,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)。
【年輪形成的原因】
“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
。
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
。
形成層由紡錘狀原始細(xì)胞和射線(xiàn)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)?div id="d48novz" class="flower left">
,?xì)胞的長(zhǎng)度比寬度大數(shù)倍
。
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(xiàn)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)。
上述兩類(lèi)原始細(xì)胞雖然在外部形態(tài)上差別較大
,但其超微結(jié)構(gòu)基本相同。在形成層的活動(dòng)期間
,原始細(xì)胞中間具1—2個(gè)大液泡
,周?chē)募?xì)胞質(zhì)中富含核糖體與高爾基體
,以及發(fā)育良好的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等
。休眠期的形成層原始細(xì)胞中,液泡變小,數(shù)目增多
,高爾基體小泡及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也相應(yīng)減少,細(xì)胞中還出現(xiàn)了較多的蛋白質(zhì)體和油滴
,這些儲(chǔ)藏物質(zhì)往往在翌年生長(zhǎng)季開(kāi)始時(shí)被利用
。
木本植物根或莖的徑向增粗
,主要是通過(guò)紡錘狀原始細(xì)胞平周分裂的結(jié)果,這種有絲分裂的進(jìn)程較慢
,如在松柏類(lèi)植物中
,每分裂一次需4一6天(莖的頂端分生組織細(xì)胞只需8—18小時(shí))
。當(dāng)一個(gè)紡錘狀原始細(xì)胞平周分裂成兩個(gè)子細(xì)胞時(shí)
,其中一個(gè)衍生為木質(zhì)部母細(xì)胞(或稱(chēng)木質(zhì)部原始細(xì)胞),或者衍生成韌皮部母細(xì)胞(或稱(chēng)韌皮部原始細(xì)胞)
。另一個(gè)仍保持紡錘狀原始細(xì)胞分生狀態(tài)。在形成層活躍期間
,有的細(xì)胞已經(jīng)分裂或正在分裂,有的尚處于分生組織狀態(tài)
,這樣形成層就成了一個(gè)相當(dāng)寬而尚未分化的細(xì)胞區(qū)
。在這個(gè)區(qū)域中
,有一層真正的形成層原始細(xì)胞
,同時(shí)還包括未分化的衍生細(xì)胞。由于從細(xì)胞形態(tài)上難以區(qū)分上述各類(lèi)細(xì)胞
,為方便起見(jiàn),人們將這些細(xì)胞統(tǒng)稱(chēng)為形成層區(qū)(或形成層帶)
。
從形成層區(qū)的切向切面看
,形成層原始細(xì)胞排列方式大體分為兩種:一是在椴屬(Tilia)和刺槐屬(Robinia)等植物的形成層中,紡錘狀原始細(xì)胞幾乎排列在同一水平層
,稱(chēng)為疊生形成層。一是紡錘狀原始細(xì)胞的侵入生長(zhǎng),使縱向伸長(zhǎng)的細(xì)胞末端相互交錯(cuò)
,而不排列在同一水平層上,故稱(chēng)為非疊生形成層
,如栗屬(Castanea)和胡桃屬(Juglans)等植物
。
紡錘狀原始細(xì)胞為適應(yīng)莖或根的徑向增粗
,本身也進(jìn)行細(xì)胞分裂
,以增加原始細(xì)胞的數(shù)目
,這種分裂特稱(chēng)為增殖分裂
。在不同的植物中,增殖分裂的方式也不一樣
,如在具疊生形成層的植物中
,多以徑向垂周分裂為主,而在非疊生形成層的松柏類(lèi)和某些雙子葉植物中
,常見(jiàn)為假橫向分裂,或稱(chēng)斜向垂周分裂
。從紡錘狀原始細(xì)胞經(jīng)分裂形成射線(xiàn)原始細(xì)胞
,這是一種普遍現(xiàn)象
。射線(xiàn)原始細(xì)胞本身也進(jìn)行橫向或垂周分裂
,最后形成單列或多列射線(xiàn)
。
