что можно определить по годичным кольцам стебля
ГДЗ биология 6 класс Пасечник Дрофа Задание: Лабораторная работа Внутреннее строение ветки дерева
Ход работы
Рассматриваем ветку, находим на ней чечевички (бугорки с отверстиями). Бугорки с отверстиями или чечевичек представляют собой особые образования в пробковой ткани стебля растения, которые появляются на смену устьицам, бывшим в эпидермисе. Внешне они представляют собой мелкие вытянутые в длину бугорки, которые находятся на поверхности стебелька. Нужны чечевички для того, чтобы обеспечивался газообмен между окружающей средой и внутренней атмосферой стебля.
Готовим поперечный и продольный срезы ветки. С помощью лупы рассматриваем слои стебля на срезах. Мы видим такие слои: кора, камбий, древесина, сердцевина.
Иглой отделяем кору, попробуем её изогнуть, сломать, растянуть. Наружный слой коры еще называют пробкой. Луб – это сложная проводящая ткань, по которой продукты фотосинтеза транспортируются из листьев ко всем органам растения. Состоит из комплекса тканей: механической (лубяные волокна) и проводящей (ситовидные трубки и клетки-спутники), и находится во внутренней коре.
На продольном срезе рассматриваем кору, древесину, сердцевину. Испытываем каждый слой на прочность. Древесина оказалась самой прочной, потому что в ее структуру входит механическая ткань. А самый рыхлый слой – сердцевина, состоящая из крупных клеток основной ткани с тоненькими оболочками, в которой накапливаются запасы питательных веществ.
Отделяем кору от древесины, проводим пальцем по древесине. Древесина становится мягкой и влажной. Это происходит потому, что между корой и древесиной находится камбий, который состоит из узких клеток образовательной ткани с тонкими оболочками. При надавливании клетки камбия разрываются, а их содержимое вытекает наружу. С приходом весны и лета камбий активно делится, из-за чего в сторону к коре откладываются новые клетки луба, а в сторону древесины поступают новые клетки древесины. Таким образом, стебель растет в толщину.
Зарисовываем поперечный и продольный срезы ветки и подписываем названия каждой части стебля.
На спиле древесного стебля находим древесину, считаем с помощью лупы число годичных колец и определяем возраст дерева: чем больше годичный колец, тем больше лет дереву.
Рассматриваем годичные кольца. Они не одинаковы по толщине. Это зависит от того, в каких условиях росло дерево. Например, в тепло время года камбий делится активнее, поэтому кольцо будет больше. Зимой этот процесс происходит медленнее, так как в это время питание дерева, влажность и количество солнечного света недостаточны. Соответственно, и кольца образуются тонкие.
Устанавливаем, какие слои древесины старше по возрасту — лежащие ближе к середине или к коре. Те слои древесины, которые расположены ближе к середине, являются старшими по возрасту. А те, которые находятся ближе к коре – молодые.
Стр. 52. Вопросы
№ 1. Каково внутреннее строение стебля дерева или кустарника?
Стебель дерева состоит из трех основных слоев: наружный (кора), центральный (сердцевина), средний (древесина). Более подробно различают кожицу – верхний слой стебля, который присутствует только у молодых веток. У старых растений кожица сменяется пробкой, под которой находится кора. Внутренним слоем коры является луб. Чуть далее идет камбий – образовательная ткань. А пот камбием – древесина – самый мощный слой.
№ 2. Какое значение имеют кожица и пробка?
Кожица и пробка являются покровными тканями, основная функция которых заключается в защите более глубоких клеток стебля от перепадов температур, излишков влаги и прочих повреждений извне. В пробке находятся чечевички, которые обеспечивают газообмен. В кожице стебля эту функцию выполняют устьица.
№ 3. Где расположен луб и из каких клеток он состоит?
Луб располагается во внутренней коре растения. Он состоит из целого комплекса тканей, куда входят: механическая (лубяные волокна), основная (паренхима) и проводящая (ситовидные трубки и клетки-спутники).
№ 4. Что такое камбий? Где он расположен?
