Относительный объем частей дерева
Части дерева:
1) Корень- подземная часть, это морфологически важная часть. Ф-ии: закрепление, питание, запас пит-ых в-в.
2) Ствол- осн часть дерева, древесина, использ-ся в промыш-и, хоз-ве. Большое значение стволовой древесины. Ф-ии: прикрепление кроны, связующая часть, осуществ биохим поцессы, запас пит-х в-в на зиму.
Но принимая во внимание, что проводящие сосуды представляют собой только 5% поперечного сечения ветви, маловероятно, что эти сосуды будут доминировать над всей архитектурой дерева. «Типичное объяснение, содержащееся в учебниках Леонардо, учитывает гидравлические факторы», - говорит Элой. «Мое исследование показывает, что альтернативное объяснение может быть дано с учетом внешних задач, таких как запросы ветра».
Элой утверждает, что правило Леонардо является следствием того, как деревья приспосабливают свой рост, чтобы наилучшим образом противостоять этим требованиям ветра. Известно, что растения могут изменять шаблоны роста в ответ на механические ощущения, такие как ветер. Явление, называемое «тигмоморфогенезом», подразумевает, что ветер может влиять на диаметр ствола и ветви дерева во время роста. Сотовый механизм, лежащий в основе этого явления, в значительной степени неизвестен.
3) Крона- боковые ветви ствола разных порядков с листьями, ф-ии: фотосинтез,изготовление пасты, химич-я перераб-ка.
Ствол. Реальная форма ствола представляет собой тело, образованное вращением вокруг вертикальной оси некоторой кривой. Только вершинная часть ствола по форме близка к конусу. Весь ствол по форме напоминает брус равного сопротивления, что позволяет ему выдерживать большие нагрузки от собственной массы дерева и ветровых усилий.
Построив свое объяснение по этой схеме мышления, Элой использовал две модели, чтобы предсказать вероятность разрушения дерева в определенной точке из-за сильного ветра. Он обнаружил, что когда вероятность взлома одинакова на поверхности дерева, поэтому каждая часть равна силе, правило Леонардо улучшается. Он также показал, что диаметр каждой ветви дерева можно рассчитать, зная параметры простой древовидной структуры.
Однако некоторые из наиболее распространенных видов, таких как клены и дубы, создают впечатление, что они следуют за правилом Леонардо, но есть много других видов, которые не соблюдают это правило и многие другие виды, которых до сих пор нет у ученых, проанализировали.
Ствол изучают на трех главных разрезах: поперечном и двух продольных - радиальном и тангенциальном. Плоскость поперечного, или торцового, разреза перпендикулярна оси ствола. Плоскость одного из продольных разрезов проходит через сердцевину ствола по радиусу торца -радиальный разрез, плоскость другого разреза - тангенциального - направлена по касательной к окружностям, образованным слоями годичного. Основные анатомические части ствола легко обнаружить на его поперечном разрезе. Наружная часть-кора - резко отличается по внешнему виду от следующей за ней древесины. Древесина занимает зону, диаметр которой в зависимости от породы, возраста дерева и условий его произрастания изменяется в очень широких пределах - примерно от 6 - 8 до 100 см и даже более. Форма поперечного сечения ствола и, следовательно, древесины чаще всего близка к окружности, но иногда сечение приобретает эллипсовидную форму. Диаметр уменьшается по высоте ствола, причем уменьшение на единицу длины ствола (сбег) выражено сильнее у деревьев, выросших не в густом лесу, а на свободе.
Теперь правило Леонардо не оценивалось так много видов, - говорит Элой. «Пока это похоже на около 10 видов». Проблема в том, что для измерения одного дерева, имеющего тысячи ветвей, требуется много времени, и данные обычно очень запутывают. Леонардо, такие как баобабия, акация коа и большинство кустарников.
Открытие, которое деревья, похоже, соответствуют правилу Леонардо при адаптации его роста для поддержки ветровых нагрузок, может быть применимо как по своей природе, так и по технологии. «Очевидно, что в лесном хозяйстве можно рассчитать преимущества стволов деревьев и оценить риск разрыва во время штормов», - говорит Элой. Он также может быть применим к разветвленным структурам, созданным людьми, такими как антенны.
Древесину, особенно в верхней части ствола, пронизывают сучки, представляющие собой остатки ветвей. Если ветвь живая, прирост древесины происходит одновременно и на стволе, и на ветви. Слои годичного прироста ствола переходят в слои ветви, окружая ее сердцевину, связанную с сердцевиной ствола. Такая ветвь в срубленном дереве составляет сучок, вполне сросшийся с древесиной ствола. При отмирании ветви, и основание ветви постепенно зарастает. Образуются сначала зарастающие, а затем и глубоко заросшие сучки.