在溫帶地區(qū)生長(zhǎng)的木本植物
,隨著季節(jié)性的氣候變化,也明顯地反映在形成層的周期活動(dòng)上
。冬季形成層原始細(xì)胞停止分化,翌年春季又開(kāi)始恢復(fù)活動(dòng)
,到了夏秋逐漸減弱,而后停止活動(dòng)
。如此周而復(fù)始
,年復(fù)一年。當(dāng)形成層原始細(xì)胞恢復(fù)活動(dòng)時(shí)
,可分為兩個(gè)階段:(1)形成層原始細(xì)胞徑向伸展,徑向壁變得很薄,這時(shí)易受霜凍的傷害
。(2)原始細(xì)胞開(kāi)始分裂,這一階段往往比前階段晚1至數(shù)星期
。生長(zhǎng)在北京地區(qū)的樹(shù)種
,形成層開(kāi)始活動(dòng)的時(shí)間
,大體在每年四月的上
、中旬
。在大多數(shù)樹(shù)種中
,當(dāng)形成層開(kāi)始分化時(shí),韌皮部分子的分化往往先于木質(zhì)部達(dá)一個(gè)月或更長(zhǎng)
,或兩者幾乎同時(shí)分化。形成層分化停止的時(shí)間
,在不同生境和樹(shù)種中均有很大變化,生長(zhǎng)在北溫帶地區(qū)的樹(shù)木
,多集中在九月份。
春季
,形成層恢復(fù)活動(dòng)時(shí),紡錘狀原始細(xì)胞迅速向內(nèi)分裂的分化成大量的木質(zhì)部分子
,此時(shí)分化的管胞或?qū)Ч芊肿拥闹睆捷^大
,數(shù)目多
,壁較薄
,木纖維數(shù)量較少,因此材質(zhì)顯得比較疏松
,這部分木材稱(chēng)為早材(或叫春材)。到了同年夏秋季節(jié)
,形成層的活動(dòng)逐漸減弱,原始細(xì)胞平周分裂的速度也相應(yīng)的減慢
,分化的細(xì)胞直徑較小
,數(shù)量少,而木纖維的數(shù)量相應(yīng)增多
,這部分的材質(zhì)比較致密
,稱(chēng)晚材(或稱(chēng)夏材)。在雙子葉植物的環(huán)孔材(如櫟樹(shù)和白蠟樹(shù))中
,早材部分的導(dǎo)管分子直徑明顯增大,而晚材的導(dǎo)管分子相當(dāng)小
。散孔材與裸子植物木材中
,由早材至晚材的變化
,一般是逐漸進(jìn)行的
,即沒(méi)有顯著界線(xiàn)。不過(guò)在上一個(gè)生長(zhǎng)季的晚材與下一個(gè)生長(zhǎng)季的早材之間卻存在著明顯的界線(xiàn)
。從根與莖的木材橫斷面上看,這些界線(xiàn)成了一圈圈同心圓的環(huán)紋
,每一個(gè)包括早材和晚材兩部分的圓環(huán)
,稱(chēng)為生長(zhǎng)輪(或稱(chēng)生長(zhǎng)層)
。生長(zhǎng)在溫帶地區(qū)的木本植物
,通常一年內(nèi)只形成一個(gè)生長(zhǎng)輪,特稱(chēng)年輪
。
它代表著一年內(nèi)所形成的次生木質(zhì)部的數(shù)量。在一株樹(shù)中
,年輪的數(shù)目由樹(shù)干基部往上逐漸減少。
有時(shí)在一個(gè)生長(zhǎng)季中可能出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)生長(zhǎng)輪
,即雙輪或復(fù)輪
。如柑桔屬(Citrus)莖中的形成層每年有三次活動(dòng)高峰
,因此一年能產(chǎn)生三個(gè)年輪
。有些植物由于受到氣候的驟變,如變冷或轉(zhuǎn)熱
,或長(zhǎng)期干旱或蟲(chóng)害,以及強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的侵襲等特殊自然災(zāi)害的影響
,也會(huì)出現(xiàn)多年輪的現(xiàn)象
。有人將一年內(nèi)形成幾個(gè)生長(zhǎng)輪中最后一輪,稱(chēng)為真正年輪
,其余各輪統(tǒng)稱(chēng)假年輪或偽年輪
。在有的生長(zhǎng)季中若遇著霜凍
,特別是晚期霜害
,易使形成層原始細(xì)胞受到損傷,結(jié)果產(chǎn)生含有不規(guī)則的薄壁組織帶
,即稱(chēng)創(chuàng)傷年輪或霜輪。也有的樹(shù)木
,因反常的氣候影響
,使形成層不分化,直到生長(zhǎng)環(huán)境適合時(shí)才又開(kāi)始活動(dòng)