Камбий – это образовательная ткань в корнях и стеблях преимущественно голосеменных и двудольных растений, которая залегает между корой и древесиной, и дает начало проводящим вторичным тканям и обеспечивает прирост их клеток в толщину.
№ 5. Какие слои видны на поперечном срезе стебля при рассматривании невооружённым глазом и с помощью микроскопа?
Невооруженным глазом на поперечном срезе стебля можно увидеть кору, слой камбия, древесину и сердцевину. Микроскоп поможет рассмотреть луб, пробку и кожицу.
№ 6. Что такое годичные кольца? Как они образуются?
Годичные кольца – это тонкие образования из наружного слоя древесины, которые появляются каждый год при росте дерева. Каждое такое кольцо образует две части: наружная часть – плотная и темная, и внутренняя – светлая и рыхлая. Образуются кольца за счет нарастания новых клеток. Весной и летом это происходит быстрее, осенью и зимой – медленнее.
Стр. 52. Подумайте
Что можно определить по годичным кольцам? Почему у многих тропических растений годичных колец не видно?
По количеству годичных колец можно определить возраст дерева. А по их толщине – условия, в которых оно произрастало. Если дерево росло в условиях достаточной влажности, света и питательных веществ, то кольца будут широкие. Если в темном месте, при засушливом климате и постоянных перепадах температуры, то кольца будут тонкие.
Стр. 52. Задания
№ 1. Рассмотрите чечевички на ветвях бузины, черёмухи, дуба и других деревьев и кустарников.
Через чечевички на ветках бузины, черёмухи, дуба и других деревьев и растений происходит газообмен: растение получает чистый воздух из окружающей среды и уже отработанный воздух выводит наружу.
№ 2. Определите возраст какого-либо спиленного дерева по годичным кольцам. Сделайте рисунок спила. Укажите на рисунке сторону, которая у дерева была обращена к северу.
По годичным кольцам возраст спиленного дерева равен 25 годам (25 колец). На срезе четко видно, что там, где годичные кольца тонкие, а сердцевина ближе к краю, эта сторона дерева была обращена к северу.
Особенности внутреннего строения стебля
Вопрос 1. Каково внутреннее строение стебля дерева или кустарника?
На поперечном разрезе стебля можно различить несколько слоев. Наружный слой — это кора. Под корой располагается плотный широкий слой древесины.
В центре стебля находится сердцевина. Молодые (однолетние) стебли снаружи покрыты кожицей, которая затем замещается пробкой. В состав коры входят лубяные волокна, придающие стеблям гибкость и прочность, и ситовидные трубки, по которым от листьев к тканям стебля и корня передвигаются органические вещества. Между корой и древесиной находится слой образовательной ткани — камбий. Размножение клеток камбия обеспечивает формирование проводящей системы — ситовидных трубок луба и сосудов древесины, а также рост стебля в толщину. Деление клеток камбия начинается весной и прекращается осенью. На спиле ствола отчетливо видна граница между осенними клетками механической ткани древесины и крупными весенними клетками, образующими сосуды. Подсчитав число годичных колец, можно определить возраст дерева. Древесина составляет основную часть стебля. Сердцевина образована паренхимными клетками, в которых накапливаются питательные вещества.
Вопрос 2. Какое значение имеют кожица и пробка?
Кожица и пробка — покровные ткани. Они защищают расположенные глубже клетки стебля от излишнего испарения, различных повреждений, проникновения внутрь атмосферной пыли и микроорганизмов, вызывающих болезни растений.
Вопрос 3. Где расположен луб и из каких клеток он состоит?
В состав коры входят лубяные волокна, придающие стеблям гибкость и прочность, и ситовидные трубки, по которым от листьев к тканям стебля и корня передвигаются органические вещества, клетки-спутницы, лубяная паренхима.
Вопрос 4. Что такое камбий? Где он расположен?
