Что влияет на рост деревьев
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Дерево растет в высоту, надстраивая новые клетки поверх старых. Если ветка дерева выросла на высоте метра над землей, то она так всегда и останется на той же высоте.
А если в молодое дерево вбить гвоздь, поднимется ли он с ростом дерева вверх?
Вбитый в ствол гвоздь или привязанный к стволу колышек всегда останется на одной и той же высоте. Но дерево растет еще и в толщину, оно способно, постепенно обрастая, вбирать в себя подобные предметы, спустя годы они окажутся внутри ствола.
Может ли продолжать расти дуплистое дерево?
Это случается нередко - дуплистые, выжженные или пораженные болезнью деревья продолжают расти. Вне зависимости от возраста дерева его рост в толщину происходит за счет камбия -однорядного слоя зеленых клеток, расположенных под корой и флоэмой. (Камбий хорошо виден на молодых ветках, если осторожно снять ножом или ногтем их нежную кожицу.) Чтобы ни произошло с сердцевиной дерева, оно будет жить и расти до тех пор, пока цел камбий. Конечно, в конце концов такое дерево упадет, потому что находящиеся внутри слои древесины нужны ему и в качестве опоры.
Зачем дереву нужна кора?
Когда бушует низовой пожар и огонь подбирается к гигантским секвойям, их толстая кора спасает их, защищая от повреждения. Для многих деревьев толстая кора может в какой-то мере служить защитой от огня. Но это лишь один из примеров той защитной роли, которую она играет.
В случае повреждения кора многих хвойных выделяет смолу, которая залечивает рану и не позволяет проникнуть в нее патогенным грибам и другим болезнетворным организмам. Твердая, жесткая кора защищает дерево и не дает укорениться паразитическим растениям. Кроме того, нежный живой слой дерева оказывается как бы прикрытым от солнца и ветра.
Самая замечательная кора - у растений семейства эвкалиптовых, деревьев и кустарников. При повреждении эвкалиптовая кора выделяет смолистые вещества. Она хорошо защищает дерево от огня. Если листья и сгорят, то часто новые могут появиться из так называемых спящих почек, скрытых в коре дерева.
Древесный ствол и его слои
Камбий - тонкий слой образовательной ткани ствола. Здесь берут начало все другие клетки.
Флоэма лежит прямо под корой. По этой волокнистой ткани от листьев вниз перемещаются сахара.
Кора покрывает ствол снаружи, изолируя его и защищая дерево от болезней.
Заболонь - по ней от корней вверх движется вода, она обычно светлее сердцевины.
Как вода поднимается вверх по дереву?
Многие метры бывает отделяют корни дерева от листьев его кроны. Но у дерева нет насоса, как же тогда доставить воду наверх? Но некоторым деревьям это удается проделать, да еще с фантастической скоростью - более 30 метров в час.
Начало этого пути происходит от корневых волосков, всасывающих воду за счет осмотических сил. Клетки корневых волосков содержат растворенные сахара и соли, и вода поступает в них из окружающей почвы, чтобы уравновесить осмотическое давление.
Благодаря этому давлению в корневых волосках и происходит подача воды вверх, от одной клетки к другой, через корни и ствол дерева до самой его вершины.
Напор воды в несколько раз усиливает еще одна сила. Когда растет дерево, происходит испарение воды через его листья. От всего объема проходящей через дерево воды, только 1% потребуется ему для фотосинтеза, а оставшаяся вода просто испаряется. Это создает частичный вакуум, быстро заполняемый водой, поднимающейся от корней.
Как определить возраст дерева, не срубив его
Чтобы определить возраст дерева рубить его не следует. У лесников есть инструмент - специальный полый бур, принцип действия, как у коловорота. Буром просверливают ствол дерева до его сердцевины, а затем вынимают. Внутри него остается столбик древесины, в котором находится полный набор годовых колец.
Определить возраст дерева можно также, измерив его обхват на высоте 1-1,5 м над землей. Средний рост дерева не в густом лесу за год составляет 2,5 см. Следовательно можно сосчитать, что дерево с обхватом ствола в 1 метр растет около 40 лет.
Можно ли узнать возраст веток?
