树木年轮与气候变化_树木年轮与气候变化pdf
1.树的年轮一圈表示几年?
2.树木的年轮是如何形成的?有什么作用?树木又是如何形成的?
3.树的年轮是怎么形成的?
4.为什么大树的年轮密集的一面向着南方?
一个年轮,就代表着一颗树木经历了所生长环境的一个周期的变化,通常气候是一年一个变化周期,所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的数目,可以推知树木的年龄,用来考查森林的年代。
年轮不仅可用来计算树木的年龄,从年轮的宽窄,还可以了解树木的经历以及树木与当时当地环境气候的关系。在优越的气候条件下,树木生长得好,木质部增加得多,年轮也就较宽;反之年轮就窄。比如,树木最初的年轮一般比较宽,这表示那时它年轻力壮,生长力强;有时一棵树在出现了很多窄的年轮以后,突然出现有宽的年轮,这表明在年轮宽的那几年,环境气候适宜,对树木生长有利。
地球上气温冷暖的变化,大致有一个200年一循环的周期。通过对1900~1960年间年轮变化的研究,发现在200年的大周期内,还存在33年、72年、92年、111年的气候变化小周期,它们大多是11~11.5周期的倍数。而11年,刚好是太阳黑子活动的周期,这也表明,太阳的活动已经直接影响到地球气温的变化。
树的年轮一圈表示几年?
年轮即木材上的纹理。春回大地之时,紧挨着树皮里面的细胞开始分裂;分裂后的细胞大而壁厚,颜色鲜嫩,科学家称之为早期木,树干里的深色年轮就是由早期木形成的。在这以后,树又进入冬季休眠时期,周而复始,循环不已。这样,许多种树的主干里便生成一圈又一圈深浅相间的环,每一环就是一年增长的部分。这种年轮在针叶树中显显著,在大多数温带落叶树中不明显,而许多热带树中则根本没有。
如今年轮已成为科学研究的一个重要领域。树被称为活档案,年轮就是记录。它不仅说明树木本身的年龄,还能说明每年的降水量和温度变化。年轮上可能还记录了森林大火、早期霜冻以及从周围环境中吸取的化学成分。因此只要我们知道了如何揭示树的秘密,它就会向我们诉说从它出世起,周围发生的大量事情。而现在这个学科的热点课题是从年轮中测出过去的气象以及气象的重大变化。
运用年轮的研究成果开始于本世纪初,美国的学者道格拉斯1901年在一家伐木营地考察那里伐树木的年轮型式,想找出证据说明这些年轮中记录了以11年为周期的太阳黑子活动。他没有立即找到证据,但他注意到,一个地区和另一个地区的年轮型式似乎一无二致。例如,一个伐木营地新伐的树木,里面是两道薄薄的年轮,外面是三道厚厚的年轮,其他营地新伐的树木也是这样。人们可以推断,这种型式表明,两年是坏天气,三年是好天气。道格拉斯注意到,他发现的这种型式的年轮似乎在亚利桑那州北部到处皆有。
在本世纪的头20年中,道格拉斯继续研究年轮的型式。通过识别年轮来测定古老建筑的年代是道格拉斯的创举。美国西南部印第安人村庄的废墟,长期以来引起考古学家的兴趣。那些村庄原由工匠精心建造,其中有许多房屋显然已经使用了好多世纪,可是后来不知何故,那些村庄都废弃了。据估计,那些村庄早在公元前2000年就已存在。道格拉斯从1916年起开始考察印第安村庄废墟残留的木料,研究其年轮以确定其年化。到1929年,他终于制成一个“浮动”年表。
有文明传统的地方,在使用年轮方面可能出人意料,令人惊讶。比如说,在中世纪俄国的诺夫哥罗德,街上泥泞不堪,市民就往路面铺原木。一层陷进泥里就再铺一层,到现在至少有28条街已经堆满了一层又一层的原木,这些原木的年代从公元953年起一直到182年,真是年轮博览会。又如,像伦勃朗和鲁本斯等艺术大师的油画,分析其橡木油画板上的年轮型式就可知作画的年代。
