Содержание

Кора дерева

Кора представляет собой внешний защитный слой ствола и веток дерева.

Функции. Она принимает участие в регуляции дыхания растения, а также предохраняет дерево от воздействия внешней среды и чрезмерного испарения воды. Кора защищает внутренние слои от насекомых и других мелких животных, повреждающих ее, а также поражения грибами-паразитами.

Фото 1.

Строение. Слои коры

Образующие кору клетки имеют очень твердые стенки. Наружный слой, в основном, состоит из мертвых клеток, которые осуществляют защиту внутренних живых клеток. Мертвые клетки образуются из отмирающих клеток флоэмы, которые сплющиваются растущей в толщину древесиной и выдавливаются в наружный слой коры. Но нарастание защитного слоя осуществляется преимущественно за счет пробкового камбия, или феллогена, который образуется внутри живой флоэмы или сплошным цилиндрическим слоем, или отдельными участками.

При делении феллогена, во внутреннюю сторону ствола откладывается живая ткань, так называемая феллодерма, а на наружную — слои водонепроницаемой пробки. Через какое-то время пробковый камбий оказывается близко от поверхности и отмирает, а во внутренней коре ему на смену закладывается новый. Так как пробковый камбий образуется неравномерно, а кора трескается при натяжении во время роста, то поверхность стволов и старых веток имеет разнообразный рисунок (рельеф). С возрастом дерева толщина коры увеличивается, что приводит к непрерывному отслаиванию наружных пластов. В общем объеме и массе ствола кора составляет лишь небольшую часть, потому что наружный слой постоянно отслаивается, а нарастание при помощи пробкового камбия проходит очень медленно.

Толщина коры большинства деревьев не превышает 5 см. Бывают и феномены, так у основания секвой толщина может достигать 60 см. Цвет коры деревьев обычно коричневый с разными оттенками. Это обусловлено наличием пигментов. Встречаются в природе исключения, например, дерево с белой корой – береза.

Фото 2.

В коре имеются отверстия или чечевички, через которые осуществляется газообмен между тканями стебля и атмосферой. Необходимый для клеточного дыхания кислород через отверстия поступает вовнутрь ствола, а, выделяющийся в ходе этого процесса углекислый газ, выходит наружу. На коре молодых растений чечевички представляют собой округлые или удлиненные бугорки, которые развиваются в том месте, где в эпидермисе находились устьица. У большей части видов деревьев по мере утолщения и старения коры отверстия закупориваются и вместе с ее наружными слоями отваливаются. А у некоторых деревьев чечевички можно видеть в течение многих лет, например у вишен.

Повреждение коры плодовых деревьев может повлечь их гибель. Так называемые «раны» у деревьев могут появляться при отрыве ветвей или участка ствола, при круговом или частичном повреждении коры и древесины. От инфекционных болезней появляются глубокие раны – дупла. Чтобы сохранить жизнь дереву, необходимо проводить лечебные мероприятия.

Снятую с дерева поврежденную кору удаляют, затем раны обрабатывают дезинфицирующим составом.

 Фото 3.

Кору некоторых растений используют как лечебное средство, например муравьиного дерева, хинного дерева. Кора пробкового дерева издавна используется для изготовления обувной подошвы, паркета, пробок для бутылок. Компостированная кора хвойных пород применяется для производства прекрасного субстрата, пригодного для выращивания овощных культур в теплицах. Из коры выполняют различные поделки.

 Похожие материалы:

Строение древесной коры.

В коре проводящие функции выполняют ситовидные трубки, механическими элементами являются лубяные волокна и каменистые клетки, запасающими — паренхимные клетки, покровными — пробковые клетки. Ситовидные клетки, находящиеся в лубе, образованы расположенными одна над другой длинными живыми клетками с тонкими целлюлозными оболочками. Перегородки, разделяющие клетки в трубке, с многочисленными мелкими отверстиями имеют вид сита (рис. 26).

У лиственных пород ситовидные трубки сопровождаются плотно прилегающими к ним узкими живыми клетками, которые называются спутницами; назначение их точно не выяснено. Диаметр ситовидных трубок обычно 20—30μ, длина отдельных клеток (члеников) — несколько десятых миллиметра. Ситовидные трубки остаются действующими обычно только в течение 1 года; лишь у некоторых пород они могут функционировать несколько лет (у липы 3—4 года).

Рис. 26. Ситовидная трубка: а — поперечный; б — продольный разрез; 1 — протоплазма; 2 — сито; 3—клетка-спутница.

Лубяные волокна похожи на волокна либриформа; стенки их одревеснели и настолько утолщены, что полость клетки на поперечном разрезе заметна лишь в виде точки; поры на стенках простые. Длина лубяных волокон в коре липы, где они наиболее типичны, от 0,875 до 1,225 мм, толщина от 0,03 до 0,25 мм. Кроме липы, большое количество лубяных волокон содержит луб тополей и ив. Каменистые клетки имеют обычную форму паренхимных клеток, но снабжены сильно утолщенными, одревесневшими слоистыми оболочками, пронизанными поровыми каналами.

Эти клетки получили свое название за твердость оболочек. Встречаются они чаще в наружном слое коры. Лубяные лучи являются продолжением в коре сердцевинных лучей древесины и состоят из таких же паренхимных клеток, но стенки их не всегда древеснеют. Сердцевинные лучи, переходя в луб, иногда постепенно расширяются, как это наблюдается в коре липы. Лубяная паренхима состоит из тяжей паренхимы; оболочки клеток лубяной паренхимы обычно остаются целлюлозными; в полостях их встречаются разнообразные вещества: крахмал, масло, дубильные вещества, кристаллы минеральных солей и др.

Рис. 27. Пробковая ткань пробкового дуба под микроскопом: а — поперечный; б — радиальный; в — тангенциальный разрез.

Между коркой и лубом находится переходный слой, состоящий из паренхимных клеток; наружный ряд этих клеток образует пробковый камбий. При делении клеток этого камбия в сторону луба откладываются клетки лубяной паренхимы, а в сторону корки — пробковые клетки, которые на поперечном разрезе расположены радиальными рядами и имеют четырехугольную форму, а на тангенциальном — многоугольную (рис. 27). Они плотно соединены друг с другом; оболочки их не имеют пор и пропитаны суберином, делающим их непроницаемыми для воды и воздуха; при таких условиях питание клетки становится невозможным, и она неизбежно отмирает. Однако в пробковой ткани, которая одевает дерево снаружи, остаются небольшие участки рыхлой ткани — чечевички, которые выполняют роль вентиляционных каналов, соединяющих с атмосферой внутренние части дерева. У некоторых пород гладкая поверхность коры, образованная пробковой тканью, сохраняется в течение многих лет (у бука, граба, березы).

Однако у большинства пород ствол дерева рано или поздно покрывается коркой. В этих случаях пробковый камбий периодически возникает в глубоких слоях коры, постепенно отделяя все новые и новые ее участки слоями пробковой ткани; эти участки обречены на отмирание и своей совокупностью образуют корку (рис. 28), иногда покрытую с поверхности глубокими трещинами (у сосны, дуба). У яблони и груши образование корки в большинстве случаев начинается на 6—8-м году, у липы — на 10—12-м году жизни; у дуба корка появляется в возрасте 25—35 лет, а у пихты и граба — в 50 и даже позднее. У некоторых пород (граба, березы бородавчатой и др.) корка образуется только в нижней части ствола. По внешнему виду коры ели, т. е. по форме и размерам трещин, можно определить возраст дерева.

Кора многих пород имеет большое техническое значение. Так, пробковая ткань наибольшего развития достигает у пробкового дуба. Наружная часть коры представлена у него толстым слоем пробки, которую периодически можно снимать со ствола растущего дерева, после чего она нарастает вновь. Получаемая таким путем техническая пробка идет на изготовление укупорочных пробок, теплоизоляционных плит и др. Родина пробкового дуба — побережье Средиземного моря. В нашей стране он растет на Черноморском побережье. У отечественных пород пробковая ткань в виде толстых валиков образуется на коре бархатного дерева, произрастающего в лесах Дальнего Востока.

Рис. 28. Поперечный разрез корки дуба: 1 — пробка; 2 —пробковый камбий; 3 — каменистые клетки; 4 — клетки с друзами; 5 — лубяная паренхима; 6 — группа лубяных волокон; 7 — группа ситовидных трубок (отмерших).

Пробка бархатного дерева применяется для тех же целей, что и пробка дуба и после съема может нарастать вновь. Пробковая часть коры березы (береста) идет на изготовление хозяйственной тары и дегтекурение. Вместо бересты, снятой без повреждения лубяной части коры, на стволах хорошо развитых, здоровых деревьев, растущих в сомкнутых древостоях, защищенных от непосредственного действия солнечных лучей и ветра, может образоваться новая береста.

На стволах черного тополя с течением времени образуется толстая корка, нарастающая в виде довольно крупных валиков, шириной у основания до 10—12 см и толщиной до 8—10 см. Из этой корки, которая называется балберой, изготовляют поплавки к рыболовным сетям. Из луба коры липы получают мочало в виде разъединенных лент лубяных волокон; мочало идет на изготовление рогожи, кулей, веревок и др.

Профилированный брус

Ареал распростронения

Сосна — одна из наиболее рас­пространенных пород деревьев не только в России, но и в мире. У нас она занимает примерно 1/6 часть всех лесов. Ареал распространения в России очень широк: от гор Кавка­за и до самого крайнего Севера, от Дальнего Востока до Калининград­ской области. В мире существует около 100 видов сосны.

Род сосны подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крыла­тыми семенами (Diploxylon) и пяти-хвойные, или кедровые, с бескрылы­ми семенами (Haploxylon).

Подрод двухвойных включает сосну обыкновенную, эльдарскую, пицунд-скую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну веймутову, кед­ровый стланик, сосну корейскую.

Самый распространенный вид со­сны, произрастающей в России, — сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L). Общими для этого вида чертами являются парное расположение хвои на укороченных побегах, плос­ковыпуклая форма хвоинок в попе­речном разрезе, крепкие деревяни­стые шишки с характерно утолщен­ными концами чешуи, полутораго­дичный период их созревания и др.

На Дальнем Востоке распростра­нены сосна корейская (P. koraiensis Siebold Zukk.), сосна погребальная (P. funebris Kom.). В культуре на тер­ритории Белоруссии и Прибалтики встречаются сосна черная и сосна веймутова (P. stobys L).

Высота сосны колеблется от 20 до 40 метров. Живет сосна в среднем 300-500 лет. Однако, среди видов сосны есть и поразительные долго­жители. Самым старым деревом в мире считается сосна остистая дол­говечная, произрастающая в США, в штате Невада, в горах на высоте 3275 м. Ее возраст составляет 4700 лет и зовется она «Мафусаил». Сосна — быстрорастущая порода. При отсутствии затенения наиболь­ший прирост по высоте в благоприят­ных условиях отмечается в возрасте 15-20 лет; в худших условиях произрастания — в 25-30 лет. Годовой прирост сосны в высоту при благо­приятных условиях произрастания может составлять 0,8-1 м.

После 40-50 лет прирост по высоте начинает постепенно уменьшаться, хотя и сохраняется весьма продолжительный период. В Сибири (сосняки Приангарья) иногда встречаются деревья 300-летне­го возраста, у которых наблюдается при­рост не только по диаметру, но и по вы­соте. Сосны здесь достигают высоты 45-50 м при диаметре 1 м. Прирост сосны по диаметру зависит от температуры воздуха и осадков ве­гетационного периода. Во время похо­лодания прирост резко снижается. Во второй половине лета, когда запасы влаги в почве истощаются, рост сосны по диаметру зависит от количества вы­падающих осадков. Во время продол­жительных засух радиальный прирост прекращается и может возобновиться после дождей. В сосновых насаждени­ях зоны хвойно-широколиственных ле­сов в мае-июне накапливается от 2/3 до 3/4 годового прироста древесины. В комлевой части ствола толщина коры в 5-6 раз больше, чем на полови­не высоты дерева. На высоте пня тол­щина коры нередко достигает 10 см.

Такая толстая кора способствует повы­шению устойчивости сосны к воздейст­вию огня в период пожаров. Из всех древесных пород сосна в наименьшей степени страдает от пожаров.Самым старым растущим деревом в мире считается сосна Бристлкоун, произрастающая в США, в штате Невада, в горах на высоте 3275 м. Ее возраст составляет 4700 лет.

 

Требования к свету

Сосна — светолюбивая порода и хо­рошо растет только без затенения. Ес­ли еловый подрост под пологом древо­стоя не теряет жизнеспособности до 60-80 лет и более, то подрост сосны обычно погибает в возрасте 10-15 лет, и лишь групповой подрост, распо­ложенный в окнах, сохраняет жизне­способность выше указанного срока.

При естественном и искусственном возобновлениях сосны на вырубках с высокопроизводительными почвами необходимо осветление, т. е. удале­ние лиственных пород, которые по высоте перегоняют сосну, резко ухуд­шают ее рост и приводят к гибели.

Плохой рост подроста сосны, осо­бенно под пологом взрослых древо-стоев, произрастающих на сухих бед­ных почвах, обусловлен не только не­достатком света, но и тем, что дере­вья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми кор­нями перехватывают питательные вещества и влагу из почвы.

 

Сосна в разрезе

На древесине сосны хорошо видны годичные слои на всех разрезах, серд­цевинные лучи не видны, сосудов нет. Ядро присутствует. Древесина ядра светло-розовая, желтовато-розовая, буровато-красная или красновато-коричневая, заметно отличается от заболони светлого цвета. Смоляные ходы есть. На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы заметны в виде светлых точек среди темно-окрашенной поздней древесины годичных слоев, а на продольных раз­резах в виде темных черточек (более темных, чем окраска древесины). Они довольно крупные и многочисленные.

Поздняя зона годичных слоев хоро­шо развита и резко отличается от ранней более темной окраской.

Заболонь широкая: от желтоватого до бледно-розового цвета. При сплаве заболонь сосны приобретает ино­гда желтую окраску, а при высокотем­пературной сушке появляется буро­ватый оттенок. Текстура у сосны однообразная, оп­ределяемая преимущественно шири­ной годичных слоев, разницей в окрас­ке поздней и ранней древесины, а также ядра и заболони. Извилистые очертания годичных слоев иногда об­разуют более интересный рисунок.

Сосна обладает малой равноплотно-стью в связи с резкой разницей в стро­ении ранней и поздней древесины. Плотность ранней зоны в 2-3 раза ни­же плотности поздней зоны годичного слоя. Среднее содержание поздней древесины в годичном слое — 27%.