Рост деревьев в высоту идет за счет удлинения веток, у которых растет верхушка. У листопадных деревьев новая почка появляется на конце ветки прежде, чем опадет верхний лист. Весной (во время сезона дождей) эти почки лопаются, и появляются новые облиственные побеги. Место, откуда в каждом сезоне ветка начинает свой рост, легко отличить по рубцу в основании ежегодного прироста, и, сосчитав такие рубцы, можно определить возраст ветки.
Кольца деревьев
Деревья в умеренном климате особенно бурно растут весной, когда тонкостенные клетки, образующие ксилему, бурно увеличиваются. На срезе ствола эти клетки образуют светлые круги - так называемую весеннюю древесину. В конце лета рост замедляется и клетки становятся меньше, а стенки их утолщаются. Клетки этой летней древесины видны на срезе как более темные круги. Каждое кольцо, светлое и темное, соответствует половине сезона роста, и возраст дерева можно определить, сочтя их. Каждая пара соответствует одному году.
Непредвиденные обстоятельства нарушают правильный порядок образования колец. Жестокие засухи, поздние заморозки, нашествия насекомых-вредителей и всякие другие беды могут заставить дерево сбросить все листья после начала сезона роста, и до следующего года рост может не возобновиться. Древесные кольца не всегда симметричны, поскольку их рост на одной из сторон может быть в силу каких-либо причин нарушен. Так что по ширине колец, рубцам и другим признакам ученые могут восстановить многие события в жизни дерева.
После посадки саженцев садоводы с нетерпением ждут момента, когда деревья начнут плодоносить и радовать своими соцветиями. И вот, казалось бы, период адаптации позади, но почему-то дерево абсолютно не растет. И вместо того, чтобы сетовать напрасно на капризный саженец, куда эффективнее разобраться в причинах отсутствия приростов для возможности их последующего устранения.
Какой прирост считается нормальным
Прежде чем бить тревогу об отсутствии хорошего прироста, важно убедиться: действительно ли проблема существует. Безусловно, в зависимости от вида культура и региона произрастания, прирост может быть разным. Тем не менее средние показатели прироста выступают отличным ориентиром. Так, у семечковых деревьев ежесезонный прирост колеблется в диапазоне от 30 до 70 см, а у косточковых 一 может достигать 90-100 см.
Причина 1: заглубление корневой шейки
Верхний корень берет начало из корневой шейки. Заглубление этого места должно быть не более чем на пару сантиметров. В противном случае стволовая кора, еще не успевшая адаптироваться к подземной среде обитания начинает попросту преть, что приводит к ее постепенной порче. Из-за отсутствия движения сока и острой нехватки полезных элементов дерево вынуждено сопротивляться разрушающим его процессам. Потенциал растения ограничен. Как следствие: отсутствие долгожданных приростов.
С этой проблемой могут столкнуться не только начинающие садоводы. Но и опытные специалисты, которые не уделили должного внимания предварительной подготовке ямы для посадки. Ошибочно полагать, что большую яму достаточно плотно засыпать качественной почвенной смесью. Пройдет немного времени. И произойдет естественный процесс осадки грунта, из-за которого саженец углубится больше, чем нужно. Заблаговременная подготовка ям под молодые саженцы должна осуществлять минимум за месяц до проведения процедуры.
Если пересадка по каким-то причинам невозможна, необходимо отгрести от ствола лишнюю землю, обеспечив оптимальную глубину. Эта процедура должна проводиться не единоразово, а каждый сезон.
Важно отметить, что высокая посадка также чревата проблемами. Часть корневой системы оказывается на поверхности и страдает из-за воздействия внешних факторов: подсыхает в весенне-летний период и подмерзает в осенне-зимний.
Причина 2: Неподходящий для сорта регион
При посадке любого сорта растения важно понимать, в каких условиях он может произрастать. Теплолюбивое растение вряд ли адаптируется к умеренному климату. И от нехватки солнца либо застопорится в росте, либо погибнет. Аналогичная ситуация и с любящими прохладу саженцами, которые вынуждены выживать в условиях южного климата.
Важно понимать, что сколько ни утепление, ни притенение растения не гарантируют, что культура приживется в нетипичной для себя среде. Другими словами 一 это лотерея. Если приросты появятся, то садовод в выигрыше. Но если нет, то и удивляться не нужно.
