树桩上的同心圈是最容易被信任的年轮。可同一片林子里的树,圈数常常对不上:有的年份缺一圈,有的一年画出两圈。年轮不是自动计数器,要当成尺子用,先得把几张年表对齐。
一圈是早材加晚材,缺一样就不成轮
早材在春季形成,细胞腔大、颜色浅;晚材在夏末秋初形成,壁厚、颜色深。一年之内先早后晚,合成一个完整的轮。只有早材没有晚材的年份,界线会缺一道,看上去像两年并成了一年。晚材所占比例越大,轮界越锐利,针叶树尤其明显。
温带与寒温带的树种年轮清晰,热带多数树种全年生长,轮界不明。同一树种在海拔高处轮界更清楚,因为季节差更大。判读前先看横切面,轮界模糊的样本直接放弃,不必强行计数。
同一地区的树要对齐了数,缺轮与假轮才认得出
把多株树的轮宽序列并排比对,宽窄年份应当同步。某株树在某年缺一轮,对齐后会露出一个错位;某年多出一道界线,对齐后只有它自己突出。这个过程叫交叉定年,靠的是同一片林子的共同气候信号。
对齐需要 50–100 年的重叠段,重叠越长越可靠。单株树的年表不能独立成立,至少要有 10 株以上互相印证。取样用生长锥取直径 5 毫米的芯,不伤形成层,取后把孔堵上,对树的影响很小。
窄轮对应坏年份,宽轮对应好年份
干旱与低温会缩短生长期,轮子变窄;水热充足则轮子变宽。年轮宽度序列因此可以反过来读出历年的气候,这也是它被当作年代标尺的原因。窄轮往往连续出现 2–3 年,很少单独一年,连续窄轮的时段通常对应几次大旱。
轮宽还受树龄影响:幼树轮宽逐年增加,老树整体变窄。比较不同树龄的个体,要先去掉这条生长趋势,只留年际波动,否则老树的每一年都显得比幼树差,对齐时会整体错位。
倾斜树干与应压木会让同一圈厚薄不均
针叶树倾斜时,下侧形成应压木,细胞壁厚、木质素高,同一圈在下侧可比上侧宽出 2–3 倍。读数必须固定取同一方位,通常取两个相对方向的平均值,否则倾斜本身会被读成气候变化。
阔叶树倾斜时上侧形成应拉木,木质素少、纤维特殊,轮界反而不清。弯曲、分叉与根部断面都不能用来建年表。取样点要选树干通直、离地 1 米以上的位置,同一个体取两芯互校。
关键数据
下列数值用于判断一份年表能不能用。单芯、单株、单点的读数只能参考,不能当年龄,也不该写进结论。
- 生长锥芯直径 5 毫米
- 年轮宽度多在 0.5–5 毫米
- 交叉定年重叠段 50–100 年
- 单点年表至少 10 株互证
- 应压木使下侧轮宽出 2–3 倍
- 热带多数树种年轮不清
- 取样高度离地 1 米以上
心腐、热带与火烧痕会把年轮读成空白
老树心材腐烂,中心几十年缺失,只能给出外侧的年份;热带树种轮界模糊,交叉定年无从下手;被火烧过的树干会形成多处愈合组织,轮界错乱。三种情况都不该硬报年龄。
本文判断:树轮的价值在于它是唯一能与日历直接对齐的年生结构,可作为其他硬组织年轮的对照尺。但它只在有完整交叉定年的样本上成立,单株、单芯的读数不能当年龄,只能当参考。
参考文献
- Stokes M A, Smiley T L. An Introduction to Tree-Ring Dating. University of Chicago Press, 1968.
- Fritts H C. Tree Rings and Climate. Academic Press, 1976.
- 吴祥定.《树木年轮与气候变化》. 气象出版社, 1990.