如果你有野外教導樹木的經驗,不知有沒有這種經歷?在教導樹木年輪的理論時,在野外很難找到實際的例子。
以自身經驗為例,蕃茄醬曾利用大埔滘一棵帶有漁護署標記,用作介紹年輪的「樣品」樹木來講解年輪的理論,但它的年輪不大清晰,未能達到最佳的教學效果。在香港眾多的行山徑中,也經常看到剛好截斷的樹幹。如果大家仔細一看,不難發現年輪一般不太明顯。對於野外學習來說,學習成效會大大減低。在近年漁護署出版的中學教材中,讓中學生到大帽山郊野公園進行的樹木調查,他們利用保存好的標本來認識樹木年輪,這個標本的年輪較為清晰,算是比較好的教材。
導致樹木年輪不明顯有很多因素,例如不同樹種的差異、樹幹切口不齊、或有菇菌、苔蘚在切口上面生長,令年輪較難被觀察。但年輪不明顯的主因還是跟香港的氣候有關,香港位處亞熱帶地區,屬季候風氣候,有明顯的夏季及冬季的分別,夏、冬兩季除了溫度上的差異外,雨水的多少也是一個影響樹木生長的因素。
樹木的年輪是主幹中央維管組織 (vascular tissue) 木質部 (xylem) 生長不均勻的結果。樹幹的植物組織生長,主要在外圍的形成層 (Cambium),在夏天溫度高、雨水充足的情況下,樹木生長情況理想,形成層的木質部細胞向樹幹中心增長速度快,細胞體積增大及木質化,令夏季的木質部細胞的體積較大,而細胞壁上的木質相對顯得較薄。在冬天溫度低及缺少雨水的情況下,樹幹形成層的細胞生長速度減慢,造成木質細胞體積較小,細胞壁的木質顯得較厚。這種季節上生長速度的差異,就會形成一個又一個由樹幹週邊向內發展的圓圈,冬季密度高的木質部細胞就是窄年輪(圈線)所在,越接近樹幹中心,這種圓圈生成的年份越久。香港冬季的低溫,並沒有溫帶地方那麼低,冬季密度高的木質部細胞(窄年輪)未必很明顯。
利用年輪去推算樹木的年紀,甚至分析整片森林的樹木年輪的發展情況,是其中一種科學上推算過往氣候變化的方法。在加拿大溫帶地方,夏季與冬季的溫差非常大,樹木年輪清晰可見,加上在很多森林裏,樹木年紀動輒上百年以上,有系統地分析樹木年輪的間距和木質部增生情況,加上各種同位素 (isotope) 分析,的確有助人類了解比較近期的氣候變化情況,甚至人類活動對樹林的影響。
大家且看看是你年紀大些、還是圖中攝於加拿大愛德華王子島的樹木大些?
考資料及延伸閱讀:
漁農自然護理署:
https://www.natureintouch.gov.hk/zh-TW/countryside-learning-the-climate-of-hong-kong
Churakova, O. V., Porter, T. J., Zharkov, M. S., Fonti, M. V., Barinov, V. V., Taynik, A. V., ... & Saurer, M. (2023). Climate impacts on tree-ring stable isotopes across the Northern Hemispheric boreal zone. Science of The Total Environment, 870, 161644.
Kirdyanov, A. V., Krusic, P. J., Shishov, V. V., Vaganov, E. A., Fertikov, A. I., Myglan, V. S., ... & Büntgen, U. (2020). Ecological and conceptual consequences of Arctic pollution. Ecology letters, 23(12), 1827-1837.
Rathgeber, C. B., Cuny, H. E., & Fonti, P. (2016). Biological basis of tree-ring formation: a crash course. Frontiers in Plant Science, 7, 734.
NASA:
https://climate.nasa.gov/news/2540/tree-rings-provide-snapshots-of-earths-past-climate/
Wilmking, M., van der Maaten‐Theunissen, M., van der Maaten, E., Scharnweber, T., Buras, A., Biermann, C., ... & Trouillier, M. (2020). Global assessment of relationships between climate and tree growth. Global Change Biology, 26(6), 3212-3220.