Между корой и древесиной находится слой образовательной ткани — камбий. Он состоит из узких, длинных, с тонкими оболочками клеток образовательной ткани; без межклетников. Размножение клеток камбия обеспечивает формирование проводящей системы — ситовидных трубок луба и сосудов древесины, а также рост стебля в толщину. За счет деления клеток камбия кнаружи откладываются клетки луба, а внутрь— клетки древесины. На одну клетку луба камбий отделяет несколько клеток древесины И результате древесина нарастает быстрее, поэтому на ее долю приходится почти вся масса ствола и ветвей.
Вопрос 5. Какие слои видны на поперечном срезе стебля при рассматривании невооружённым глазом и с помощью микроскопа?
Па поперечном срезе деревянного стебля при рассматривании невооруженным глазом хорошо заметны кора, древесина с годичными кольцами и более рыхлая сердцевина. Более детальное строение древесного стебля видно под микроскопом. Снаружи стебель покрыт кожицей, под ней залегают слои пробки. За покровной тканью расположена кора, содержащая клетки основной ткани, ситовидные трубки и лубяные волокна. На границе коры и древесины залегает слой образовательной ткани — камбий. В древесине видны сосуды, древесные волокна и клетки основной ткани. В центре стебля располагается сердцевина, составленная рыхлорасположенными клетками основной ткани. От сердцевины в радиальном направлении через древесину и луб проходят сердцевинные лучи.
Вопрос 6. Что такое годичные кольца? Что можно определить по годичным кольцам? Почему у многих тропических растений годичных колец не видно?
Все слои клеток древесины, образовавшиеся весной, летом и осенью, составляют годичное кольцо прироста. Мелкие осенние клетки отличаются от крупных весенних клеток древесины следующего года, находящихся рядом с ними. Поэтому граница между соседними годичными кольцами на поперечном срезе древесины у многих деревьев хорошо заметна. Подсчитав с помощью лупы число годичных колец, можно определить возраст спиленного дерева или срезанной ветки. Тропические растения постоянно обитают в условиях теплого климата, осенние и весенние клетки древесины у них не отличаются по размеру. Поэтому границ между годичными кольцами не видно.
Ответ или решение 2
Годичные кольцо многолетних растений – это прирост стебля в толщину за один сезон. По количеству колец можно узнать возраст дерева. Их толщина указывает насколько благоприятным был сезон. Чем толще кольцо, тем лучшее условия для роста растения были в том году.
Поскольку большинство тропических растений не имеет сезонов роста, они растут постоянно или определенный отрезок жизни, то они не имеют годичных колец.
Как образуются годовые кольца
Годовые кольца у растений всегда образуются из двух типов тканей. Во внутренней части кольца формируются мягкие ткани проводящих сосудов. Этот слой является более толстым и образуется в весенний период, когда начинает таять снег и идет много дождей. Растение стремится направить всю влагу наверх, к кроне, поэтому наращивает новый слой проводящих сосудов.
Затем, когда наступает сухое время года, появляется второй более тонкий слой, состоящий из механических тканей, которые повышают твердость древесины и предохраняют внутренние слои дерева от обморожения. Поскольку каждый год сезоны сменяют друг друга, каждое кольцо равняется одному году.
Иногда по ходу сезона само дерево:
В этом случае структура колец нарушается. Они могут слиться с прошлогодними. А в случае засухи, сменившейся затем обильными дождями, за один год могут отображаться два кольца.
Почему годовые кольца незаметны у тропических растений
О чем могут рассказать годичные кольца деревьев
Дата публикации: 05.02.2019 2019-02-05
Статья просмотрена: 3772 раза
Библиографическое описание:
Шишкин, Ф. В. О чем могут рассказать годичные кольца деревьев / Ф. В. Шишкин, С. А. Харченко. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2019. — № 2 (22). — С. 51-55. — URL: https://moluch.ru/young/archive/22/1374/ (дата обращения: 30.11.2021).
Актуальность исследования — дата рождения человека фиксируется в свидетельстве о рождении. А как определить возраст дерева, если нигде в источниках не зафиксирована дата посадки? Есть множество методик определения возраста дерева, но самым дешевым и простым способом является метод определения возраста по годичным кольцам древесины. Прирост годичных колец зависит от разнообразных факторов среды и относится к признакам, по которым можно определить солнечную активность, влажность почвы, ее плодородие, засоление, температуру, влажность воздуха и др. По толщине колец можно проследить все серьезные экологические изменения в течение жизни дерева. Поэтому прирост годичных колец — четкий индикационный признак состояния среды в предыдущие годы.
