Годичные кольца деревьев — как образуются и что можно определить

Актуальность исследования — дата рождения человека фиксируется в свидетельстве о рождении. А как определить возраст дерева, если нигде в источниках не зафиксирована дата посадки? Есть множество методик определения возраста дерева, но самым дешевым и простым способом является метод определения возраста по годичным кольцам древесины.

Прирост годичных колец зависит от разнообразных факторов среды и относится к признакам, по которым можно определить солнечную активность, влажность почвы, ее плодородие, засоление, температуру, влажность воздуха и др. По толщине колец можно проследить все серьезные экологические изменения в течение жизни дерева.

Поэтому прирост годичных колец — четкий индикационный признак состояния среды в предыдущие годы.

  • Гипотезаперед началом исследования я сделал предположение, что по годичным кольцам деревьев можно определить причины, повлиявшие на величину годового прироста древесины (на толщину колец).
  • Цель исследования — изучить факторы, влияющие на годовой прирост древесины (на толщину годичных колец деревьев).
  • Задачи исследования — изучить способы взятия образцов древесины для исследования и определить влияние климатических и экологических условий на годовой прирост древесины.

Объект исследования — образцы древесины (керны) хвойных и лиственных пород деревьев, растущих в окрестностях г. Долгопрудного.

Почему образуются годичные кольца — каждый год у дерева вырастает наружный слой древесины в виде кольца, поэтому его и называют годичным. Сосчитав число колец, мы точно узнаем возраст дерева.

Каждое годичное кольцо состоит из двух частей: светлой и рыхлой (это внутренняя часть кольца) и более темной и плотной (наружная часть).

Эти две части одного и того же кольца образовались в разное время: светлая и более рыхлая — весной и летом; темная — осенью. Зимой в нашем климате дерево не растет.

В тропическом климате, где нет зимы, дерево растет все время, и у большинства тропических деревьев нет заметных годичных слоев.

Между древесиной и корой дерева расположена особая ткань, состоящая из живых клеток, способных к делению и росту. Эту ткань называют камбием. Она образует вокруг древесины очень узкое кольцо, которое можно увидеть лишь с помощью лупы.

При делении клеток камбия образуются как древесинные клетки, так и клетки коры. Но клетки, которые вырабатывают камбий, различны.

В одном случае создаются клетки, из которых состоит проводящая ткань, то есть такая, по которой движутся различные соки дерева и питательные вещества; в другом — ткани механические, придающие крепость стволу.

Весной, когда прекращаются морозы и оттаивает земля, дерево просыпается: начинается движение соков, распускаются листья, происходит цветение, появляются новые побеги. В это время дерево нуждается в ускоренной передаче из корней к ветвям воды и питательных веществ.

Поэтому камбий вырабатывает много клеток для построения проводящей ткани, состоящей из широкопросветных сосудов, в которых может поместиться большое количество необходимых соков. Они-то и создают внутреннюю, весеннюю часть годичного кольца.

К осени образуются узкопросветные сосуды, которые придают прочность стволу, Клетки механической ткани имеют утолщенные стенки, полости у них значительно меньше. Эти клетки создают наружную уплотненную, осеннюю часть годичного кольца.

На следующий год вновь образуются сперва клетки проводящей ткани, а затем механической.

Таким образом, границей между древесиной двух смежных лет является линия соприкосновения клеток, образовавшихся осенью предыдущего года, с клетками, отложенными весной следующего года. На срезе дерева она видна невооруженным глазом. А еще лучше граница между соседними годичными слоями древесины заметна под микроскопом.

Закономерности роста годичных колец — ширина колец с освещённой стороны дерева больше, чем с теневой, поэтому по пням, оставшимся от одиноко стоящих деревьев, можно определить, где север и юг.

У видов, начинающих расти под пологом леса (в наших лесах это, например, ель, дуб), как правило, можно наблюдать закономерное изменение ширины колец в первые годы их жизни: пока молодое деревце живёт в тени, кольца узкие, когда света начинает доставаться больше — они становятся шире.

Естественное выпадение и вырубка соседних деревьев также влияют на ширину колец — при образовании «окна» рядом с растущим деревом, оно начинает активно расти, прибавляя в росте как в высоту, так и в толщину.

Иногда возникают так называемые ложные кольца: при удвоении годичных колец в результате отмирания листвы из-за весенних заморозков или при объедании её гусеницами и последующем распускании спящих почек.

Наряду с удвоением колец древесины иногда происходит и их выпадение.

Чаще всего это бывает у угнетенных растений в естественных насаждениях, а также при ослаблении питания растения в результате сильной обрезки или истощения почвы.