,形成年輪,這樣在木材橫切面上就會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)缺失生長(zhǎng)輪的現(xiàn)象
。如在半干旱森林邊緣的樹(shù)木
,或者在某些老樹(shù)樹(shù)干基部的木材常有缺失生長(zhǎng)輪的情況。
生長(zhǎng)在熱帶或亞熱帶地區(qū)的木本植物
,如桉樹(shù)等
,由于一年內(nèi)無(wú)明顯的四季之分
,形成層的活動(dòng)幾乎整年不停,這樣在木材中就難以看出生長(zhǎng)輪或年輪的分界線(xiàn)
。不過(guò)也有些樹(shù)種的木材,可借助于顯微化學(xué)的方法來(lái)辨認(rèn)生長(zhǎng)輪的界線(xiàn)
。
在同一生長(zhǎng)季中
,形成層的原始細(xì)胞除向內(nèi)產(chǎn)生大量次生木質(zhì)部分子以外,同時(shí)還向外分裂分化為次生韌皮部分子
,這些分子也按一定的排列圖式進(jìn)行
。尤其在形成層區(qū)附近的次生韌皮部中
,根據(jù)韌皮薄壁組織或厚壁組織的的次生韌皮部中
,由于某些細(xì)胞體積的擴(kuò)展
,或有的細(xì)胞被擠壓變形
,以及周皮的形成等原因
,致使這部分的生長(zhǎng)輪界線(xiàn)模糊不清
。關(guān)于次生韌皮部
,或形成層以外樹(shù)皮部分中生長(zhǎng)輪或年輪的情況。
在木材年輪的形成過(guò)程中
,許多內(nèi)因和外因?qū)ζ溆绊懞艽蟆@缭陔p子葉植物的散孔材樹(shù)種中
,當(dāng)芽萌動(dòng)以前
,整個(gè)植株的形成層原始細(xì)胞內(nèi)均無(wú)內(nèi)源激素存在
,只有在芽萌發(fā)后才產(chǎn)生生長(zhǎng)素
,這時(shí)形成層就開(kāi)始活動(dòng)于萌發(fā)芽的下側(cè)
。隨著生長(zhǎng)素向下移動(dòng)
,形成層的活動(dòng)也逐漸向莖基部擴(kuò)展。一般在葉片長(zhǎng)到成熟時(shí)的一半大小時(shí)
,莖基部的形成層剛剛蘇醒,但在一年生枝里
,新的木質(zhì)部分子卻早已分化出來(lái)
,有的甚至細(xì)胞壁也已木質(zhì)化了
。由樹(shù)干頂端到基部
,形成層活動(dòng)的間隔有時(shí)可達(dá)8—10星期之久
。相反
,在環(huán)孔材中,形成層在整株各部位幾乎同時(shí)開(kāi)始活動(dòng)
,由此可以推測(cè),生長(zhǎng)素的前體可能早就遍布形成層原始細(xì)胞內(nèi)
,一旦芽膨大后
,生長(zhǎng)素的前體即轉(zhuǎn)變?yōu)榇偈剐纬蓪釉技?xì)胞分裂的生長(zhǎng)素
。在大多數(shù)樹(shù)種中
,新木質(zhì)部分子的分化時(shí)間,均在葉子展開(kāi)后的第3天至18天
。此外植物體內(nèi)的赤霉素和細(xì)胞分裂素等內(nèi)源激素
,對(duì)于形成層原始細(xì)胞的分裂、分化
,木質(zhì)部分子細(xì)胞壁的加厚,以及早材至晚材的過(guò)渡等都有密切關(guān)系
。
除內(nèi)源激素外
,光合作用的產(chǎn)物碳水化合物也是影響年輪形成的因素之一
。例如晚材中細(xì)胞壁顯著加厚
,則與碳水化合物的供應(yīng)增多有著密切的關(guān)系。
在影響年輪形成的外因中
,有光照、氣溫
、降雨量及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)等因素。如生長(zhǎng)在長(zhǎng)日照(光周期為18小時(shí))的洋槐
,不論氣溫高低
,均產(chǎn)生大量早材分子。若在短日照(光周期為8小時(shí))的條件下
,則只產(chǎn)生少量直徑較小的導(dǎo)管或無(wú)導(dǎo)管。在松柏類(lèi)植物中
,木材管胞直徑的變化往往也與日照長(zhǎng)短有關(guān)
。同時(shí)還和氣溫的高低有直接關(guān)系
。在生長(zhǎng)季中
,如果遇到降雨量甚少或干熱的外界因子
,不僅影響樹(shù)木的生長(zhǎng),而且還限制了形成層的活動(dòng)
,造成了狹窄的木材生長(zhǎng)輪。有人比較了兩棵生長(zhǎng)在不同生境的北美云杉(Picea sitchensis)
,其中一棵長(zhǎng)在干旱貧瘠的巖石縫中
,其樹(shù)齡為86年,而主干直徑只有1.8厘米