Гипотеза — перед началом исследования я сделал предположение, что по годичным кольцам деревьев можно определить причины, повлиявшие на величину годового прироста древесины (на толщину колец).
Цель исследования — изучить факторы, влияющие на годовой прирост древесины (на толщину годичных колец деревьев).
Задачи исследования — изучить способы взятия образцов древесины для исследования и определить влияние климатических и экологических условий на годовой прирост древесины.
Объект исследования — образцы древесины (керны) хвойных и лиственных пород деревьев, растущих в окрестностях г. Долгопрудного.
Почему образуются годичные кольца — каждый год у дерева вырастает наружный слой древесины в виде кольца, поэтому его и называют годичным. Сосчитав число колец, мы точно узнаем возраст дерева.
Каждое годичное кольцо состоит из двух частей: светлой и рыхлой (это внутренняя часть кольца) и более темной и плотной (наружная часть). Эти две части одного и того же кольца образовались в разное время: светлая и более рыхлая — весной и летом; темная — осенью. Зимой в нашем климате дерево не растет. В тропическом климате, где нет зимы, дерево растет все время, и у большинства тропических деревьев нет заметных годичных слоев.
Между древесиной и корой дерева расположена особая ткань, состоящая из живых клеток, способных к делению и росту. Эту ткань называют камбием. Она образует вокруг древесины очень узкое кольцо, которое можно увидеть лишь с помощью лупы. При делении клеток камбия образуются как древесинные клетки, так и клетки коры. Но клетки, которые вырабатывают камбий, различны. В одном случае создаются клетки, из которых состоит проводящая ткань, то есть такая, по которой движутся различные соки дерева и питательные вещества; в другом — ткани механические, придающие крепость стволу.
Весной, когда прекращаются морозы и оттаивает земля, дерево просыпается: начинается движение соков, распускаются листья, происходит цветение, появляются новые побеги. В это время дерево нуждается в ускоренной передаче из корней к ветвям воды и питательных веществ. Поэтому камбий вырабатывает много клеток для построения проводящей ткани, состоящей из широкопросветных сосудов, в которых может поместиться большое количество необходимых соков. Они-то и создают внутреннюю, весеннюю часть годичного кольца. К осени образуются узкопросветные сосуды, которые придают прочность стволу, Клетки механической ткани имеют утолщенные стенки, полости у них значительно меньше. Эти клетки создают наружную уплотненную, осеннюю часть годичного кольца. На следующий год вновь образуются сперва клетки проводящей ткани, а затем механической.
Таким образом, границей между древесиной двух смежных лет является линия соприкосновения клеток, образовавшихся осенью предыдущего года, с клетками, отложенными весной следующего года. На срезе дерева она видна невооруженным глазом. А еще лучше граница между соседними годичными слоями древесины заметна под микроскопом.
Закономерности роста годичных колец — ширина колец с освещённой стороны дерева больше, чем с теневой, поэтому по пням, оставшимся от одиноко стоящих деревьев, можно определить, где север и юг. У видов, начинающих расти под пологом леса (в наших лесах это, например, ель, дуб), как правило, можно наблюдать закономерное изменение ширины колец в первые годы их жизни: пока молодое деревце живёт в тени, кольца узкие, когда света начинает доставаться больше — они становятся шире. Естественное выпадение и вырубка соседних деревьев также влияют на ширину колец — при образовании «окна» рядом с растущим деревом, оно начинает активно расти, прибавляя в росте как в высоту, так и в толщину.
Иногда возникают так называемые ложные кольца: при удвоении годичных колец в результате отмирания листвы из-за весенних заморозков или при объедании её гусеницами и последующем распускании спящих почек. Наряду с удвоением колец древесины иногда происходит и их выпадение. Чаще всего это бывает у угнетенных растений в естественных насаждениях, а также при ослаблении питания растения в результате сильной обрезки или истощения почвы.
