Изучение динамики роста деревьев по годичным кольцам

К категории методических пособий можно также отнести книги, написанные и изданные нашими друзьями и коллегами, и продающиеся в нашем некоммерческом Интернет-магазине :

	Организация исследовательской и проектной деятельности в школе (пособие для учителя) Организация образовательного процесса в массовой школе на основе проектной и исследовательской деятельности , которая коренным образом изменяет функцию учителя, наталкивается на неподготовленность педагогических кадров к претворению инновационной идеи. Снова учитель один на один оставлен с серьёзными проблемами, возникающими при освоении инноваций. Представляемое пособие для учителя призвано объяснить введение в школьный образовательный процесс таких инновационных технологий как исследовательская и проектная деятельность .
	Основы гидроботанических исследований: методическое пособие-определитель Учебно-методическое пособие посвящено теоретическим и практическим вопросам, связанным с организацией гидроботанических исследований учащихся. Даны рекомендации к организации (подготовке и проведению) гидроботанических исследований и конкретные методики , относящиеся к определённым направлениям гидроботанических исследований. Методики, разработанные ведущими учёными в области гидроботаники, адаптированы для восприятия и понимания и предполагают свободное овладение ими самостоятельно или под руководством педагогов. Приводятся ключи для определения растений водной флоры в полевых условиях, справочные материалы по некоторым наиболее важным направлениям гидроботаники.
	От наблюдения до выступления. Пособие для педагога В пособии рассказывается, как вы можете оказаться на природе, найти там интересные для вас объекты исследования, понаблюдать за ними, измерить, сравнить, сфотографировать, оформить собранный материал в виде доклада, исследовательской работы и выступить на конференции. Пособие может быть полезно юным натуралистам, которым интересно знакомиться с природой и раскрывать ее тайны, учителям, работающим со школьниками по подготовке к конференциям. Пособие поможет заинтересовать и организовать ребят, сформировать у них множество полезных и нужных УУД (универсальных учебных действий) по ФГОС.
	Данное пособие может пригодиться руководителям детских туристских кружков, а также будет интересно широкому кругу любителей самодеятельного туризма, так как содержит сведения по подготовке и проведению не очень сложных путешествий (от походов выходного дня до многодневных пеших или байдарочных). В книге, кроме специальных туристских сведений, описаны также способы приготовления походной еды, первая помощь, игры в свободное время и многое другое, что может пригодиться в туристском походе. В данном пособии содержится много полезных советов, основанных на многолетнем опыте автора, поэтому желательно его внимательно изучить до похода и обязательно взять с собой.

Другие методические материалы по организации проектной деятельности и исследовательской работы школьников в природе

Дендроклиматологические исследования в окрестностях села Горелец

Статья является итогом трехлетней работы московских школьников на летней естественно-научной школе, проходящей ежегодно в с. Горелец Костромской обл., и обработки данных в Москве. В 2002 г. за первый этап работы авторы получили 4-е место на конкурсе научных работ школьников «Юниор – 2002». В работе по сбору и обработке данных принимали также участие московские школьники Ольга Рудик, Александр Черепанов, Елизавета Маньковская, Надежда Адина и школьница из Костромской области Любовь Батманова.

При подготовке очередной летней школы мы заглянули в энциклопедию «География» (издательство «Аванта+») и прочли про восстановление параметров климата прошлых лет по древесным кольцам. Там все было просто и красиво, и мы решили это проверить (за год до этого мы уже проверяли тезис о том, что можно ориентироваться в лесу без компаса по тому, как растет мох, – оказалось, нельзя.) Где-то «выкопали» методики, как обрабатывать результаты – придумали сами. Потом выяснилось, что в Шеффилдском университете, одном из основных центров, занимающихся дендроклиматологией, делают все так же.

Все оказалось очень сложно, непонятно и интересно – и совсем не так, как в энциклопедии. Часть результатов нашей работы представлены в этой статье.

Согласно литературным данным, деревья являются естественным архивом климатических изменений. Показано, что существует корреляция между рядами толщин годичных колец и временными рядами климатических данных и солнечной активности. Это дает возможность получать сведения об истории климата для тех периодов времени, когда не велось инструментальных наблюдений. Исследование годичных колец используется также для определения возраста деревьев в старых постройках.

Дендроклиматологический метод основан на зависимости интенсивности фотосинтеза, идущего в листьях деревьев, а следовательно, и количества образованной за год древесины, от климатических параметров. Для северных районов основным фактором, влияющим на этот процесс (ограничивающим фактором), является температура, для южных – влажность, количество осадков. Ситуация для умеренного климата более сложная.

Для того, чтобы получить сведения о климатических параметрах, надо иметь надежную базу данных по толщинам колец деревьев для данной местности (для некоторых районов базы данных существуют), поэтому одной из наших задач было составление такой базы для исследуемого района – севера Костромской области. Кроме того, ставились следующие задачи:

– выявить факторы, влияющие на толщину годичных колец;
– построить усредненную кривую толщин годичных колец для данной местности;
– проанализировать корреляцию этой кривой с графиками климатических параметров.