Дендроклиматологияпо годичным кольцам на основании ряда закономерностей их сложения можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их в будущем. Такое направление называется дендроклиматология.

Предметом её изучения является взаимосвязь между колебаниями климата и приростом древесных растений. Узкие кольца образуются в годы, когда условия для дерева были плохими (угнетение под пологом старшего поколения, засуха, болезнь, нападение насекомых и др.

), а широкие — в хорошие годы, когда дерево получало больше света после удаления соседних деревьев, или когда выпадало достаточно осадков.

Исследование годичных колец деревьев — один из способов определения возраста дерева заключается в их валке и подсчете количества годичных колец на срезе.

Данный способ обладает рядом недостатков, среди которых следует выделить большую трудоемкость процесса заготовки керна, сопровождающуюся необходимостью валки модельных деревьев, причем поваленные модельные деревья, как правило, оставляются в лесу без дальнейшего использования.

Поэтому в настоящее время основным способом определения возрастных характеристик дерева является взятие небольшого цилиндрического образца (керна), при котором дерево продолжает расти. Керн древесины из ствола растущего модельного дерева извлекается при помощи специального устройства, называемого бурав возрастной.

Конструкция бурава возрастного была предложена М. Р. Пресслером (M. R. Pressler) еще в 80-ых годах 19 века (рис. слева). Тем не менее и в настоящее время классический вид бурава остается неизменным (рис. справа).

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Рис. 1. Конструкция бурава возрастного

Основу бурава составляет полая трубка (поз. 1), на одном конце которой находится режущая часть (поз. 2), как правило, имеющая винтовую нарезку, на другом конце устанавливается рукоятка (поз. 3), обеспечивающая ее вращение. Экстрактор (поз. 4) — специальное приспособление, с помощью которой извлекается керн дерева.

Методика взятия керна (рис. 2) — для исследования были выбраны следующие породы деревьев: ель, сосна, лиственница, дуб, осина, вяз. Для исключения влияния фактора освещенности на результаты исследования все образцы отбирались с южной стороны ствола дерева.

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Рис. 2. Методика взятия керна

После взятия керна в отверстие от бура забивается деревянный чопик, смазанный садовым варом, что позволяет защитить повреждённое место от проникновения воздуха, воды, бактерий, грибков и насекомых.

Каждый керн укладывался в пластиковую трубочку подходящего диаметра, на которую наклеивался маркировочный ярлык с указанием породы дерева и описанием окружающей местности. В домашних условиях определялось количество годичных колец у каждого дерева, велся подсчет их ширины и производился анализ полученных результатов.

Подсчет количества иширины годичных колец — это самая ответственная процедура исследования. К внешнему краю керна прикладывается измерительная лупа — при десятикратном увеличении границы годичных колец становятся отчетливо видны.

С помощью измерительной шкалы, встроенной в лупу, определяется ширина годичных колец с точностью до 0,1 мм.

Подсчет производится последовательно от самого последнего (внешнего) до самого первого кольца (на другом конце керна), фиксируя ширину каждого измеренного кольца в соответствующей строке таблицы.

Для большей наглядности в таблицу заносились величины годового прироста, начиная с 2000 г., хотя возраст деревьев, выбранных для исследования, превышал 40 лет.

Таблица 1

Результаты измерений динамики годового прироста деревьев вширину (мм/год)

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Построение графиков — на основании полученных данных о приросте строятся графики динамики роста деревьев по годам. По вертикали откладываются значения ежегодного прироста деревьев в миллиметрах — суммарно для широколиственных пород и хвойных пород; по горизонтали — отмечаются года.

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Рис. 3. Прирост кольцев деревьев в ширину за год

Интерпретация данных — анализируя полученные графики, я отметил годы с максимальными и минимальными приростами, выделил длительные периоды замедленного и ускоренного роста деревьев.

Затем я попытался связать эти спады и подъемы с какими-либо внешними факторами.

К таким факторам, в частности, относятся климат, экологическая обстановка в районе произрастания деревьев, наличие или отсутствие большого числа насекомых-вредителей.

В сети интернет я нашел сведения о климатических условиях в Московском регионе за годы, по которым проводился анализ роста деревьев. Мне удалось выяснить, чем объясняются спады роста после 2002, 2006 и 2010 годов:

Лето 2010 года — в Московском регионе был зафиксирован самый продолжительный период аномально жаркой погоды за всю историю метеонаблюдений. Жара сопровождалась небывало интенсивным смогом в Москве и лесными пожарами в Подмосковье.

На графиках хорошо видно, что в 2010 году был зафиксирован максимальный прирост древесины, начиная с 2005 года, сменившийся затем спадом, который продолжался у лиственных деревьев до 2014 года, а у хвойных деревьев продолжается до сих пор.

