽窄不仅反映了树木的生长速度、材积的年生长量及材性的优劣等,而且也是衡量外界环境因子变化的重要指标。如在雨量充沛与温暖的气候条件下,树木生长迅速,年轮的距离也较宽;相反地在寒冷与干旱条件下,树木生长缓慢,年轮就显得较窄。树木年轮的宽窄真实地记载了各年的气候状况,故通过年轮的分析,可获得数百年乃至上千年的气候演变规律,这对预测未来气候的变迁,制定超长期气象预报等也是一种比较可靠的方法。如人们对西藏高原树木年轮的分析,初步了解到仅本世纪就有两次大的降温,目前该地区的气温正在明显回升;在本世纪20年代前后,降雨量也达到高峰,以后显着下降,目前又稍有增加。通过对年轮的分析还可以得出气候变化的一般规律,大约二百年为一周期,其次还有110年、92年、72年以及33年的小周期变化。
树木年轮的宽窄看来还受到太阳黑子周期活动的影响,这是由于当太阳黑子增多时,太阳的活动剧烈增强,发射出的光与热也更多,从而大大促进了树木的生长加快, 相应年轮的距离也增宽。通过年轮的分析也可发现,太阳黑子活动的平均周期为11年左右。 树干主视线面年轮在分析年轮时,往往采用交叉定年法,即取几棵树上的年轮序列加以对比,并把一些特宽或特窄的年轮作为标记点,分析几组年轮序列的同步性,这样就可排除假年轮,或补进缺失的年轮,最后获得每个年轮的正确生成年代。
树木的年轮还是大气污染的资料储存库。例如由开采金属矿藏,或金属冶炼加工中飞扬出来的重金属尘埃,逐渐沉降到附近的土壤中,树木在生长过程中,不断从土壤中吸进大量重金属,结果通过光谱分析,便可测出年轮中“记录”下来的各年吸收重金属的含量。当氟化氢气体的污染侵害松树只有几星期,从年轮上即可表现出生长不良的痕迹来。因此,近年来,利用树木年轮来了解大气污染的情况也开始受到人们的关注。
从树桩横断面上的年轮往往可以帮助辨明方向。因为在树木生长过程中。树干朝南一面受阳光照射较多,形成层原始细胞分裂也较迅速,径向生长加快,结果茎干南面的年轮也较宽。而在茎干背阴朝北的一面,年轮则明显狭窄。
F. 树木年轮怎么辨别方向
年轮稀疏的是朝南,年轮密集的是朝北。
树木朝向南方的一面年轮稀疏,原因是朝南向阳,阳光与雨水都比朝北背阴的一面要丰富,因此朝南的树木获得更多的养分,长的更粗壮一些,故而年轮显得稀疏;同理则朝北的一面因为背阴,吸收养分无南面充足而使年轮较为密集。
假如没有找到被砍伐的树木可以再观察一下树底,通常树木背阴的一面容易长出青苔,那一面就是北边了。
(6)树木年轮方法论有哪些扩展阅读
其他辨别方向的方法:
1、观察太阳
太阳东起西落,观察日出日落一般可以看出一个大致的方向(例如,早晨6时,太阳从东方升起,一切物体的阴影都倒向西方;到中午12时,太阳位于正南,影子便指向北方;到下午6时,太阳到正西,影子则指向东方.因此,可用太阳和物体的阴影概略地测定方向。);
2、树的枝叶
南侧茂盛,北侧稀疏;
3、立竿见影
在地上垂直树立一根杆子,上午影子指向西北,下午影子指向东北,影子最短时是正中午,这时影子指向正北方;
4、观察北极星
夜晚,在月暗星明的夜空下,我们总会找到形似勺子的北斗星座,在那勺端七倍距离处有一颗明亮的星,那就是北极星,它的正下方就是正北方,顺时针即是东,南,西方;
G. 树木年轮断代的原理
这种方法根据的原理是﹕树木生长﹐每年春长秋止﹐在树干横截面上木质疏密相间﹐显出圆圈即所谓年轮。年轮的数目就是树龄。年轮的宽窄与气候条件密切相关。旱年生长受到限制﹐年轮就窄﹐雨量充沛﹑气候温润的年份﹐生长繁茂﹐年轮就宽。同一气候区中同种树木的不同个体﹐在同一时期内年轮的宽窄谱是相似的。如果一棵活树内层的一段年轮谱同死树的外层年轮谱一致﹐就证明此死树是前一阶段生长的﹐与此活树有过共同生长期﹐能互相衔接起来。如此死树的内层年轮谱同更老的死树的外层年轮谱一致﹐就又可以衔接起来。依此类推﹐只要找到适当的树木﹐就可以一直衔接到史前时期﹐建立起本地区的主年轮序列。这相当于反应气候变化的一部编年史。同一气候区的考古木头样品的年轮谱﹐只要与上述主年轮序列对照﹐就可以定出非常准确的年代。
H. 树的年轮是怎样形成的
将树伐倒时,在横切面上总是能看到一圈一圈的环,而这些环被称之为“年轮”。那么,树的年轮是如何形成的呢?
