12222 (Дерево)

Дерево

Дерево, многолетнее растение с одревесневающим прямостоячим главным стеблем – стволом. Более детальное или четкое определение этой «жизненной форме» дать трудно из-за разнообразия размеров и внешнего вида растений, которые называют деревьями. Даже банан, например, часто считают деревом, хотя стебель у него травянистый. Иногда в определении дерева специально подчеркивают, что его ствол последовательно разделяется на все более тонкие ветви или что у дерева есть четкая облиственная крона. Однако стволы большинства пальм вообще не ветвятся, а у гигантских кактусов одревесневший ствол, если и несет боковые ветви, никакой кроной не увенчивается.

Многие определения устанавливают минимальную высоту растения, которое можно назвать деревом, но у разных авторов этот показатель колеблется от 2 до 6 м. Иногда эту жизненную форму приписывают всему виду, а в других случаях – только определенным экземплярам конкретного таксона. Так, стелющиеся растения в высокогорьях или Арктике можно называть деревьями, поскольку при более благоприятных условиях представители этого вида прямостоячие и довольно высокие. В других случаях растение не превышает в высоту нескольких дециметров, например в питомнике или в декоративной карликовой форме, созданной школой бонзай, однако по всем прочим признакам соответствует дереву. Все экземпляры, соответствующие в зрелом состоянии классическому дереву, начинают свое естественное развитие с семени или крошечного вегетативного проростка. В связи с этим встает вопрос: с какого момента их можно считать деревьями.

Для некоторых целей могут потребоваться довольно жесткие определения, однако в целом термин «дерево» предполагает широкий диапазон интерпретаций.

Деревья и кустарники. Расплывчатость понятия «дерево», очевидно, порождает и нечеткость в разграничении между деревом и еще одной группой прямостоячих деревянистых растений – кустарниками. Считается, что у последних всегда несколько стволов, среди которых нельзя однозначно выделить главный. Высота кустарников редко превышает 3 м, хотя среди них встречаются и восьмиметровые. В целом, у видов, традиционно считающихся кустарниками, редко встречаются «древовидные» экземпляры, однако исключения известны в таких родах, как, например, сумах, ольха, ирга, церкокарпус, кизил, ива, бузина. В то же время очень многие виды, относимые к типичным деревьям, могут давать кустарниковые формы. Некоторые деревья, если их срубить или сжечь, образуют корневую или пневую поросль, которая в конечном итоге развивается в крупное растение с несколькими стволами, среди которых далеко не всегда можно указать главный. Тем не менее в этом случае логичнее было бы говорить не о кустарнике, а о многоствольном дереве. Кстати, если в лесу таких деревьев много, вполне вероятно, что он вырубался или горел.

Географическое распространение. Деревья растут на значительной части суши, а также на мелких участках пресных и соленых водоемов. Отсутствуют они в приполярных областях, высокогорьях и крайне засушливых местах. В Западном полушарии ареал этой жизненной формы простирается от залива Маккензи на западе Канады примерно на 14,5 тыс. км к югу до Огненной Земли. В Восточном полушарии деревья растут от полуострова Таймыр в России до новозеландского острова Южный, между которыми по меридиану ок. 13 тыс. км.

Размеры и возраст. Деревья – самые крупные и самые долгоживущие из современных организмов. Рекордсмен по размерам – секвойядендрон (мамонтово дерево) «Генерал Шерман» из национального парка Секвойя в Калифорнии. В 1975 высота этого дерева составляла 84 м при диаметре основания ствола более 11 м. На высоте 37 м ствол был толщиной 5 м, а самая нижняя ветвь, отходящая от ствола примерно на высоте 40 м, имела длину 46 м при диаметре 2,1 м. Одна эта ветвь превышает своими размерами многие деревья других видов. Объем древесины этого экземпляра составляет ок. 1400 куб. м – достаточно, чтобы покрыть паркетом толщиной 30 см целое футбольное поле.

На втором месте стоит другой секвойядендрон – «Генерал Грант» из калифорнийского национального парка Кингс-Каньон. По данным последних измерений, его высота 81,5 м, диаметр основания 10,2 м, а объем древесины – 1219 куб. м. На западном склоне Сьерра-Невады (Калифорния) растут сотни секвойядендронов высотой 60–90 м.

Шесть самых высоких в мире деревьев – секвойи, близкие родственники мамонтовых деревьев. Чемпион среди них растет в национальном парке Редвуд в Калифорнии. По данным последних измерений, его высота 111 м при диаметре основания 4,3 м. Прежний чемпион был в 1955 примерно на 0,3 м выше, но его вершину сломал ветер.