Чтобы не столкнуться с неспособностью того или иного сорта к естественной адаптации, рекомендуется приобретать саженцы местных культур.
Причина 3: Несовместимость подвоя и привоя
Многие садоводы сталкиваются с ситуацией, когда удается удачно перенести часть одного растения на другое. Что служит стартом для активной прививки других растений. Но нужно понимать, что каждый случай 一 индивидуален. И часто подвой по непонятным причинам отторгает привой. Вопрос совместимости довольно щепетилен. Поэтому стоит запастись терпением. И в случае неудачи 一 попытаться решить проблему отсутствия приростов у деревьев эксперементальным путем.
Причина 4: Посадка осуществлена в неправильном месте
Корневая система деревьев по своей природе очень чувствительна. Отсутствие источников питания, как и переизбыток воды из-за посадки вблизи грунтовых вод могут привести к усыханию или загниванию. Для здорового роста саженцу просто необходим доступ свежего воздуха.
Проблема отсутствия приростов будет решена, если садовод определит верхнюю точку протекания грунтовых вод. И при подборе саженцев предусмотрительно отдаст предпочтениеменее уязвимым сортам, корневая система которых не слишком сильно проникает вглубь. Также хорошим решением будет формирование искусственных холмов под посадку молодых деревьев.
Причина 5: Грунт
Допустим, что на садовом участке преобладает глинистый грунт. В который садовод хочет посадить саженцы, приспособившиеся к развитию в мягкой почвенной смеси на торфяной основе. Вероятное, что резкая смена комфортной почвы на тяжелый грунт вызовет у растения стресс и нежелание разрастаться. Сопротивление корневой системы, вероятнее всего, приведет к наматыванию колец и скорой гибели саженца.
Чтобы избежать такой проблемы, рекомендуется заблаговременно выкопать подготовить большую яму для обеспечения возможности свободного разрастания корней.
К проблемному грунту можно отнести и песчаный, в структуре которого напрочь отсутствуют полезные микроэлементы и даже вода. К тому же, в зимний сезон зачастую наблюдается подмерзание корней. В этой ситуации, помимо подготовки ямы, важно помнить о систематическом поливе, подкормке полезными веществами по графику и мульчировании. Стоит отметить, что саженцы на семенных подвоях отличаются большей живостью. А значит, увеличивается вероятность, что растение все же адаптируется и даст приросты.
Причина 6: Нехватка полезных микроэлементов
Отсутствие долгожданных приростов часто сигнализирует об острой нехватке полезных веществ. Так, недостаток азота напрямую влияет на отсутствие листьев и побегов, а нехватка фосфора 一 минимизирует шанс появления приростов либо приводит к их деформации. Перед посадкой саженцев рекомендуется определить водородный показатель, отталкиваясь от которого можно подобрать правильные и эффективные подкормки.
Химические элементы не всегда способны к работе в тандеме. Бывает так, что один элемент приглушает активную работу другого или вообще блокирует его. Отсутствие баланса приводит к тому, что даже в плодородной почве саженец не может напитаться необходимыми для приростов витаминами. Поэтому внимательно нужно подходить не только к составу удобрений, но и к их дозировкам.
Причина 7: Атака вредителей
Если ни в одной из вышеописанных причин не кроется проблема отсутствия приростов, есть смысл присмотреться к корневой системе. Подземные насекомые любят откладывать личинки на корнях и поедать корни. Обычно этот процесс происходит планомерно, и растение не всегда удается спасти из-за гибели корней.
При своевременном обнаружении частичного поражения корневой системы, нужно оперативно удалить пострадавшие участки. После чего выполнить обработку фунгицидом. Лечение в большинстве случаев приводит к быстрой реабилитации саженцев.
При отсутствии возможности выкопать растение, нужно постараться как можно тщательнее пролить почву специальными препаратами против вредителей.
Причина 8: Токсичное место
Опытные садоводы утверждают, что не нужно ждать приростов при посадке саженца на месте гибели предшествующего ему растения. Почва еще не успела восстановиться и содержит в себе губительные для молодого дерева токсины. Во избежание проблемы рекомендуется выкопать яму для посадки на небольшом расстоянии от опасного участка.
