把一年的生長,看清楚

樹幹的新木材,長在哪裡?

演示第 1 年
準備觀察 追蹤綠色的形成層,看新木材如何累積

橫切面的橙框連到局部放大圖。按下開始,先找到生長的位置。

01整個橫切面已新增 0 年
針葉樹木材逐年累積示意 新木材在舊木材外側、綠色形成層內側逐層增加。橙框標示局部放大的位置。 形成層 樹皮 原有木材 橙框的位置 → 局部放大
早材晚材形成層
02形成層附近,放大看
← 靠近樹幹中心靠近樹皮 →
木材細胞依序形成的橫切面示意 綠色形成層左側增加木材,右側新增深粉色韌皮部,並把較老韌皮部往外推。早材保留,後來新生的晚材細胞腔較小、壁較厚。 形成層較早形成
形成層韌皮部

形成層兩側都會生長:向內增加木材,向外新增深粉色的韌皮部。

早材細胞腔較大、壁較薄
晚材細胞腔較小、壁較厚
第 1 年
尚未演示
第 2 年
尚未演示
第 3 年
尚未演示

看兩件事:新木材加在哪裡?一年的早材與晚材如何接在一起?

這個模型怎麼看?

以早晚材清楚、具有年度生長帶的針葉樹木材作定性示意。橫切面、細胞大小、層數、顏色、輪寬與速度都經過簡化;形成層特別加粗以便辨認。演示年份是新增木材的年份,不是整棵樹的年齡。

局部圖聚焦當年的形成層附近,每到新的一年,觀察範圍隨形成層往外移。新木材細胞先擴大,再逐漸增厚細胞壁、成熟,圖中濃縮了這些時間;真實木材裡,相鄰細胞可以處於不同發育階段。

形成層也向外新增韌皮部。深粉色代表當年新增部分,較老部分向外移並略壓薄;真實樹幹中,較老韌皮部的部分輸導細胞會受壓、失去輸導功能,並非所有組織一起死亡。韌皮部不會像木材一樣完整保留成年輪。兩側生長的時序與比例已簡化,不表示一定同時開始或以固定比例生長。

早材和晚材的過渡、顏色與比例依樹種和環境而不同。假輪、局部缺輪與非年度生長帶的判讀,請接著看下方正文。

木材橫切面上一圈圈深淺相間的帶紋,常被稱為年輪。它們來自形成層把新的木質部一層層加到舊木材外側;生長條件隨季節改變時,木材細胞也可能呈現不同樣貌,於是留下帶狀差異。對季節變化明顯、而且已確認年輪確實每年形成的樹木,一段生長增量通常對應一年;但不是每一道可見紋路都能直接當作一年。

年輪是在木材裡慢慢累積的

樹幹裡有一層很薄的生長組織,叫做形成層。它位在木質部與韌皮部之間。形成層活動時,會向內增加新的木質部,向外增加新的韌皮部;木材主要由多年累積的木質部構成。想先了解莖如何透過形成層變粗,可以延伸閱讀為什麼有些莖會變粗?。

每次新增的木質部,都加在原有木材與形成層之間。因此,木材橫切面上較靠近中心的部分通常較早形成,靠近樹皮的部分通常較新。形成層本身非常薄,年輪則是木質部裡可辨認的生長帶,不是一圈圈厚厚的形成層。

一般木本植物樹幹橫切面概念圖,左側可見中心髓心與一圈圈木材生長帶,右側放大同一截面的深淺木質帶與外層樹皮
年輪線索出現在木材裡,靠外的新木質部接近形成層。 右側以深淺帶示意部分季節型木材中早材與晚材的差異。實際的輪界與顏色會隨樹種和生長條件改變;這張通用概念圖不代表每一道紋都必然是一個日曆年。

生長季的變化會留下深淺不同的木材

在季節變化明顯的地方,形成層在一年中的活動會改變。許多樹木在生長季較早時形成的早材,細胞通常較大、細胞壁較薄,外觀常較淺;生長季後段形成的晚材,細胞常較小、細胞壁較厚,因此可能顯得較緻密或顏色較深。這些差異有時會讓木材呈現一段段可見的帶紋。

對一些樹木來說,早材和晚材是同一段年度木材增量裡的不同部分,不是兩個年份。不同樹種的木材構造不一樣,早晚材界線可能很清楚、逐漸變化,或不容易只靠顏色辨認;有些木材還會以導管大小或排列的改變顯示生長帶。因此,「一淺一深」只是常見的觀察方式,不是所有樹木共用的固定圖樣。

下面以早晚材清楚的針葉樹木材作示意。按下開始,追蹤形成層內側新增的細胞;完成一年後,可以再看下一年的木材接到哪裡。放大圖中的細胞腔,是細胞壁包圍的內部空間。

年輪能留下生長線索,不能單獨解讀成天氣答案

對已確認輪紋能和年份對上的樹木,每段年輪寬度可以提供樹幹在那段期間向外增加多少木材的線索。對生長受水分限制的樹木,較濕潤的生長季有時會伴隨較寬的年輪;在其他地方,溫度、生長季長短或別的條件可能更重要。樹木本身的年齡、大小、光照、鄰近植物的競爭與其他干擾,也都會影響木材增量。