Стоит отметить, что лиственные деревья быстрее восстановились после пожаров и засухи по сравнению с хвойными деревьями.

Зима 2005–2006 годовв январе 2006 года в Московском регионе были зафиксированы самые продолжительные морозы за последние 20 лет.

С 17 по 25 января среднесуточная температура воздуха не превышала -20ºС. Ночью морозы опускались до -37ºС. На графиках это отмечено снижением годового прироста древесины в 2006 и 2007 годах.

Читайте также:  Упражнения при протрузии

Причем особенно сильно это заметно по лиственным деревьям.

Лето 2002 года — в Московском регионе был длительный период жаркой и сухой погоды, продолжавшийся с конца июля до середины сентября. Жара сопровождалась интенсивным смогом в Москве и торфяными пожарами в Подмосковье. На графиках видно, что после 2001 года произошло падение годового прироста древесины, которое продолжалось до 2004 года.

  1. Моё исследование показало, что анализируя годовой прирост, можно «прочитать» историю жизни дерева; структура годичных колец и величина годового прироста зависят от множества факторов, основными из которых являются климатический и экологический факторы; наблюдая за динамикой изменения годового прироста можно определить, каким был климат и экологическая обстановка в районе произрастания дерева в прошлом;
  2. Мы должны бережно относиться к природе и выбирать такие методы исследования и использования, которые причиняют ей наименьший ущерб.
  3. Литература:
  1.                Большая российская энциклопедия — М.: «Научное издательство», выпускается с 2002 г.
  2.                Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл. ред. Воробьев Г. И.; Ред. кол.: Анучин, Н.А., Атрохин В. Г., Виноградов В. Н. и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1985.
  3.                Лесотаксационное оборудование компании Haglof Sweden [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.haglof.ru (доступ свободный).
  4.                Основы лесного хозяйства, таксация леса и охрана природы: Учебник для вузов по спец. «Лесоинженерное дело» / Л. К. Калинин, В. С. Моисеев, И. В. Логвинов, А Г. Мошкалев. М. — Агропромиздат, 1985.
  5.                Петров В. В. Рассказы о лесных растениях. М.: Изд-во Московского университета, 1971
  6.                Курапова И. И. Мои первые опыты. М.: Баласс, 2014.
  7.                Интернет-ресурсы

Годичные кольца деревьев, а что мы узнаем

Годы жизни деревьев умеренных и холодных широт можно определить по поперечному спилу их стволов, посчитав годичные кольца (годовые слои). Такой слой, как правило, соответствует приросту древесины за один вегетационный период. Древесина, рождающаяся весной и в начале лета, заметно отличается от более поздней,  появляющейся в конце лета и осенью.

Когда дерево только начинает вегетировать, то в древесине образуется много широкопросветных сосудов. Осенью сосуды формируются узкие, а сама она становится более плотной и темной.

Обычно переход от ранней древесины к поздней постепенный, зато переход от поздней к ранней прослеживается  довольно четко, и границы между ними хороша видны невооруженным глазом. Каждому кольцу, как правило, соответствует один год. Хотя иногда возникают так называемые  ложные кольца.

Это происходит в том случае, если из-за неблагоприятного лета (засуха или холод), оно начинает вегетировать осенью.

Вот какой случай произошел в Тюри (Эстония) 25 августа 1818 г. Во время грозы молния ударила в 25-метровый дуб; пораженное дерево распилили на части. И тут выяснилось, что концентрические слои  древесины дуба под воздействием молнии отслоились друг от друга и свободно выдвигались наподобие телескопической антенны.

Самые старые деревья-гиганты

Поскольку каждый год толщина ствола увеличивается, то казалось бы, долгожителей надо искать среди толстых деревьев. И, действительно, долгое время самыми старыми считали деревьев-исполинов, произрастающих в Северной Америке,— секвойи и секвойядендроны.

Секвойи — деревья-гиганты: высота — около ста метров, диаметр ствола достигает 8,5 м. Одну такую секвойю пилили семиметровой пилой почти две недели, а чтобы перевезти древесину этого дерева, потребовалось 30 железнодорожных  платформ.

Еще два любопытных факта.

В  Национальном парке секвойи (США), на пне исполинской секвойи, спиленной в середине XIX века, предприимчивые американцы устроили летнюю танцплощадку, где  одновременно помещались 16 пар танцующих, 20 зрителей и 4 музыканта.

В Йосемитском национальном парке (20 км от Сан-Франциско) произрастает знаменитая секвойя «вахвонах» — великое хвойное дерево. В 1881 г. на месте огромного дупла в ее стволе пробили тоннель длиной 8,7 м, шириной 2,5 м и высотой 3 м.