Дендроклиматология — по годичным кольцам на основании ряда закономерностей их сложения можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их в будущем. Такое направление называется дендроклиматология. Предметом её изучения является взаимосвязь между колебаниями климата и приростом древесных растений. Узкие кольца образуются в годы, когда условия для дерева были плохими (угнетение под пологом старшего поколения, засуха, болезнь, нападение насекомых и др.), а широкие — в хорошие годы, когда дерево получало больше света после удаления соседних деревьев, или когда выпадало достаточно осадков.
Исследование годичных колец деревьев — один из способов определения возраста дерева заключается в их валке и подсчете количества годичных колец на срезе. Данный способ обладает рядом недостатков, среди которых следует выделить большую трудоемкость процесса заготовки керна, сопровождающуюся необходимостью валки модельных деревьев, причем поваленные модельные деревья, как правило, оставляются в лесу без дальнейшего использования.
Поэтому в настоящее время основным способом определения возрастных характеристик дерева является взятие небольшого цилиндрического образца (керна), при котором дерево продолжает расти. Керн древесины из ствола растущего модельного дерева извлекается при помощи специального устройства, называемого бурав возрастной.
Конструкция бурава возрастного была предложена М. Р. Пресслером (M. R. Pressler) еще в 80-ых годах 19 века (рис. слева). Тем не менее и в настоящее время классический вид бурава остается неизменным (рис. справа).
Рис. 1. Конструкция бурава возрастного
Основу бурава составляет полая трубка (поз. 1), на одном конце которой находится режущая часть (поз. 2), как правило, имеющая винтовую нарезку, на другом конце устанавливается рукоятка (поз. 3), обеспечивающая ее вращение. Экстрактор (поз. 4) — специальное приспособление, с помощью которой извлекается керн дерева.
Методика взятия керна (рис. 2) — для исследования были выбраны следующие породы деревьев: ель, сосна, лиственница, дуб, осина, вяз. Для исключения влияния фактора освещенности на результаты исследования все образцы отбирались с южной стороны ствола дерева.
Рис. 2. Методика взятия керна
После взятия керна в отверстие от бура забивается деревянный чопик, смазанный садовым варом, что позволяет защитить повреждённое место от проникновения воздуха, воды, бактерий, грибков и насекомых.
Каждый керн укладывался в пластиковую трубочку подходящего диаметра, на которую наклеивался маркировочный ярлык с указанием породы дерева и описанием окружающей местности. В домашних условиях определялось количество годичных колец у каждого дерева, велся подсчет их ширины и производился анализ полученных результатов.
Подсчет количества и ширины годичных колец — это самая ответственная процедура исследования. К внешнему краю керна прикладывается измерительная лупа — при десятикратном увеличении границы годичных колец становятся отчетливо видны. С помощью измерительной шкалы, встроенной в лупу, определяется ширина годичных колец с точностью до 0,1 мм. Подсчет производится последовательно от самого последнего (внешнего) до самого первого кольца (на другом конце керна), фиксируя ширину каждого измеренного кольца в соответствующей строке таблицы.
Для большей наглядности в таблицу заносились величины годового прироста, начиная с 2000 г., хотя возраст деревьев, выбранных для исследования, превышал 40 лет.
Результаты измерений динамики годового прироста деревьев в ширину (мм/год)
Построение графиков — на основании полученных данных о приросте строятся графики динамики роста деревьев по годам. По вертикали откладываются значения ежегодного прироста деревьев в миллиметрах — суммарно для широколиственных пород и хвойных пород; по горизонтали — отмечаются года.
Рис. 3. Прирост кольцев деревьев в ширину за год
Интерпретация данных — анализируя полученные графики, я отметил годы с максимальными и минимальными приростами, выделил длительные периоды замедленного и ускоренного роста деревьев. Затем я попытался связать эти спады и подъемы с какими-либо внешними факторами. К таким факторам, в частности, относятся климат, экологическая обстановка в районе произрастания деревьев, наличие или отсутствие большого числа насекомых-вредителей.
