年輪：一部樹(shù)木獨(dú)特的生命生態(tài)“史記”

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

• 表皮：這一層保護(hù)樹(shù)木免受昆蟲(chóng)和疾病、過(guò)熱和過(guò)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(shù)枝、樹(shù)干和根部，在那里轉(zhuǎn)化為樹(shù)木生長(zhǎng)所需的食物。

• 形成層：形成層是內(nèi)皮內(nèi)的一層或一個(gè)細(xì)胞區(qū)，只有一個(gè)細(xì)胞厚。形成層產(chǎn)生木質(zhì)部和韌皮部細(xì)胞。直徑生長(zhǎng)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(shù)液（水加氮和礦物質(zhì)養(yǎng)分）從根部輸送回樹(shù)葉。邊材賦予樹(shù)木力量。

• 生長(zhǎng)輪：較淺的部分稱(chēng)為“早材”（因?yàn)樗诖禾焐L(zhǎng)），較深的部分稱(chēng)為“晚材”（在夏天生長(zhǎng)）。它們一起代表一年的生長(zhǎng)。我們可以通過(guò)數(shù)年輪來(lái)了解樹(shù)木的年齡。

• 心材：心材隨著樹(shù)木年輪的增長(zhǎng)而發(fā)育。它是不再攜帶樹(shù)液的舊邊材，為樹(shù)干提供支撐和剛度。在許多種類(lèi)的樹(shù)木中，心材的顏色比邊材深，因?yàn)樗妮斔鼙欢氯恕?/p>

  圖源：IDAHO FOREST PRODUCTS COMMISSION

樹(shù)木年輪可以揭示其生長(zhǎng)環(huán)境的各種信息。

我們知道，通過(guò)計(jì)算樹(shù)木年輪可以了解樹(shù)木的年齡，但樹(shù)木年輪的厚度和木材中的其他圖案（如火燒痕跡）可以揭示樹(shù)木生長(zhǎng)的速度以及其生長(zhǎng)可能受到干旱、火災(zāi)、雪崩、侵蝕或森林管理的影響。樹(shù)的每個(gè)年輪都講述了一個(gè)故事。

樹(shù)木生長(zhǎng)模式可以在樹(shù)的年輪中檢測(cè)到，因?yàn)槟静牡耐庥^因樹(shù)木形成時(shí)的生長(zhǎng)方式而異。當(dāng)樹(shù)木快速生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞大而壁薄，木材看起來(lái)顏色較淺、質(zhì)地更輕。當(dāng)樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢時(shí)，細(xì)胞小而密集，木材看起來(lái)更加晦暗而厚重。

這就是我們看到年輪的原因——生長(zhǎng)季節(jié)和休眠季節(jié)的木材形成對(duì)比。當(dāng)樹(shù)木生長(zhǎng)迅速且條件良好時(shí)，年輪看起來(lái)更寬；當(dāng)條件惡劣時(shí)，如干旱或其他壓力時(shí)期，年輪看起來(lái)更窄。

木材橫截面顯示樹(shù)的年輪。?? 綠會(huì)融媒·海洋與濕地工作組在美國(guó)冰川國(guó)家公園，科學(xué)家通過(guò)樹(shù)木年輪來(lái)了解氣候如何影響雪崩。

雖然雪崩的威力足以殺死大樹(shù)，但那些幸存下來(lái)的樹(shù)木會(huì)在年輪上留下雪崩的痕跡?？茖W(xué)家可以觀察到的一種模式是“反應(yīng)木材”，樹(shù)木在機(jī)械應(yīng)力（如雪崩的影響）下不對(duì)稱(chēng)生長(zhǎng)。如果雪崩使樹(shù)木向下彎曲，樹(shù)木在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)向上彎曲以恢復(fù)正常，這種生長(zhǎng)模式會(huì)在其年輪中顯示出來(lái)。

雪崩的壓力也會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢，導(dǎo)致年輪變窄。被雪崩碎片（大雪、巖石或木頭）傷害的樹(shù)木也可能產(chǎn)生疤痕和創(chuàng)傷性樹(shù)脂管，這些結(jié)構(gòu)有助于樹(shù)木對(duì)傷害做出反應(yīng)，即使樹(shù)木恢復(fù)很長(zhǎng)時(shí)間后，木材上仍可見(jiàn)。