现代年轮学可以说起源于60年代生物学家弗里茨在亚利桑那大学的研究工作。弗里茨和他的同事仔细考察了塔克森附近一些树的生长过程,他们给树枝乃至整棵树都套上了塑料膜,以断定一棵树究竟摄取和放出了多少各种各样的气体。经过8个寒暑的工作,他们终于详尽地了解了一环年轮生长的全部过程。
他们把美国西南部周围年轮的数据收集起来,同80年来的气象记录进行 比较,就会看出年轮如何反映出气候。因此,对于没有气象记录的时期,我们从一环年轮形成的情况可以推断出当时的气候。弗里茨就这样把美国和太平洋北部的气象图编制到大约公元1600年。
年轮专家还研究了酸雨美国对美国东部森林的影响。哥伦比亚大学的戈登.雅各比解释说,随着树越长越老,年轮也变得越来越薄。这是正常的老化过程。因而可以得出结论:酸雨对树起着相反的作用。我们还必须比较气象数据以排除 树生长减慢的其他可能原因。要证实酸雨的影响,必须找出正常条件以外的生长受阻情况。雅各比在新英格兰州周围的12个圈定地区中看到有3个地区受酸雨影响,其余9个地区没有受酸雨影响。
此外,年轮还记录了火山爆发、地震等自然现象。像圣海伦斯火山爆发时,大量灰尘和气体进入同温层,遮住大片阳光。这会使温度降到冰点以下,给树内留下一道叫做霜轮的特殊标记。而地震则会给树造成损害,使树在以后的一些年中产生较薄的年轮。
在某些情况下,年轮也可以用来证明环境污染的影响。由于几世纪以来不断燃烧煤和石油,大气层中二氧化碳大量蓄积,从而造成未来的地球气温升高。年轮气象关系学国际的数据将扩展到公元1700年,这个年代比开始燃烧煤和石油的产业革命时期还要早得多。研究者说:“没有这种数据基础,大气层科学家要想确切地知道渐暖趋势,恐怕还要用8年到20年的时间去观察气温和二氧化碳。到那时,恐怕为时过晚了。”
树木的年轮是如何形成的?有什么作用?树木又是如何形成的?
较为常见的温带乔木和灌木,通常每年一会形成一圈年轮,也就是说年轮一圈代表一年。不同地区的树木年轮也不同,温带地区的树木年轮界限比较明显,而热带地区由于一年内气候变化不大,所以年轮并不明显。
年轮不仅可以表示树木的年份,还可以通过年轮来辨别方向,树干朝南的一面由于受阳光照射较多,径向生长较快,所以茎干南侧的年轮较宽,背阴朝北的一面则要狭窄一些。
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树木年轮的形成:
在春季和初夏,气候温和、雨量充沛,对树木的生长有利,这时,“形成层”细胞分裂速度很快,新产生的细胞很大而且明显,因此,木材就显得颜色比较淡,质地较为疏松。
而随着气温增高、雨量减少,特别是到了秋天,天气渐冷,雨量更少,“形成层”细胞的活动减弱,分裂出的细胞体积很小,加上细胞壁很厚,因此木材显得致密而且坚硬,颜色也深。树的年轮是怎么形成的?
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,形成了显著的圆环,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。
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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。
百度百科——年轮
为什么大树的年轮密集的一面向着南方?