Среднее число годичных слоев в 1 см для сосны на территории России составляет от 4 до 14. Большее число годичных слоев характерно для се­верных районов России.

 

Физические свойства

Влажность. Средняя влажность растущего дерева сосны составляет в заболони — 112%, в ядре — 33%. Влажность заболони к вершине дере­ва возрастает, а ядра остается прак­тически постоянной. Наблюдаются су­точные и сезонные колебания влаж­ности. Наибольшая влажность (на 20-30% выше средней) наблюдается утром, к концу дня она снижается до минимума (на 30-35% ниже средней) и с вечера снова начинается рост. На­ибольшее значение влажность древе­сины сосны имеет зимой (ноябрь-февраль), а наименьшее — летом (июль-август). Причем эта разница (25-50%) характерна только для за­болони, влажность ядра у сосны оста­ется практически постоянной. Влажность свежесрубленной дре­весины составляет в среднем 85% (заболонь — 100-120%; ядро — 30-40%; кора —120%).

Сушка сосны. Для использования древесину сушат. Поэтому весьма важными параметрами являются процент усушки. Для сосны усушка в тангенциальном направлении состав­ляет в среднем (до стандартной влаж­ности —12%) 6,7% — для ранней зоны годичных слоев и 7,5% — для поздних зон. Однако древесина материал гиг­роскопичный, и при увеличении влаж­ности окружающего воздуха происхо­дит поглощение влаги. Процессы суш­ки и влагопоглощения практически можно считать взаимно обратимыми. По этой причине принято характери­зовать изменение размеров образца древесины при изменении его влаж­ности коэффициентом разбухания (% изменения размеров на % влажности древесины). Среднее значение коэф­фициента разбухания для сосны обыкновенной составляет:
•  в радиальном направлении — 0,18;

•  в тангенциальном направлении — 0,31;

• объемный — 0,50.
Древесина сосны в меньшей сте­пени, чем лиственные породы склон­ на к короблению и растрескиванию в процессе сушки. При правильном выборе режима сушки и расположе­нии сортиментов в камере можно су­щественно снизить процент брака.

Плотность. Сосна, как и большин­ство хвойных, принадлежит к группе пород малой плотности. Среднее значение плотности при стандартной влажности 12% (505 кг/куб. м), плот­ность абсолютно сухой древесины — 480 кг/куб. м.

Плотность возрастает от сердцеви­ны к коре, достигает максимума на 2/3 радиуса и затем начинает сни­жаться. Снижается плотность и по вы­соте дерева. При увеличении сбежи-стости ствола среднее ее значение уменьшается. При воспроизведении сосны вне­сение удобрений и другие агрохими­ческие мероприятия, ускоряющие рост деревьев, снижают плотность древесины на 5-15%.

Проницаемость жидкостями и га­зами.  Древесина сосны обладает вы­сокими значениями воздухопроница­емости и влагопроницаемости, осо­бенно это относится к заболони. При избыточном давлении 0,1 Мпа (с од­ной стороны образца) значение воз­духопроницаемости в радиальном на­правлении составляет 56,2 куб. мм/кв. см/с — для заболони и 2,6 куб. мм/кв. см/с — для ядра. Для сравне­ния, значение воздухопроницаемости древесины дуба при том же давлении составляет 0,13 куб. мм/кв. см/с.

Высокое значение влагопроницае­мости позволяет успешно использовать различные защитные вещества. По способности пропитываться защит­ными веществами заболонь сосны от­носится к легкопропитывающимся по­родам, а ядро — ксреднепропитываю-щимся. Тогда как ель и лиственница относятся к труднопропитывающимся.

Тепловые свойства. Так как веще­ства, составляющие древесину раз­ных пород, одни и те же, теплоемкость древесины не зависит от породы. Теп­лопроводность возрастает с увеличе­нием плотности. Тепловое расшире­ние древесины обнаружить весьма сложно, т. к. оно маскируется явления­ми усушки и влагопоглощения. По теп­лоизоляции древесина имеет показа­тели существенно превышающие по­казатели таких материалов, как алю­миний (применяемый для производст­ва окон), и несколько более высокие (сравнимые), чем у ПВХ.

Электрические свойства. Древеси­ну относят к диэлектрикам. Удельное объемное сопротивление абсолютно сухой древесины сосны вдоль волокон составляет 1861015 Ом/см, а поперек волокон 2,361015 Ом/см. С увеличе­нием влажности древесины ее удель­ное сопротивление падает (при 12% — примерно на 5%).

Звуковые свойства. Древесина со­сны обладает довольно низкой звуко­изоляцией. Например, сосновая пере­городка толщиной 30 мм снижает уро­вень шумности на 12 дб, тогда как тре­бования СНиП составляют 40 дб.

Свойства, связанные с электро­магнитными и проникающимиизлу­чениями.  Светопроницаемость: чув­ствительные приборы позволяют об­наружить проникновение светового излучения через образцы древесины сосны толщиной до 35 мм.

Рентгеновское излучение практи­чески не оказывает влияния на стру­ктуру и прочностные свойства древе­сины, поэтому используется для де­фектоскопии сортиментов.

В настоящее время установлено, что древесина может быть весьма эффективно использована для экра­нирования нейтронного излучения. Сосновое покрытие толщиной 100 мм заменяет полиэтиленовую защи­ту, обеспечивая при этом большую термостойкость и долговечность.

Механические свойства

Наилучшими прочностными свой­ствами обладает древесина сосен, произрастающих в северных районах европейской части России. Среди хвойных пород сосна по прочности уступает только кавказской пихте. Предел прочности:

•  при статическом изгибе — 70-92 МПа;

•  при растяжении вдоль волокон — 100-116 МПа;

•  при   сжатии   вдоль   волокон   — 40-49 МПа;

•  при скалывании вдоль радиальной плоскости — 6,1-7,6 МПа;

•  при скалывании вдоль тангенци­альной плоскости — 6,6-8,1 МПа; Модуль упругости при статическом

изгибе —8,0-13,1 ГПа.

Технологические и эксплуатацион­ные свойства:

  • ударная    вязкость    —    28-51 кДж/кв. м;

твердость:

  • торцевая — 28-33 Н/кв. мм;
  • радиальная — 21-25 Н/кв. мм;
  • торцевая — 16-23 Н/кв. мм.

Сосна относится к мягким породам (до 40 Н/кв. мм), твердые — 41-80 Н/кв. мм; очень твердые — более 80 Н/кв. мм. Следовательно, сосна име­ет очень низкую износостойкость. Способность удерживать крепле­ния (гвозди, шурупы) также весьма низкая. Например, у граба этот пока­затель в 4 раза выше.

Способность к гнутью — как и у всех хвойных пород — низкая. Харак­теризуется отношением толщины за­готовки (высоты сечения) — h к ради­усу изгиба R. h/R — для бука —1:2,5; для сосны —1:11.

В силу того, что сосна имеет мяг­кую древесину, она прекрасно обра­батывается режущим инструментом. Удельная сила резания для сосны примерно в 1,7-1,8 раза ниже, чем для березы, и в 2-2,5 раза ниже, чем для дуба. Примерно также соотносят­ся и периоды стойкости режущего ин­струмента (характеристика затупле­ния инструмента).

Степень уширения зубьев на сторо­ну для рамных пил составляет для влажной древесины сосны — 0,7-0,85 мм, для мерзлой и сухой — 0,65-0,75 — такая же, как и для хвой­ных (кроме лиственницы) и мягких ли­ственных пород. Для ленточных и дис­ковых пил углы заточки зубьев и сте­пень ихуширения для сосны не отлича­ется от перечисленных выше пород.

Сосна очень хорошо шлифуется — высота микронеровностей составля­ет 8-60 мкм, тогда как для дуба, ясе­ня, клена — до 200 мкм (из-за осо­бенностей их анатомических неров­ностей). Выше уже отмечалось, что сосна легко пропитывается защитными ве­ществами, но ее высокая влагопро-ницаемость имеет и отрицательную сторону — увеличенный расход отде­лочных материалов. Кроме того, большое количество смолы в древесине сосны требует обессмоливания перед нанесением лакокрасочного покрытия. Обессмоливание произво­дится растворяющими или обмыли­вающими смолу веществами (бен­зин, ацетон, спирт, специальные ще­лочные растворы).

Древесина сосны относится к группе стойких к биологическим воздействи­ям (поражение грибами). Ель, напри­мер, относится к среднестойким, а бе­реза к слабостойким. Причем биостой­кость растет с возрастом дерева. Наи­более стойкая древесина в нижней ча­сти ствола. Если дерево срублено в ве­гетационный период, то его древесина более склонна к загниванию.

В целом же время рубки деревьев не влияет на механические и эксплуа­тационно-технологические свойства древесины сосны. Значения этих пока­зателей заметно снижаются (от 1 до 12%) после высокотемпературной суш­ки (при t = 105-110 °С). Сушка токами СВЧ не оказывает никакого негатив­ного влияния на свойства древесины.

Пребывание абсолютно сухой дре­весины в условиях повышенных тем­ператур (80-100 °С) в течение 15 су­ток снижает значения прочностных показателей сосны на 5-15%, в тече­ние 30 суток — на 10-30%.

В замороженном состоянии предел прочности при сжатии и статическом изгибе возрастают на 35%, а при ска­лывании — на 75%. Однако ударная вязкость снижается почти вдвое.

Заболонь сосны снижает свои прочностные характеристики на 10-15% после пребывания в тече­ние 30 суток в морской воде, ядро в этих условиях сохраняет эти свойст­ва неизменными. Наиболее характерные пороки дре­весины сосны (помимо тех, которые присущи всем остальным породам):

• образование гладких наростов, ко­торые имеют большую (по отноше­нию к основной древесине) плот­ность, большую усушку и низкую прочность;

•  засмолки — обильно пропитанные смолой участки древесины, возника­ющие в результате ранения ствола. Засмолки обнаруживаются на круг­лых сортиментах по ранам на стволе или обильному количеству смолы. Они темнее основной древесины и про­свечивают на тонких сортиментах. Ре­же, чем у ели, но все же встречаются
смоляные кармашки (смоловместилища внутри годичных слоев).

 

Область применения древесины сосны

Применение древесины сосны очень разнообразно. Она использует­ся в строительстве в качестве конст­рукционных и отделочных материалов, машиностроении, мебельном произ­водстве, железнодорожном транспор­те, тарном производстве, для крепле­ния горных выработок и др. Широко используется как сырье для химиче­ской переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из сосны добывают живицу, хвою сосны используют для получения биологиче­ски активных веществ.

Сосна — не слишком популярное в мебельном производстве дерево. Смолистая и мягкая древесина ее ис­пользуется, как правило, в произ­водстве корпусной мебели, при этом сосновый каркас облицовывается толстым шпоном более благородных пород (скажем, красным деревом).

Сосна незаменима в производст­ве саун — после специальной обра­ботки, позволяющей удалить избы­ток смолы и уплотнить древесину. Светлые сосновые панели не только очень привлекательно выглядят, но и наполняют нагретый воздух неж­ным ароматом. Еще один немало­важный момент — древесина сосны стоит недорого, и производители са­ун эконом-класса пользуются этим обстоятельством. Для саун попроще используется обычная сосна, а для саун высокого класса — канадская
сосна (тсуга).

Зачем деревьям нужен генетический паспорт

В будущем у каждого леса появится свой генетический паспорт. Для чего он нужен, и зачем тратить на это миллионы долларов, рассказываем в материале РБК Трендов

Как расшифровывают геном деревьев

Представьте, что стопку одинаковых журналов пропускают через измельчитель, кусочки перемешивают, а после восстанавливают в первоначальные тексты. Образно — так выглядит технология секвенирования (расшифровки) нуклеотидных последовательностей ДНК — материала наследственности.

Из исследуемого образца (например, листьев, хвои, коры или спила дерева) выделяют ДНК. Затем ее режут случайным образом на небольшие фрагменты, каждый из которых нужно «прочесть». После этого короткие прочтения (риды) из 100–300 нуклеотидов собирают в последовательные логические цепочки, соответствующие хромосомам генома. Этим занимаются биоинформатики.

У деревьев длины геномов гораздо больше, чем у человека. В отличие от животных или человека, геном которых в ходе эволюции «очищался» от лишней информации и ненужной ДНК, у деревьев этот процесс оказался значительно замедлен. Например, у хвойных видов цепочки ДНК поистине гигантские. Геном ели или сосны больше человеческого в 6–9 раз, лиственницы — в четыре раза.

«У генома лиственницы «букв»-нуклеотидов примерно 12 млрд. В «Войне и мире» Льва Толстого букв и символов около 3 млн. Получается, что один геном лиственницы равен 4 тыс. книг «Война и мир», — говорит Константин Крутовский, профессор Геттингенского университета (Германия), профессор кафедры геномики и биоинформатики Сибирского федерального университета.

Из хвойных видов (сосна, ель, пихта, лиственница и прочие) состоят бореальные (северные) леса или проще — тайга. Они занимают больше 12 млн кв. км или треть всех лесов на планете. Причем около 75% бореальных лесов находится на территории России. Закономерно, что расшифровка их геномов — особая задача для нашей страны.

Собрать полные «тексты» геномов из коротких «прочтений» фрагментов ДНК — это инструментальная задача огромной сложности. На прочтение и сборку генома одного хвойного дерева уходит до полугода. Для этого нужны высокопроизводительные секвенаторы — одна такая машина может стоить $1 млн и генерировать сотни терабайт информации. А также особо мощные компьютеры и сложные программы.

В России только в единственном месте осуществляется секвенирование гигантских геномов — в лаборатории лесной геномики научно-образовательного центра Сибирского федерального университета. В других странах национальные центры и институты также изучают разные виды деревьев. Например, университет Нью-Гемпшира (Англия) расшифровывает геном дерева ши, а ученые Китая — агаровое дерево.

Помешать высокотехнологичному и сложному процессу секвенирования может банальное отключение электричества. Звучит нелепо, но это так. Электричество в Красноярске, где находится лаборатория лесной геномики, отключают неожиданно и часто на несколько часов. Чтобы все это время поддерживать промежуточные результаты, нужны огромные мощности, иначе все пойдет насмарку. Бесперебойников тут недостаточно, требуются автоматически запускаемые дизель-генераторы.

Зачем лесам генетические сертификаты

В Европе законодательно закреплено, что импортируемая древесина некоторых ценных пород должна иметь генетический сертификат, чтобы исключить рубку охраняемых и исчезающих видов. В будущем обзавестись ими должны все леса. Нелегально срубить и продать дерево будет проблематично: ДНК-анализ образца (опила, например) покажет, из какой страны или района привезена древесина, есть ли разрешение на вырубку, какую ценность имеет порода.