В сети интернет я нашел сведения о климатических условиях в Московском регионе за годы, по которым проводился анализ роста деревьев. Мне удалось выяснить, чем объясняются спады роста после 2002, 2006 и 2010 годов:
Лето 2010 года — в Московском регионе был зафиксирован самый продолжительный период аномально жаркой погоды за всю историю метеонаблюдений. Жара сопровождалась небывало интенсивным смогом в Москве и лесными пожарами в Подмосковье. На графиках хорошо видно, что в 2010 году был зафиксирован максимальный прирост древесины, начиная с 2005 года, сменившийся затем спадом, который продолжался у лиственных деревьев до 2014 года, а у хвойных деревьев продолжается до сих пор. Стоит отметить, что лиственные деревья быстрее восстановились после пожаров и засухи по сравнению с хвойными деревьями.
Лето 2002 года — в Московском регионе был длительный период жаркой и сухой погоды, продолжавшийся с конца июля до середины сентября. Жара сопровождалась интенсивным смогом в Москве и торфяными пожарами в Подмосковье. На графиках видно, что после 2001 года произошло падение годового прироста древесины, которое продолжалось до 2004 года.
Моё исследование показало, что анализируя годовой прирост, можно «прочитать» историю жизни дерева; структура годичных колец и величина годового прироста зависят от множества факторов, основными из которых являются климатический и экологический факторы; наблюдая за динамикой изменения годового прироста можно определить, каким был климат и экологическая обстановка в районе произрастания дерева в прошлом;
Мы должны бережно относиться к природе и выбирать такие методы исследования и использования, которые причиняют ей наименьший ущерб.
ГОДИ́ЧНЫЕ КО́ЛЬЦА
Том 7. Москва, 2007, стр. 293-294
Скопировать библиографическую ссылку:
ГОДИ́ЧНЫЕ КО́ЛЬЦА, 1) у растений – слои прироста древесины, образуемые в течение вегетационного периода камбием на боковой поверхности ствола, ветвей и корней деревьев, увеличивающие их толщину и биологич. массу. Наращивание Г. к. происходит от центра к периферии. Их внутр. часть откладывается весной, состоит из более крупных (рыхлых) элементов светлого цвета (ранняя древесина); внешняя (периферийная) часть нарастает летом и образована более тёмной и плотной тканью (поздняя древесина). На поперечном срезе Г. к. имеют вид концентрич. окружностей; по их числу у корневой шейки можно определить возраст дерева. Соотношение массы и ширины ранней и поздней древесины влияет на её плотность и механич. свойства. Напр., древесина сосны, имеющая узкие Г. к. с наличием большого количества поздней древесины, отличается высокими качественными показателями. При возникновении неблагоприятных условий, временно приостанавливающих вегетацию дерева (напр., при повреждении листьев вредителями), могут образоваться т. н. ложные Г. к. Наиболее чётко Г. к. видны у деревьев хвойных и твердолиственных пород. У мн. видов влажных тропич. лесов Г. к. не выражены, т. к. прирост древесины происходит равномерно в течение всего года. У деревьев, произрастающих в оптимальных условиях в первые десятилетия жизненного цикла, ширина Г. к. увеличивается год от года, а затем начинает уменьшаться. Толщина Г. к. зависит также от вида и возраста деревьев, освещённости, почвенно-гидрологич. и климатич. условий. У быстрорастущих пород (в т. ч. тополь, ива белая) она, как правило, значительно больше, чем у медленнорастущих (напр., сосна горная, самшит). Ширина Г. к. может существенно различаться у деревьев одного и того же вида, но произрастающих в разных условиях среды. Напр., для сосен, растущих на достаточно плодородных свежих глубоких песках или супесях, или елей в условиях оптимальной освещённости характерны более широкие Г. к., нежели для деревьев этих видов, произрастающих соответственно на болотах или в местах с недостаточным освещением. На основании закономерностей сложения Г. к., отражающих изменения климатич. условий разных лет, можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их на будущее (дендроклиматология), устанавливать возраст археологич. находок (дендрохронология).