“时间”被人类用来记录物质运动或事件发展的历程。

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翻开人类的历史,时间必然被作为要素,记录着我们来时的路。而木材的历史,随着年复一年的生长,被完整的保留在了年轮中。所以,要想了解一棵树的故事,年轮可以告诉我们许多。

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树木在生长中以一种独特的方式记载着自己的年龄,这种方式就是年轮。一般而言,树木每年在老的木质部和韧皮部之间增长一个年轮。生长季节开始时,树木产生大量体大、壁薄的细胞,随着夏季的结束,细胞个体日渐变小,胞壁加厚,直到细胞停止产生,完成一个生长周期。

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树木年轮生长的宽窄状况,取决于某些自然因素,如适宜的温度和降水、土壤湿度、光照、与光合作用有关的树叶表面积大小以及土壤正常矿物质的供给等等。由于树木依赖当地的环境而生长,反过来就可以从一颗树木的生活史中,提取这些气候环境因子的变化情况,并相当可靠地预见将来。 

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同一年里的春材和秋材合在一起便叫做年轮。因秋材颜色较深而春材颜色较浅,所以年的秋材和第二年的春材之间会呈现出一条界限分明的线,而这条线便是“年轮线”。同一年的春材加秋材形成一道年轮,由此可见,通过年轮的数目便可得知树木的年龄了。

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按照现有的“宇宙大爆炸”理论

宇宙的起源始于一个叫做“奇点”的种子

这颗种子约在140亿年前被激活

开始生长发芽

从它被激活的那一刻起 

便有了“时间”

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图一:宇宙的历史

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树木的起点也是从一颗种子开始

不断生长   直至死亡

年轮则是这棵树的“档案”

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「图2」不同地点的同一种杉树所生成的年轮

树木的生长

简单来说就是

[形成层]不断生成又死去

并不断延伸和叠加的过程

与“时间”一样具有不可逆性

「活着的形成层:提供水分与营养」

「死去的形成层:形成木材」

在这个成长过程中

树木所受到的外部环境的影响

大多都会被[形成层]以生命的形式记录下来

终反映到我们所看到的年轮中

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图3」树木构造图

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「图4」生长锥取样法?实物取样图


我们所观察到的年轮

是树木在生长过程中

受到外部环境影响之后

细胞的排列产生变化而导致的结果

并被我们的视觉及思维理解为“线条

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「 “线条”是一个面与另一个面的分界线 」

而实际的年轮

是树木中的[形成层]在一年当中

所走过的路途

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春夏多雨的季节

较适合树木的生长

这时的树木[形成层]长得较快

微观下细胞空隙大 

质地较疏松   颜色较浅

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一年当中的秋冬季节

水分与光照都变少了

这时树木[形成层]的生长也放慢了脚步

微观下细胞间的空隙变小

质地紧密   颜色较深

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「图5」早材与晚材 交替形成的年轮


电子显微镜下的

年轮构造

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图6」年轮   电子显微镜观察图

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我们能从年轮的密码中

得知树成长历程中的哪些信息呢

来看下面的样本

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「图7」年轮样本


从上面两个样本可以看出

两棵树的年轮之间

差别是非常显著的

这也表示两颗树的生长状况与环境

都有很大的不同

先看铁杉

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阶段 「年轮十分紧密」

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一粒铁杉的种子

在古老的森林中萌芽

于大树们的浓阴遮蔽下

艰难的汲取着养分

76年过去了

直径却只有区区10厘米

生长非常缓慢


第二阶段 「年轮稀疏」

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人类开始进入森林采伐木材

高大的树木大都被砍去

这颗铁杉突然获得了

充足的阳光、营养与水分

开始了疯狂的生长

这个阶段年轮的宽度

大约是阶段的10倍左右

第三阶段 「年轮逐渐变密」

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经过近30年后

年轮又转而变得细密

极可能是周边的树木都成长起来了

亦或是这棵树进入了老年期


再看赤松

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阶段 「年轮宽松」

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这颗取样赤松

1930年被栽培在苗圃中

后与其它树苗一起

被移栽到一处偏远林地

就能够获取较充足的养分

从年轮也可看得出

它在这一阶段的生长非常稳定


第二阶段 「年轮突然变密」

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23年后   也就是1954年左右

一群豪猪移居到了这片林地

常常爬到树上啃食树皮

损坏了木材的形成层

致使这些树木伤病了五六年

生长十分缓慢


第三阶段 「年轮正常化」

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树木恢复健康

对浓密的树冠进行疏伐后

树木以良好的状态继续生长

直至1967年3月

被人类采伐

结束语

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在选材阶段,如果能知晓一些年轮方面的知识,则可以合理利用木材本身性质,对木作的结构强度等方面产生有利影响。

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年轮记录了大自然千变万化的痕迹,是一种极珍贵的科学资料,这一点已为人们所公认。为了观察年轮,人们可以用一种专用的钻具(树木生长锥),从树皮直接钻入树心,然后取出一长条来,上面就有全部的年轮。这样不用砍倒树木,就可以知道树木的年龄,从而为科学家提供了研究的材料。

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树木生长锥的图片及取出的树木样芯的图片


近年来,日本又研制出一种观察年轮的新方法--CT扫描法。这种方法不但可用来观察树木的生长情况,而且还可以对古代建筑和雕刻等木材的内部状况了如指掌。

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