所以,看到一圈比較寬的木材,不能只憑它就斷定當年雨量多、植物狀態好,或某個環境因素是唯一原因。研究者會先確認生長帶能否和年份對上,再比對多株樹木的年輪模式和當地環境紀錄。樹輪年代學研究也會測量輪寬、木材密度等資料;肉眼看到的深色帶,不能直接推算對應特定溫度或雨量。

不是每一道圈紋都剛好代表一年

在生長季和休眠季分明的地區,形成層通常每年增加一段木材,因而容易出現年度輪。但樹種、地點與生長條件都會影響輪界是否清楚。

有時同一個生長季內的條件先變差、之後又恢復,木材可能出現看起來像年度邊界的假輪。相反地,某一年的生長帶也可能在樹幹某一部分沒有形成或不容易辨認,形成局部缺輪。如果只數一個切面上看起來像線的紋路,可能多算或少算。

熱帶樹木也不是一概沒有年輪。有些樹種會隨季節性的雨量變化形成可辨認的年度生長帶;另一些樹種的生長較難和日曆年份對上。要判斷某種樹木的圈紋是否一年一輪,不能只看它長在熱帶或溫帶,也不能只靠一張木材切面。

容易混淆的地方

  • ✕ 一道圈紋一定就是一年。
  • ✓ 只有已確認該樹種、該地點的輪紋確實每年形成,才能把生長帶可靠地對應到年份;也可能出現假輪或局部缺輪。
  • ✕ 一淺一深的木材帶各代表一年。
  • ✓ 在一些季節型木材中,淺色早材和較深晚材可以是同一段生長增量的不同部分。
  • ✕ 年輪比較寬就代表那一年雨量多、樹木更健康。
  • ✓ 輪寬會受所在地的生長限制和樹木本身差異影響,不能單獨當成健康或天氣判定。
  • ✕ 熱帶樹都沒有年輪。
  • ✓ 部分熱帶樹會因季節性生長形成年度輪,其他樹種的輪界可能不明顯或尚未能按年解讀。

常見問題

年輪裡的一深一淺,算幾年?

對某些季節變化明顯的木材來說,較淺的早材和較深的晚材常是同一段生長增量的不同部分,不應各算一年。不同樹種的木材構造和色帶不盡相同,不能只用深淺組合判斷年份。

樹木每年一定會長出一圈年輪嗎?

不一定。生長季節性、樹種和生長環境都會影響輪界,還可能出現同一年內的假輪,或局部缺輪。研究者要先確認圈紋是否呈年度模式,才適合依年份解讀。

年輪比較寬,是不是代表雨水比較多?

有些生長受水分限制的樹木,較濕潤的生長條件可能伴隨較寬年輪;但其他樹木可能受溫度、光照、樹齡或競爭等因素影響。單一棵樹的一圈寬度不能直接指出當年的唯一原因。

看年輪可以知道樹木的確切年齡嗎?

年輪能提供生長年代的線索,但不能只憑一個切面上看到的圈數就保證是確切年齡。要先確認輪紋確實每年形成,假輪與局部缺輪也可能讓單純數圈出現誤差;專業研究會以多份資料交叉核對。

熱帶樹木也會有年輪嗎?

有些會。季節性的雨量變化可能讓部分熱帶樹木呈現週期生長;也有樹種不會留下容易和日曆年份對應的清楚輪界。因此是否形成每年一次的年輪,要看樹種與生長地點的實際資料。

相關詞彙

  • 形成層(vascular cambium):能持續產生新細胞的生長組織;此處指木本莖的維管形成層,向內增加木質部。
  • 木質部(xylem):植物的維管組織之一,常參與水分運輸與支撐;木材主要由累積的木質部構成。
  • 早材(earlywood):在一段季節型生長增量較早形成的木材,細胞構造常和晚材不同。
  • 晚材(latewood):同一季節型生長增量較後段形成的木材,常較緻密或較深色,但外觀依樹種而異。
  • 生長輪(growth ring):木材中可辨認的一段生長增量;只有已確認輪紋確實每年形成時,才適合稱為年輪並按年解讀。
  • 樹輪年代學(dendrochronology):研究樹木年輪及其時間、環境訊號的學科。

接著看

已開放 為什麼有些莖會變粗? 延伸了解形成層如何讓木本植物增加新的木質部。 已開放 木質部和韌皮部差在哪? 認識形成層兩側的維管組織各自扮演什麼角色。

查核資料

參考資料

以下資料用於查核本文的植物學概念與園藝脈絡。

查看本文參考資料(12)
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