Благодаря секвенированию деревья открывают свои тайны: ученые видят, какие гены помогают им лучше приспосабливаться к неблагоприятным условиям. Эти особенности можно использовать в селекции, чтобы деревья получили способность противостоять засухам, вредителям, а также могли прижиться в нетипичных почвах.

«Например, ясени поразил вирус Chalara fraxinea. Это мировая проблема. Ученые ищут определенную последовательность нуклеотидов в ДНК, устойчивых к этому вирусу, — говорит Олег Баранов, ведущий научный сотрудник лаборатории генетики и биотехнологий Института леса Белоруссии. — Понять эти тонкости мы смогли, только изучая внутренний мир растений и их паразитов. Генетический анализ дает возможность точного диагноза. Многие задают вопрос: а можно ли на основе генетических исследований создавать вакцины для деревьев? Можно. И мы пишем рекомендации разработчикам препаратов. Но жизнь дерева в человеческом обществе оценивается качеством древесины. Дешевле срубить, чем лечить каждое дерево.»

Изумрудная узкотелая златка — самый опасный вредитель ясеня в мире. В Северной Америке он убил десятки миллионов деревьев с начала века. Экономике США он обошелся $10 млрд в 2020 году (Фото: bbc.com)

Лесная геномика раскроет секрет долголетия

С помощью лесной геномики ученые могут узнать, почему некоторые виды деревьев живут так долго. Секвойям (Sequoia sempervirens) на северном побережье Калифорнии по 1–2 тыс. лет, а остистым соснам (Pinus Longaeva), растущим в горах Сьерра-Невады (США), по 3–5 тыс. лет. Есть виды можжевельника и кипариса, которым по 2,5 тыс. лет. Гены таких экземпляров особенно ценны. Возможно, что с помощью генетической трансформации, геномного редактирования и селекции они способны помочь другим деревьям жить дольше и выживать в любых условиях.

Секвойи вырастают до 100 м, толщина коры у основания может достигать 90 см. 90% секвой описаны и зарегистрированы, их вырубка строжайше запрещена. Национальный парк «Секвойя», Сьерра-Невада, США (Фото: Энтони Эмброуз)

Сегодня многие леса человек высаживает сам, однако они очень отличаются от природных, особенно старовозрастных, в которых сформировались уникальные экосистемы с особой средой обитания для самых разных видов растений и животных, некоторые из них могут существовать только тут.

Будущее лесной геномики

В Сибирском федеральном университете взялись за сложнейшую задачу — секвенирование лиственницы, сосны и кедра. Большие геномы деревьев здесь расшифровывает уникальный комплекс секвенаторов и компьютерный кластер.

«По сути это уникальная научная установка (УНУ), и в наши планы входит ее регистрация в федеральном реестре, — рассказывает Константин Крутовский. — Два года назад мы создали кафедру геномики и биоинформатики, и студенты, магистранты и аспиранты кафедры имеют возможность участвовать в научных проектах и получать важные практические навыки по секвенированию и биоинформатике. У нас большие планы по изучению геномов древесных и их важнейших фитопатогенов».

Сейчас первоначальная расшифровка ДНК дерева обходится в сотни тысяч долларов, без грантов от государства ученым не справиться. Однако когда есть готовый образец генома, дальнейшее секвенирование обходится гораздо дешевле.

Инженерный вестник Дона | Круглые лесоматериалы как предмет труда при групповой окорке

Аннотация

В статье приведены результаты исследования круглых лесоматериалов в коре как предмета труда при окорке, установлены численные значения таких физико-механических свойств коры как условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою, жесткость коры.

Ключевые слова: деревообработка, кора, лесоматериалы, окорка, физико-механические свойства коры

05.21.01 — Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Практически любое деревообрабатывающее производство требует обязательной окорки древесного сырья. При этом, как правило, проводится чистая окорка с использованием группового метода очистки древесины от коры.
Среди существующего оборудования для групповой окорки древесины благодаря своим хорошим технико-экономическим показателям (по сравнению с другими методами окорки) наиболее широко используется метод групповой очистки древесины от коры с использованием механического способа очистки, включающего в себя совокупность фрикционного и ударного взаимодействий бревен как друг с другом так и с рабочими органами окорочной установки. Примером реализации данного метода окорки могут служить окорочные барабаны, которые благодаря высокой производительности, хорошему качеству окорки, незначительным отходам древесины, наименьшим трудовым и материальным затратам получили широкое применение в целлюлозно-бумажной промышленности [1], [2], [3].
Окорочный барабан представляет из себя вращающийся полый цилиндр внутрь которого помещаются подлежащие окорке лесоматериалы.
Процесс окорки лесоматериалов в барабане начинается с их загрузки во внутреннюю полость барабана, причем рекомендуемый коэффициент заполнения барабана находится в пределах 0,5 – 0,6. В результате лесоматериалы, загруженные в барабан, в его поперечном сечении образуют сегмент заполнения. Затем при вращении барабана происходит поворот сегмента до критического угла наклона его поверхности при котором лесоматериалы, находящиеся в его наивысшей точке начинают скатываться вниз в результате чего оказываются в низшей точке сегмента заполнения оттуда снова вовлекаются в движение сегмента и снова оказываются в его наивысшей точке [4].
В результате такого движения лесоматериалы испытывают ряд механических взаимодействий как друг с другом, так и с внутренней поверхностью барабана и его рабочими органами которые приводят к деформациям сдвига, разрыва и перерезания волокон коры. Эти механические взаимодействия можно разбить на два вида: фрикционное и ударное.
Изучение влияния удара на процесса отделения коры от древесины [5] показало, что в результате ударного взаимодействия лесоматериалов друг с другом и о внутреннюю поверхность барабана с расположенными на ней рабочими органами происходит ослабление связи коры с древесиной и разрыв целостной поверхности коры на отдельные участки размеры которых определяются пятном контакта взаимодействующих поверхностей, а в результате фрикционного взаимодействия происходит окончательный отрыв участка коры.
Установлено, что количество ударов, необходимых для окончательной утраты связи коры и древесины, а также разрыва целостной поверхности коры на отдельные участи зависит от ряда факторов среди которых основными являются толщина коры и сила ее сцепления с древесиной [6].
Как показал проведенный анализ научно-технической литературы  физико-механические свойства древесины изучены достаточно хорошо. В справочной литературе можно без труда для различных пород древесины найти значения ее плотности, прочности при сжатии вдоль и поперек волокон, предела прочности при скалывании вдоль и поперек волокон, прочности при сдвиге, модулей упругости и модулей сдвига, характеризующих ее деформативность, ударной вязкости, твердости, износостойкости, а также удельные характеристики ее механических свойств, но при этом к настоящему времени еще не все физико-механические свойства коры изучены достаточно хорошо.
Для понимания сути процесса отделения коры от древесины при механической групповой окорке, а также совершенствования оборудования и определения оптимальных режимов его работы возникает необходимость в знании физико-механических свойств коры и силы ее сцепления с древесиной.
Как показало изучение процесса отделения коры от древесины на интенсивность и качество процесса окорки существенно влияют ее толщина, жесткость и сила сцепления коры с древесиной.
Для установления численных значений выше указанных параметров были проведены исследования по установлению зависимости толщины коры от диаметра ствола дерева. Исследования проводились в условиях  сырьевой базы Петрозаводского лесхоза (Республика Карелия) на основных лесообразующих породах (ель, сосна, осина, береза) республики Карелия  при рубках ухода: квартал – 55, выдел –  6, категория защитности – лесополоса зеленой зоны, средняя высота деревьев – 22,5 м, средний возраст – 115 лет, средний диаметр на высоте 1,3  м  от поверхности земли – 28 см. Состав древостоя – 7Е1С1Б1Ос. Количество деревьев по породам:  ель – 13361, сосна – 1079, береза – 1056, осина – 776. Главные породы на данном  участке – ель и сосна; второстепенные породы – береза и осина. Площадь участка – 25,1 га, рельеф – всхолмленный, почва – суглинистая. Вид рубок ухода – постепенные. Размещение пород по площади участка равномерное. Установленная для участка интенсивность рубки ухода – 25,5 % от исходного запаса, объем вырубаемой массы по породам на 1 га: ель – 39 м3; сосна – 7,3 м3; береза – 9,6 м3; осина –  8,4 м3.
Исследование проводилось на свежесрубленной древесине непосредственно после валки деревьев и очистки их от сучьев. Методика проведения исследований подробно описана в работе [7].
По результатам исследования была установлена связь между толщиной коры (hk) и диаметром ствола (D) дерева в коре, которая описывается уравнением:

,

где K – коэффициент, зависящий от породы древесины (для ели K = 0,0281; сосны K = 0,0175; березы K = 0,0438; осины K = 0,0415).
Данное уравнение справедливо для деревьев заготовленных при рубках ухода в условиях республики Карелия, при диаметре ствола в коре от 8 до 20 см.
Наглядно связь между диаметром бревна в коре и толщиной коры на соответствующем диаметре при рубках ухода в древостоях Республики Карелия представлена на рис. 1.
Для определения таких физико-механических свойств коры как жесткость и условный предел прочности на скалывание по камбиальному слою были проведены экспериментальные исследования с использованием оригинальной экспериментальной установки, позволяющей наносить акцентированные удары различной силы по бревну. Эта установка включает в себя сварную раму размером 1´1 м, с установленной на ней  фермой высотой 1,5 м в верхней части которой смонтирована направляющая, обеспечивающая свободное перемещение в вертикальной плоскости штанги на торце которой установлена ударная пята. Штанга выполнена с возможностью крепления грузов различной массы для регулирования силы удара.

 
Рис. 1. – Зависимость толщины коры от диаметра ствола

 

По результатам проведенных исследований были установлены зависимости площади пятна окорки от силы и числа ударов, характеризуемых величиной ударного импульса, и диаметра бревна, что позволило определить численные значения ряда показателей, характеризующих физико-механические свойства коры, таких как: условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою (таблица 1, рис. 2) и жесткость коры (таблица 2) для основных лесообразующих пород республики Карелия.

Таблица № 1
Условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою, МПа


Диаметр ствола, см

Порода

Ель

Сосна

Осина

Береза

летом

зимой

летом

зимой

8

0,29

0,72

0,13

0,27

0,16

0,81

10

0,32

0,80

0,13

0,26

0,17

0,82

12

0,33

0,79

0,13

0,26

0,20

0,82

14

0,36

0,87

0,13

0,44

0,20

0,94

16

0,37

0,89

0,13

0,44

0,25

1,01

18

0,43

0,94

0,15

0,58

0,24

1,13

20

0,47

0,98

0,19

0,69

0,28

1,19

 

Рис.  2. – Зависимость условного предела прочности коры на скалывание по камбиальному слою от диаметра бревна

Таблица № 2
Жесткость коры, МН/м


Диаметр ствола, см

Порода

Ель

Сосна

Осина

Береза

летом

зимой

летом

зимой

8

1128

2539

182

182

517

5689

10

1144

2930

118

113

504

5860

12

1069

2969

105

77

667

5915

14

1039

3054

81

219

622

5456

16

1009

3092

56

163

723

5843

18

1260

3226

64

281

671

5755

20

1245

3335

61

392

736

5948

Среднее    значение

1128

3020

95

204

634

5780

Из таблицы 1 и рис.  2, видно, что с увеличением диаметра ствола происходит увеличение значения условного предела прочности коры на скалывание по камбиальному слою, что говорит об увеличении силы сцепления коры с древесиной. Из этих же данных видно, что зимой (при отрицательной температуре) происходит существенный рост силы сцепления коры с древесиной по сравнению с летним периодом (при положительной температуре).
Установленные значения жесткости коры, приведенные в таблице 2 и условного предела прочности коры на скалывание по камбиальному слою (таблица 1) являются важными характеристиками древесины в коре как предмета труда при окорке, позволяющими оценить требуемую для отделения участка коры от древесины величину ударного импульса и могут быть использованы при обосновании рациональных режимов работы окорочного оборудования с учетом как его геометрических размеров так и геометрических размеров обрабатываемых лесоматериалов, а также условий заготовки древесины (летний или зимний периоды).

Работа выполняется при финансовой поддержке Программы стратегического развития ПетрГУ в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности.

Литература

1.Шегельман, И. Р. Функционально-технологический анализ: Методология и приложения [Текст] / И. Р. Шегельман. — М: ИПиИ, 2000. — 96 с
2.Симонов, М. Н. Окорочные станки: Устройство и эксплуатация [Текст] / М. Н. Симонов, Г. И. Торговников. — М.: Лесная промышленность, 1990. — 182 с.
3.Шегельман, И. Р. Моделирование процесса функционирования окорочной установки бункерного типа [Текст] / И. Р. Шегельман, А. Ю. Лапатин // Разработка техники и оборудования для освоения нетрадиционных ресурсов древесного сырья: Сб. науч. трудов. — Петрозаводск: КарНИИЛП, 1993. С.28-38.
4.Шегельман, И. Р. Создание и внедрение новых технических решений в лесной промышленности [Текст]  / И. Р. Шегельман. — Петрозаводск: Карелия, 1988. — 56 с.
5.Шегельман, И. Р. Моделирование технологического процесса очистки древесины в корообдирочном барабане с применением метода дискретных элементов [Текст] / И.  Р. Шегельман, Г. Н. Колесников, А. С. Васильев, Ю. В. Никонова // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: вып. 184. СПб.: СПбГЛТА, 2008. – С. 172–179.
6.Шегельман, И. Р. Анализ процесса групповой окорки при положительной и отрицательной температурах [Текст] / И. Р. Шегельман, А. С. Васильев, А. Ю. Лапатин // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. Вып. 2. Архангельск, 2012. – С. 65-69.
7.Васильев А. С. Обоснование технических решений, повышающих эффективность режимов групповой окорки древесного сырья [Текст]: дис. … канд. техн. наук : 05.21.01: защищена 18.12.2004: утв. 01.04.2005 / Васильев Алексей Сергеевич. – Петрозаводск, 2004. – 148 с. – Библиогр.: с. 133–146. – 61:05 – 5/772.

Деревья для детей — изучаем виды деревьев с детьми дошкольного возраста

Попросите ребенка любого возраста нарисовать дерево, и он, скорее всего, изобразит длинный ствол и пышную листву сверху. Как ни странно, схема дерева выглядит точно так же. С той только разницей, что на рисунки обычно не попадают корни дерева — они находятся под землей.

Итак, дерево — это особый вид многолетних растений, в котором выделяются три основные части: корни, ствол и крона. Каждая из них играет свою важную роль в жизни растения.