美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家在蒙大拿州冰川國(guó)家公園雪崩路徑上的枯樹(shù)上切割了數(shù)百塊樹(shù)的橫截面，以了解該地區(qū)的氣候如何影響雪崩。首先，他們使用樹(shù)輪（以及活樹(shù)的樹(shù)芯）來(lái)創(chuàng)建公園雪崩的歷史。

然后他們將這段歷史與氣候記錄聯(lián)系起來(lái)。最終，他們能夠了解雪崩頻率和行為如何隨著氣候變化而變化，這些信息可以更好地幫助面臨雪崩風(fēng)險(xiǎn)的人們和社區(qū)做好準(zhǔn)備，保護(hù)自己、財(cái)產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施。

在北美，樹(shù)木的年輪記錄了火災(zāi)、氣候和人類(lèi)活動(dòng)的悠久歷史。

其他美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家也在研究樹(shù)木記錄，以了解過(guò)去的氣候變化并著眼于未來(lái)，但他們關(guān)注的不是雪和冰，而是火災(zāi)。長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)和氣候一直共同影響著火災(zāi)活動(dòng)，今天仍然如此，但弄清楚兩者如何發(fā)揮作用以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔每梢詭椭覀兞私庖装l(fā)生火災(zāi)的生態(tài)系統(tǒng)是如何發(fā)展的，以及如何在當(dāng)今最好地管理它們。

為了解決這個(gè)難題，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家正在通過(guò)樹(shù)木記錄和其他樹(shù)木年輪記錄來(lái)構(gòu)建人類(lèi)和氣候如何影響美國(guó)西南部火災(zāi)的長(zhǎng)期歷史，包括原住民使用火的悠久歷史。

當(dāng)樹(shù)木在火災(zāi)中幸存下來(lái)時(shí)，火災(zāi)會(huì)破壞樹(shù)皮下的活組織，留下火疤。樹(shù)木年輪火疤提供了有關(guān)火災(zāi)發(fā)生的年份、季節(jié)、嚴(yán)重程度、頻率、規(guī)模和火災(zāi)與氣候關(guān)系的信息，這些火災(zāi)發(fā)生在現(xiàn)代記錄之前的數(shù)百至數(shù)千年?？茖W(xué)家可以在樹(shù)餅干中或通過(guò)從活樹(shù)上切下小樣本來(lái)觀察火疤記錄。

科學(xué)家收集了北美各地的樹(shù)木年輪火疤記錄。2022年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家將整個(gè)大陸所有已知的樹(shù)木年輪記錄匯編成北美樹(shù)木年輪火疤網(wǎng)絡(luò)，這有助于他們確定大陸火災(zāi)與氣候的關(guān)系以及記錄中存在空白的地區(qū)。

在中大西洋地區(qū)，樹(shù)根的年輪可以幫助科學(xué)家檢測(cè)河岸侵蝕情況。

不僅僅是樹(shù)干蘊(yùn)藏著過(guò)去的秘密——粗壯的木質(zhì)根也有年輪，就像樹(shù)年輪一樣，科學(xué)家可以切割根的橫截面來(lái)了解環(huán)境的變化。在中大西洋地區(qū)，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家正在使用根年輪來(lái)檢測(cè)河岸侵蝕情況。侵蝕使以前被埋住的活木質(zhì)根暴露出來(lái)。

當(dāng)根在河岸侵蝕后首次暴露在空氣或水中時(shí)，新組織中會(huì)記錄下壓力的跡象，如木材孔隙度或顏色的變化、環(huán)偏心率（圓度）的變化或疤痕的存在。

科學(xué)家收集這些樹(shù)根的橫截面樣本，并在顯微鏡下識(shí)別這些暴露跡象。然后，他們可以通過(guò)向內(nèi)計(jì)數(shù)生長(zhǎng)環(huán)到壓力跡象開(kāi)始出現(xiàn)的點(diǎn)來(lái)估計(jì)自根暴露以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了多長(zhǎng)時(shí)間。

他們還測(cè)量了暴露在外的樹(shù)根與當(dāng)前河岸的距離，從而估算出自暴露以來(lái)土壤被侵蝕的程度。這兩個(gè)數(shù)字用于計(jì)算該點(diǎn)的侵蝕率?？茖W(xué)家匯總了一條河流沿岸多個(gè)樹(shù)根的數(shù)據(jù)，以測(cè)量特定河岸的侵蝕率。

THE END
本文僅代表資訊，不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。供參考。

編譯 | Daisy

審核 | Samantha

排版 | 綠葉

參考資料略