Предметом нашего исследования были спилы и керны ели и сосны. (Керн – это образец древесины, высверленный из дерева с помощью специального инструмента – бура.) Они были получены с упавших и живых деревьев в лесу, на вырубке, около жилых построек и из бревен старых деревянных домов. Старались брать образцы с комля, чтобы увидеть больше колец и следовательно получить максимальную информацию о каждом дереве.

Было исследовано 50 образцов деревьев разного возраста, полученных на нескольких площадках с различными локальными условиями. Спилы шлифовали, сканировали и заносили в компьютер.

Нами была разработана полуавтоматическая система измерения толщины колец и обработке данных с помощью программ Photoshop и Excel.

Обработка данных производилась следующим образом. Ряды толщин колец деревьев сглаживались по 3 или по 9 точкам (формула T 2 =(T 1 +T 2 +T 3)/3). Далее сглаженные кривые нормировали, т.е. делили каждую толщину на максимальное значение толщины годичных слоев (формула T 1 =T 1 /T max). Это делалось для того, чтобы графики зависимости толщины кольца от его номера для всех деревьев имели близкие масштабы (пункт толщины кольца не больше единицы). После этого мы привязывали графики спилов друг к другу по времени, определяя, при каком сдвиге графиков друг относительно друга корреляция будет наибольшая. Кривые спилов привязывали к такому графику, у которого точно известен год последнего годичного кольца.

В результате исследований мы получили следующие результаты.

1. Характер зависимости толщины колец от возраста дерева не зависит от высоты, на которой был сделан спил.

2. Толщина каждого кольца зависит от биологического возраста дерева к моменту формирования данного кольца.

Графики зависимости толщины кольца от его номера можно разделить на два типа. Для одиноко растущих деревьев они имеют следующую форму: сначала наблюдается увеличение толщины в интервале 10–20 лет, затем – постепенное, напоминающее экспоненциальное, уменьшение, что связано с физиологией роста дерева. Для деревьев, растущих в лесу, толщина колец возрастает в течение первых 40 лет, затем наблюдается постепенное понижение (рис. 1 и 2). Чтобы исключить влияние данного фактора в последующем рассмотрении, для данной местности были построены кривые роста ели и сосны отдельно для деревьев, растущих в лесу и одиноко стоящих.

Рис. 1. Ростовая кривая одиноко растущей ели

Рис. 2. Ростовая кривая ели, растущей в лесу

Существуют также аномальные деревья, которые сначала росли в густом лесу и были забиты остальными деревьями, а потом пробились к свету и стали интенсивно расти.

3. На толщину годичных колец влияют локальные условия роста дерева.

Мы выявили различия между графиками толщин годичных колец деревьев, росших в густом лесу и одиноко стоящих. Влияние вырубок окружающих деревьев на характер графиков толщин, также велико.

Эта зависимость обусловлена следующим: у деревьев, растущих в густом лесу, большая конкуренция с другими деревьями и прочими растениями за свет, пространство, влагу, органические вещества. Поэтому они растут ввысь, к свету, и толщина колец у таких деревьев в начале жизни невелика, но потом может резко увеличиться, если они пробьются выше других деревьев.

У одиноко стоящих деревьев ситуация иная. Конкуренции никакой нет, поэтому света и органических веществ они получают достаточно, дерево вырастает красивым, здоровым, а в толщине колец нет резких скачков. Спилы таких деревьев особенно ценны при изучении влияния климатических условий.

Влияние вырубок на характер толщин годичных слоев выражается в том, что деревья до вырубки росли в густом лесу и были забиты другими деревьями, после вырубки деревья получают больше свободы для роста, потому что исчезает конкуренция за ресурсы. Как правило, это очень хорошо видно: на графиках толщин годичных колец таких деревьев, наблюдается резкий скачок вверх. Такие скачки очень затрудняют исследование влияния климатических условий на это дерево.

Влияние местных условий по-разному отражается на росте ели и сосны из-за различия их экологических ниш: ель теневынослива, но требовательна к почве, боится перепадов температур, сильных ветров, сосна светолюбива и устойчива к температурным перепадам. Это проявляется на графиках толщин годичных слоев для деревьев, взятых с одной площадки (рис. 3 и 4). Сравнивая их, можно восстановить историю этого леса.

4. На толщину колец влияют макроклиматические условия.

Для выявления влияния климатических факторов на толщину годичных колец исследовались группы образцов, взятых с разных площадок. Внутри каждой группы проводилась проверка по абсолютному времени (чтобы избежать неточностей при определении возраста последнего кольца).

Мы исследовали деревья с трех площадок. Сравнивая графики для деревьев на каждой площадке, для дальнейшей работы отбирали графики спилов, которые были схожи между собой (коэффициент корреляции больше 0,6). В частности, были исследованы графики, полученные на так называемой «Митькинской площадке» – вырубка по дороге к д. Митькино (рис. 3 и 4).

Сравнивая деревья с разных площадок, мы ставили в соответствие графику с известной датой последнего годичного кольца остальные пригодные для анализа графики. Таким образом, мы получили ряды толщин годичных слоев, которые можно сравнивать с рядами климатических параметров в нашей местности на протяжении почти 200 лет.