Строение дерева

Корень питает дерево, всасывая необходимые вещества и влагу из почвы и передавая их в ствол. Корень также отвечает за устойчивое положение дерева. Именно благодаря распространению корней в почве дерево сохраняет вертикальное положение. Корни могут уходить на глубину до 30 метров и разрастаться в разные стороны на значительные расстояния — до 100 метров. Часто, особенно на неровной местности, корни выходят на поверхность земли и можно наблюдать их сложные переплетения.

Ствол — это опора для всего дерева. Причем во всех смыслах. Он не только физически держит верхнюю часть дерева — листья и ветви, — но и служит проводником питательных веществ от корней в крону. Ствол дерева крепкий и плотный, он обычно покрыт корой, под которой прячется древесина. Практически у всех деревьев ствол имеет форму вытянутого цилиндра, более широкого внизу, у корня, и постепенно сужающегося кверху.

Верхняя часть растения — его ветви и листья — образуют крону дерева. Крона бывает самой разной формы: раскидистая (ветви растут в разные стороны), шарообразная, плакучая (когда ветви направлены вниз), колонновидная (приблизительно одинаковая по ширине по всей высоте), пирамидальная (сужающаяся к верху), зонтичная (действительно, напоминающая зонтик на длинной ручке) и стелющаяся, когда крона пригнута к земле.

В природе можно наблюдать и другие виды крон, но их относят к отклонениям от норм, деформациям, «уродствам», хотя на самом деле это выглядит иногда привлекательно и интересно.

Чем отличаются друг от друга растения: деревья, кустарники и травы?

Первое, что приходит в голову, — размером, а точнее, ростом. Деревья выше всего, за ними — кустарники, и ниже — трава. Обычно так и бывает, но не всегда. В природе встречаются низкорослые деревья, и трава иногда вырастает выше кустарников. Так что главное различие — в строении. В частности, в наличии ствола.

У дерева — толстый твердый ствол, единственный для растения. Сверху он разветвляется. Повреждение ствола ведет к гибели всего дерева.

У кустарников нет одного основного ствола (или он есть, но очень маленький и у самой почвы) — у них многочисленные стебли — ветки: древесные, толстые, но не слишком крепкие; причем они могут отмирать и меняться на молодые побеги — то есть гибель одной или нескольких веток не приведет к гибели всего растения.

У трав вообще нет ствола, все растение представляет собой тонкий мягкий стебель, который не имеет разветвлений.

Некоторые различия есть и в жизненном цикле: травы могут быть и однолетними, и двухлетними, и многолетними; кустарники, как правило, многолетние, а деревья — всегда многолетние растения.

Какими бывают деревья?

Деревья бывают двух видов: лиственные и хвойные. Отличить их довольно просто — по виду листьев.

У лиственных деревьев листья представляют собой плоскую пластинку разной формы. Чаще всего зеленого цвета. Такие деревья еще называются листопадными, поскольку листья не находятся на них круглый год: осенью теряют окраску и опадают. Зимой дерево не имеет покрова, а новые листья вырастают из почек только весной.

У хвойных деревьев листья (да-да, они тоже называются листьями) растут в виде тонких иголочек, хвоинок. Хвойные деревья называют вечнозелеными, потому что их хвоя не теряет цвета осенью, и к зиме они не облетают. При этом не надо думать, что хвоя не меняется в течение всей жизни растения — хвойные деревья также меняют свой покров, но это происходит постепенно, не одновременно для всех листьев (иголок) и без привязки к определенному времени года.

Лиственные деревья

Познакомимся с основными видами лиственных деревьев, которые встречаются в городах, лесах и парках нашей страны.

Береза

Самое любимое в России дерево часто называют «деревом жизни», «русской красавицей», «невестой». Березу легко узнать по стволу, покрытому практически белой корой — берестой. Листья у березы некрупные, крона не слишком густая, пропускает свет, поэтому в березовом лесу редко бывает темно.

Это дерево растет на всей территории России — и не только. Из-за своей неприхотливости, береза встречается повсеместно в Северном полушарии и даже за Полярным кругом. В тундре растет карликовая береза — менее 1 метра высотой.

Обычная береза вырастает до 15 метров и даже выше — до 30. Живет дерево около 100 лет.

Цветки березы называются «сережками»; они похожи больше на мягкие гибкие висячие шишечки, чем на цветки.

Береза — одно из самых полезных деревьев, растущих в нашем климате. В ее листьях содержится много целебных веществ, поэтому их используют и в виде отваров, и для приготовления настоев, помогающих при различных заболеваниях и как общеукрепляющее средство. Вкусен и полезен березовый сок. Из веток и листьев березы делают банные веники, которые способствуют заживлению ран и ссадин. И даже запах березы, как считается, «лечит от сглаза и дурного настроения».

С древних времен широко использовался верхний слой коры березы — береста. Так как она устойчива к сырости, ее применяли в строительстве; а в быту использовали для изготовления домашней утвари. До наших дней дошли «берестяные грамоты» — записи, сделанные на коре. Они представляют большой интерес в первую очередь для историков, занимающихся изучением Древней Руси.

Липа

Древние славяне говорили, что липа — это «дерево-мать: и накормит, и обует, и вылечит». Но липа растёт не только в России; ее можно встретить во многих Европейских странах, даже на севере (в Норвегии, Финляндии). Хотя больше всего липа любит теплый и достаточно влажный климат.

Это дерево можно встретить как в садах и парках, так и в лесу и в поле.

Отличить его легко — по красноватым веточкам и листьям, имеющим характерную округлую форму с мелкими зубчиками. Крона у липы не такая ажурная, как у березы, она создает густую прохладную тень. Липа может достигнуть 30 метров в высоту.

Ярче всего липа проявляет себя во время цветения. В конце июня — июля все дерево покрывается красивыми светло-желтыми соцветиями, источающими сильный медовый аромат. Помимо красивого внешнего вида цветки липы обладают хорошими дезинфицирующими свойствами.

Но зацветает молодое растение не сразу. Липа, высаженная искусственно, начинает цвести только через 30 лет; в естественных условиях — на 10 лет раньше. Вообще липа живет довольно долго, до 400 лет, но известны случаи «деревьев — долгожителей», которым 1000 лет и даже больше.

Семена липы маленькие, похожие на горошинки, которые собраны по нескольку штук на одном, снабженном легким «крылышком» стебельке. Эти крылышки помогают семенам разлетаться, а сами семена служат кормом для птиц.

Славяне издавна использовали липу самыми разными способами: из древесины изготавливались столовые приборы и посуда, из коры плелись лапти, липовый цвет применялся для лечения многих заболеваний.

Липа — одно из самых полезных медоносных растений; мед называется «липец». А само дерево получило свое название за липкие почки и листья.

Дуб

«Дуб-исполин», «дуб-великан». Неслучайно в народе и литературе это дерево ассоциируется с силой и мощью. Дуб и выглядит соответствующе: крупное, могучее дерево с необъятным стволом и богатой кроной. Дерево достигает 40 метров, но растет не всю жизнь: в возрасте 100-200 лет рост в высоту прекращается. Незначительный прирост в ширину продолжается всю жизнь дерева, а живет оно долго, порой до 2 тысяч лет!

Листья дуба имеют красивую затейливую форму с округлыми зубцами. Кора прочная и толстая, темного цвета.

Дуб покрывается листвой одним из последних в лесу — иногда ближе к началу лета. И сразу зацветает. Его цветки расположены на длинных свисающих «сережках».

Плоды дуба любят и знают все дети. Это желуди — симпатичные продолговатые орешки, висящие на шляпках. Их можно употреблять в пищу.

Желудевый кофе — достаточно распространенный в мире напиток. А в сыром виде желудями с удовольствием лакомятся свиньи и кабаны.

В медицине широкое применение получила кора дуба, имеющая в составе дубильные вещества и природные антисептики.

Древесина дуба — одна из самых востребованных и ценных в мире.

Раньше дуб использовался и в чернильном производстве: из так называемых «галлов» или «чернильных орешков» (шарики, которые образуются на дубовых листьях из-за взаимодействия дубильных веществ с веществами, выделяемыми особыми, живущими на дереве личинками) добывали краску, которая входила в состав стойких чернил. Во времена Пушкина писали именно такими чернилами.

Клен

При упоминании этого дерева на ум в первую очередь приходят его листья. Они на самом деле очень красивы — и абсолютно оригинальны, с пятью острыми фигурными «пальцами». Особенно живописны листья клена осенью, когда окрашиваются во все оттенки желтого и красного. А семена клена похожи на стрекоз с их прозрачными легкими крылышками.

Само дерево довольно крупное, может дорасти до 30 метров в высоту и до полутора метров в диаметре. Вообще, клен растет очень быстро.

В мире существует более 100 видов клена. В нашей стране наиболее распространен Клен остролистный. А в Канаде клен — национальный любимец, рисунок листа даже украшает государственный флаг. К слову, Канадский клен живет значительно дольше «нашего»: до 500 лет, тогда как в наших лесах он доживает только до 200.

Клен любит освещенные участки, поэтому чисто кленовых лесов практически не бывает — дерево растет в основном на опушках. Зацветает клен в мае некрупными желто-зелеными цветками.

В Канаде и Северной Америке очень популярен кленовый сироп. Его получают из сока дерева. Но пытаться добыть его из наших кленов не стоит — он получается только из особого сорта. Хотя и наши клены дают сок — он не так вкусен, но используется в медицине для укрепления иммунитета и лечения нервов. Листья клена обладают антисептическими свойствами.

Клен славится особо прочной древесиной, обладающей помимо прочего и особыми акустическими свойствами, поэтому ее используют при изготовлении музыкальных инструментов.

Тополь

Это дерево относится к быстрорастущим, поэтому широко используется для озеленения городов.

Всем хорошо известно это стройное высокое дерево с густой серебристой кроной. Кора тополя тоже сероватая, часто — покрыта трещинами.

Хотя тополь считается довольно прихотливым деревом, он растет практически везде — и в средней полосе, и в Сибири, и в Америке, и даже в Африке. Но живут тополя не слишком долго — максимальных возраст около 150 лет. Хотя, как и у других растений, среди тополей встречаются долгожители, достигшие 400-летнего возраста.

Цветение тополя начинается достаточно рано, в апреле или мае (в зависимости от региона). Все дерево покрывается длинными серо-зелеными сережками, которые считаются очень медоносными.

Но самое интересное наступает позже, когда тополь отцветает. У некоторых деревьев, так называемых женских особей (у тополя бывают и мужские), цветки превращаются в пушистые, похожие на вату грозди, которые разлетаются в разные стороны и буквально покрывают все кругом белым ковром. Это тополиный пух.

Красивое зрелище, но некоторые люди очень страдают от пуха — он, как считается, провоцирует аллергические реакции. Поэтому сейчас во многих городах постепенно избавляются от «пуховых» тополей. По мнению многих ученых, совершенно напрасно. Ведь тополь — лидер среди всех деревьев по способности поглощать вредные вещества и выделять кислород. Именно в этом главная польза тополя. Хотя в медицине используются и отвары из различных частей растения: коры, семян и почек.

Древесина тополя считается не слишком прочной, но широко используется для изготовления спичек и бумаги.

Ива

Популярное и широко распространенное в нашей стране дерево. Чаще всего, когда говорят об иве, имеют в виду плакучую иву — дерево с длинными гибкими ветвями, наклоненными к земле. Но на самом деле разновидностей ивы очень много — более 500 видов, произрастающих практически везде в Северном полушарии. Ракита, ветла, лоза — это все ивовые деревья.

Ива неприхотлива, но чаще всего растет на хорошо увлаженной почве.

Среди разновидностей ивы встречаются растения с очень разными свойствами: и высокие, более 30 метров, деревья, и кустарники и даже ивы-карлики, не превышающие 3 сантиметров в высоту.

Практически у всех ив тонкие гибкие и ломкие ветви, но цвета их могут различаться от красного до темно-зеленого. Почки тоже различного цвета и формы.

Многие знают, что такое популярное растение как верба — это разновидность ивы. Но милые пушистые серые шарики на ветках — это не почки, как можно было бы подумать, а цветы.

Вообще, ива — раннее растение, почки на ней появляются еще зимой, поэтому для многих народов она — символ весны и пробуждения природы.

Интересно, что плакучая ива получила свое название не только из-за свешивающихся ветвей: эти деревья часто растут у водоемов и получают через корни слишком много влаги, которая она выходит через листья; и тогда кажется, что дерево буквально «плачет».

Ива широко используется в народной медицине: в ее коре содержится много уникальных веществ, например, танин. Также из ивы получают лекарство от малярии — хинин.

А из ивовой лозы традиционно делают плетеную мебель и корзины.

Осина

Название этого дерева в переводе с латыни означает «дрожащий человек». И действительно: даже при самом незначительном ветерке листья на дереве приходят в движение, и кажется, что все растение дрожит. Это объясняется тем, что листья держатся на ветке длинным и тонким черенком, который реагирует на любое колебание воздуха.

На самом деле осина — не такое уж «нежное» дерево. Наоборот, у нее такие длинные и мощные корни, что некоторые осины способны пережить пожар: даже если ствол и крона обгорят, корневая система может дать новые побеги.

У осины длинный светлый ствол. В высоту дерево может вырасти до 35 метров, причем достаточно быстро. В среднем дерево живет 100 лет.

Интересным свойством осины является то, что на срубе появляется синева. Это происходит из-за вступления дубильных веществ, содержащихся в древесине, с металлом режущего инструмента — но выглядит все это довольно зловеще, особенно на фоне белого ствола. Возможно поэтому у осины не слишком хорошая «репутация»: в древности люди верили, что в осиновых рощах водится нечистая сила.

Конечно, это не так. Осина — полезное дерево: ее древесина считается особо ценной, она мягкая, податливая и хорошо окрашивается, а кора содержит много полезных веществ, в том числе антибиотики, глицерин, эфиры. Первый аспирин был получен именно из коры осины.

Кроме того, дерево эстетично выглядит, у него стройный ствол, аккуратные, похожие на монетки с зубчиками листья, густая крона. Цветет осина в апреле, причем сережки разных цветов у мужского и женского растения: мужские — красноватые, женские — зеленые.

Каштан

Это дерево особо любимо детьми за гладкие коричневые плоды, заключенные в зеленую оболочку с шипами. В начале осени они падают, с хрустом разламываются и осыпают землю под деревьями.

Само по себе растение очень декоративно: у него широкая куполообразная крона, резные «пальчатые» листья с длинными черенками, а цветет каштан красивыми соцветиями в виде свечек. У некоторых видов цветки белые, у других — красноватого цвета.