Причина 9: Несовместимость растений
Не все культуры могут ужиться вместе. Это связано с тем, что каждое растение выделяет специфические вещества. И часто происходит так, что совсем безобидные микроэлементы, производимые одним растением, могут препятствовать развитию, росту и жизни другого. Проблема аллелопатия активно обсуждается в садоводческом мире, но по-прежнему остается малоизученной. Однако исключать этот вариант, как причину отсутствия приростов, все же не стоит. Рекомендуется присмотреться, возможно, отдельные сорта не приживаются друг около друга.
Причина 10: Взаимное вытеснение
Конкуренция между растениями 一 явление распространенное. Активно развивающиеся культуры способны отвоевывать у соседей по территории не только свободное пространство, но и питательные элементы. И если над поверхностью земли садовод может корректировать направления роста растения и стараться обеспечиваться одинаковый доступ солнца. То на процессы, происходящие в почве, повлиять практически невозможно. Что часто приводит к захвату корневой системы молодого саженца мощными корнями половозрелого растения. Поэтому очень важно уделить особое внимание правильному зонированию в саду.
Определить причину отсутствия приростов 一 просто. Достаточно вспомнить: не были ли нарушены правила посадки. А также исключить воздействие внешних факторов. Своевременное выявление проблемы в большинстве случаев гарантирует возможность ее оперативного решения.
Ежегодно по периферии ствола, ветвей и корней растущего дерева откладывается новый слой древесины, а из верхушечной почки развивается годичный побег. В результате увеличиваются размеры дерева: его толщина, высота, объем. Это увеличение и носит название прироста.
Если у отдельно взятого дерева высота и диаметр ствола, а также его объем непрерывно увеличиваются до самого момента отмирания дерева, то в насаждении, представляющем собой совокупность деревьев, идут два противоположно направленных процесса: увеличение запаса благодаря приросту по объему растущих деревьев и его уменьшение из-за выпадения из насаждения отмирающей части (отпада). Следовательно, запас насаждения может увеличиваться лишь до определенного возраста (возраста естественной спелости), пока прирост растущих деревьев больше отпада, после чего он уменьшается. В связи с этим при определении прироста древостоя необходимо исходить не только из числа имеющихся деревьев, но учитывать и отпад, иначе результат будет всегда заниженным.
На прирост отдельного дерева и всего насаждения влияет большое число факторов: биологические особенности древесных пород, происхождение, возраст, условия произрастания (включая и климатические факторы), полнота насаждений, их санитарное состояние, различные лесохозяйственные мероприятия и др. Разные древесные породы вследствие их биологических особенностей растут по-разному. Одни из них смолоду растут быстро: тополь, осина, лиственница. Такие породы называют быстрорастущими. Другие - ель, пихта, семенной дуб - в молодости растут медленно, но затем темпы их роста увеличиваются, и они догоняют, а иногда и перегоняют быстрорастущие породы. Третьи, например сосна, имеют умеренный темп роста. Как следствие этого прирост первой группы пород в молодом возрасте будет больше, чем второй, тогда как третья группа займет промежуточное положение между ними. Деревья семенного происхождения в молодом возрасте характеризуются меньшим приростом по всем показателям, чем порослевые. Однако семенные деревья живут значительно дольше и их прирост в общей сумме больше, чем у порослевых, вследствие чего насаждении семенного происхождения к концу жизни имеют большую производительность.
Насаждения искусственного происхождения вследствие лучшей агротехники их создания и равномерного размещения деревьев по площади в молодые годы также растут лучше и имеют больший прирост, чем насаждения естественного происхождения.Однако с увеличением возраста темпы их роста выравниваются, и к моменту спелости они имеют примерно равные таксационные показатели.Под влиянием условий произрастания имеются в виду не только почвенные условия, но и весь комплекс природных факторов, включая и климатические: свет, тепло, влага. С ухудшением этих условий, косвенно выражающихся в снижении класса бонитета, наблюдается уменьшение прироста. Например, по данным всеобщих таблиц хода роста Л. В. Тюрина в сосновых насаждениях 100-летнего возраста годичный прирост по запасу в I классе бонитета равен 7,3 м, во II- 6,4, в III -5,7, в IV -4,6, в V -3,6 мі.
В пределах одного и того же класса бонитета в районах, характеризуемых лучшими климатическими условиями, рост (а следовательно, и прирост) насаждений в молодом возрасте идет более энергично, чем и районах менее благоприятных. Прирост по запасу древостоя при прочих равных условиях в значительной степени зависит от его полноты.