Еще более внушительные размеры у секвойядендрона(веллингтония, мамонтово дерево), диаметр его ствола достигает 10 м, произрастает в Калифорнии на западных склонах Сьерра-Невады.

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Сравнительно недавно пальму первенства среди деревьев-долгожителей секвойя уступила остистой сосне межгорной, произрастающей на каменистых склонах гор Уайт-Маунтина (запад Северной Америки).

Никто и не предполагал, что, в общем-то небольшие деревья (высотой до 10 м) имеют столь почтенный возраст. В 1955 г. одну из таких сосен спилили для научных исследований.

Когда же по годичным кольцам подсчитали ее возраст, то ученые были крайне удивлены: остистой сосне 4900 лет! Исследователям ничего не оставалось, как пенять на себя за неосмотрительность и пожалеть о содеянном.

Зато остальные сосны-старожилы были изучены с особой осторожностью и с 1958 г. взяты под охрану государства. Среди сосен-долгожителей насчитали немало деревьев, чей возраст перевалил за 4 тысячи лет.

Все деревья-четырехтысячники получили  собственные имена: «Альфа» — самое первое обнаруженное дерево в возрасте свыше 4 тысяч, «Патриарх» — самое толстое дерево из остистых сосен (диаметр ствола 3,5 м), «Мафусаил» — самое старое живое дерево, ему 4600 лет (по библейским сказаниям Мафусаил прожил дольше всех среди  людей — 969 лет).

Годичные кольца остистой сосны настолько плотны, что неразличимы невооруженным глазом. Это неудивительно: ведь за сто лет диаметр ствола увеличивается не более чем на 2,5 см. А на одном из участков среза,— длиной всего 12 см,— насчитали 1100 годичных колец. Так что самые древние из остистых сосен появились на Земле тогда, когда в Египте фараоны начали сооружать первые пирамиды.

По годичным кольцам определяют не только возраст дерева

Сегодня, чтобы определить возраст дерева, нет нужды его спиливать. Дендрохронологи — специалисты по «чтению» годичных колец — высверливают буравчиком столбики древесины толщиной с грифель, а затем исследуют их под микроскопом.

А японские изобретатели сконструировали портативный рентгеновский аппарат, с помощью которого можно делать снимки поперечника ствола, не причиняя дереву даже малейшего вреда; по этим снимкам специалисты определяют не только возраст дерева, но и его самочувствие (насколько это слово можно применить к дереву).

Ширина годичных колец дерева меняется год от года, поэтому совокупность всех колец — летопись, в которой знаток может прочитать все: температурные колебания воздуха, количество осадков, лесные пожары, нашествие насекомых-вредителей, гибель соседних деревьев. Ширина каждого отдельного кольца тоже не везде одинакова, она зависит от положения дерева относительно солнца, затенения его  соседними деревьями, от направления ветров и тому подобного.

Да нужно ли расшифровывать древесную летопись? Конечно нужно, ведь она помогает раскрыть некоторые тайны прошлого.

Долгое время американских историков волновала загадка скального города, построенного в XIII в. в Меса-Верде (США, Калифорния).

Почему жители его покинули? Как поведали годичные кольца бревен, без которых, конечно же, не обходились сооружения древнего города, это случилось из-за многолетней засухи.

Определять возраст деревьев по годичным кольцам впервые предложил Леонардо да Винчи; он же предположил, что их ширина зависит от климата.

На связь между приростом годичных колец и  метеорологическими факторами — температурой воздуха и осадками — впервые указали русские ученые А. Н. Бекетов и Ф. Н. Шведов во второй половине XIX века.

Американские исследователи из дендрохронологической лаборатории университета штата Аризона установили по годовым слоям остистой сосны, что на западе Северной Америки в 1453, 1601, 1884, 1902, 1941 и 1965 гг. лето было аномально холодным. Данные по 1941 и 1965 гг.

совпадают с наблюдениями  метеорологов. Дело в том, что в годы с холодным летом деятельность камбия (соединительной ткани, порождающей древесину) слабая. Повреждение клеток древесины, образовавшихся летом, свидетельствует о вторжении холодных воздушных масс.

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Похожие исследования проводили и в бывшем Советском Союзе. При Ботаническом институте АН Литвы раньше была дендроклиматохронологическая лаборатория. В ней-то и создали дендрошкалу, охватывающую 900 лет.

По кольцам старого кедра, обнаруженного на Алтае, ученые установили, какой климат был в этих местах с 1020 по 1979 г. По дендрошкале кедра хорошо видно, как влияют на климат 11 -летние циклы солнечной активности.