Благодаря своей привлекательности и нетребовательности по части почвы и загрязнения атмосферы, каштан широко используется именно в городах с целью озеленения улиц, скверов и парков.

Каштаны любят сажать и в частных садах, но на небольшой территории корни дерева способны распространяться до 6 метров в разные стороны и мешать другим растениям.

Это дерево известно не только своей красотой. У некоторых видов каштана плоды съедобны. И даже в том случае, если их нельзя употреблять в пищу — как например у распространенного в России Конского каштана — их широко применяют в фармакологии и народной медицине.

Съедобные каштаны в России не растут — родина этих деревьев в Азии, США, на Средиземноморье. Они крупнее наших (вырастают до 50 метров).

Живет каштан 150–200 лет, однако зафиксированы случаи, когда отдельные деревья доживали до 2–3-тысячелетнего возраста.

Ясень

Дерево, высота которого достигает 30 метров, хорошо пропускает солнечный свет, несмотря на пышную крону. Это связано с особой формой листьев ясеня — они длинные и узкие и держатся на редких ветвях. Считается, что название дерева произошло именно от этого его свойства — под ним всегда светло и ясно. Кроме того, дерево издает приятный свежий аромат благодаря содержащемуся в коре кумарину.

Известно более 70 разновидностей ясеня, растущего по всему миру: в Европе, Северной Америке, Северной Африке, на Дальнем Востоке. В России широкое распространение получил ясень обыкновенный. Он растет в садах и парках, в лесах встречается реже. Чаще можно увидеть этого статного красавца посреди поля.

Ясень зацветает в апреле-мае и считается хорошим медоносом. Плоды появляются осенью, но могут оставаться на ветках до самой весны — они очень выручают зимой птичек, поскольку содержат большое количество питательных веществ.

Наибольшую ценность представляет древесина этого дерева: она прочная, красивого цвета и имеет интересную текстуру. Однако листья, плоды, и кора дерева используются и в лечебных целях.

Вишня

Разновидностей этого растения довольно много — более 130. Хорошо известны выведенные, культурные сорта вишни, однако есть и дикие виды. Они встречаются на Дальнем Востоке, В Китае, Японии, в Гималаях. Есть и степная дикая вишня, которую можно встретить в России. Эти деревья значительно ниже их культурных «собратьев».

А родиной вишни считается Черноморское побережье.

Вишня — обычно невысокое дерево, не больше 10 метров, диаметр ствола — около 40 сантиметров. У вишни мощная корневая система и не слишком густая кроной

С эстетической точки зрения вишня наиболее привлекательна в апреле-мае, когда зацветает. Цветет это дерево обильно, красивыми белыми цветами.

Но всеобщую любовь вишня снискала благодаря своим плодам — душистым, темно-красным кисло-сладким ягодам. Они появляются в июне и не только вкусны, но и чрезвычайно полезны: содержат витамины, микроэлементы, металлы.

В мебельной промышленности древесина вишни используется в изготовлении дорогостоящей мебели.

Интересно, что садовая вишня по-научному носит название «вишня кислая», независимо от ее вкусовых качеств. А черешня (которая является одной из разновидностей вишни) официально называется «вишня птичья».

Живет садовая вишня около 100 лет, дикая — не больше 20.

Япония очень гордится своей вишней — сакурой, которая цветет розовыми цветами. Этот вид вишни не съедобен, но настолько красив, что в Японии существует специальный праздник — Ханами — «любование сакурой». Это событие имеет для японцев статус национального праздника. Причем, цветением принято любоваться не только днем, но и по вечерам — в это время деревья особым образом подсвечивают.

Курсы по географии для детей 6-13 лет

На онлайн-курсе «Удивительная планета» знакомим детей с важнейшими местами России и стран мира в увлекательном формате через игры, истории и загадки

узнать подробнее

Хвойные деревья

Теперь познакомимся с хвойными деревьями, наиболее часто встречающимися в наших лесах.

Ель

Запах Нового года, праздника, шишек и хвои знаком нам всем с детства благодаря ели. Это вечнозеленое растение издавна ассоциируется с вечной молодостью, долголетием, бессмертием.

Внешний вид ели хорошо известен: это высокое (до 30 метров) дерево с прямым стволом, покрытым корой. Крона пирамидальная, листья представляют собой колючие зеленые иголки.

Еловые леса встречаются повсеместно. В России и Северной Европе наибольшее распространение получила Ель обыкновенная. В Америке, Китае и других странах произрастают другие разновидности ели.

Обычно ели живут до 200-250 лет.

Интересно, что после 10 лет ель меняет свою корневую систему. Избавляясь от основного корня, она становится менее устойчивой. В лесу часто можно встретить такое «вывороченное» дерево, упавшее от ветра.

Ель тоже цветет. Шишки, которые мы хорошо знаем, — это женские цветки ели после опыления. Мужские цветки похожи на вытянутые сережки, они разбрасывают пыльцу. Цветение происходит в мае.

А осенью в шишках созревают семена, которые так любят маленькие лесные обитатели.

В лечебных целях используют еловые шишки, хвою и смолу, содержащие большое количество витаминов, эфирных и бактерицидных веществ.

Древесина ели не считается особо ценной — она недолговечна и в строительстве используется редко. В то же время ее широко применяют для изготовления современных материалов для мебельной промышленности. Также хорошо известны «музыкальные» свойства ели. Благодаря им дерево используется для изготовления гитар и скрипок.

Кстати, ель — одно из немногих деревьев, способных «возрождаться» — выращивать побеги из погибшего корня.

Сосна

Еще одно вечнозеленое дерево, часто встречающееся в наших краях.

Дети часто путают сосну и ель, хотя это абсолютно разные деревья, и даже выглядят совершенно по-разному. У сосны крона овальная и ветви направлены вверх, у ели — конусообразная с опущенными ветвями; хвоя у сосны длинная и мягкая, а у ели — короткая и колючая. Кроме того, хвоя сосны значительно светлее и имеет сдвоенную структуру (у ели — одинарную). Шишки у сосны округлые, а у ели — удлиненные.

В России растет в основном сосна обыкновенная. Это дерево нетребовательно к почве, но любит солнечный свет. В лесах оно стремится вырасти над другими деревьями и приобретает длинный голый ствол, который раньше использовали в кораблестроении. На равнине сосны более приземистые, с раскидистыми ветвями и пышной кроной.

В медицине особенно ценится смола сосны — живица. Она обладает мощным антибактериальным свойством. Но и другие составляющие этого растения используются человеком. Кора — для изготовления поделок; почки — для целебного отвара, из зеленых шишек сосны делают вкусное варенье.

Красивый камень янтарь — это окаменевшая смола сосны.

Кедр

В России кедром называют кедровую сосну (или сибирский кедр), хотя это не совсем верно. Кедр и сосна — разные растения, пусть и относятся к одному семейству.

Кедры — это крупные хвойные деревья, произрастающие только в жарком субтропическим климате. Различают ливанский, гималайский и атласский кедры — деревья с ценной, устойчивой к влаге древесиной. Из них строили корабли и дома в местностях, затапливаемых водой (например, в Венеции). В России некоторые виды кедров можно встретить только на юге — в Крыму и на Кавказе.

От обычной сосны кедр отличается достаточно сильно: шишки у него растут вверх, хвоя более пушистая, собрана в пучки и имеет другую, синеватую окраску. Семена кедра несъедобны.

Сибирский кедр, напротив, имеет огромную пищевую ценность благодаря своим семенам — их называют «кедровыми орешками», но это именно семена.

Сибирский кедр, как можно догадаться из названия, растет на территории нашей страны в Сибири и на Дальнем Востоке. Также он встречается в Китае, Монголии, Казахстане. Это морозоустойчивое растение, высокое и крепкое — диаметр ствола достигает 2 метров. Живет сибирский кедр долго, порой до 500 лет. Плодоносить начинает в возрасте 20–70 лет.

Кедровые шишки сначала голубоватого цвета, но темнеют по мере созревания. Когда поспеют, они темно-коричневые и очень крупные, до 15 сантиметров в длину и 8 в ширину. Цветет дерево в июне.

Ядра кедровых семян помимо того что очень вкусны еще и содержат значительное количество жиров, витаминов и микроэлементов. Их широко используют в медицине и, конечно, в пищевой промышленности.

Целебна и древесина кедра — она способна убивать микробы. Это ее качество используют для изготовления различных емкостей для хранения продуктов.

Древесина сибирского кедра мягкая и податливая, поэтому пользуется большой популярностью у резчиков и столяров. Дети тоже хорошо с ней знакомы: она используется для изготовления карандашей.

Лиственница

Самая распространенная порода деревьев в России и в мире. Неприхотлива, выживает и на бедных почвах, и в сильные морозы. Поэтому встретить ее можно в любом климате. Она любит свет, и в благоприятных условиях растет быстро: может за год прибывать до метра роста.

Лиственницу иногда ошибочно принимают за высохшую ель — такие тонкие и редкие у нее иголки. Но вообще дерево довольно крупное, с толстым, высоким (до 45 метров) стволом. Живет долго, в среднем 500 лет, но бывают и тысячелетние представители.

Цветет весной, в мае. У дерева бывают мужские и женские цветы. Хорошо известны женские шишки лиственницы — красивой формы и розового цвета. Их часто используют в букетах, так они похожи на розы.

Шишки созревают только в сентябре и раскрываются поздней осенью или даже весной.

У лиственницы ценная древесина приятного медового цвета — твердая, упругая, прочная. В лиственничной коре и смоле содержатся полезные вещества, позволяющие использовать это растение в фармакологии.

Из коры добывают стойкий краситель розоватого цвета для тканей.

Мы рассказали о наиболее популярных видах деревьев, растущих в России. Очевидно, что польза от них огромна. Деревья защищают нас от избытка солнечных лучей, гасят уличный шум, их плоды пригодны в пищу для людей и животных, используются в медицине. Но, конечно, главная ценность деревьев — в их «работе» по очистке воздуха от вредных веществ (в первую очередь углекислого газа) и обогащению атмосферы кислородом.

Деревья нужно знать, любить и оберегать, и тогда эти «легкие гОрода» отплатят человеку добром.

А мы предлагаем вам также рассказать ребенку о грибах и диких животных, обитающих в наших лесах.

Тренажер для развития мышления

Тренажер — это база из 4000 задач, разработанных специально для развития навыков мышления учеников 1-4 классов

узнать подробнее

Камбий древесины

Камбий — тонкая образовательная ткань, которая расположена в стволе либо стебле и корнях растений. Она образует новые слои древесины и прирост дерева в толщину. В зимний период камбий прекращает функционирование. В результате сезонных изменений у дерева появляются годичные кольца.

Данная образовательная ткань образует одноклеточный слой живых и регулярно делящихся клеток. На поперечном срезе дерева вы можете увидеть концентрированные слои прироста, которые и называются годичными кольцами. Ближе к древесной поверхности они становятся светлее, а ближе к центру — темнее.

Особенности и функции камбия

Камбий представляет удлиненные клетки с заостренными скошенными концами. Они сильно вытянуты и на продольном срезе древесины обладают практически правильной прямоугольной формой. Каждая клетка содержит ядро, цитоплазму и другие свойственные вещества. Для камбия характерна тонкая оболочка, потому зимой радиальные стенки утолщаются.

С одной стороны ствола клетки камбия образуют древесную кору, а с другой — непосредственно древесину, причем последней образуется гораздо больше, чем первого элемента. Таким образом, данная ткань окружает тело дерево и создает оболочку, которая отделяет его от внутренней коры. Камбий обеспечивает рост толщины дерева за счет создания новых клеток.

На рост дерева влияют климатические условия и вид породы древесины. Для России самым прочным и надежным является зимний лес, в особенности сосна северных регионов страны. Это твердая и плотная древесная порода, которая устойчива к износу, ударам и механическому воздействию, отрицательному влиянию влаги. Кроме того, сосна отличается эстетичным внешним видом и фактурным рисунком.

Деревянный дом из качественных материалов

Фирма “МариСруб” самостоятельно изготавливает брус и бревно для строительства деревянных коттеджей, дачных домов, бань, беседок и гаражей. Используем отборную зимнюю сосну! Тщательно отбираем сырье, при заготовке и изготовлении пиломатериалов соблюдаем нормы ГОСТ, требования по хранению и транспортировке древесины.

Организуем сушку дерева при помощи конденсационных камер. Конденсационная сушка позволяет равномерно высушить брус или бревно и внутри, и снаружи. А для защиты от отрицательного воздействия влаги и холода, насекомых и ультрафиолета, перепадов температур каждое изделие проходит антисептирование. Также проводим защитную обработку на этапе сборки и отделки сруба, что повышает прочность и увеличивает срок службы дома.

Такая обработка и сушка позволяют получить надежные, долговечные и прочные пиломатериалы, которые в последующем не будут растрескиваться и гнить, покрываться плесенью или грибком. Бревно и брус надолго сохранят природные полезные качества, презентабельный внешний вид и первоначальный цвет.

В компании “МариСруб” вы можете заказать строительство “под ключ” либо отдельные услуги в данной сфере, персональное проектирование или доработку уже готового варианта из каталога компании. Строительство “под ключ” включает создание проекта и изготовление пиломатериалов, монтаж и отделку сруба, возведение кровли и фундамента, подведение инженерных сетей, работы по утеплению и герметизации дома. Гарантируем качественное и своевременное строительство!

Кора

Измерить толщину коры сложно. Прямые методы разрушительны, а использование зонда коры или датчика требует опыта и «чувства». Толщина коры также необходима в местах вдоль ствола (например, для оценки объема), что усложняет безопасное восхождение на дерево и вдавливание измерительного прибора в нескольких метрах над землей. Таким образом, важны способы прогнозирования толщины коры по легко измеряемым параметрам.

Толщина коры уменьшается от земли к верхушке дерева.Это уменьшение может быть связано со скоростью конусности штамба, но часто наблюдаются неровности и аномалии. Толщина коры зависит от вида; генетическая конституция; сайт; возраст, здоровье и размер дерева; уровень роста; стойкость коры; и положение вдоль ствола.

Многие лиственные деревья сохраняют достаточно постоянное отношение диаметра под корой к диаметру над корой вдоль ствола. Таким образом, диаметр под корой в любой точке дерева может быть рассчитан путем умножения диаметра над корой на отношение диаметра под корой к диаметру над корой на высоте груди.

Для многих других пород деревьев, особенно хвойных, соотношение диаметров под корой и над корой увеличивается с увеличением высоты вдоль штамба. То есть относительная толщина коры уменьшается. У некоторых редких видов отношение диаметра под корой к диаметру над корой уменьшается.