По слухам, существуют еще более высокие – до 120 м – гиганты. Сегодня живые дугласии выше 100 м неизвестны, но в 1900 был якобы срублен экземпляр этого вида высотой 116 м. Путешественники сообщают о гигантских австралийских эвкалиптах, однако высота самого крупного измеренного представителя этого рода – эвкалипта Дальримпля, срубленного около Коласа в штате Виктория, оказалась «всего» 105 м, а у другого экземпляра, до сих пор растущего около Мельбурна, она не более 99 м.

Самое толстое известное дерево – таксодиум, или болотный кипарис, растущий в городке Санта-Мария-дель-Туле около Оахаки в Мексике. Диаметр основания его ствола (вероятно, образованного несколькими сросшимися стволами) составляет 11 м. Чтобы обхватить это дерево, нужно поставить вокруг него 20 человек с вытянутыми в стороны руками. У баобаба на одном из островов около Явы в Индийском океане диаметр ствола 9 м, у агатисов с Новой Зеландии, туй с западного побережья США и ряда других видов он достигает 6–7,6 м. Еще один рекорд зафиксирован на западе Индии, где растет баньян (фикус бенгальский), у которого 350 крупных стволов и 300 более мелких. Вместе они занимают участок периметром 600 м, т.е. площадью ок. 2,8 га.

Из разных регионов сообщалось о находках очень древних деревьев. Например, возраст некоторых макрозамий в Австралии оценивался в 12 000 лет, однако эти саговниковые не образуют годичных колец, так что проверить точность предлагаемой датировки невозможно. По имеющимся оценкам, калифорнийские секвойядендроны доживают до 5000 лет, но число действительно подсчитанных у них годичных колец пока не превышает 3200. Возможная продолжительность жизни африканских баобабов составляет, как полагают, ок. 4000 лет, а индийских баньянов – ок. 3000. Официально зафиксированный рекорд принадлежит сосне долговечной. Примерно 20 деревьев этого вида возрастом более 4000 лет растут на высоте ок. 3000 м над уровнем моря в горах Уайт-Маунтинс на востоке Калифорнии, причем одному из них примерно 4600 лет. Другая группа очень древних сосен долговечных известна на горе Уилер-Пик в национальном парке Гумбольдт (шт. Невада).

Значение для человека. Деревья дают древесину для строительства домов и других сооружений, изготовления железнодорожных шпал и столбов электропередачи, а также для производства практически всей мебели и бумаги. Из древесины различными методами, например сухой перегонкой, экстрагированием водой или органическими растворителями, гидролизом и гидрированием, получают разнообразные химические соединения, в том числе метиловый (древесный) спирт, ацетон, уксусную кислоту, скипидар, сахара, дубильные вещества, канифоль, камфору, сассафрасовое и другие эфирные масла. К продуктам древесного происхождения относятся также пробка из коры средиземноморского дуба пробкового, латекс – млечный сок многих тропических деревьев, служащий сырьем для производства резины, жевательной резинки и гуттаперчи, капок – набивочный и теплоизоляционный материал из плодов хлопчатого дерева (сейбы), хинин из коры хинного дерева, растущего в южноамериканских Андах, и многие другие. Большие количества древесины до сих пор сжигаются как топливо.

Плоды деревьев служат важным источником пищи не только для диких животных, но и для человека. Кофе делают из обжаренных семян кофейного дерева, какао и шоколад – из семян южноамериканского шоколадного дерева, пряность гвоздика – это сушеные бутоны тропического гвоздичного дерева, корица – размолотая кора коричного дерева, мускатный орех – семя мускатника родом с Молуккских островов на востоке Индонезии. Плоды многих деревьев мы едим в свежем виде.

Потребляя в процессе фотосинтеза углекислый газ и выделяя кислород, деревья и их сообщества – леса, в первую очередь тропические, вносят огромный вклад в поддержание баланса этих газов в атмосфере Земли. К другим важным функциям леса относятся формирование и улучшение почвы, а также ее защита от эрозии. Действительно, значительная часть богатейших почв мира сформировалась в свое время под лесным пологом, а там, где леса сводятся и применяются нерациональные способы обработки почвы, плодородие ее быстро падает, начинается эрозия и появляются овраги. В зонах выпадения большого количества осадков лес – лучшая защита для почвы от разрушительной силы воды. Кроны деревьев смягчают ударный эффект дождевых капель, а лесная подстилка из опавших листьев, цветков, ветвей и другого мертвого растительного материала не дает воде размывать поверхность земли, способствует сохранению комковатой структуры грунта, впитыванию и удержанию им влаги, а тем самым формированию подземного водоносного горизонта, равномерно питающего протекающие в данном районе ручьи и реки. Проникновение в почву воды облегчают и многочисленные роющие животные лесов – дождевые черви, различные насекомые и мелкие млекопитающие.