По степени зарастания и размерам сучков в стволе дерева, выросшего в насаждении, можно выделить три зоны: нижнюю (комлевую), где у сердцевины расположены мелкие и глубоко заросшие сучки, на поверхности ствола незаметные; среднюю зону с более крупными заросшими сучками и на поверхности ствола часто заметными по бугрообразным утолщениям, а ближе к кроне- зарастающими, т.е. еще выходящими наружу; верхнюю, или зону живой кроны, от ветвей которой остаются крупные сучки. Сучки нарушают однородность строения древесины и являются самым распространенным ее пороком.
Древесина окружает очень небольшую центральную зону - сердцевину. Расположенный между древесиной и корой тонкий слой камбия для простого глаза незаметен. Сердцевина сравнительно редко находится в геометрическом центре. Диаметр сердцевины большей частью колеблется в пределах 2-5 мм (у бузины достигает 1 см). У многих пород сердцевина округлая или овальная, у ольхи - пятиугольная, у дуба - звездчатая. На продольном радиальном разрезе сердцевина имеет вид узкой коричневой полоски - прямой у хвойных и извилистой у лиственных пород. Кора на поперечном разрезе ствола имеет форму темно-окрашенного кольца. В толстой коре взрослых деревьев можно различить два слоя: наружный- корку (его назначение- предохранять живые ткани ствола от резких колебаний температуры, испарения влаги, проникновения грибов, бактерий и механических повреждений) и внутренний слой -луб, непосредственно прилегающий к камбию. В растущем дереве луб проводит вниз по стволу образующиеся в листьях органические питательные вещества.
У молодых деревьев кора гладкая, иногда покрыта тонкими опадающими чешуями; при утолщении ствола в коре появляются трещины, которые с возрастом дерева углубляются. По характеру поверхности различают кору гладкую (пихта), бороздчатую (ясень), чешуйчатую (сосна), волокнистую (можжевельник) и бородавчатую (бересклет).
Цвет коры снаружи изменяется в широких пределах: от белого (береза), светло-серого (пихта), зеленовато-серого (осина) до серого (ясень), темно-серого (дуб) или темно-бурого (ель). С каждым годом толщина коры увеличивается. Однако вследствие малой величины годичного прироста и постепенного отпада наружных слоев в виде чешуи кора никогда не достигает такой толщины, как древесина. Относительный объем коры в стволе (без сучьев) для основных пород согласно данным Н.П. Анучина приведен в табл. 2.
С возрастом дерева относительный объем коры снижается, а с ухудшением условий произрастания, наоборот, повышается. Доля коры в объеме ствола уменьшается с увеличением диаметра ствола. Толщина коры уменьшается от комля к вершине ствола.
Крона и корни. Значительная доля биомассы дерева приходится на крону и корни растущего дерева. С ухудшением условий произрастания эта доля увеличивается.
Крона включает ветви и сучья, представляющие собой живые или отмершие боковые побеги дерева. Ветви (сучья) имеют такое же строение, как и ствол. Доля коры в сучьях намного больше, чем в стволах. Количество коры в сучьях уменьшается с увеличением их диаметра. Кора на сучьях гладкая, тонкая и состоит в основном (до 90 %) из луба. Плотность и механические свойства древесины ветвей (сучьев) несколько выше, чем у древесины ствола. Особенно заметно увеличение твердости у основания сучьев.
Строение древесины корней . Ткани ствола постепенно переходят в ткани корня. Строение древесины крупных корней имеет много общего со строением древесины ствола. У хвойных пород основная масса древесины корней состоит также из ранних и поздних трахеид. Здесь также представлены сердцевинные лучи, древесная паренхима, имеются смоляные ходы. Однако корни не имеют сердцевины, в центре расположена первичная древесина с одним или несколькими смоляными ходами. В корнях обычно не образуется ядро. Граница между годичными слоями менее заметна, чем в стволе. Переход от ранней к поздней древесине в пределах каждого слоя более плавный из-за отсутствия резких сезонных колебаний температуры и влажности среды (почва). Трахеиды во вторичной древесине корня, также как в древесине ствола, располагаются правильными радиальными рядами. Трахеиды имеют большую длину, крупные полости и тонкие стенки, снабженные окаймленными порами, которые располагаются не только в один, но и в два, а иногда и в три ряда (сосна, ель, пихта, лиственница). Окаймленные поры часто встречаются и на тангенциальных стенках поздних и ранних трахеид (за исключение можжевельника). Сердцевинные лучи в древесине корней более широкие и расположены гуще, чем в древесине ствола. В корнях ели, лиственницы и сосны встречаются сердцевинные лучи без горизонтальных трахеид. У пихты сердцевинные лучи имеют краевые паренхимые клетки, сильно вытянутые вдоль луча, с дугообразными внешними стенками. Смоляные ходы в древесине корней окружены большим количеством клеток сопровождающей паренхимы, образующих сплошные пояса или односторонние скопления. Древесина корней имеет меньшие плотность и прочность, чем древесина ствола. У лиственных пород в древесине корней сильно развиты сосуды. По исследованиям В.Е. Вихрова и С.А. Туманян в крупных боковых корнях дуба нет ядра, древесина рассеяннососудистая, годичные слои узкие и плохо заметные, разницы между ранней и поздней древесиной нет. В Древесине корней дуба содержится большое количество древесной парен химы, клетки которой крупнее, чем у ствола. В центральной части корней сердцевины, состоящей только из паренхимных клеток, нет.