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I. 树木年轮学方法论有哪几种
一.树木年轮学的研究意义
不可否认,科学界关于全球气候的研究因此也早已成为一个重要的科研方向。由于树轮定年准确, 分辨率高, 指标值量测精确, 可靠性较高,因此,树轮这一研究方法长期以来在全球气候变化的相关研究中受到了高度的重视,其发展亦有长足的进步。
通过树木年轮的一般状况和变化特征, 我们可以了解树木所在地历史时期气候变化的特点和规律, 进而得出气候变化对人类赖以生存的生态系统的影响, 从而为人类研究、预测、应对未来全球气候等方面提供理论及实践支持。由此可见, 树木年轮对气候变化的响应研究具有及其重要的生态学、环境学、社会学等多学科方面的意义。
而在树轮种类繁多的研究方法中,树木年轮的宽窄由于能够真实地记录下各年有利或不利的气候因素,反映出当年气候的特殊状况,因此树轮宽度在树木年轮的相关研究方法中占有不可忽视的地位。本文试图对树木年轮宽度研究方法成果进展以及中国地区树轮宽度研究方法的不足和和未来方向等方面进行综述, 以期为他人研究提供可能的参考。
二. 树木年轮宽度与气候因子的基本关系
年轮的形成是树木形成层季节性活动的结果,每年年轮宽窄则受许多内外因素综合制约。它不仅受树木自身遗传因素的影响,而且还受其生境中当年及生长前
期的气候环境条件的制约。在这一过程中,由于温度、降水、太阳辐射、CO2浓度等因素对土壤温度、土壤湿度、树木细胞活性等树木生长的相关方面产生影响,进而导致木质层营养积累不同,树木生长的速度与宽度由此出现差异,在树轮宽度上就表现出宽窄、颜色等不同。同时,气候对树木年轮的影响是很复杂的, 受树木种类、立地因子, 如土壤、污染、虫害、风害, 地震、火灾等因素的影响, 必须通过较长时间的不间断资料, 对各个因子进行详细的研究, 才能找出其主导因子及规律。也就是说, 在不同的环境下, 由于不同气候因子的相关组合状况的差异, 它们对年轮宽度的影响便存在不同。其中,对树木正常生长起限制作用的某个或某些气候因子称为限制因子,在影响树木年轮宽度生长的如光、温度、水分、大气成分等气候因子中,温度和降水是主要的限制因子。
1.树木年轮宽度与温度的关系
树木生长需要一定的温度范围,适宜的温度可以加强光合作用强度,当光合作用超过蒸腾作用时,树木的营养物质才能积累,从而出现树木的生长。而过高或过低的大气温度、不同的土壤温度等树木的生长具有抑制作用。在温度对树木年轮宽度影响的研究中,一般侧重当年生长季(春、夏季)的温度、前一年夏季和冬季温度。其中后者在生理学上的作用被称之为“滞后效应”。一般情况下适宜增高的生长季温度能极大地促进树木年轮的生长,延长生长期,形成宽轮。相反,过高的温度使植物的蒸腾作用相对加快,同时降低树木细胞活性和土壤湿度等;而较低的温度(达不到光合作用临界点的温度)则使树木的呼吸作用占据优势,营养物质无法积累,不利于年轮生长,则表现为年轮形成窄轮。
树木年轮宽度对温度的反应在干旱半干旱地区表现的相对明显。邵雪梅早期对秦岭华山地区的华山松(Pinusarmandii Franch)研究时发现树轮宽度指数与4月(生长季)温度呈正相关,与6月温度呈负相关。
4月份时,树木刚开始生长,若温度适宜或略有升高,则生长季时间段提前,相对延长了生长季,则树木形成宽轮。
而袁玉江利用云杉对天山地区树木研究时发现树木年轮与7月温度呈负相关,很好的证明了生长季高温对年轮的影响。后来袁玉江还指出在天山地区树轮的生长还与上年12月甚至当年3月的温度有很好的正相关关系,特别是与平均最低温度的相关性更好,说明冬季较高的最低气温有利于下一年树木的生长。
同时,在高海拔地区,树木生长季前一年的冬季最低温度也较好的反映出这个特点,较高的气温避免了叶组织冻伤,保证了下一年正常的生长活动。在其他温度带地区,相关的研究也早已展开。陈振举在沈阳与千山两个地区都发现油松的树轮宽度指数与上年11月、当年1月的低温有显着正相关。在山东省沈长泗研究了沂山地区油松与气候的关系,发现树轮与6-8月的温度均为负相关。
