互动科普

伐倒的树木的横断面上往往能看到一圈圈同心圆一般的年轮，有经验的人能够通过识别这些圆圈的个数而判断树木的年龄，科学家甚至可以据此解译出千百年来的气候变化历程。我们来看看年轮是怎么产生的。

树木的形成层通常位于树干内靠近树皮的一侧，形成层的细胞向内形成木质部（内有导管等，用于输送水分和养料），向外分化为韧皮部，树木于是不断加粗生长。外界气候条件的周期性变化会使得树木形成层的分化、生长速度发生变化，于是就形成了一圈圈的纹路。但这个生长的周期有时并不正好是1年，所以通常所说的“年轮”，更确切的说法应该是“生长轮”。生长轮的宽度变化是气候综合作用的结果，其中最主要的是光照、温度和降水量的周期变化。

在我国北方，由于四季更迭，致使1个生长季刚好和1年重合，所以每年会形成1个完整的年轮。在春、夏季，树木生长很快，形成的导管、管胞等的细胞腔大壁薄、颜色较浅，称为早材；到了秋、冬季，树木形成层细胞分化减缓甚至停滞，新细胞腔小壁厚、颜色较深，称为晚材。在当年晚材和次年早材的过渡阶段便形成了明显的分割，用肉眼就很容易识别。

而亚热带常绿乔木1年内有多个生长期，例如我国南方的桉树，能够在1年内形成四五个生长轮，加之生长过快、没有早晚材的明显过渡，所以往往给人造成没有生长轮的假象。热带地区，一年中温度变化不大，所以很多树木的生长轮也不明显。不过，如果有雨季、旱季的交替，树木依然会有生长轮。      

很多树木有年轮（右上）但棕榈树是没有年轮的  图/Kadeve，Arnoldius

另外，如果把竹子勉强称为树的话，那它应该属于没有生长轮的一类。竹子和小麦、水稻、玉米等同属禾本科，没有形成层。竹子的水分运输和机械支撑依靠的是维管束，这样的结构特征制约着竹子的径向加粗生长。所以竹子在刚开始的几年能够快速生长，但之后生长便很缓慢了。生长于热带的棕榈树也像竹子一样没有形成层，所以也没有生长轮。

也许有的读者会问：如果将落叶乔木整株栽培在温湿度、光照、养分等条件都恒定的温室里，是不是也不会形成年轮呢？其实植物细胞内存在着衰老相关基因，即使在理想的栽培环境中，在特定的时空条件下，该基因会被激活表达从而产生一系列的连锁反应，也依然会促使叶片脱落。落叶之后，无法进行光合作用，树木的生长自然也会逐渐减缓，直至停滞。当下一个生长期开始后，就又会开始形成下一个生长轮了。只不过在这样适宜的生长环境里，形成的生长轮会异常宽大。

（本文发表于《科学世界》2016年2期）