Исследования Л.А. Лебеденко показали, что у других пород этого семейства (бука, каштана) также наблюдаются заметные различия между строением древесины корней и ствола. В то же время у березы и ольхи древесина корней мало отличается по строению от древесины ствола.
Дерево состоит из трех частей: кроны, ствола и корней. Каждая часть выполняет свою функцию и имеет свое промышленное применение.
Крона состоит из веток с листьями или хвоей. Листва и хвоя получают питательные вещества по веткам, стволу и корням из почвы. В свою очередь, под влиянием солнечного света и воздуха в листьях и хвое образуются вещества, необходимые для жизни дерева. Кроме того, листья и хвоя выделяют лишнюю влагу, поступающую из почвы.
Промышленное использование кроны невелико. Из листьев и хвои получают витаминную муку (ценный продукт для животноводства и птицеводства), лекарственные препараты, а из ветвей - технологическую щепу для производства тарного картона и древесноволокнистых плит.
Ствол поднимает крону поближе к солнечному свету. Он доставляет растворенные в воде минеральные вещества кроне (восходящий ток), органические - корням (нисходящий ток); хранит про запас питательные вещества. Верхняя, тонкая часть ствола называется верши ной, нижняя, толстая часть - комлем.
Ствол - основной материал для столярных и строительных работ.
Рис. 1. Дерево, составные части: /- корни; 2- ствол; 3- крона
Корни являются одной из важных частей дерева. От главного, крупного корня отходят в стороны мелкие. Кроме того, корневая система храпит запас питательных веществ и удерживает дерево в вертикальном положении.
Корни используют как второсортное топливо. Пень и крупные корни сосны через некоторое время после выкорчевки служат сырьем для получения канифоли и скипидара.
Строение древесины. Главные разрезы ствола
Если ствол распилить поперек, то на торце можно увидеть его строение. Наружная оболочка дерева называется корой. Вид и цвет коры зависят от возраста и породы дерева. Кора многих древесных пород имеет большое практическое применение. Из коры добываются химические вещества, применяемые в медицине. Кора имеет два слоя: внешний (пробковый), который защищает дерево от различных повреждений, и внутренний (лубяной), по которому идут питательные соки от кроны к корням. Из луба делают мочала, веревки.
За корой следует камбий - слой, обеспечивающий рост дерева. Камбий принимает от луба питательные вещества и вырабатывает из них материал для построения древесины и коры. Материал, из которого получается древесина, каждый год откладывается в виде колец. Сосчитав годичные кольца у комля (прилегающей к корню части дерева), можно определить, сколько дереву лет. При долевом распиле дерева годичные кольца видны как полоски и образуют красивый рисунок, называемый текстурой .
Часть древесины, образованная живыми клетками, называется заболонь. Из нее состоят молодые деревья всех пород. Заболонь всегда окрашена в более светлые тона, чем окружающая древесина. В растущем дереве она проводит воду с минеральными веществами от корней к кроне. Заболонь легко пропускает воду, менее стойка против загнивания, чем остальные слои, поэтому для изготовления тары под жидкие товары ее следует использовать ограниченно.
Из отмирающих клеток древесины образуется ядро. Отмирание происходит вследствие закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, углекислого кальция. Это изменяет цвет древесины, ее массу и механические свойства. Ядро - самая крепкая часть дерева, основной материал для строительных и столярных работ.
К ядру прилегает сердцевина - узкая центральная часть ствола, рыхлая ткань. На поперечном разрезе ствола она выглядит темным пятнышком диаметра 2-5 мм, на радиальном разрезе имеет вид прямой или извилистой темной узкой полоски.
От сердцевины расходятся в разные стороны сердцевинные лучи. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды с питательными веществами внутрь ствола и для их запаса. Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но заметны лишь у некоторых. Сердцевинные лучи могут быть очень узкие, невидимые простым глазом
Основные разрезы ствола: поперечный, проходящий перпендикулярно оси ствола и направлению волокон и образующий торцевую плоскость;радиальный (продольный), проходящий через сердцевину ствола по радиальному направлению вдоль волокон древесины; танген- талъпый (продольный), проходящий на некотором расстоянии от сердцевины.
Рис.
6. Основные разрезы ствола: /-поперечный;
2-
радиальный;
3~
тан-гентальный
Загрузка...