Если отношение диаметра под корой к диаметру над корой непостоянно, можно разработать уравнения для прогнозирования толщины коры на основе измерений на уровне земли. Например, Джонсон и Вуд (1987) оценили толщину коры ( b ) для Pinus radiata в ACT на основе измерений диаметра над корой и толщины коры на высоте груди ( dbh и bbh соответственно) и диаметра окорка в любом указанном месте:

Это уравнение оказалось достоверным во всех лесонасаждениях АКТ и не зависит от местонахождения и возраста.2

Комбинация двух приведенных выше уравнений позволяет прогнозировать толщину коры для любой высоты до штамба, когда известны только dbh и диаметр над корой (или относительный диаметр над корой).

Относительная толщина коры коррелирует с распределением пород деревьев вдоль градиента частоты пожаров | Экология пожаров

  • Ади, Х., С. Ричерт, К.П. Киркман и М. Дж. Лоус. 2011. Жара в разгаре: частые пожары высокой интенсивности в папоротнике-орляке ( Pteridium aquilinum ) приводят к гибели прорастающих деревьев Protea caffra на пастбищах умеренного пояса.Экология растений 212: 2013–2022. doi: 10.1007/s11258-011-9945-8

    Артикул Google Scholar

  • Бем А.Л., М.Л. Дурьеа, А.Дж. Лонг и У.К. застежка-молния. 2004. Воспламеняемость местных видов подлеска в сосновых плосколесьях и экосистемах гамаков из лиственных пород и последствия для границы между дикой землей и городом. Международный журнал Wildland Fire 13: 355–365. дои: 10.1071/WF03075

    Артикул Google Scholar

  • Бова А.С. и М.Б. Дикинсон. 2005. Связь поведения поверхностного огня, нагрева ствола и некроза тканей. Канадский журнал лесных исследований 35: 814–822. дои: 10.1139/x05-004

    Артикул Google Scholar

  • Boyer, W.D. 1990. Pinus palustris Mill. сосна длиннолистная. Страницы 405–412 в: Р.М. Бернс и Б.Х. Хонкала, технические координаторы. Сильвики Северной Америки. Том 1. Хвойные деревья. Министерство сельского хозяйства США, Справочник лесной службы по сельскому хозяйству 654, Вашингтон, округ Колумбия. С., США.

    Google Scholar

  • Кэтри, Ф.Х., Ф. Морейра, Дж.Г. Паусас, П.М. Фернандес, Ф. Рего, Э. Кардильо и Т. Курт. 2012. Уязвимость пробкового дуба к пожарам: роль сбора коры, характеристики деревьев и абиотические факторы. PLoS ONE 7(6): e39810. doi: 10.1371/journal.pone.0039810

    Артикул пабмед ПабМед Центральный КАС Google Scholar

  • Кавендер-Барес, Дж., Д.Д. Акерли, Д.А. Баум и Ф.А. Базза. 2004 б . Филогенетическая чрезмерная дисперсия в сообществах дуба Флориды. Американский натуралист 163: 823–843. дои: 10.1086/386375

    Артикул пабмед КАС Google Scholar

  • Кавендер-Барес, Дж., К. Китадзима и Ф.А. Баззаз. 2004 и . Множественные ассоциации признаков в отношении дифференциации среды обитания среди 17 видов флоридского дуба. Экологические монографии 74: 635–662. дои: 10.1890/03-4007

    Артикул Google Scholar

  • Хацифстратиу Э.К., Г. Борер, А.С. Бова, Р. Субраманиан, Р.П.М. Фрассон, А. Шерцер, Б.В. Батлер и М.Б. Дикинсон. 2013. FireStem2D — двумерная модель теплопередачи для имитации повреждения ствола дерева при пожаре. PLoS ONE 8(7): e70110. doi: 10.1371/journal.pone.0070110

    Артикул пабмед ПабМед Центральный КАС Google Scholar

  • Донован Л.А., Дж. Б. Уэст и К.В. Маклеод. 2000. Виды Quercus различаются по характеристикам воды и питательных веществ в среде обитания на песчаных холмах с ограниченными ресурсами. Физиология деревьев 20: 929–936. doi: 10.1093/treephys/20.14.929

    Артикул пабмед КАС Google Scholar

  • Поле, А. 2009. Обнаружение статистики с помощью SPSS. Третье издание. SAGE Publications, Лондон, Англия, Соединенное Королевство.

    Google Scholar

  • Фрост, К.C. 1995. Режимы пожаров перед поселением на юго-восточных болотах, торфяниках и болотах. Материалы конференции по экологии высоких лесов 19: 39–60.

    Google Scholar

  • Гашоу М., А. Мишельсель, И. Фриис, М. Дженсен, С. Демиссью и З. Волду. 2002. Стратегии регенерации после пожара и устойчивость коры деревьев к нагреву в часто горящих лесах и лугах тропической саванны в Эфиопии. Nordic Journal of Botany 22: 19–33.doi: 10.1111/j.1756-1051.2002.tb01615.x

    Артикул Google Scholar

  • Gignoux, J., J. Clobert, and JC Menaut. 1997. Альтернативные стратегии огнестойкости деревьев саванны. Экология 110: 576–583. дои: 10.1007/s004420050198

    Артикул пабмед Google Scholar

  • Гиллиам, Ф. С. и У. Дж. Платт. 1999. Влияние длительного исключения пожаров на видовой состав деревьев и структуру насаждений в старовозрастном лесу Pinus palustris (сосна длиннолистная). Экология растений 140: 15–26. дои: 10.1023/A:1009776020438

    Артикул Google Scholar

  • Глитценштайн, Дж. С., У. Дж. Платт и Д. Р. Сильный. 1995. Влияние пожарного режима и среды обитания на динамику деревьев в саваннах длиннолистной сосны на севере Флориды. Экологические монографии 65: 441–476. дои: 10.2307/2963498

    Артикул Google Scholar

  • Harmon, ME 1984. Выживание деревьев после поверхностных пожаров низкой интенсивности в Национальном парке Грейт-Смоки-Маунтинс.Экология 65: 796–802. дои: 10.2307/1938052

    Артикул Google Scholar

  • Хиггинс С.И., У.Дж. Бонд, Х. Комбринк, Дж.М. Крейн, Э.К. Февраль, Н. Говендер, К. Ланнас, Г. Монкрейфф и У.С.В. Троллоп. 2012. Какие черты определяют изменения численности древесных пород в пожароопасной саванне? Журнал экологии 100: 1400–1410. doi: 10.1111/j. 1365-2745.2012.02026.x

    Артикул Google Scholar

  • Хоффманн, В.А., Р. Адасме, М. Харидасан, М.Т. де Карвальо, Э.Л. Гейгер, М.А.Б. Перейра, С. Г. Готч и А. К. Франко. 2009. Верхушка деревьев, а не смертность, определяет динамику границ саванны и леса в условиях частых пожаров в центральной Бразилии. Экология 90: 1326–1337. дои: 10.1890/08-0741.1

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Хоффманн, В.А., Э.Л. Гейгер, С.Г. Готч, Д.Р. Россатто, Л.К.Р. Сильва, О.Л. Лау, М. Харидасан и А.К. Франко. 2012. Экологические пороги на границе саванны и леса: как признаки растений, ресурсы и огонь определяют распределение тропических биомов. Письма об экологии 15: 759–768. doi: 10.1111/j.1461-0248.2012.01789.x

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Хоффманн, В.А. , Б. Ортен и П.К.В. сделать Насименто. 2003. Сравнительная пожарная экология тропической саванны и лесных деревьев. Функциональная экология 17: 720–726.doi: 10.1111/j.1365-2435.2003.00796.x

    Артикул Google Scholar

  • Хоффманн, В.А. и О.Т. Солбриг. 2003. Роль топкилла в дифференциальной реакции древесных видов саванны на пожар. Экология леса и управление 180: 273–286. дои: 10.1016/S0378-1127(02)00566-2

    Артикул Google Scholar

  • Джексон, Дж.Ф., Д.К. Адамс и У.Б. Джексон. 1999.Аллометрия конститутивной защиты: модель и сравнительный тест с корой деревьев и режимом огня. American Naturalist 153: 614–632. дои: 10.1086/303201

    Артикул пабмед Google Scholar

  • Джонс, Дж.Л., Б.В. Уэбб, Д. Хименес, Дж. Рирдон и Б. Батлер. 2004. Разработка усовершенствованной одномерной модели обогрева ствола для применения при поверхностных пожарах. Канадский журнал лесных исследований 34: 20–30. дои: 10.1139/x03-187

    Артикул Google Scholar

  • Лоус, М.Дж., Х. Ади, Дж. Рассел-Смит, Б. Мерфи и Дж.Дж. Мидгли. 2011 б . Как маленькие деревья в саванне избегают гибели стволов от пожара? Роль диаметра ствола, высоты и толщины коры. Экосфера. 2(4): ст.42. DOI: 10.1890/ES10-00204.1

    Артикул Google Scholar

  • Lawes, M.J., A. Richards, J. Dathe и J.J. Мидгли. 2011 и . Толщина коры определяет огнестойкость отдельных видов деревьев из пожароопасной тропической саванны на севере Австралии.Экология растений 212: 2057–2069. дои: 10.1007/s11258-011-9954-7

    Артикул Google Scholar

  • Лоус, М.Дж., Дж.Дж. Мидгли и П. Дж. Кларк. 2013. Затраты и преимущества относительной толщины коры по отношению к ущербу от пожара: контраст саванны и леса. Журнал экологии 101: 517–524. дои: 10.1111/1365-2745.12035

    Артикул Google Scholar

  • Михалец, С.ЧАЙ. Джонсон и М.Т. Тайри. 2012. Выход за рамки гипотезы некроза камбия в гибели деревьев после пожара: кавитация и деформация ксилемы при лесных пожарах. New Phytologist 194: 257–263. doi: 10.1111/j.1469-8137.2011.04021.x

    Артикул Google Scholar

  • Мидгли, Дж. Дж., М. Дж. Лоус и С. Шамей-Жамм. 2010. Динамика древесных растений саванны: роль огня и травоядных, отдельно и синергетически. Австралийский журнал ботаники 58: 1–11.дои: 10.1071/BT09034

    Артикул Google Scholar

  • Паусас, Дж.Г. 2014. Толщина коры и режим пожара. Функциональная экология. . По состоянию на 27 ноября 2014 г. doi: 10.1111/1365-2435.12372

    Артикул Google Scholar

  • Петерсон Д.Л. и К.С. Райан. 1986. Моделирование гибели хвойных деревьев после пожара для долгосрочного планирования. Экологический менеджмент 10: 797–808. дои: 10.1007/BF01867732

    Артикул Google Scholar

  • Путер, Л., А. Макнейл, В.-Х. Уртадо, Х.Х.Т. Принс и Ф.Е. Путц. 2014. Признаки коры и стратегии жизненного цикла деревьев тропических сухих и влажных лесов. Функциональная экология 28: 232–242. дои: 10.1111/1365-2435.12158

    Артикул Google Scholar

  • Розелл, Дж.А., С. Глисон, Р. Мендес-Алонзо, Ю. Чанг и М. Вестоби. 2013. Функциональная экология коры: доказательства компромиссов, функциональной координации и окружающей среды, создающей разнообразие коры. New Phytologist 201: 486–497. дои: 10.1111/nph.12541

    Артикул пабмед Google Scholar

  • Ротермель, Р. К. 1972. Математическая модель для прогнозирования распространения горючих материалов в природных условиях. Исследовательский документ Лесной службы Министерства сельского хозяйства США INT-115, Межгорная исследовательская станция, Огден, Юта, США.

    Google Scholar

  • Шафале М.П. и А.С. Уикли. 1990. Классификация природных сообществ Северной Каролины: третье приближение. Программа природного наследия Северной Каролины, Отдел парков и мест отдыха, Департамент окружающей среды, здравоохранения и природных ресурсов, Роли, Северная Каролина, США.

    Google Scholar

  • Шольц, Ф.Г., С.Дж. Буччи, Г.Гольдштейн, Ф.К. Мейнцер, А. К. Франко и Ф. Мираллес-Вильгельм. 2007. Биофизические свойства и функциональное значение запасающих воду тканей ствола деревьев неотропической саванны. Plant Cell and Environment 30: 236–248. doi: 10.1111/j.1365-3040.2006.01623.x

    Артикул Google Scholar

  • Швилк Д. В., М.С. Гаэтани и Х.М. Пулос. 2013. Аллометрия коры дуба и стратегии выживания при пожаре на небесных островах пустыни Чиуауа, Техас, США.PLoS ONE 8(11): e79285. doi: 10.1371/journal.pone.0079285

    Артикул пабмед ПабМед Центральный КАС Google Scholar

  • Сорри, Б. А., Дж. Брейси Грей и П. Дж. Кратчфилд. 2006. Сосудистая флора экосистемы длиннолистной сосны Форт-Брэгг и Веймут-Вудс, Северная Каролина. Кастанеа 71: 129–161. дои: 10.2179/05-02.1

    Артикул Google Scholar

  • Стамбо, М.C., Р. П. Гайетт и Дж. М. Маршалл. 2011. Следы от пожаров у длиннолистной сосны ( Pinus palustris Mill.) раскрывают новые детали режима частых пожаров. Journal of Vegetation Science 22: 1094–1104. doi: 10.1111/j.1654-1103.2011.01322.x

    Артикул Google Scholar

  • Стивенс С.Л. и У.Дж. Либби. 2006. Антропогенный пожар и толщина коры прибрежных и островных популяций сосен из Альты и Нижней Калифорнии. Журнал биогеографии 33: 648–652.doi: 10.1111/j.1365-2699.2005.01387.x

    Артикул Google Scholar

  • Уль, К. и Дж. Б. Кауфман. 1990. Обезлесение, восприимчивость к пожарам и потенциальная реакция деревьев на пожар в восточной части Амазонки. Экология 71: 437–449. дои: 10.2307/1940299

    Артикул Google Scholar

  • USDA NRCS [Министерство сельского хозяйства США, Служба охраны национальных ресурсов].2007. База данных географических исследований почвы (SSURGO) для округов Форт-Брэгг, Северная Каролина, Камберленд и Хок. . По состоянию на 10 сентября 2011 г.