А еще подметили 80—90-летние  ритмы, причину которых пока окончательно не выяснили.

А в журнале «Nature» за 1976 появилось сообщение о новом методе определения климата прошлых веков по годичным кольцам. Установлено, что соотношение изотопов углерода, кислорода и водорода в земной атмосфере находится в зависимости от ее температуры.

Так что, подсчитав изотопный состав каждого кольца древесины, можно рассчитать среднегодовые температуры давно прошедших лет.

Только для этого надо установить количественную зависимость между изотопным составом годичных слоев и известной среднегодовой температурой.

Над созданием древесного термометра трудились ученые Англии, ФРГ, США. Свои исследования они проводили в Англии, где раньше всех стали регистрировать температуру  окружающей среды — около 300 лет назад.

  Недалеко от мест регистрации температур исследовали древние дубы и пихты и проанализировали содержание изотопов в кольцах. Так проградуировали шкалу древесного термометра.

Изучение деревьев-старожилов помогло узнать, какая погода была несколько столетий назад, когда даже понятия не имели о том, что тепло и холод можно измерять.

Читайте также:  Клеймение металла ударным способом

Но не только о климате прошлых столетий могут поведать годовые кольца хвойных растений. Американские ученые установили, что в них записаны и крупные извержения вулканов.

Ведь при извержении в верхние слои атмосферы выбрасывается большая масса вулканического пепла и пыли, которая может оставаться в атмосфере два-три года.

Мельчайшие твердые частички задерживают солнечные лучи, поэтому на земле холодает.

Исследуя остистые сосны, ученые подтвердили извержение вулкана Этна в 44 г. до н. э. Только это извержение было зафиксировано в годичных кольцах деревьев в 42 г. до н. э.: два года потребовалось, чтобы пригнать облако вулканической пыли и пепла от Сицилии к Америке.

Дата извержения Этны хорошо известна ученым, а вот насчет еще одного крупного извержения вулкана Санторин, уничтожившего минойскую культуру на о. Крит, у историков был спор.

Одни считали, что  извержение вулкана Санторин было между 1700 и 1450 гг. н. э., другие — между 1500 и 1300 гг. до н. э.

По годичным кольцам остистых сосен дендрохронологи установили, что извержение вулкана Санторин произошло между 1628 и 1626 гг. до н. э.

Лет десять назад американский ученый-ботаник А. Г. Джайкоби предположил, что по годичным кольцам деревьев, произрастающих в районах с сейсмической активностью, можно определить, когда произошло землетрясение и даже какой силы оно было.

В своих рассуждениях он основывается на том, что землетрясение обычно изменяет условия, в которых рос лес: повреждается корневая система, изменяется снабжение деревьев грунтовой водой и так далее. Естественно, эти факторы сказываются на росте дерева и должны быть записаны в годичных кольцах. Действительно, землетрясения отмечаются темными кольцами, расширенными с одной стороны.

Советский ученый Н. В. Ловелиус предположил, что в кольцах деревьев-старожилов должна быть информация о взрывах сверхновых звезд в Галактике. Он изучал спилы двух таких деревьев: арчи (древовидного можжевельника) и амурской лиственницы. Когда подсчитали годовые слои у арчи, обнаруженной высоко в горах Средней Азии, то стало ясно, это растение появилось на свет в 1163 г.

и прожило 807 лет. За это время произошло три взрыва сверхновых звезд — в 1572, 1604, 1700 гг. и эти взрывы оказали влияние на биосферу Земли. Взрыв сверхновых замедлил рост деревьев: причем угнетение достигало максимума на 15—16 год после взрыва, 30 лет спустя у деревьев рост нормализовался.

Какие физиологические процессы нарушаются под воздействием взрыва сверхновых, пока не установили.

Читая летопись колец, можно извлечь и другую информацию. Например, деревья могут рассказать о степени загрязнения атмосферы в различные годы. Американские физики по годичным кольцам определяют последствия ядерных испытаний. Химики, анализируя химический состав годичных колец, изучают распределение рассеянных элементов в разные периоды.

Каждый раз, перечитав в очередной раз любимую книгу, мы находим в ней что-то для себя новое, чего раньше не замечали. Так и с летописью годичных слоев: пройдут годы и, может быть, кто-то прочитает ее по-новому и откроет для нас совершенно иное содержание этой деревянной летописи, написанной Природой.

В. Петришин

Годичные кольца деревьев — как образуются и что можно определить

Главная › Автомобили

Сосны растут быстро до 25 лет, затем скорость роста падает. Ели наоборот, медленно растут до достижения 15 лет, а затем начинает расти значительно быстрее – к 80 годам догоняет по вышине сосну, а 140 даже перегоняет на несколько метров. Естественно, интересно, каков же возраст деревьев в лесу. О том, как узнать возраст дерева знают все, кто имеет отношение к лесу.

