科普丨为什么树木会生长年轮？

源济

科普丨为什么树木会生长年轮？

知乎日报

2026年3月13日 07:01

经常砍树的人都知道（狗头）……树的横断面总能看到一圈圈年轮，你是不是也好奇它为啥会一圈圈长出来？难道只是用来记年龄吗？树木争阳光、长个子、变粗壮，背后藏着超有趣的生存智慧～年轮还会造假、会消失、能记录气候，圈圈年年里全是学问，快来一起揭开它的秘密！

文末有「划重点」总结👇

为什么树木会生长年轮？

答主丨祥昊（450+赞同）

年轮这东西也不是非长不可，

比如热带雨林等地区木材上的年轮就很不容易识别。

非洲热带地区的木头，可以看到很难识别到年轮

至于为啥会长年轮，这还是跟树木的生长策略有关。

我们都知道，树木这圈子也是内卷的不得了，

他们倒是不卷加班，聚堆卷采光。

想在采光竞赛中卷出激情，卷出风采，

一般的小镇做题树只能朝着更高大上的路子卷。

然而长的太高就会面临另一个问题，强度不行。

为了增加强度，

多数树木们只能通过不断变粗来解决这一难题。

树木使用木质素+纤维素+半纤维素编织骨架，

在获得不错强度的同时，也使得已经长好的部分很难再度修改。

于是多数树木只能被迫选择只长外层来实现变粗。

由此，就诞生了木本植物茎独有的分层结构。

最外层是树皮，用来防护。

树皮后是韧皮部，负责将光合作用产生的糖分等营养物质输送到全身各处。

再后面薄薄的滑滑的一层是形成层，负责持续分裂，使树木变粗。

再往里就边材，相对比较年轻，负责往树冠输送水分和矿物质，水分比较大。

再往里，就是心材，

由老化退役的边材组成，负责提供强度，是优质木材的主力来源。

最中间的则是髓心老祖，主要由初代幼茎的薄壁组织构成，

毕竟年纪大了，比较软这事也在情理之中。

此外，我们还能看到一些从髓心出发，呈辐射状穿过年轮射向树皮的浅色细条纹，

这就是髓线，主要作用是横向运输和储存养分。

那木头长就长呗，关年轮啥事呢？

你想啊，夏天吃的好，是不是会长得快点？

冬天生活艰苦，活着都费劲，是不是会长的慢点？

丰年营养足，是不是会长的宽点？灾年差点没饿死，是不是又会长的特别慢？

长得快的时候宽而色浅，被称为早材，

而长得慢的时候窄而色深，被称为晚材，

一明一暗是一年，就成了年轮。

年轮的作用很大，会忠实记录当年树木的生长情况，

由此，广泛应用于气候学、森林生态学、地貌学、艺术史及考古学等领域，

研究这个也有一个专门的学科，树木年代学（Dendrochronology）^[1]。

不过如果你单纯以为树木年代学就是数年轮的话，那就大错特错了。

因为年轮有时候也会忽悠你。

比如在严重干旱，持续暴雨，气候突变等胁迫年份，

树木能活着已经谢天谢地，压根没咋长，

就可能形成缺失轮（图 a），

或者没长全，变成仅在特定位置才能看到的局部缺失轮（图 b）。

问题年轮：（a）缺失的年轮；（b）局部缺失的年轮（公元 1847 年）

比如某年气候异常，

胁迫缓解后树木心情一好，老树逢春再长一波，

就会形成额外的假年轮。

正是因为这些不确定因素，虽然在 18-19 世纪有众多科学家对树木年轮与气候、天气事件、生态及人类活动的关联进行观测和测量，但是只能进行大概预估，没法给出准确时间。

直到 20 世纪早期，

美国亚利桑那大学斯图尔德天文台主任、物理学家兼天文学家道格拉斯（AndrewEllicottDouglass）博士整出一个划时代的方案：交叉定年法（Crossdating）

方法也不复杂，

既然不同的木头可能有部分不准确，

那我们多找几段同一地区，不同时间的木头，

对比其交叉相同的部分，真假年轮和年代不就显示出来了嘛。

总不能所有树木都串号词忽悠人了吧。

由此，将不同的木材样本打磨出清晰的表面，

然后在坐标纸上按一定规则和符号记录下年轮的特征，

就可以绘制出一张骨架图。

道格拉斯骨架图绘制方式

然后再拿着这张骨架图跟该区域已经建立的主年表进行比对匹配，

就可以精准的确定这块木头的年份，并分析那几年的大概情况。

至于主年表咋来，这就需要一代一代的研究人员默默奉献了。

这个方法局限还是有不少，

比如如果样本过少又没主年表，就很难进行比对。

到了 20 世纪 50 年代，

芝加哥大学的 Willard Libby 开发出放射性碳定年法。^[2]

就是鉴宝节目那群赝品大爷成天嘴硬要去鉴定的碳 14。

自此，放射性碳波动匹配定年（Wiggle-Match Dating）与交叉定年法相辅相成，助力多个科学前沿领域发展。

说到这，很多人会好奇，年轮长在树里面，

想看年轮总不能把树砍了吧？

不用担心，对于活树，一般常用的是生长锥测定法。

就是使用一种叫树木生长锥的工具，

这东西原理有点像洛阳铲。

瑞典 Haglof 树木生长锥

先在树上钻个洞，

然后通过抽芯器将里面的木芯掏出来，^[3]

就可以数年轮了。

一般检查完树芯之后，需要再将它再插回去，以帮助树木自愈。

最后还得用密封材料将钻孔堵住，以减少树木的损失。

虽然这个方法还是会对树木造成一点伤害，

但是相对于几百年前砍掉一棵千年古树只为展示自然的宏伟，

无疑进步了太多。

参考:

[1] Nash, S. E. (2024). Tree-Ring Dating: Principles and Origins. Journal of Transnational American Studies, 15(2). https://doi. org/10.5070/T815264527

[2] Pearson, C. L., Leavitt, S. W., Kromer, B., Solanki, S. K., & Usoskin, I. (2022). Dendrochronology and radiocarbon dating. Radiocarbon, 64(3), 569–588. https://doi. org/10.1017/RDC.2021.97

[3] 生长锥测定古树树龄技术方法 https://ylj. taiyuan. gov. cn/gsbh/20240201/30100219. html

「划重点」：

1. 年轮的形成源于树木的生长节奏：春夏雨水足长得快，形成色浅的早材；秋冬条件差长得慢，形成色深的晚材，一圈一明一暗就是一年；

2. 年轮不仅是树的「日记」，更是气候、生态、考古研究的重要资料，甚至催生了专门的学科——树木年代学；

3. 遇上干旱、灾害等特殊年份，树可能「懒得长」或「补长」，形成缺失轮或假年轮，需要科学家用交叉定年法、碳 14 测年等方法来校准。