而宋慧明对九寨沟地区的树轮研究时发现温度是主要限制因子,当地上年11月到当年3月平均气温最显着。王瑞丽等对北亚热带地区马尾松自然分布北界的南郑县和河南省鸡公山自然保护区为研究地点,在对树轮宽度进行相关分析后指出,在南郑县,各月的平均气温与生长多为正相关,其中上年的6、7月,当年的1月、8月、9月与生长显着正相关。但是鸡公山地区多为负相关,只有5月的平均气温与生长显着正相关。
总体而言,年轮宽度对温度的响应较为复杂, 在不同纬度和不同海拔高度可能是正相关或负相关, 也可能不相关。
2.树木年轮宽度与降水的关系
水分是树木生长和繁殖的必须因子。降水量及其季节分配对树木形成层分化、木质部细胞增长量、木质部和韧皮部增长比例、晚材形成以及年轮界线等都有较大影响。在干旱、半干旱地区, 降水对年轮宽度的影响较大。年降水量越少, 越不利于年轮生长。国内外的研究均发现, 生长季降水量与年轮宽度通常呈正相关。
这可能是由于植物生长期间充足的降水加快了光合作用产物的积累, 并加速植物的后期生长, 当年的年轮就更宽; 反之就窄。在青海省的阿尼玛卿地区勾晓华发现年轮指数与5-6月降水呈正相关。秦宁生在对青海南部高原圆柏进行研究时,也发现树轮宽度与当年4-6月的降水有较好的正相关关系。但当降水过多时, 降水甚至可能产生抑制作用,形成窄轮。这可能是喜光耐寒的植物在过多降水影响下,所接受的太阳辐射减少,同时受到土壤过于潮湿,根系呼吸不顺畅的影响,树轮的生长受到抑制。
“滞后效应”在降水对年轮宽度的影响上同样有所体现。从生理学角度讲, 生长季前长时间维持少雨, 光合作用会降低或者呼吸作用速度会加快, 造成生长季中树木体内营养物质的减少,形成窄轮。而在适宜丰富的降水条件下,则下一年基本不出现窄轮。但是, 陈振举在对沈阳福陵地区油松年轮研究后还指出冬季过多的降水,会降低树木细胞过冬存活率,因而树木在下一年会形成窄轮。
此外,刑秋茹对广东阳春地区樟树树轮宽度进行研究后发现,在近30a来,EW方向樟树树轮宽度的峰值与当年秋季降水量有较好的对应关系,多数情况下,当年秋季降水达到峰值即没有发生秋旱的年份树轮指数偏高。因此,得出结论,在广东地区,秋季降水是影响樟树生长的重要因素。
在温度和降水对树木年轮宽度的综合影响研究中,我们可以发现,在干旱半干旱地区,降水和温度对树木宽度的影响最为显着。其中降水是主要的限制因子,夏季降水对年轮宽度的影响最为显着,温度则在春季时促进树木的生长,夏季则对其宽度生长起抑制作用。其他在一定程度内,降水所起到得作用也最显着。
其实,在温度和降水之间又存在着相关关系, 它们之间是相互影响、相互制约的。叶玮等研究发现伊犁地区的夏季降水与该季温度呈负相关, 冬季降水与春季温度呈显着负相关。当降水高于某一值时, 随着温度的上升, 树木的生长达到某一最高值, 而后随温度的增加树轮宽度又有变窄的趋势。温度和降水共同影响的土壤湿度也在很大程度上影响着年轮宽度。因此, 气候因子(温度和降水)对年轮宽度的影响, 应通过湿润指数、干燥指数、干旱日数等复合指标来度量气候变化综合分析, 以反映温度和降水的综合效应,克服单一因素的局限性,提高科学性和说服力。
3.树木年轮宽度与太阳辐射
太阳辐射在一定程度上影响年轮的宽窄。这是由于在一定范围内,光合作用随光照强度的增加而增加,但是达到光饱和点后,在强烈光照和高温下,植物自身的保护作用引起气孔关闭,光照光合作用逐渐下降。同样,弱光照环境下,光合作用不能完全进行,效率低下,弱光,便成为限制因子。此外,光质还影响植物茎叶的生长和形态特征,表现出和植物自身所含色素共同对植物生长产生作用。光照的周期性变化同样影响叶片和茎的生长。