  • Ван Лир, Д. Х., В. Д. Кэрролл, П. Р. Капелук и Р. Джонсон. 2005. История и восстановление экосистемы лугов с длиннолистной сосной: последствия для видов, находящихся под угрозой. Лесная экология и управление 211: 150–165. doi: 10.1016/j.foreco.2005.02.014

    Артикул Google Scholar

  • ван Мантгем, П.и М. Шварц. 2003. Теплостойкость коры небольших деревьев в смешанных хвойных лесах Калифорнии: проверка некоторых модельных предположений. Лесная экология и управление 178: 341–352. дои: 10.1016/S0378-1127(02)00554-6

    Артикул Google Scholar

  • ван Вильген, Б.В., К.Б. Хиггинс и Д.У. Бельштедт. 1990. Роль растительности и топливно-химического состава в предотвращении пожаров на лесных участках в подверженных пожарам кустарниках финбос в Южной Африке.Журнал экологии 78: 210–222. дои: 10.2307/2261046

    Артикул Google Scholar

  • Вандервейде Б.Л. и Д.К. Хартнетт. 2011. Огнестойкость древесных пород объясняет состав исторического сообщества лесных галерей. Лесная экология и управление 261: 1530–1538. doi: 10.1016/j.foreco.2011.01.044

    Артикул Google Scholar

  • Вайнс, Р.Г. 1968. Теплопередача через кору и сопротивление деревьев огню.Австралийский журнал ботаники 16: 499–514. дои: 10.1071/BT9680499

    Артикул Google Scholar

  • Уолдроп, Т.А., Д.Л. Уайт и С.М. Джонс. 1992. Режимы пожаров для сообществ сосновых лугов на юго-востоке США. Экология и управление лесами 47: 195–210. дои: 10.1016/0378-1127(92)-D

    Артикул Google Scholar

  • Уикли, А.С. и М.П. Шафале. 1991. Классификация покосинов прибрежной равнины Каролины. Водно-болотные угодья 11: 355–375. дои: 10.1007/BF03160756

    Артикул Google Scholar

    • Соотношение между толщиной коры и диаметром на уровне груди для шести видов деревьев, используемых в медицине в Южной Африке популярный продукт, собранный для традиционной медицины в Южной Африке.

    Сбор урожая иногда проводится избирательно в отношении определенных классов размера ствола, а эффект удаления коры и устойчивость методов сбора урожая зависят от вида. Однако базовые аутэкологические данные, которые могли бы помочь усилиям по сохранению и мониторингу торговли, нелегко измерить и редко доступны. В попытке связать толщину коры, зарегистрированную в ходе трех этноботанических исследований на рынках традиционной медицины в Йоханнесбурге, была исследована взаимосвязь между толщиной коры и диаметром ствола на высоте груди (dbh) для шести видов, используемых в медицинских целях в Южной Африке.Образцы коры были сняты с 207 стволов, а затем взвешены и измерены. После этого образцы помещали в камеру фитотрона для сушки в течение 12 недель. Изменение толщины коры с течением времени регрессировали с диаметром ствола, чтобы предсказать диаметр ствола на основе записей о толщине коры. Сила взаимосвязи между толщиной и диаметром коры сильно зависит от макроскопической морфологии коры видов. Виды, у которых ритидом, как правило, оставался на стебле, демонстрировали аналогичные более сильные значения r 2 ( r 2  = 0.80–0,88) по сравнению с более низкими значениями для видов, сбрасывающих кору ( r 2  = 0,005). На примере Warburgia salutaris распространенность коры определенной толщины на рынках лекарственных средств использовалась для оценки изменения размерных классов деревьев за 6-летний период. Результаты показали, что в то время как в 1995 году были доступны деревья размером более 40 см в диаметре, в 2001 году преобладала кора деревьев менее 25 см в диаметре.

    Ключевые слова

    Толщина коры

    DBH

    Лекарственные растения

    Использование ресурсов

    Rhytidome

    Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

    7 SAAB 2. Copyright © .Опубликовано Elsevier B.V. Все права защищены.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Толщина коры дерева указывает на огнестойкость в более жарком будущем

    Кора дерева, произрастающего в бразильском Серрадо, которое может гореть каждые 3-7 лет и содержит одни из самых толстых коры в мире, при этом Connarus suberosus имеет 30 процентов диаметра ствола, состоящего из коры. Кредит: Адам Пеллегрини

    Новое исследование показало, что деревья во всем мире имеют более толстую кору, когда они живут в районах, подверженных пожарам.Полученные данные показывают, что толщина коры может помочь предсказать, какие леса и саванны выживут в более теплом климате, в котором ожидается увеличение частоты лесных пожаров.

    Деревья в регионах, где часто случаются пожары, таких как саванны и леса западной части Северной Америки, как правило, имеют более толстую кору, в то время как деревья в тропических лесах имеют более тонкую кору, сообщили исследователи из Принстонского университета и сотрудничающих учреждений.9 в журнале Ecology Letters . Кора защищает внутреннюю часть ствола от перегрева и является одним из немногих приспособлений, которые деревья используют, чтобы пережить пожар.

    «Мы нашли крупномасштабные доказательства того, что толщина коры является признаком огнестойкости, и мы показали, что это имеет место не только в конкретном биоме, таком как саванна, но и в разных типах лесов, в разных регионах и на разных континентах», сказал первый автор Адам Пеллегрини, научный сотрудник NOAA по климату и глобальным изменениям в Стэнфордском университете, который руководил исследованием, будучи аспирантом факультета экологии и эволюционной биологии Принстона.

    Исследование предполагает, что связь между толщиной коры и огнестойкостью должна быть включена в глобальные климатические модели, сказал Пеллегрини. «Деревья в регионах, которые часто горят, могут стать уязвимыми, если риск возгорания возрастет», — сказал он. «Открытый вопрос заключается в том, достаточно ли толста кора, чтобы помочь деревьям выжить».

    Исследователи из Принстона и сотрудничающих с ними учреждений обнаружили, что толщина коры у древесных пород по всему миру была выше в экосистемах с более частыми пожарами.На рисунке видно, что кора деревьев становится толще (красная) в районах с саваннами, которые выгорают каждые два-пять лет, и тоньше (синяя) в менее часто выгорающих экосистемах, таких как тропические леса. Деревья в лесах нижней половины Северной Америки, где периодически случаются пожары, имеют толщину коры от средней до толстой. Предоставлено: Джон Уайли и сыновья.

    Пеллегрини и его коллеги изучили 572 вида деревьев в регионах по всему миру. Они сравнили толщину коры деревьев в районах, где часто случаются лесные пожары и где дожди выпадают только сезонно, с деревьями в регионах, где пожары случаются редко, например, в тропических лесах.Они обнаружили, что в районах, где часты пожары, большинство деревьев, независимо от вида, имеют более толстую кору, чем близкородственные виды деревьев, растущие в районах с низким уровнем пожаров.

    Исследование предполагает, что влажные тропические леса, которые в основном состоят из деревьев с тонкой корой, могут труднее восстанавливаться после пожара, тогда как саванны и сезонные леса с деревьями с толстой корой должны лучше противостоять огню. Саванна была определена как земля с непрерывным травяным покровом, состоящим от 20 до 80 процентов деревьев, в то время как лес был определен как имеющий полное покрытие деревьев и практически полное отсутствие травы.

    Периодические пожары необходимы для здоровья некоторых видов саванн и лесов. Пожары сжигают избыток растительного материала, такого как мертвая древесина и трава, а также конкурирующие чувствительные к огню виды, и омолаживают почву, чтобы могли процветать доминирующие, огнестойкие виды растений. Однако пожары также могут нанести ущерб окружающей среде, выбрасывая накопленный углерод обратно в атмосферу и вызывая многолетнюю потерю ценной системы хранения углерода.

    Исследователи также задались вопросом, откуда взялись деревья с толстой корой: они эволюционировали, чтобы иметь толстую кору в ответ на проживание в подверженном пожарам регионе, или деревья с толстой корой произошли от семейств растений, виды которых склонны к образовывать толстую кору независимо от активности огня?

    Знаковые виды, такие как красное дерево ( Sequoia sempervirens ), имеют толстую кору. Кредит: Адам Пеллегрини.

    Чтобы выяснить это, исследователи сравнили родственные виды деревьев, произрастающие в пожароопасных районах, с теми, которые произрастают в регионах, не подверженных пожарам. Исследователи обнаружили, что толщина коры близкородственных видов связана с тем, жили ли эти виды в пожароопасных или неогнеопасных регионах, что послужило дополнительным доказательством того, что толщина коры является эволюционной адаптацией к огню.

    Тим Коулсон, профессор зоологии Оксфордского университета, сказал, что исследование иллюстрирует, как изменение климата может создать условия, которые уже находящиеся под угрозой исчезновения экосистемы не могут выдержать.

    «По мере того, как периоды засухи становятся все более частыми в тропических лесах — легких нашей планеты — возрастает риск того, что эти экосистемы сгорят», — сказал Коулсон, знакомый с исследованием, но не принимавший участия в нем.

    «Поскольку обитающие там виды плохо приспособлены к огню, последствия могут быть разрушительными», — сказал он. «[Эта] работа подчеркивает, что изменения, которые мы вносим в наш климат, могут подвергать экосистемы риску таких факторов, как пожар, с которыми они плохо приспособлены».

    Статья «Конвергенция инвестиций в кору в соответствии с пожарной и климатической структурой уязвимости экосистемы к будущим изменениям» была опубликована 11 января издательством Ecology Letters .

    Переменный рост деревьев после пожара защищает леса от будущих вспышек короеда
    Дополнительная информация: Ecology Letters , DOI: 10.1111/ele.12725 Предоставлено Университет Принстона

    Цитата : Толщина коры дерева указывает на огнестойкость в более жарком будущем (2017, 11 января) получено 14 февраля 2022 г. с https://физ.org/news/2017-01-tree-bark-thickness-fire-resistance-hotter-future.html

    Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

    Сравнение моделей для оценки толщины коры Picea abies на юго-западе Германии: роль дерева, древостоя и факторов окружающей среды .(1978) и меньший набор из 508 деревьев по измерениям, полученным в период с 2014 по 2016 год. Детали размеров приведены в таблице 1. Деревья из обоих наборов данных были отобраны на территории земли Баден-Вюртемберг протяженностью 35 752 км (90 345 2 90 346) в лесах умеренного пояса с широкий выбор условий для площадок и насаждений.

    Для получения новых данных было отобрано 508 деревьев для измерений на 35 участках, охватывающих основные районы произрастания в пределах штата (рис. 1). Высота участков варьировалась от 277 до 1219 м над уровнем моря.Среднегодовая температура воздуха колебалась от 4,6 до 9,3 °С, а годовая сумма осадков от 806 до 1945 мм год -1 . Выбирали смешанные насаждения и чистые еловые насаждения, а также деревья от рубок ухода, а также от рубок главного пользования в селекционно-рубочных системах. Размер выборки для участков и деревьев на участке был выбран после изменения в исследовании Altherr et al. (1978) данные были оценены Stängle et al. (2016).

    Таблица 1 Характеристики измеренных деревьев из наборов данных 1 и 2: диаметр на высоте груди (dbh), двойная толщина коры на высоте груди (DBT 1.3 ), общая высота дерева и возраст. Набор данных 1 взят от Altherr et al. (1978) Рис. 1

    Распределение пробных площадей набора данных 2. Выборка набора данных 1 проводилась на той же территории (участки не показаны)

    Измерения

    Выборка для обоих наборов данных была выполнена, как описано Altherr et al. (1974, 1978): деревья были срублены, обрезаны сучками и измерены в лесу до того, как были выполнены какие-либо дальнейшие манипуляции с бревнами.Места измерения находились на высоте груди (1,3 м над землей) и вдоль ствола дерева с шагом 2 м до верхнего диаметра примерно 10–15 см. Было показано, что такое распределение местоположений на деревьях адекватно для описания изменчивости внутри дерева в пределах товарной длины ствола более 1,3 м (Stängle et al. 2016). Однако изменчивость толщины коры ниже 1,3 м может значительно увеличиться из-за изменений формы ствола и профиля коры. Диаметр и толщину коры измеряли дважды (примерно перпендикулярно) в каждом месте с помощью штангенциркуля и шведского измерителя коры соответственно. Толщина двойной коры рассчитывалась как сумма двух измерений коры. Дополнительными измерениями для новых данных были высота дерева, которая была измерена на срубленном дереве, и возраст дерева. Высота дерева для Altherr et al. (1978) данные были смоделированы с помощью смешанной B-сплайновой регрессии, описывающей конусность дерева, с использованием R-пакета TapeR (Kublin and Breidenbach 2013).

    Изменчивость между насаждениями и деревьями

    Из-за вложенной схемы выборки измерения толщины коры показывают сходство измерений в пределах каждого дерева и в пределах делянок (напр.г. Ли и Вайскиттель, 2011). Если дисперсия между группами (такими как деревья и участки в нашем случае) велика, дополнительная информация о предикторах на уровне группы может объяснить эту дисперсию. Межгрупповая дисперсия может быть выражена коэффициентом внутриклассовой корреляции (Шилзет и Накагава, 2013). Были проанализированы компоненты дисперсии двух линейных моделей толщины коры разной сложности (см. ниже) и рассчитаны коэффициенты внутриклассовой корреляции как отношение межгрупповых дисперсий к общей остаточной дисперсии.В зависимости от формы модели и включенных ковариат внутриклассовая корреляция может существенно различаться для одних и тех же данных (например, Stängle et al. 2016). Уравнения (1) и (2) были выбраны из литературы, так как оба являются установленными формами моделей для прогнозирования толщины коры. Уравнение (1) было введено Loetsch et al. (1973) и был использован Zacco (1974) для Швеции, а Li и Weiskittel (2011, уравнение 7) предложили его как полезный для елей. Уравнение (2) было введено Ханнрупом (2004 г.) и реализовано в стандарте протокола харвестера для лесных данных и связи StanForD (Скогфорск, 2012 г.).Толщина двойной коры прогнозируется в двух линейных моделях следующим образом:

    $$ DBT={\beta_0+\beta}_1{d}_{\mathrm{ob}}+\varepsilon $$

    (1)

    $$ DBT={\beta_0+\beta}_1{dbh}_{\mathrm{ob}}+{\beta_2 d}_{\mathrm{ob}}+\varepsilon $$

    (2)

    где DBT – двойная толщина коры в любой точке ствола (мм), d ob диаметр внешней коры в этом положении (мм), dbh ob — наружный диаметр коры на высоте груди (1. 3 м) (мм), ε — невязка модели, а β 0  ,  β 1  , и β 2 — коэффициенты регрессии.