,年輪的平均寬度為0.1毫米
。而另一棵生長(zhǎng)在自然條件較好的地方,其若干年輪的平均寬度可達(dá)12毫米左右
,兩者竟相差一百多倍。
眾所周知
,生長(zhǎng)在溫帶地區(qū)的木本植物中
,莖干基部年輪的數(shù)目
,往往能作為測(cè)定一棵樹(shù)的年齡依據(jù)
。年輪的寬窄不僅反映了樹(shù)木的生長(zhǎng)速度、材積的年生長(zhǎng)量及材性的優(yōu)劣等
,而且也是衡量外界環(huán)境因子變化的重要指標(biāo)
。如在雨量充沛與溫暖的氣候條件下,樹(shù)木生長(zhǎng)迅速
,年輪的距離也較寬;相反地在寒冷與干旱條件下
,樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢
,年輪就顯得較窄
。樹(shù)木年輪的寬窄真實(shí)地記載了各年的氣候狀況
,故通過(guò)年輪的分析,可獲得數(shù)百年乃至上千年的氣候演變規(guī)律
,這對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候的變遷,制定超長(zhǎng)期氣象預(yù)報(bào)等也是一種比較可靠的方法
。如人們對(duì)西藏高原樹(shù)木年輪的分析,初步了解到僅本世紀(jì)就有兩次大的降溫
,目前該地區(qū)的氣溫正在明顯回升
;在本世紀(jì)20年代前后,降雨量也達(dá)到高峰
,以后顯著下降,目前又稍有增加
。通過(guò)對(duì)年輪的分析還可以得出氣候變化的一般規(guī)律
,大約二百年為一周期
,其次還有110年
、92年、72年以及33年的小周期變化
。
樹(shù)木年輪的寬窄看來(lái)還受到太陽(yáng)黑子周期活動(dòng)的影響
,這是由于當(dāng)太陽(yáng)黑子增多時(shí),太陽(yáng)的活動(dòng)劇烈增強(qiáng)
,發(fā)射出的光與熱也更多,從而大大促進(jìn)了樹(shù)木的生長(zhǎng)加快
,相應(yīng)年輪的距離也增寬
。通過(guò)年輪的分析也可發(fā)現(xiàn)
,太陽(yáng)黑子活動(dòng)的平均周期為11年左右
。
在分析年輪時(shí),往往采用交叉定年法
,即取幾棵樹(shù)上的年輪序列加以對(duì)比,并把一些特寬或特窄的年輪作為標(biāo)記點(diǎn)
,分析幾組年輪序列的同步性
,這樣就可排除假年輪
,或補(bǔ)進(jìn)缺失的年輪
,最后獲得每個(gè)年輪的正確生成年代。
樹(shù)木的年輪還是大氣污染的資料儲(chǔ)存庫(kù)
。例如由開(kāi)采金屬礦藏
,或金屬冶煉加工中飛揚(yáng)出來(lái)的重金屬塵埃
,逐漸沉降到附近的土壤中
,樹(shù)木在生長(zhǎng)過(guò)程中,不斷從土壤中吸進(jìn)大量重金屬
,結(jié)果通過(guò)光譜分析,便可測(cè)出年輪中“記錄”下來(lái)的各年吸收重金屬的含量
。當(dāng)氟化氫氣體的污染侵害松樹(shù)只有幾星期,從年輪上即可表現(xiàn)出生長(zhǎng)不良的痕跡來(lái)
。因此
,近年來(lái),利用樹(shù)木年輪來(lái)了解大氣污染的情況也開(kāi)始受到人們的關(guān)注
。
從樹(shù)樁橫斷面上的年輪往往可以幫助辨明方向。因?yàn)樵跇?shù)木生長(zhǎng)過(guò)程中
。樹(shù)干朝南一面受陽(yáng)光照射較多
,形成層原始細(xì)胞分裂也較迅速,徑向生長(zhǎng)加快
,結(jié)果莖干南面的年輪也較寬。而在莖干背陰朝北的一面
,年輪則明顯狹窄
。
【年輪的運(yùn)用】
運(yùn)用年輪的研究成果開(kāi)始于本世紀(jì)初
,這位學(xué)者是道格拉斯
,他1867年出生于美國(guó)佛蒙特,后來(lái)到亞利桑那州建立起一個(gè)新氣象站
。1901年他開(kāi)始到弗拉格斯塔夫附近一些伐木營(yíng)地,考察那里新伐樹(shù)木的年輪型式
,想找出證據(jù)說(shuō)明這些年輪中記錄了以11年為周期的太陽(yáng)黑子活動(dòng)
。他沒(méi)有立即找到證據(jù)
,但他注意到
,一個(gè)地區(qū)和另一個(gè)地區(qū)的年輪型式似乎一無(wú)二致。例如
,一個(gè)伐木營(yíng)地新伐的樹(shù)木,里面是兩道薄薄的年輪