一般情况下, 太阳辐射能量高常会导致高温少雨。Rolland对湿地环境中生长的圆柏的年轮宽度进行研究后发现,在这种水份饱和的土壤状态下,高温和强烈太阳辐射会加快树木的蒸腾作用。当这种蒸腾作用速率在一定程度超过吸水速率后,树木的生长环境的蒸汽压不连续,使水分无法满足树木生长,出现窄轮。
同样,在不同海拔地区的相关研究很好的证明了这一点,在高寒湿地区,太阳辐射的变化对树轮宽度的影响较为客观。Alan Robock 等研究认为,在火山爆发后往往会增强漫反射和减少太阳辐射,造成“阳伞效应”,从而减少到达地面的太阳辐射,从而树轮宽度在一定程度上可以反应当地太阳辐射的某些极端状况。Rigozonr 等通过年轮资料利用微波分析方法, 研究了日照对树木生长的影响; 康兴成等研究发现日照百分率对青藏高原高海拔地区树木的生长有影响作用。另外, Oberhuber等对山体的南北坡吸收的太阳辐射能量比较研究后,指出太阳辐射能量的高低还可能与坡度、坡向等环境因子有关。
4.树木年轮与CO2浓度关系
现代地球环境中CO2浓度的升高已经是一个不争的事实。而关于大气CO2 浓度增高是否影响树木年轮宽度, 目前尚有争议。梁尔源等研究发现大气CO2 浓度加倍与辽东栎( Quercus liaotungensis) 次生木质部的生长具明显的正效应。人工控制的温室及田间试验证明了CO2浓度的升高可加快高海拔地带植物的径向生长。
Mooney 等在实验室的试验则证明CO2浓度的降低可限制有些植物的径向生长]。但以上实验多是一些控制实验且研究对象大部分是一年生植物, 对多年生植物的研究通常只限于很短时间的观测。自然环境条件下的研究结果却与之并不一致。Hattenschwiler 等研究发现, CO2 浓度升高没有增加欧洲云杉总的年轮宽度, 而只导致晚材比例的相应增加]。而Conroy 等在辐射松( Pinus radiata) 的研究中观察到, CO2 浓度增高甚至对早晚材的比例也没有影响。Jacoby 和 Darrigo则认为CO2 浓度升高对自然生态系统树木径向生长的施肥效应是非常有限的。
事实上,植物对气候变暖和CO2 浓度升高的反应, 既与树木品种的不同及降水量的多少有关, 也与树木所处的海拔及土壤水分和土壤营养等环境条件密切相关 。因此, 研究自然环境条件下的CO2 浓度的增加及由温室效应所导致的大气温度的升高对生态系统的影响应与温度及降水变化结合起来综合考虑其对树木生长的影响, 将有望得出较好的结果
5. 树轮宽度与其他因素的关系
其它研究还发现, 季风、火山爆发、地震等因素也会对年轮宽度的宽窄产生影响。在受季风影响的地区, 当年季风到来之前的气候( 温度和降水) 是树木生长的主要限制因子, 树木年轮宽度的增加与当年雨季的气候变化关系不大。季风对树木生长的影响也主要体现在由季风所引起的温度和降水的变化对树木生长发挥作用, 由温度和降水共同决定的土壤湿度是决定树木生长的主要限制因子。另外火山爆发会导致树木产生“寒轮”。Yamaguchi等在地震后树木的生长速度也会发生明显变化。其实树木种类的不同,树轮宽度对气候变化的响应也不相同。总之,年轮宽度的限制因子是多种多样的, 在对年轮宽度与气候变化相关关系进行研究时应综合分析多种因子,进而提高数据准确性和研究结果可信性。
J. 怎么从树的年轮来辨别方向
通过看树的年轮的紧密性来辨别方向。
树墩的年轮,朝南的一半较疏,而朝北的一半较密;通常北半球朝南的一面较朝北的一面温暖,所以朝南的一面年轮较宽。
(10)树木年轮方法论有哪些扩展阅读:
其他辨别方向的方法
1、利用指北针
当指北针的磁针静止后,其N端(通常都有标志)所指的方向即为北方。
2、利用现代导航技术
随着导航技术民用化普及,轻便/可充电的GPS将为野外地点的识别和求助提供更精确的帮助。
3、手表测向“时数折半对太阳,12指的是北方”,一般在上午9时至下午4时之间可以很快地辨别出方向,用时间的一半所指的方向对向太阳,12时刻度就是北方。
参考资料来源:网络-野外辨别方向