    Сравнение моделей

    Было проведено сравнение шести различных форм моделей на предмет их качества соответствия и их прогностической способности для обоих наборов данных. Чтобы учесть иерархическую структуру данных, мы применили моделирование со смешанным эффектом со случайным отклонением точки пересечения на уровне дерева и графика, что привело к уравнениям.(3), (4), (5), (6), (7) и (8):

    $$ DBT={\beta_0+\beta}_1{d}_{\mathrm{ob}}+ {b}_i+{b}_{ij}+{\varepsilon}_{ijk} $$

    (3)

    $$ DBT={\beta_0+\beta}_1{dbh}_{\mathrm{ob}}+{\beta_2 d}_{\mathrm{ob}}+{b}_i+{b}_{ij}+ {\varepsilon}_{ijk} $$

    (4)

    $$ \log (DBT)={\beta_0+\beta}_1{d}_{\mathrm{ob}}+{\beta}_2 \log{d}_{\mathrm{ob}}+{\beta }_3{\mathrm{ind}}_{d bh}+{b}_i+{b}_{ij}+{\varepsilon}_{ijk} $$

    (5)

    $$ DBT = {d} _ {\ mathrm {ob}} \ left ({\ beta} _1 + {\ beta} _2 \ frac {h} {H} + {\ beta} _3 {\ left (\ frac { h}{H}\right)}^2+{\beta}_4 H\right)+{b}_i+{b}_{ij}+{\varepsilon}_{ijk} $$

    (6)

    $$ DBT={\beta_0+\beta}_1{d}_{\mathrm{ob}}+{{\beta_2 d}_{\mathrm{ob}}}^2+{{\beta_3 d}_{ \mathrm{ob}}}^3+{b}_i+{b}_{ij}+{\varepsilon}_{ijk} $$

    (7)

    $$ \log \left( DBT/{d}_{\mathrm{ob}}\right)={\beta_0+\beta}_1{\left(1-\frac{h}{H}\right)} ^ {\ beta_2} + {\ beta} _3 {\ left (\ frac {h} {H} \ right)} ^ {\ beta_4 H} + {\ beta} _5 { d bh} _ {\ mathrm {ob} }+{\beta}_6\frac{H}{{d bh}_{\mathrm{ob}}}+{b}_i+{b}_{ij}+{\varepsilon}_{ijk} $$

    (8)

    где инд дбч — показатель высоты груди (если true = 1; иначе = 0), h — высота над землей в точке измерения вдоль штамба (м), H — общая высота дерева (м), б и — случайный эффект для i -го участка, b и — случайный эффект для j -го дерева на участке i , ε йк — остаточная ошибка для k -го измерения в j -м дереве на графике i , β 0 – 6 — коэффициенты регрессии, а другие переменные определены, как указано выше.

    Уравнения (3) и (4) соответствуют уравнениям. (1) и (2) соответственно с дополнительными членами случайного эффекта. Уравнение (5) было найдено пригодным для ели Wilhelmsson et al. (2002 г., уравнение S5b) и уравнение. (6) был введен Цао и Пеппером (1986, уравнение 4) и предложен Ли и Вайскиттелем (2011, уравнение 4). Модельные формы уравнений. (7) и (8) были описаны Гордоном (1983, уравнения 9 и 3). Зависимая переменная уравнений. (5), (6) и (7) в исходных публикациях был диаметр внутри коры и был изменен для этого исследования, так что прогнозы были сделаны для двойной толщины коры для уравнений.(3), (4), (5), (6) и (7).

    Для учета позиционной автокорреляции внутри каждого дерева, которая не была устранена введением случайного эффекта на уровне дерева, была применена непрерывная авторегрессионная корреляционная структура первого порядка (CAR1) (Pinheiro and Bates 2000), которая широко использовалась в лесное хозяйство (Weiskittel et al. 2011). Это объясняет сходство значений толщины коры внутри дерева вдоль ствола, причем более близкие положения более похожи друг на друга. Функция дисперсии мощности с d ob в качестве ковариации было введено для учета большего остаточного разброса при увеличении диаметра.Предыдущие анализы показали коррелированные ошибки и гетероскедастические ошибки в данных и привели нас к введению описанной выше структуры корреляции внутри группы и структуры гетероскедастичности внутри группы. Байесовский информационный критерий (BIC) был рассчитан для количественной оценки улучшения соответствия модели за счет введения этих структур.

    Статистика подбора включает среднюю абсолютную ошибку (MAE) и среднеквадратичную ошибку (RMSE). Подгонки моделей (6) и (8) были скорректированы после обратного логарифмического преобразования (Baskerville, 1972; Sprugel, 1983).Для оценки прогностической способности моделей была проведена перекрестная проверка десятикратного блока. Поэтому данные были случайным образом разделены на десять подвыборок, каждая из которых содержала одинаковое количество участков. В каждом из десяти прогонов одна подвыборка использовалась в качестве проверочных данных, а остальные девять подвыборок — в качестве обучающих данных. Результаты всех запусков усреднялись. Подбор смешанной модели был выполнен с использованием функции lme пакета nlme (Pinheiro et al. 2016) в программном обеспечении R версии 3.2.2 (Основная группа R, 2015 г.).

    Чтобы проверить, приводят ли два набора данных к существенно различающимся оценкам параметров, наиболее подходящая модель (8) была подобрана для обоих наборов данных по отдельности. Остатки обоих подходов сравнивались с проверкой эквивалентности, чтобы увидеть, может ли форма модели одинаково хорошо описывать оба набора данных. Впоследствии обе модели были применены для расчета прогнозов двойной толщины коры для нового набора данных, и результаты были сопоставлены с проверкой эквивалентности. Для обоих тестов эквивалентности область безразличия была установлена ​​равной 0.5 мм, что определяет абсолютный размер, которого может достичь среднее значение различий, так что H 0 по-прежнему отклоняется, и, следовательно, предполагается эквивалентность (Robinson and Froese 2004). Эквивалентность пакета R (Robinson 2016) использовалась для расчета надежного двухстороннего одностороннего теста t (TOST) на эквивалентность непарных данных для остатков и парных данных для прогнозов толщины коры соответственно.

    Пространственная вариация толщины коры

    На последнем этапе этого исследования мы попытались интерпретировать вариацию толщины коры между насаждениями, которая могла быть вызвана факторами окружающей среды.Поскольку точное положение древостоя и возраст деревьев были известны только для вновь собранных данных, этот шаг можно было выполнить только для набора данных 2. Чтобы учесть климатические эффекты, мы включили годовое количество осадков (–1 мм в год) и среднегодовую температуру воздуха ( °С). Высота пробных площадей (метры над уровнем моря) и географические координаты (проекция Гаусса-Крюгера в м) были включены для оценки пространственных эффектов, которые можно было бы объяснить климатическими, а также биотическими или абиотическими факторами, такими как индекс участка и почва. материалов соответственно.Кроме того, мы включили возраст деревьев, чтобы учесть скорость роста отдельных деревьев, на которую могут влиять качество участка и индивидуальные факторы деревьев, такие как подавление их ранней фазы роста более крупными деревьями. Для этого анализа были выбраны обобщенные аддитивные смешанные модели (GAMM), а переменные-предикторы были введены в виде регрессионных сплайнов на тонких пластинах с пакетом R mgcv (Wood 2011). Географические координаты были введены в виде сплайнов тензорного произведения для моделирования двумерной поверхности, как это было предложено Вудом (2006).Для учета позиционной автокорреляции внутри каждого дерева была применена непрерывная авторегрессионная корреляционная структура первого порядка (CAR1) (Pinheiro and Bates 2000). Модель имела следующий вид:

    $$ DBT=\beta +{f}_s\left({d}_{\mathrm{ob}}\right)+{f}_s\left({d bh}_ {\ mathrm {ob}} \ right) + {f} _s (H) + {f} _s \ left (\ frac {h} {H} \ right) + {f} _s \ left (\ mathrm {age} \right)+{f}_{te}\left( X\mathrm{coord}, ​​Y\mathrm{coord}\right)+{f}_s\left(\mathrm{elev}. \right)+{f }_s\left(\mathrm{prec}.\right)+{f}_s\left(\mathrm{temp}.\right)+{b}_i+{b}_{i j}+{\varepsilon}_{i j k} $$

    (9)

    где f с ( д об ), ф с ( дбх об ), ф с ( H ), \( {f}_s\left(\frac{h}{H}\right) \), f с (возраст), ж с (отм.), ф с (прод.) и f с (темп.) являются плавными функциями d об , дбх ob , H , \( \frac{h}{H} \), возраст дерева (годы), высота над уровнем моря, годовое количество осадков и среднегодовая температура воздуха; ф тэ (координата X , координата Y ) — сплайн тензорного произведения географических координат; б и — случайный эффект участка i , b и — случайный эффект для j -го дерева на участке i и ε йк — остаточная ошибка для k -го измерения в j -м дереве на графике i .

    Подходящая статистика подмоделей уравнения. (9) сравнивались после исключения отдельных независимых переменных с использованием функции перетаскивания пакета MuMIn (Barton 2016) для проверки значимости каждого параметра модели. BIC был рассчитан для ранжирования совпадений, полученных с помощью этой процедуры.

    Оценка толщины коры обыкновенных лиственных пород Аппалачей

    Оценка толщины коры обыкновенных лиственных пород Аппалачей | Поиск по дереву Перейти к основному содержанию

    .gov означает, что это официально.
    Веб-сайты федерального правительства часто заканчиваются на .gov или .mil. Прежде чем делиться конфиденциальной информацией, убедитесь, что вы находитесь на сайте федерального правительства.

    Сайт защищен.
    https:// гарантирует, что вы подключаетесь к официальному веб-сайту и что любая предоставленная вами информация шифруется и передается безопасно.

    Тип публикации:

    Доклад (приглашенный, предложенный, основной доклад)

    Первичная(ые) станция(и):

    Северная исследовательская станция

    Источник:

    В: Гронингер, Джон У.; Хольцмюллер, Эрик Дж.; Нильсен, Клейтон К.; Дей, Дэниел С., ред. Материалы 19-й Центральной конференции по лиственным лесам; 2014 10-12 марта; Карбондейл, Иллинойс. Общий технический отчет NRS-P-142. Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция: 283-294.

    Описание

    Знание толщины коры вдоль ствола дерева имеет решающее значение для точной оценки остатков и, что более важно, для оценки объема доступной твердой древесины. Определение объема или веса коры для бревна важно, потому что кора и древесная масса обычно разделяются при обработке бревен, и точное определение объема проблематично. Известно, что толщина коры зависит от вида, диаметра дерева и расположения вдоль ствола. В этой статье исследуется толщина коры четырех лиственных пород Аппалачей: красного дуба (Quercus rubra), белого дуба (Quercus alba), желтого тополя (Liriodendron tulipifera) и сахарного клена (Acer saccharum). Используя измерения толщины коры на нескольких участках, была определена средняя толщина коры по диаметру ствола и по высоте образца.Кроме того, были разработаны модели, которые прогнозируют толщину коры на основе измеренного диаметра снаружи коры.

    Цитата

    Томас, Р. Эдвард; Беннетт, Нил Д. 2014. Оценка толщины коры обычных лиственных пород Аппалачей. В: Гронингер, Джон В.; Хольцмюллер, Эрик Дж.; Нильсен, Клейтон К.; Дей, Дэниел С., ред. Материалы 19-й Центральной конференции по лиственным лесам; 2014 10-12 марта; Карбондейл, Иллинойс. Общий технический отчет NRS-P-142.Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция: 283-294.

    Примечания к публикации

    • Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и приложить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
    • Эта статья была написана и подготовлена ​​государственными служащими США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.

    https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/47436

    Функциональные объяснения различий в толщине коры деревьев тропических лесов на JSTOR

    Абстрактный

    1. Сложная структура коры дерева отражает ее многочисленные функции, в том числе структурную поддержку, а также защиту от огня, вредителей и патогенов. Однако толстая кора может ограничивать дыхание живых тканей ствола. Тем не менее, мало исследований касалось различий в толщине коры на уровне сообщества, и, насколько нам известно, никто не проверял несколько гипотез, объясняющих различия в толщине коры. 2. Мы провели обширное исследование толщины коры внутри и среди видов деревьев в тропических лесах Французской Гвианы. Толщина коры ствола увеличивалась на 1-2 мм на каждые 10 см увеличения диаметра ствола и широко варьировала на всех уровнях таксономии. Средняя толщина коры ствола составляла 4–5 мм (диапазон: 0,5–29 мм), что меньше, чем в двух тропических лесах Амазонки в предыдущих исследованиях.Это исследование толщины коры должно быть полезно для управления лесным хозяйством, поскольку выживание деревьев в условиях пожара в значительной степени зависит от толщины коры. 3. Мы объединили данные обследования с несколькими наборами данных, чтобы проверить несколько функциональных гипотез, предложенных для объяснения различий в толщине коры. Мы обнаружили, что кора обеспечивает в среднем 10% жесткости стволов деревьев на изгиб, что значительно меньше, чем в единственном другом исследовании жесткости коры. Толщина коры не коррелировала с ассоциацией видов с местами обитания, подверженными пожарам, что позволяет предположить, что влияние огня на толщину коры не распространяется на влажные леса.Также было мало доказательств того, что толщина коры зависит от ее функции защиты от травоядных. Также не было доказательств того, что толстая кора ограничивает дыхание туловища. 4. Повторный анализ ранее собранных анатомических данных показал, что различия в толщине ритидома (непроводящей наружной коры) во многом объясняют различия в общей толщине коры. Поскольку ритидом в первую очередь участвует в защите живых тканей ствола, мы предполагаем, что толщина коры в основном определяется ее защитной функцией.5. Функциональные объяснения различий в толщине коры не были четкими. Тем не менее, это исследование дает основу для дальнейшего изучения функциональных основ коры тропических деревьев.

    Информация о журнале

    Functional Ecology публикует оригинальные статьи по экологии организмов, включая физиологическую экологию, поведенческую экологию и эволюционную экологию, и их последствия для моделей и процессов сообщества и экосистемы.Документы может описывать экспериментальные, сравнительные или теоретические исследования любого типа организм. Работа, которая носит чисто описательный характер или фокусируется на динамике населения. (без исследования основных факторов, влияющих на динамику населения) не будет принят, если он не прольет свет на упомянутые конкретные области выше. Функциональная экология публикует стандартные статьи, обзоры, форум и перспективные статьи, в дополнение к специальным материалам, которые являются сборниками статей по одной теме.Журнал выходит шесть раз в год. Дальше подробности доступны на сайте www.functionalecology.org. JSTOR предоставляет цифровой архив печатной версии Functional Экология. Электронная версия Функциональной экологии доступен по адресу http://www3.interscience.wiley.com/journal/117987963/home. Авторизованные пользователи могут иметь доступ к полным текстам статей на этом сайте.

    Информация об издателе

    Британское экологическое общество — гостеприимный и инклюзивный дом для всех, кто интересуется экологией.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *