Что показывают годичные кольца дерева
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА
Полезное
Смотреть что такое «ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА» в других словарях:
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — годовые слои, зоны прироста древесины у растений или минерализованных образований у животных, возникающие в связи с сезонными изменениями темпа роста тканей. Годичные кольца используют для определения возрастной структуры популяций и обратного… … Экологический словарь
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст растений, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Большой Энциклопедический словарь
Годичные кольца — (также годовые кольца или годовые слои[1]) области цикличного прироста тканей у некоторых видов растений, грибов и животных, обусловленных неравномерностью развития организма в период воздействия внешних факторов, обычно в результате… … Википедия
годичные кольца — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст растений, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Энциклопедический словарь
Годичные кольца — годовые слои, 1) у растений зоны прироста древесины (См. Древесина), вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и… … Большая советская энциклопедия
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст р ний, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — зоны прироста древесинной части стебля за один вегетационный период. На поперечном срезе имеют вид б. м. концентрических слоев, Г. к., образованные камбием в начале вегетации, отличаются по структуре, цвету, твердости, гистологическому составу от … Словарь ботанических терминов
Годичные кольца — (англ. tree rings), см. Дендрохронология … Археологический словарь
годичные кольца — 1) Концентрические слои древесины, различимые на поперечных разрезах ствола и представляющие собой зоны прироста древесины за год, по числу которых можно определить возраст дерева. 2) Ежегодно формирующиеся и длительно сохраняющиеся образования в … Словарь многих выражений
годичные кольца древесины — Ежегодно формирующиеся кольца на древесном стволе, легко видимые на спиле … Словарь по географии
ГОДИ́ЧНЫЕ КО́ЛЬЦА
Том 7. Москва, 2007, стр. 293-294
Скопировать библиографическую ссылку:
ГОДИ́ЧНЫЕ КО́ЛЬЦА, 1) у растений – слои прироста древесины, образуемые в течение вегетационного периода камбием на боковой поверхности ствола, ветвей и корней деревьев, увеличивающие их толщину и биологич. массу. Наращивание Г. к. происходит от центра к периферии. Их внутр. часть откладывается весной, состоит из более крупных (рыхлых) элементов светлого цвета (ранняя древесина); внешняя (периферийная) часть нарастает летом и образована более тёмной и плотной тканью (поздняя древесина). На поперечном срезе Г. к. имеют вид концентрич. окружностей; по их числу у корневой шейки можно определить возраст дерева. Соотношение массы и ширины ранней и поздней древесины влияет на её плотность и механич. свойства. Напр., древесина сосны, имеющая узкие Г. к. с наличием большого количества поздней древесины, отличается высокими качественными показателями. При возникновении неблагоприятных условий, временно приостанавливающих вегетацию дерева (напр., при повреждении листьев вредителями), могут образоваться т. н. ложные Г. к. Наиболее чётко Г. к. видны у деревьев хвойных и твердолиственных пород. У мн. видов влажных тропич. лесов Г. к. не выражены, т. к. прирост древесины происходит равномерно в течение всего года. У деревьев, произрастающих в оптимальных условиях в первые десятилетия жизненного цикла, ширина Г. к. увеличивается год от года, а затем начинает уменьшаться. Толщина Г. к. зависит также от вида и возраста деревьев, освещённости, почвенно-гидрологич. и климатич. условий. У быстрорастущих пород (в т. ч. тополь, ива белая) она, как правило, значительно больше, чем у медленнорастущих (напр., сосна горная, самшит). Ширина Г. к. может существенно различаться у деревьев одного и того же вида, но произрастающих в разных условиях среды. Напр., для сосен, растущих на достаточно плодородных свежих глубоких песках или супесях, или елей в условиях оптимальной освещённости характерны более широкие Г. к., нежели для деревьев этих видов, произрастающих соответственно на болотах или в местах с недостаточным освещением. На основании закономерностей сложения Г. к., отражающих изменения климатич. условий разных лет, можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их на будущее (дендроклиматология), устанавливать возраст археологич. находок (дендрохронология).
О чем могут рассказать годичные кольца деревьев
Дата публикации: 05.02.2019 2019-02-05
Статья просмотрена: 3827 раз
Библиографическое описание:
Шишкин, Ф. В. О чем могут рассказать годичные кольца деревьев / Ф. В. Шишкин, С. А. Харченко. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2019. — № 2 (22). — С. 51-55. — URL: https://moluch.ru/young/archive/22/1374/ (дата обращения: 07.12.2021).
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.
Гипотеза — перед 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.
Дендроклиматология — по 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).
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.
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 и ширины 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.
Результаты измерений динамики годового прироста деревьев в ширину (мм/год)
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.
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.
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.
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;
Мы должны бережно относиться к природе и выбирать такие методы исследования и использования, которые причиняют ей наименьший ущерб.
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.
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.
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.
Годичные кольца
Годи́чные ко́льца (также годовы́е кольца или годовые слои́ [1] ) — области цикличного прироста тканей у некоторых видов растений, грибов и животных, обусловленных неравномерностью развития организма в период воздействия внешних факторов, обычно в результате перепада температур с изменением времён года. Изучением и анализом годичных колец деревьев занимается наука дендрохронология.
Растения
Животные
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Годичные кольца» в других словарях:
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений зоны прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его активности. Наиб. хорошо выражены у древесных растений умеренных и холодных поясов, где соответствуют приросту за один вегетац. период. По числу Г … Биологический энциклопедический словарь
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — годовые слои, зоны прироста древесины у растений или минерализованных образований у животных, возникающие в связи с сезонными изменениями темпа роста тканей. Годичные кольца используют для определения возрастной структуры популяций и обратного… … Экологический словарь
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст растений, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Большой Энциклопедический словарь
годичные кольца — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст растений, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Энциклопедический словарь
Годичные кольца — годовые слои, 1) у растений зоны прироста древесины (См. Древесина), вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и… … Большая советская энциклопедия
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — 1) у растений слои прироста древесины, образованные камбием в результате сезонной периодичности его деятельности. Видны на спиле ствола дерева. Позволяют определять возраст р ний, климаты прошлого и прогнозировать их, а также устанавливать… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ГОДИЧНЫЕ КОЛЬЦА — зоны прироста древесинной части стебля за один вегетационный период. На поперечном срезе имеют вид б. м. концентрических слоев, Г. к., образованные камбием в начале вегетации, отличаются по структуре, цвету, твердости, гистологическому составу от … Словарь ботанических терминов
Годичные кольца — (англ. tree rings), см. Дендрохронология … Археологический словарь
годичные кольца — 1) Концентрические слои древесины, различимые на поперечных разрезах ствола и представляющие собой зоны прироста древесины за год, по числу которых можно определить возраст дерева. 2) Ежегодно формирующиеся и длительно сохраняющиеся образования в … Словарь многих выражений
годичные кольца древесины — Ежегодно формирующиеся кольца на древесном стволе, легко видимые на спиле … Словарь по географии