如果将一棵树的树干锯断，在它的截面上就呈现出一幅明暗相间的同心图案，这就是年轮。近代科学研究已揭示出在年轮那奇特的图案中，隐含着自然界千变万化的大量信息，其中也蕴藏着丰富的地理知识。

一、四季与年轮

生物学家告诉我们，树干主要由树皮、木质部和髓构成，如果进一步用显微镜观察，可以详细地看出它包含有表皮、木栓层、皮层、韧皮部、形成层、木质部、髓和髓射线等部分。树木就靠形成层内细胞分裂才逐渐长大长粗。研究发现，一年内细胞分裂的快慢是随着季节的变化而变化的。春季气候较暖，树木体内储藏的养料陆续输送到形成层，此时该层内细胞分裂迅速，长成的木质部细胞体大壁薄，木材疏松、谓之春材。从夏到秋，形成层内得到的养料逐渐减少，该层内细胞分裂逐渐变慢，长成的木质部细胞渐渐变小，细胞壁渐渐变厚，木材逐渐致密，此谓夏材。由去年的夏材到今年的春材之间有明显的界限，年深日久，在木质部的截面上就显出一层层的同心圆──年轮。由此可见，年轮的形成是四季交替变化的结果。

二、气候与年轮

年轮的生长受树木生长环境因素的影响，因此，它能反映出历年来气候变化的情况。就一棵温带的树木而言，一个特冷或干旱的夏天的年轮生长量，要比一个温暖和雨量适中的夏天年轮的生长量要小。在高山森林的上界和北半球高寒地区的森林北界，温度是影响树木生长的关键因子，宽年轮表示暖年，窄年轮表示冷年。干旱地区的树木对降水量反应敏感，年轮的宽窄往往反映年降水量的多少。

三、太阳活动与年轮

气候变化与太阳活动紧密相关，因此，年轮的生长也能反映太阳活动的变化。事实也是如此，树木年轮宽度的变化就有明显的11年周期。台湾省丝柏树的增长亦有百年、22年及11年的周期，这些正好是太阳活动的周期。有人分析加拿大哥伦比亚省的49种云杉树的生长情况，发现那些树龄在300年以上的云杉树的树干的截面积增加数与太阳活动的世纪周期有关。在太阳黑子强周期内，树干截面积增加数平均为9.6cm2/年左右，而在黑子弱周期内，树木截面积增加数平均约为8.8cm2/年。在美国亚利桑那洲的北部高原生活着25株树龄超过500年的黄松，分析其年轮的变化，也测量出一个33年左右的与太阳活动的布鲁克纳周期相应的周期。