Каждое кольцо отличается и по плотности. Они неоднородны и сами по себе, весна и лето положительно влияют на рост дерева, а осенью и зимой, с замедлением роста дерева, замедляется и рост колец, они становятся плотнее.

В самом центре вы увидите круглое темное пятно – это сердцевина ствола. Начинаясь с возникновения жизни дерева, сердцевина и стареет самая первая, и загнивать начинают деревья изнутри. (Нередко при этом образуются дупла).

По различиям в годичных кольцах можно определить примерную историю жизни дерева – какой год был урожайным, теплым. Узкие кольца, особенно повторяющиеся, говорят о плохой погоде, пожарах, ненастьях. По совпадению тонких колец у разных пней определяют год засухи.

История леса необычна и интересна, и расшифровка жизни отдельных деревьев – увлекательное занятие.

Годичные кольца деревьев

Ученик начальной школы знает, что определить возраст древесных растений можно по их срезу, определив количество годичных колец. Впервые этот способ предложил Леонардо да Винчи. Он же предположил причину, от которой зависит ширина колец, указывая на метеорологические условия. Русские ученые А. Н.

Бекетов и Ф. Н. Шведов подтвердили его предположения своими научными исследованиями. Но случилось это уже в 19 веке. А американские исследователи связали особенности рисунка на срезе и аномальные природные явления, сопоставив возраст растений и метеорологическую хронику на западе Северной Америки.

Выяснилось, что деревца, начинающие свою жизнь в весенний период имеют узор из годичных колец, заметно отличающийся от тех, что зарождались осенью. Принято считать, что каждому кольцу соответствует один год жизни.

Но в процессе исследований ученые выяснили, что некоторые деревья имеют ложные годичные кольца, а у иных их нет вообще.

  Смазка интимная – какая лучше ТОП-10 лубрикантовГодичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Память у дерева

Многие деревья живут гораздо дольше, чем люди, сохраняя в себе тайны пережитого целых поколений. Но самое главное, что они хранят в себе «карту памяти» природы, которую можно увидеть, сделав разрез ствола дерева.

Ведь проще всего узнать о возрасте – это подсчитать годичные кольца деревьев. На сегодняшний день стараниями и трудами ученых самым популярным методом исследования возраста и условий роста является взятие у ствола дерева небольшого образца, называемого керном.

Древесное растение при этом не страдает, а продолжает развиваться.

Между древесиной и корой содержится клеточная ткань, называемая камбием. Годичные кольца и состоят из клеток камбия. Они неравномерно делятся, в зависимости от климата и погодных условий, обволакивая древесину в очень тонкое кольцо, размером не менее одного миллиметра. При делении эти клетки образуют проводящую ткань. По ней движутся соки и питательные вещества.

Это происходит весной, когда отступают морозы, почва оттаивает и растение нуждается в питании для дальнейшего роста и развития. Ближе к холодам, когда процесс роста замедляется, стенки проводящих сосудов утолщаются и начинают образовывать более плотные и крепкие годичные кольца деревьев, представляющие собой впоследствии кору дерева.

Кора служит механической защитой и придает крепость стволу.

Что определяют по годичным кольцам

По годичным кольцам деревьев определяют возраст дерева. Они находятся в древесине. Самое старшее кольцо расположено в середине среза, потому что каждое новое нарастает на предыдущем. Кроме этого, по разрезу ствола дерева можно вычислить погодные катаклизмы прошлого и делать прогнозы.

Ученые всегда задавались вопросом, почему годичные кольца имеют разную ширину. Наука дендроклиматология объясняет это взаимосвязью между переменой сезонной погоды и ежегодным приростом древесины. Если условия климата были плохими, то и годичные кольца деревьев будут узкими.

Широкие кольца появляются, когда природные условия наиболее подходят для роста и развития.

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

Существуют деревья, которые не имеют годовых колец. Например, оливковое дерево. Из-за постоянных благоприятных условий оно находится в непрерывном росте, поэтому годичные кольца не образуются.

Самые старые деревья-гиганты

Ученые всегда были уверены, что долгожителями являются самые высокие деревья с широкими, необъятными стволами. Ведь годичные кольца древесины с течением времени все больше увеличивают толщину ствола.

Поэтому секвойи и секвойядендроны, великие деревья-исполины, произрастающие в Северной Америке, довольно долго считались самыми древними. Гигантский ствол секвойи может достигать ста метров, а диаметр около 8,5 метров. На пне этого дерева можно вполне построить небольшой уютный дом.