Максимум его в зависимости от породы и возраста наблюдается при полноте 0,7. 1,0. Чрезмерное увеличение или уменьшение полноты приводит к снижению прироста. Учет этого явления имеет большое значение при проведении рубок ухода для правильного определения степени переживания древостоя. Чем лучше состояние насаждений, тем больше прирост. У поврежденных вредителями и болезнями деревьев текущий прирост значительно меньше, чем у здоровых, поэтому прирост может служить количественным показателем, характеризующим жизнеспособность отдельных деревьев и насаждения в целом. Основная лесохозяйственная деятельность человека в лесу направлена на улучшение состояния и повышение производительности насаждений, что в конечном счете выражается в увеличении прироста. Рубками ухода и молодняках, осушительными работами, внесением удобрений, правильным подбором древесных пород и другими мероприятиями можно значительно повысить прирост.Так как прирост есть изменение таксационных показателей дерева во времени, то первейшим условием его определения является знание возраста дерева. Как отмечалось в гл. 2, точный возраст дерева можно установить только путем подсчета годичных слоев древесины у шейки корня. На продольном сечении ствола годичные слои видны в виде конусовидных наслоений. Их анализ позволяет определить высоту дерева, которой оно достигло на определенное число лет, и прирост в высоту за любой промежуток времени, а также диаметр и прирост по диаметру на различных по высоте сечениях ствола. У растущих деревьев их прирост по толщине, также как и возраст, определяют возрастным или приростным буравами. Конструкция приростного бурава такая же, как и возрастного, отличается от него только тем, что он значительно короче (10. 15 см). Прирост по диаметру определяют, измеряя ширину годичных слоев линейкой с миллиметровыми делениями или другими более точными измерительным и инструментами, например бинокулярной или микрометрической лупой. Иногда для определения радиального прироста используют приростной молоток, рабочим органом которого служит полый, заостренный наконечник, ввинченный в тело обычного молотка. Столбик древесины извлекают из ствола ударом молотка по дереву. Если необходимо очень точно определить прирост, применяют более сложные приборы (микродендрометр Карлберга, прибор Эк-лунда и др.).
Средний и текущий приросты, соотношение между ними
Прирост обозначается буквой Z с добавлением индексов его вида и таксационного показателя. Различают два вида прироста-- средний и текущий. Средним приростом Zср называется среднегодичное изменение таксационного показателя за весь период жизни дерева или насаждения. Он определяется делением абсолютной величины показателя Т на возраст дерева а или средний возраст насаждения Аср. Zср по высоте=h/а, Zср по диаметру =d/а. Таким образом, средний прирост это расчетная величина, которая может существенно отличаться от фактической по отдельным годам.
Текущий прирост Zтек представляет собой величину, на которую изменяется таксационный показатель за какой-то определенный год или за некоторый промежуток времени, например за последние 5 или 10 лет. В первом случае это текущий годичный прирост. Он определяется как разность величин таксационного показателя в возрасте а лет Та и год назад Та-1. Во втором это текущий периодический прирост, он определяется по разности Та и Та-п, где п -продолжительность периода, за который определяется прирост. Делением периодического прироста на число лет п периоде получают средний годичный прирост за этот период, который называют текущим среднепериодический приростом. Zср.п=(Та - (Та-1))/п. Это наиболее часто определяемый на практике тип прироста.
Прирост может быть выражен как в абсолютных (сантиметрах, метрах и др.), так в относительных (процентах) величинах. Проценты прироста используются для характеристики скорости изменения таксационных показателей, а также для сравнительной оценки энергии роста деревьев и древостоев. Процент прироста определяется по отношению абсолютного значения прироста к величине таксационного показателя по формулам:
Р = (Z(Т - нижний индекс)/Т(а-нижний индекс))* 100
Р = ((Т(а-нижний индекс)-Т(а-n- нижний индекс))/ (Т(а-нижний индекс)+Т(а-n - нижний индекс)))*200/n.