树木的年龄,人们都是根据“年轮”来判断的。那么,年轮是什么呢?就是树木干茎每年形成的圆环。
温带地区和有旱季、雨季的热带地区,树木年复一年地生长,一年内由于季节和气候的不同,形成层细胞的活动表现出有规律的变化。春季,气候转暖,养料充足,形成层细胞的分裂和生长都快,所产生的木质部,细胞较大,壁薄,导管多而大,木纤维少,这叫早材或春材;入秋,气温渐低,养料减少,形成层细胞的分裂和生长都减慢,所产生的木质部,细胞较小,壁厚,导管小而少,木纤维多,这叫晚材或秋材。
早材的颜色较淡,晚材较深,它们合起来成一圆环,这就是树木一年所形成的木材,叫“年轮”。年轮,顾名思义是一年长一轮,有多少个圈数,就知道这株树的大概岁数了。
并不是所有的树木都有年轮,像单子叶植物由于没有形成层,也就没有年轮。在缺少季相变化的热带地区,形成层所产生的细胞差异很小,年轮往往不明显。有时,由于形成层有节奏地活动,每年也可以产生几个年轮。因此,根据年轮来推算树龄,还得除去年轮,只能得到一个近似的数据。
年轮——树木这种独特的“语言”不仅叙说了树木的年龄,还记录和揭示了气候的变化状况。美国亚利桑那州大学最早建立了一个系统研究树木年轮的实验室,科学工作者经长期观察研究发现,美国西南部的松树对气候变化特别敏感。在寒冷湿润的年代,松树的年轮长得很狭窄。根据这一规律,可以推断出很久以前当地的气候情况。
人们发现,年轮的图案同气温、气压、降水有一定的关系。有人根据年轮绘制了近几个世纪以来北美洲历年的气象图。这些气象图同现代气象设备记录的结果很相似。
19世纪时,有一支矿藏勘测队横穿美国西部平原时,留下了一份日记,记录了当年他们遭到严寒和暴风雨的经过,有趣的是,根据当地树木年轮,也同样反映了这一异常气候的事实。
美国的刺果松是19世纪在西南部发现的,这种奇树数量已很稀少。1964年,北加罗来纳大学地理系学生库瑞等,在对惠勒峰的冰川研究时找到了刺果松。为了搜集旁证,推断冰川形成的年代,便用穿孔器钻凿了几颗老树,他发现其中有颗老树已有4000多岁,一时兴奋竟把穿孔器折断了。他申请用链锯伐木,居然得到林区视察员的允准。他们随便在树根以上2.5米处锯断树干,然后用低倍率的放大镜仔细察看,数得树干共有4844圈年轮。一颗世界上最古老的刺果松就这样被毁了。消息传开后,全国震惊,美国林务局终于作出了对刺果松严密保护的决定。
科学家在研究刺果松时发现,生长在不毛之地的刺果松针叶树,对于温度的变化特别敏感,人们凭树的年轮能够推测过去雨量的记录。这种资料能显示气候变化周期,协助预测未来气候情况。这对于干燥的西部和其他贫瘠地区都十分重要。用空心钻孔器钻进树干,截取一段直径6毫米的木心,不会危及树木的生命,科学家用活树上钻取到的宽窄年轮组成的图案,跟史前印第安人的岩洞居民所用木材的年轮图案相对照,借以判断考古地点的年代。
树的年轮越密集的那一边指的是南方。
因为我国在北半球,日照偏南方的缘故,树木的年轮往往是“南疏北密”的现象。
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。
树木的年轮的产生,是因为树木在春天到夏天这段时间内,树皮内形成层的细胞快速地增加;秋天到冬天这段时间内,细胞增加减慢。所以,植物在春夏之间成长的部分比较柔软,而且较宽厚;在秋冬之间生长的部分较窄而硬。随着树木一年年地长粗,也就这样形成了年轮。
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1、形成原因
年轮由形成层每年的活动而产生。春天,气候温和、雨量充沛,对树木的生长有利,这是形成层细胞分裂旺盛,新产生的细胞大而明显,导管又大又多,因此,木材就显得颜色淡,质地松软。
入夏以后,随着气温增高。雨量减少,特别是到秋天,天气渐冷,雨量更少,形成层活动减弱,分裂出的细胞形状小,加上细胞壁厚,导管又少,木材显得致密而坚硬,颜色也深。
2、宽度影响因素
(1)树种的类属:例如杨树及毛桐的年轮宽,黄杨及山茱萸的年轮就非常窄
(2)树木的年龄:树木在生长初期所形成的年轮是越来越宽,但以后随着树龄的增加,就逐渐变窄。
(3)生活环境条件:例如格林兰北纬73度处的灌木桦,它的平均年轮宽度不超过0.05公厘,但在欧洲中部某一植物园中,同一种小桦的平均年轮宽度则为1.6公厘。
百度百科-树木年轮