,外面是三道厚厚的年輪
,其他營(yíng)地新伐的樹(shù)木也是這樣
。人們可以推斷
,這種型式表明,兩年是壞天氣
,三年是好天氣。道格拉斯注意到,他發(fā)現(xiàn)的這種型式的年輪似乎在亞利桑那州北部到處皆有
。
在本世紀(jì)的頭20年中,道格拉斯繼續(xù)研究年輪的型式
。事實(shí)上
,通過(guò)識(shí)別年輪來(lái)測(cè)定古老建筑的年代是道格拉斯的創(chuàng)舉。美國(guó)西南部印第安人村莊的廢墟
,長(zhǎng)期以來(lái)引起考古學(xué)家的興趣。那些村莊原由工匠精心建造
,其中有許多房屋顯然已經(jīng)使用了好多世紀(jì)
,可是后來(lái)不知何故
,那些村莊都廢棄了
。據(jù)估計(jì),那些村莊早在公元前2000年就已存在
。道格拉斯從1916年起開(kāi)始考察印第安村莊廢墟殘留的木料,研究其年輪以確定其年化
。到1929年
,他終于制成一個(gè)“浮動(dòng)”年表。
有文明傳統(tǒng)的地方
,在使用年輪方面可能出人意料,令人驚訝
。比如說(shuō)
,在中世紀(jì)俄國(guó)的諾夫哥羅德
,街上泥濘不堪
,市民就往路面鋪原木。一層陷進(jìn)泥里就再鋪一層
,到現(xiàn)在至少有28條街已經(jīng)堆滿(mǎn)了一層又一層的原木,這些原木的年代從公元953年起一直到1462年
,真是年輪博覽會(huì)
。又如
,像倫勃朗和魯本斯等藝術(shù)大師的油畫(huà)
,分析其橡木油畫(huà)板上的年輪型式就可知作畫(huà)的年代
。
上面所說(shuō)的年輪應(yīng)用
,一般說(shuō)來(lái)都屬于年輪學(xué)的范圍?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在這個(gè)學(xué)科的熱門(mén)主題是從年輪中測(cè)出過(guò)去的氣象以及氣象的重大變化。
這項(xiàng)工作要比測(cè)定年代復(fù)雜得多,因?yàn)樗Q于在不同年代生長(zhǎng)的年輪之間的不同寬度
。由于樹(shù)之間和年輪之間都有其固有的變異性
,我們可以說(shuō)這棵樹(shù)比另一棵樹(shù)老5年,但難以斷定年輪之間不同寬度的確切數(shù)字
。
現(xiàn)代年輪學(xué)可以說(shuō)起源于60年代生物學(xué)家弗里茨在亞利桑那大學(xué)的研究工作。弗里茨和他的同事仔細(xì)考察了塔克森附近一些樹(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程
,他們給樹(shù)枝乃至整棵樹(shù)都套上了塑料膜
,以斷定一棵樹(shù)究竟攝取和放出了多少各種各樣的氣體
。經(jīng)過(guò)10個(gè)寒暑的工作
,他們終于詳盡地了解了一環(huán)年輪生長(zhǎng)的全部過(guò)程。
年輪的生長(zhǎng)并不像乍看起來(lái)那么簡(jiǎn)單
。比如說(shuō),如果去年是樹(shù)生長(zhǎng)的大好年頭
,那么
,樹(shù)根伸展的范圍會(huì)超過(guò)往年
,這一年整個(gè)樹(shù)的生長(zhǎng)也會(huì)超過(guò)往年
。同樣,一個(gè)壞年頭會(huì)使以后幾年的生長(zhǎng)速度減慢
,而不管以后幾年的氣候如何。把樹(shù)受到的各種影響分析出來(lái)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)
,但是這項(xiàng)任務(wù)一旦完成
,其成果就像年表一樣有廣泛的用途
。
【年輪與地理的關(guān)系】
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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(guān)察氣溫和二氧化碳。到那時(shí)
,恐怕為時(shí)過(guò)晚了?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!?br>
樹(shù)木無(wú)事不知
,無(wú)所不曉。
如果我們不愚蠢
,我們可以讓樹(shù)木的記憶向我們提供各種各樣有用的知識(shí),使我們既可通曉過(guò)去