C увеличением возраста деревьев изменяются и их средний и текущий приросты, но о характере этого изменения имеется следующая закономерность. В первые годы жизни дерева как средний, так и текущий приросты одинаковы и очень малы. С увеличением возраста они увеличиваются, достигают максимума, а затем начинают постепенно снижаться. Однако темпы изменения среднего и текущего прироста различны. Текущий прирост увеличивается быстрее, чем средний. Его максимум наступает в более раннем возрасте. Несмотря на то, что текущий прирост начал уже снижаться, он по своей абсолютной величине больше среднего до того момента (возраста), пока кривая среднего прироста не достигнет своей наивысшей точки (максимума). В этой точке кривые приростов пересекаются, т. е. они равны друг другу, после чего средний прирост также начинает снижаться, но остается больше текущего, который уменьшается более интенсивно. Такое правильное соотношение между текущим и средним приростами наблюдается только у деревьев и древостоев, растущих без нарушения нормального хода роста и развития. Под влиянием хозяйственных мероприятий или резких изменений в природных условиях могут наблюдаться отклонения от указанной схемы, т. е. кривые приростов могут не пересекаться до более позднего возраста или пересекаться несколько раз. Однако, несмотря на эти отдельные отклонения, отмеченное закономерное соотношение между средним и текущим приростами имеет важное значение при решении научных и практических задач, в частности при установлении возрастов спелости леса.
Способы определения прироста дерева
Учение о древесном приросте представляет самостоятельный и большей раздел лесной таксации. Подробному рассмотрению всех его аспектов посвящены специальные монографии. Прирост, особенно текущий, иногда очень мал. Определить его с достаточной точностью довольно сложно. Известно много способов определения прироста, различающихся по трудоемкости и точности, среди которых наибольшее значение имеют способы, предназначенные для определения прироста по объему (для отдельного дерева) или по запасу (для насаждения).
Способы определения среднего прироста дерева в высоту и по диаметру были рассмотрены выше. Они просты и дополнительных пояснений не требуют. Аналогично средний прирост дерева по объему определяется делением абсолютного значения объема (найденного по простой или сложной формуле срединных сечений) на его возраст, т. е. Zv=V/а. % среднего объемного прироста вычисляется по формуле
Определение текущего прироста -- задача более сложная. Способы определения текущего прироста по объему дерева и запасу древостоя либо основаны на непосредственном вычислении разности объемов (запасов), либо базируются на составляющих объем (запас) элементах (высоте, диаметре, площади сечения), либо на закономерностях и связях текущего прироста по объему (запасу) с другими, более доступными для измерения и расчетов показателями.
Влияние различных факторов среды на прирост древесных колец
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Лес является не просто скоплением деревьев, а сложной экосистемой, объединяющей растения, животных, грибы, микроорганизмы и воздействующий на климат, состояние питьевой воды, чистоту воздуха. Однако, на сегодняшний день лес- это самый не защищённой природный ресурс. С ростом численности людей, их активным освоением земель под хозяйственные нужды начался процесс обезлесивания.
В настоящее время ведется интенсивное строительство МЦД. Такое строительство привело к вырубке большого количества деревьев. Большинство из нас обычно не придает этому большого значения, поскольку нам кажется, что лес и деревья они повсюду, однако, для полного восстановления лесосырьевых ресурсов после проведения таких работ необходимо десятки и даже сотни лет . При чем на быстроту роста и развития деревьев оказывают влияние многие факторы – это погодные условия, солнечная активность, загрязнение среды, вредители, болезни, порода дерева и т.п. Наблюдая за строительством МЦД на территории нашего города, мы решили определить возраст спиленных деревьев и определить влияние природных факторов на их развитие.
Цель исследований: определить возраст спиленных при строительстве МЦД деревьев, установить влияние различных факторов среды на рост и развитие деревьев.
Задачи: 1) используя литературные источники ознакомиться с особенностями роста и развития деревьев;
2) определить возраст спиленных деревьев;
3) определить, какие факторы среды оказывают наибольшее влияние на рост деревьев.
Место проведения исследований:МБОУ школа № 4 г. Долгопрудный
Время проведения исследований: сентябрь-декабрь 2019 года.Методы исследований: 1) аналитический; 2) исследовательский;
Объект исследований: спилы березы, ивы, клена, тополя.
Предмет исследований: возраст и толщина годичных колец в зависимости от активности солнца, количества осадков и температуры воздуха.