Также известен случай, когда в месте огромного дупла гигантского древесного великана проложили тоннель длиной 8,7 м., высотой 3 м. и шириной 2,5 м.

Среди этих исполинов и обнаружили секвойю, которой на тот момент было более 2125 лет. Очень долго это дерево считалось самым древним на планете.

  Устройство гелевого аккумулятора, его особенности и свойства

Но в середине 20 века с целью научных исследований, спилили древнюю остистую сосну межгорную, которой оказалось более 4900 лет! Специалисты не могли и предположить, что сосне около 5 тысяч лет, ведь его высота была не более 10 метров.

Читайте также:  Как обследуется позвоночник

Конечно, они пожалели о содеянном, но именно благодаря этому случаю стало понятно, что размеры дерева не всегда соответствуют его возрасту. К изучению остальных сосен-долгожителей относятся теперь более внимательно и бережно, используя для исследования самые современные методики и технологии.

Таких сосен–долгожителей наcчитали немало и каждой из них дали собственное имя. Годичная карта этого уникального древнего древесного растения отличаются своей необыкновенной плотностью, поэтому не видны невооруженным глазом. Оно растет очень медленно и увеличивается в диаметре за 100 лет всего лишь на 2,5см.

На сегодняшний день эти сосны считаются самыми древними на нашей планете. Но кто знает о том, что случится еще лет через 50 или 100. Возможно, другие ученые смогут найти деревья еще старше этих.

Как определить возраст дерева?

Годовые кольца: на срезе дерева и пнях

Доброго времени суток уважаемые читатели и подписчики, вас приветствует Андрей Ноак!!! Сегодня мы поговорим с вами про годовые кольца древесины.

Поперечный разрез ствола каждого дерева чем то похож на мишень в которую стреляют из ружей или дротиков. Каждый знает, что древесина состоит из годовых колец. Одно кольцо представляет собой один год, на который дерево стало старше.

Хвойные породы древесины имеют более четкое строение годовых колец, а вот широколиственные породы деревьев проявляют свои годовые кольца не столь отчетливо. Ученые дендрохронологии насчитывают на некоторых деревьях до 10 тысяч годовых колец.

Рассматривать кольца лучше всего на чистом срезе дерева около пня. Тогда будет более точно виден возраст древесины.

Образование годовых колец

Годовые кольца образуются в связи с колебаниями в формировании древесины в течении года. По кольцам можно увидеть, что древесина формируемая весной имеет отличную структуру от формируемой в конце года.

Стоит отметить что к примеру с южной стороны, расстояние между кольцами будет немного больше чем с северной стороны. Это хорошо можно разглядеть на пне дерева. Связано это, как мы понимаем, с большим количеством солнца на южной стороне.

Годовые кольца различаются по толщине клеточных стенок, а это влияет на твердость древесины, особенно хвойных пород. Это легко отследить если провести перочинным ножиком по поперечному срезу древесины, ножик будет то утопать в мягкой, то подниматься в более твердой древесине.

Годовые кольца лиственных пород древесины

В лиственных породах древесины кольца не столь заметны, как в хвойных. Здесь большое разнообразие типов клеток делает ситуацию немного запутанной. И это особенно заметно в так называемых пористых породах древесины, где возникают сосуды в поперечном сечении. Такими деревьями можно назвать клен, березу, ольху, липу, тополь, бук и иву.

Но имеются и лиственные породы древесины с хорошо отслеживаемыми годовыми кольцами, к таким деревья принадлежат каштан, дуб, ясень, белая акация и вязь.

Годовые кольца хвойных пород древесины

Годичные кольца деревьев - как образуются и что можно определить

У хвойного дерева годовые кольца как правило очень легко посчитать. На протяжении жизни дерева кольца могут быть шире и уже, это зависит от погодных условий. Если год был сложный для дерева, то кольца будут более узкими, а если год был урожайным то кольца будут более широкими.

Деревья одной породы растущие в холодных краях, к примеру в северной части Красноярского края, будут более плотными, чем деревья растущие на юге нашей страны. Именно поэтому древесина с севера всегда ценится за свою прочность и долговечность.

Удачи и до новых встреч!

О чем рассказывают годичные кольца деревьев?

Дендрохронология – относительно молодая наука, хотя о том, что ширина годичных колец у деревьев может меняться в зависимости от погоды, писали еще древние греки.

В XIX веке этот показатель имел чисто практическое значение: работникам лесного хозяйства было важно понимать, насколько при различных условиях прирастает древесина, чтобы решить, на каком этапе ее выгоднее всего заготавливать.

Ответ на этот вопрос давно получен, и сегодня перед дендрохронологией стоят совсем другие задачи.