Леса и зеленые насаждения в целом смягчают местный климат, не давая солнечным лучам сильно нагревать и иссушать землю, препятствуя ее охлаждению, испаряя в воздух большое количество водяного пара и снижая скорость ветра. Тень и прохлада лесов, парков и скверов в сочетании с красотой их разнообразной растительности и животного мира создают атмосферу спокойствия и уединенности, высоко ценимую выбравшимися отдохнуть горожанами. Деревья, широко используемые для озеленения населенных пунктов, имеют не только эстетическое, климатическое и рекреационное значение, но и служат улавливающим пыль и вредные газы фильтром, а также обогащают воздух кислородом.

Основные группы деревьев. К деревьям принято относить и некоторые древовидные папоротники, гигантские кактусы и одревесневающие злаки, например бамбуки, однако подавляющее большинство растений, представленных этой жизненной формой, – хвойные и т.н. широколиственные древесные породы.

Хвойные отличаются обычно жесткими, по большей части вечнозелеными, игловидными или чешуйчатыми листьями, никогда не цветут и образуют шишки или производные от них структуры типа можжевеловых ягод. К этой группе относятся, например, сосны, ели, пихты, лиственницы, кипарисы, секвойи, кедры, туи. Среди широколиственных деревьев достаточно упомянуть дубы, клены, буки, ясени, грецкие орехи, ивы, магнолии, яблони, березы, баобабы и эвкалипты. Все они цветут и образуют плоды. Многие виды листопадные, т.е. сбрасывают листву в холодное или сухое время года, но достаточно и вечнозеленых, особенно в тропиках и субтропиках. Термин «полулистопадный (полувечнозеленый) лес» означает, что часть деревьев в нем листопадные (обычно в верхнем ярусе), а остальные – вечнозеленые.

Основные части дерева

Деревья, за исключением древовидных папоротников, – семенные растения, состоящие из корней, стебля, листьев и репродуктивных (половых) органов, т.е. шишек или цветков. Чтобы удобнее было описывать строение и функции каждой из этих структур, мы будем рассматривать их по отдельности, однако постоянно помня о неразрывной взаимосвязи и координации работы всех систем живого дерева.

Корневая система. Корни механически закрепляют ствол дерева в почве, обеспечивая его вертикальное положение и устойчивость на ветру. Их растущие концы, покрытые корневыми волосками, всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями. По более старым участкам корней, а затем по стволу и ветвям эти вещества попадают в листья, где используются клетками в различных химических реакциях, включая и процесс фотосинтеза. При этом основную массу воды корням приходится просто «качать по кругу», так как огромные ее количества теряются растением при транспирации. Корни также накапливают питательные вещества, которые требуются дереву в период покоя и обеспечивают взрывообразное возобновление его роста весной (в умеренной и бореальной зонах) или с наступлением сезона дождей (в сухих тропиках и субтропиках). Важны корни и для вегетативного размножения ряда деревьев, например вишен, осин, берез и сассафраса. Они образуют корневые отпрыски, т.е. дочерние побеги, которые могут развиться в крупные деревья, генетически идентичные материнскому (клон).

Существует два основных типа корневых систем. У большинства дубов, некоторых сосен (например, жесткой и болотной) и многих других деревьев эта система стержневая: основание ствола переходит в крупный вертикальный корень, который постепенно сужается и ветвится подобно надземной части дерева. Этот главный корень обычно дополняется придаточными, горизонтально расходящимися от основания ствола. В случае мочковатой корневой системы, характерной, например, для ильмов, буков и кленов, у дерева имеются только такие горизонтальные корни, а главный среди них не заметен. Внутри каждого из этих типов наблюдаются многочисленные варианты. Кроме того, деревья одного и того же вида могут образовывать стержневую корневую систему на мощных плодородных почвах и мочковатую – на сырых или каменистых местах.

Система стебля. Эта система у дерева включает главный стебель, или ствол, и ветви, образующие в типичном случае крону, т.е. обширное, более или менее густое сплетение ветвей различного порядка, несущих листья, а также цветки или шишки.