2.Литературный обзор
Годичные кольца — зоны прироста древесины у растений, возникающие в связи с сезонными изменениями темпа роста тканей. Размеры годичных колец зависят от особенностей окружающей среды в конкретном году [1].
Существует много данных о влиянии солнечной активности на рост и развитие растений. Это влияние можно разделить на две группы – прямое и опосредственное. Прямым является такое влияние, при котором лучистая энергия Солнца действует на клетки растения непосредственно. Растения переводят энергию солнечного волнового излучения непосредственно в химическую энергию органических веществ.
Примером опосредствованного влияния является зависимость толщины годичного прироста деревьев от солнечной активности. В данном случае, по мнению учёных, космические факторы изменяют атмосферную циркуляцию (количество осадков и температуру воздуха), что приводит к изменению климата, а эти изменения, в свою очередь, влияют на развитие растений. Если влажный период, ширина колец больше. Если сухой период, ширина колец меньше. Мы же видим только конечный результат - толщину годичного кольца данного дерева [2].
Солнечная активность — комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей. Наиболее изученный вид солнечной активности (СА) — изменение числа солнечных пятен.
Пятна на Солнце – темные участки на поверхности земного светила, имеющие низкую температуру в сравнении с окружающими областями фотосферы. Их можно заметить с поверхности Земли вооруженным глазом. Они представляют собой зоны, в которых в фотосферу выходят сильные магнитные поля. Количество таких образований выступает в качестве основного показателя активности на диске.
Количество солнечных пятен характеризуется с помощью числа Вольфа , которое известно также как цюрихское число . Этот индекс использует комбинированное число пятен и число групп пятен [3]. Именно с этими пятнами связаны солнечные вспышки, которые часто доходят до Земли.
Солнечная вспышка представляет собой взрыв на поверхности Солнца гигантских размеров, который возникает, когда силовые линии магнитного поля, выходящие из солнечных пятен, переключаются и обрываются, что сопровождается переходными процессами в магнитном поле группы с резким выделением гигантского количества энергии в сравнительно небольшой объем пространства за короткий промежуток времени [4].
Последние исследования дают основание считать, что вспышка — это единое сложное явление, захватывающее все слои солнечной атмосферы и оказывающее разнообразное воздействие на околосолнечное пространство, Землю и другие планеты. Плазменные облака, выбрасываемые во время вспышек, приводят к возникновению геомагнитных бурь, которые определенным образом влияют на технику и на все живые организмы на Земле.
Появление пятен на Солнце носит циклический характер. Наиболее известен и лучше всего изучен солнечный цикл с длительностью около 11 лет.
Одиннадцатилетний цикл, также называемый цикл Швабе или цикл Швабе-Вольфа — это заметно выраженный цикл солнечной активности, длящийся примерно 11 лет. Он характеризуется довольно быстрым (примерно за 4 года) увеличением числа солнечных пятен, и затем более медленным (около 7 лет), его уменьшением. Длина цикла не равна строго 11 годам: в XVIII - XX веках его длина составляла 7 - 17 лет, а в XX веке — примерно 10,5 года [5].
3.Экспериментальная часть. 3.1. Методика исследований
Мы исследовал спилы деревьев Московской области. Эти деревья были спилены в августе – октябре 2019 года. Для исследования были взяты деревья:
три тополя, береза и ива. Для определения ширины годичных голец я использовал лупу, линейку.
3.2. Результаты исследований
Подсчет возраста деревьев показал, что самым долгоживущим и самым медленно растущим из всех изучаемых деревьев оказалась береза. Ее возраст составил 84 года, диаметр спила – 390 мм. Самым молодым и быстрорастущим деревом была ива, ее возраст – 24 года, диаметр спила равнялся 330 мм. Возраст трех тополей и американского клена был соответственно 28, 47, 48 лет и 39 лет, диаметр спила деревьев соответственно – 327, 365, 390 и 335 мм.
В течение жизни березы наблюдались 8 циклов активности Солнца (с 17 по 24 циклы). Наши графики (диаграмма 1) построены по результатам наблюдений нескольких солнечных обсерваторий, которые приводятся в интернет источниках [6, 7]. На графике видно, что 19 цикл является одним из супервысоких циклов и продолжался он с 1954 по 1964 года. 1958 году активность солнца составила 201 чисел Вольфа. Циклы 18, 21 и 22 являются высокими, средней величины были циклы 20, 23. Самая низкая активность солнца была отмечена в 24 цикле В 2019 году активность солнца достигла своего минимума. Это год с самой низкой солнечной активностью за прошедшие 19 лет 21 века.