Одной из самых важных, если не основной, является изучение влияния климата на рост деревьев.

Ширина годичных колец, форма клеток, химический состав древесины способны рассказать исследователю многое о том, какими были погодные условия в тот момент, когда они формировались.

Каждое годичное кольцо представляет собой слой древесины, который успел появиться за время одного вегетационного сезона (от весны до осени). Все они имеют четкие границы, что дает беспрецедентную возможность очень точной датировки.

Торф или льды Гренландии хранят сходную информацию. Однако в этом случае изучаемые временные отрезки измеряются не годами, а десятилетиями или столетиями. Фактически каждое дерево представляет собой своеобразный дневник, в котором записываются все изменения климата, происходившие в определенном регионе, включая засухи, сильные морозы и т. п. Однако отследить их бывает тем проще, чем тяжелее условия, в которых растет дерево. Именно поэтому исследователи предпочитают работать с материалом, полученным высоко в горах или на Крайнем Севере – там, где проходит граница распространения древесной растительности. На первый взгляд может показаться, что в Беларуси отсутствуют столь же экстремальные условия, а потому и особых перспектив у дендрохронологии нет. Однако ведущий научный сотрудник Института экспериментальной ботаники НАН РБ Максим Ермохин знает, что это не так. На верховых болотах, которыми столь богата Беларусь, выжить деревьям бывает ненамного легче, чем в лесотундре.

Именно в таком месте, расположенном на территории заказника «Прилепский», удалось обнаружить самое старое дерево в Беларуси среди тех, чей возраст точно установлен. Речь идет о 400-летней сосне.

При этом было бы ошибкой представлять себе зеленого великана с раскидистой кроной. На самом деле диаметр ее ствола составляет всего 30 сантиметров.

Это объясняется тем, что дереву пришлось выживать в очень тяжелых условиях, где одним из главных факторов, сдерживавших его рост, был недостаток кислорода в почве, вызванный избыточным увлажнением.

Ученые смогли получить так называемый керн (этим термином обозначают фрагмент ствола цилиндрической формы диаметром 5–8 мм, который извлекают с помощью специального инструмента, что позволяет изучить годовые кольца, не срубая дерево). Благодаря этому появилась возможность узнать, как год за годом менялся климат начиная с 30-х годов XVII века.

По словам Максима Ермохина, изучение заболоченных сосновых лесов позволило получить неожиданные результаты. Так, на территории Беловежской пущи вплоть до 1940-х годов прирост был очень незначительным, что свидетельствует об избыточном увлажнении территории. Он увеличился с резким уменьшением количества осадков в южных регионах Беларуси.

Началось естественное разболачивание территории. На фоне этого проведение осушительной мелиорации в 1960–1970-х годах привело не к увеличению прироста, а, наоборот, к его резкому падению в 1980-х годах в результате переосушения.  В это же время наблюдалась и массовая гибель деревьев.

Прирост у деревьев восстановился только к середине 1990-х годов.

В результате таких колебаний фактически изменились типы леса, и деревья, которые раньше росли на болотах, стали реагировать на климат так же, как растущие на суходоле. Те, кто занимается дендрохронологией, также любят изучать деревья, которые произрастают на границе своего ареала. В Беларуси это прежде всего ель, граб, ольха серая, пихта белая. Для пихты и граба главным лимитирующим фактором являются зимние температуры, для ели и ольхи серой – летние, а также количество осадков.

Но что делать, если достаточно старые деревья не сохранились? Отчасти компенсировать имеющиеся пробелы позволяют образцы, которые предоставляют археологи и реставраторы.

Однако в данном случае главная проблема заключается в том, что далеко не всегда можно с уверенностью сказать, откуда именно прибыла древесина, использованная при строительстве (синхронность роста колец сохраняется лишь в радиусе 200 км).

На данный момент в Беларуси непрерывная дендрохронологическая шкала сосны, позволяющая достоверно датировать различные объекты, составляет 700 лет. Шкала дуба достигает XI века. Продлить ее удалось во многом благодаря образцам, которые литовские исследователи в 1970–1980-е гг. взяли в Сморгонском гравийном карьере и впоследствии смогли датировать. 

Однако и это далеко не предел. Группа ученых под руководством Максима Ермохина продолжает поиск древесных остатков на территории верхового болота, расположенного в Крупском районе.

С их помощью они надеются установить, как изменялся климат на территории Беларуси за последние 4500 лет. Верховое болото ценно еще и тем, что оно прекрасно консервирует все древесные остатки.

Если извлечь их и затем соотнести с уже имеющейся шкалой, то появляется возможность продлить ее в далекое прошлое.

Фото из архива Максима ЕРМОХИНА

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector