通過樹木的橫截面我們可以很清楚地看到樹木的年輪，又叫樹輪，樹輪揭示了構成樹木的許多不同層次。每一層都可以告訴我們一些關于樹木的生命和生長氣候的信息。

• 表皮：這一層保護樹木免受昆蟲和疾病、過熱和過冷以及其他傷害。

• 內表皮：這一層將葉子或針葉中產生的糖分輸送到樹枝、樹干和根部，在那里轉化為樹木生長所需的食物。

• 形成層：形成層是內皮內的一層或一個細胞區，只有一個細胞厚。形成層產生木質部和韌皮部細胞。直徑生長發生在這里，年輪和內皮也在這里形成。

• 邊材：這一層將樹液（水加氮和礦物質養分）從根部輸送回樹葉。邊材賦予樹木力量。

• 生長輪：較淺的部分稱為“早材”（因為它在春天生長），較深的部分稱為“晚材”（在夏天生長）。它們一起代表一年的生長。我們可以通過數年輪來了解樹木的年齡。

• 心材：心材隨著樹木年輪的增長而發育。它是不再攜帶樹液的舊邊材，為樹干提供支撐和剛度。在許多種類的樹木中，心材的顏色比邊材深，因為它的輸水管被堵塞了。

樹木年輪是樹木莖干橫斷面上呈現的深淺交替的同心圓環結構，由樹木形成層的周期性生長形成。

• 形成機制：
  在溫帶和寒帶地區，四季分明，樹木形成層細胞在春季快速分裂，形成細胞大、壁薄、顏色淺的早材（春材）；秋季生長減緩，細胞小而壁厚、顏色深的晚材（秋材）。早材與晚材交替出現，形成一圈完整的年輪，通常對應一年生長周期。

• 熱帶樹木的例外：
  熱帶地區若無明顯干濕季變化，樹木可能不形成年輪，或僅因雨季與旱季交替形成“生長輪”（非嚴格一年一輪）。

年輪寬度隨樹種、樹齡和生長條件而變化。例如，泡桐、臭椿、沙蘭楊樹的年輪很寬，黃楊、紅豆杉、落葉松的年輪即使在良好的環境條件下也很窄。在同一棵樹上，環寬的垂直分布是：離樹基部越近，環越窄，離樹尖越近，環越寬。同一樹種在生長條件的影響下也存在差異，如在寒冷、干燥、土壤貧瘠或樹木密度低的地區，樹木生長速度慢，年輪較窄；在氣候溫和、土壤濕潤肥沃的地方，樹木生長快，年輪較寬。同時，年輪寬度隨著樹齡的增加而逐漸增大。達到一定年齡后，植物細胞分裂能力減弱，形成窄環。此外，孤立樹木的年輪比封閉林分的年輪寬。

年輪在林業上的應用

樹木年輪的確定及其反映的信息在林業研究中具有重要意義。使用一種特殊的鉆子，可以從樹皮上切下一塊帶有所有年輪的薄片，一直切到樹的中心，這樣就不需要砍倒樹木來計算它的年齡。樹木的年輪，越靠近髓質，越年輕，越靠近樹皮。在樹干的基部，年輪的數量可能代表了樹木的年齡，但是幼苗也必須被添加以達到這一層的年齡。

在森林資源調查中指導林業生產，根據年輪的寬度，可以測量樹木的生長情況。因為年輪的寬度易受光線的方向、氣候和地理位置、地形的影響。人們還可以根據年輪的寬度了解樹木過去幾年的生長情況，預測未來的生長趨勢，為制定林業規劃、確定合理的采伐量、制定造林規劃和采取不同的管理措施提供科學依據。

在某些情況下，它可以作為估計木材物理和機械性能的基礎。一般情況下，1厘米以內的年輪數作為木材性能的初步指標。針葉樹年輪均勻，強度高（指普通木材）；年輪過寬或過窄，木材強度降低。一般情況下，環材的強度隨著年輪數的減少而增加。評價木材物理力學性能的一個重要因素是晚材率（晚材寬度與環寬的百分比）。晚材率高時，木材的物理力學指標一般較高；反之，晚材率低時，木材的物理力學指標也較低。

記錄氣候的變遷

樹的年輪是樹的“時間表”的生活,這不僅記錄樹本身的年齡，而且記錄等外部因素的影響樹的生長環境和氣候，如光、水、溫度、土壤條件,生物和氣候變化之間的互動。所有這些都是通過年輪的形狀和結構的變化來記錄的。因此，通過揭示年輪的秘密，它揭示了樹木自誕生以來所發生的許多事情。因為每一種樹都有自己的年輪特征，即使是同一種樹也可能有不同的年輪。年輪的寬度和寬度與氣候條件密切相關，人們可以通過年輪的寬度和寬度來了解每年的氣候條件。如果在某個地方有一定的氣候變化周期，它將反映在年輪上。

20世紀初，“樹木年代學”就是在此基礎上發展起來的。它的創始人是美國天文學家道格拉斯，他利用樹木年輪的形成進行科學測定年代，測定年代的準確性長達數年。道格拉斯在亞利桑那大學建立了世界上第一個系統研究樹木年輪的實驗室。經過長時間的觀察，美國西南部的松樹被發現對氣候變化特別敏感。

太陽活動是周期性的，對地球的溫度有直接影響，這反映在樹木年輪的顏色和輪廓上。研究人員發現，富集有碳十四的年輪的年代與太陽耀斑大爆發年代相吻合。當太陽耀斑爆發時，空氣中會形成含有碳十四的二氧化碳。它被樹木吸收，通過光合作用合成有機養分，然后進入木質部后。碳14的放射性逐漸衰減，半衰期為5,730年。通過測量古樹樣本，可以發現太陽耀斑的痕跡，其歷史可以追溯到約9000年前。目前關于太陽耀斑的科學記錄只有50年的歷史。

此外，太陽黑子強度的周期性變化在年輪上留下了印記，科學家據此計算出太陽黑子的活動周期為11.3年，這與科學觀測結果一致。

在考古工作中，使用樹木年輪來確定一個事件的確切年齡是很常見的，甚至可以追溯到年份，甚至是某個季節。

火山噴發留下的印記

對地震研究的啟示

這是因為地震會破壞樹木的生長，導致它們在地震后的幾年里形成更窄的年輪。哥倫比亞大學的戈登雅各比（Gordon Jacobi）在研究1857年加州大地震時發現，在地震發生的地區生長的松樹樹干橫截面上有長長的、不規則的、密集的年輪，但它們之前是有規律地生長的。從這些異常的年輪中，科學家可以推斷出斷層是何時活動的。

年輪記錄了大自然千變萬化的痕跡，是一種極珍貴的科學資料，這一點已為人們所公認。為了觀察年輪，可以用樹木生長錐，從樹皮直接鉆入樹心，然后取出一長條來，上面就有全部的年輪。這樣不用砍倒樹木，就可以知道樹木的年齡，從而為科學家提供了研究的材料。