Самым продолжительным был 23 цикл, длился он с 1996 по 2008 год, что составило 12,6 лет. Продолжительность 18, 19, 21, 22 и 24 циклов составила 10 лет.
Влияние солнечной активности на погоду метеорологи не отрицают, однако тема эта сложная и еще не изученная. Напрямую связать 11-летние солнечные циклы с погодой не получается. Не потому, что влияния нет. Просто эти циклы накладываются на другие, более длинные. Они сглаживают друг друга либо усиливаю [8].
Изучая толщину годичных колец деревьев, мы заметили, что толщина колец зависела не только от активности солнца, но и от температуры, количества осадков, наличия вредителей, возраста и породы дерева.
У березы наиболее интенсивный рост отмечался в первые годы ее жизни (диаграмма 3).
При этом в некоторые годы максимальная толщина колец была отмечена при максимальных значениях СА. С 1950 года толщина колец березы не превышала 3 мм. Мы не знаем в каких условиях росло это дерево. На толщину колец могут влиять не только перечисленные факторы, но еще и затененность дерева другими деревьями. Возможно так это и было, поэтому проследить влияние изучаемых факторов на рост березы затруднено.
Наибольшая толщина колец отмечена в периоды, когда активность солнца составила 54-66 W , среднегодовое количество осадков в эти годы было равно 701 и 832 мм Толщина колец достигала 8 мм.
Это можно объяснить тем, что активность солнца определяется числом Вольфа, которое показывает количество пятен на Солнце. На развитие растений количество пятен не оказывает влияние, а оказывает влияние характер атмосферной циркуляции, а конкретно — количество осадков и температура воздуха, которое в свою очередь зависят от той солнечной энергии, которая переносится от Солнца в верхнюю атмосферу Земли потоками заряженных частиц. Если бы определяли солнечную активность не числами Вольфа, а величиной этой энергии, то получили бы на графике, что солнечная активность имела бы в течении 11 лет не один, а два максимума. Поэтому и возможна ситуация, что солнечная энергия, переносимая заряженными частицами от Солнца к Земле, довольно велика, а солнечная активность низка, минимальна [9].
У 47-летнего тополя наибольшая толщина кольца наблюдалась в 1975 год, когда СА равнялась всего 15 W , влажность при этом была в пределах нормы. Начиная с 1998 года толщина колец тополя увеличивалась каждый год только на 1 мм. На коре этого дерева были видны следы короеда, очевидно это и повлияла на толщину колец. В 1998 году был очень жаркий июнь, видимо это способствовало росту этого вредителя (диаграмма 5).
При самых больших значениях числа Вольфа толщина колец была в основном минимальной, при средних значениях наоборот – максимальной. Эти годы были более благоприятными для роста деревьев.
Толщина годичных колец деревьев зависела не только от активности солнца, но и от температуры, количества осадков, наличия вредителей, возраста и породы дерева.
Наибольшая толщина колец была отмечена в периоды с минимальной или средней величиной СА, при этом погодные условия (температура и влажность) были благоприятными для роста растений.
5.Заключение
Сохранение лесного массива на текущий момент одна из наиболее главных экологических проблем. 1 гектар леса в среднем в течение дня поглощает 150-170 литров углекислого газа и вырабатывает путем фотосинтеза 180-200 литров кислорода. На всей планете на каждого человека приходится всего 61 дерево.
Экологи боятся за сохранение лесов и запускают всевозможные акции, посади дерево и так далее. Однако вырубка лесов производится ежедневно и в огромных количествах. Для того, чтобы вырастить дерево надо затратить много сил и времени, при этом рост растений зависит от многих факторов среды. Поэтому нам надо охранять деревья! Нам достаточно лишь начать бережно относиться к природе и не забывать о том, что мы являемся ее частью. И перемены начнут проявляться сами по себе, изменяя этот мир к лучшему.
6.Литература
1. Годичные кольца древесины [Электронный ресурс].-Режим доступа:
Читайте также: