За счет чего образуются годичные кольца

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).

Источник

Годичные кольца в ЕГЭ по биологии 2018 года

Ботанику ученики очень не любят. Не успевают ее качественно изучить. Но вот в ЕГЭ появился вопрос о том, что такое годичные кольца, за счет какой исходной ткани они образуются.

Одна из моих учениц написала, что годичные кольца представляют собой образования камбия. Отлично. Но она не указала, какую ткань представляет собой камбий. Камбий — это слой образовательной ткани (боковая меристема), ответственной за рост растения в ширину. Не написала ученица и о том, из какой ткани состоит само годичное кольцо. За это сразу сняли балл. Кольцо состоит в основном из проводящей ткани — древесины, которая образует годичное кольцо за один вегетационный период. Однако внутри кольца древесины есть механические ткани (древесинные волокна) и основные (паренхима).

В ЕГЭ лучше писать подробные ответы, не ограничиваться краткими формулировками. Я даю довольно развернутые комментарии в своих статьях для глубокого понимания вопроса. Если ответ краток, если не написаны важные фразы, баллы снимают жестко.

Какие особенности сезонного развития растений способствуют образованию колец? В разные сезоны клетки древесины растут с разной скоростью, из-за чего сосуды имеют разный диаметр.

Почему мы видим приросты древесины в виде колец? В холодное время они меньше по размерам и темнее (камбий менее активен), а в теплое больше и светлее. Зимой в наших широтах камбий не функционирует, годичные кольца не появляются. Поэтому на контрасте этих полос видятся кольца.

Почему в зоне экваториальных лесов невозможно обнаружить годичные кольца у деревьев? В экваториальных лесах не выражены времена года.

Источник

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.

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.

Самые старые деревья-гиганты

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. 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.

Источник

О чем могут рассказать годичные кольца деревьев

Дата публикации: 05.02.2019 2019-02-05

Статья просмотрена: 3941 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: 29.12.2021).

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.

Источник

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

Источник