На графиках толщин годичных слоев для многих деревьев наблюдается совпадение локальных минимумов, т.е. уменьшение толщин колец в определенные годы. Четко прослеживается падение роста в конце XIX в., в 1930-х гг. и в. 1968–1975 гг. Видимо это проявление влияния климата на рост деревьев.

После полной подготовки данных мы определяли совпадение критических точек, выявленных нами по кривым толщин большинства деревьев, с критическими точками на графиках температур измерявшихся с 1880 г. до наших дней (рис. 5) (Данные были получены от метеостанции г. Казани, ближайшей к нашему району.) . Было обнаружено совпадение уменьшения толщин годичных слоев у большинства образцов с падением зимних температур в период 1892–1896 гг., 1929–1932 гг., 1965–1970 гг. На некоторых образцах прослеживается совпадение замедления роста дерева с падениями зимних температур в 1940-х гг. и в 1950–1955 гг.

Рис. 5. Толщины годичнх колец и зимние температуры

Следует отметить, что мы не обнаружили никаких корреляций графиков наших спилов с летними, весенними, осенними и среднегодовыми температурными кривыми. Это не согласуется с литературными данными о том, что толщина годичных колец зависит от средней температуры за вегетационный период (март–сентябрь). Как предполагают некоторые климатологи, к которым мы обратились за консультацией, замедление роста дерева связано с увеличением глубины промерзания почвы при сильном понижения среднесуточной температуры в период с декабря по февраль. Эту гипотезу мы предполагаем, проверить в следующих исследованиях.

Выводы

1. На толщину годичных колец в наших условиях влияет очень много факторов, как локальных, так и климатических. Индивидуальный разброс между деревьями очень большой, поэтому требуется значительное количество образцов и тщательная математическая обработка.

2. Значительные минимумы на графиках толщин годичных колец оказались связанными с длительными (несколько лет) понижениями зимних температур. Возможно, на толщину колец влияют и другие климатические параметры (например, количество осадков). Этот вопрос требует дополнительного исследования.

Литература

1. Кренке А., Кислов А. История климата. /Энциклопедия для детей. Т.3. География. – М.: «Аванта +», 1994.

2. Ваганов Е.П.,Наурзбаев М.М., Хьюс М.К. Свидетели средневекового потепления климата. – Природа, 2000, № 12.

3. Бялко А.В., Гамбургиев А.Г . Статистика погоды. –Природа, 2000, № 12.

4. Николаев В. Доисторическая климатология. htth://nauka.relis.ru//05/0108/05108068/htm

Спонсор публикации статьи: компания Slomanet предоставляет услуги по высококачественному ремонту дверных замков в Москве. Воспользовавшись предложением компании, Вы сможете вызвать опытных мастеров, которые окажут такие услуги, как срочная смена замков в металлической двери , а так же вскрытые старых замков и дверей. Подробнее ознакомиться с предоставляемыми услугами можно на сайте компании Slomanet, который располагается по адресу http://www.slomanet.ru/

Сидоренкова Ольга

Исследование проводили с использованием методического пособия А. С. Боголюбова, Н.С. Лазарева «Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам».

В основе работы простейшая методика подготовки спила ствола дерева с последующим подсчетом и измерением ширины годичных колец (годовых приростов) с целью составления графика динамики роста дерева по годам и его анализа в связи с изменениями внешних факторов. Целью работы является также проведение сравнительного анализа динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МКОУ «Аннинская СОШ с УИОП»

МКОУ «Аннинская СОШ с УИОП»

Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам

Ученица 10 «В» класса

Сидоренкова Ольга

Научный руководитель:

Учитель географии

Безуглова Надежда Николаевна

Анна

2013

Введение_____________________________________________________________________3

Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования_____________________5

1.1. Годичные кольца – что это такое______________________________________5

1.2. Как образуются годичные кольца _____________________________________ 5

1.3. Ширина годичных колец_____________________________________________6

1.4. Определение возраста дерева по годовым кольцам______________________6

Глава 2. Методика проведенных исследований____________________________________8

2.1. Краткое описание практикума_________________________________________8

2.2. Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам_________8

Глава 3. Результаты и их обсуждение____________________________________________10

Выводы по работе_____________________________________________________________15

Список использованных источников информации________________________________16

Введение:

Члены научного общества учащихся «Юный путешественник» в текущем году продолжили работу по изучению природы родного поселка Анна.

Наш поселок «утопает» в зелени: деревья, кустарники, цветы. Большая часть деревьев, растущих в поселке, - это зеленые насаждения «зрелого» возраста. Несколько лет назад в поселке и в его черте погибло много деревьев, особенно берез. Попробуем определить возраст деревьев и выяснить причину гибели растений.

Цель: изучить динамику роста деревьев по годовым кольцам на примере березы бородавчатой.

Задачи:

1. изучить информацию по данной теме в литературных источниках и Интернете.
2. познакомиться с методикой выполнения работы;
3. подсчитать количество и измерить ширину годичных колец (годовых приростов);
4. составить график динамики роста дерева по годам;
5. проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов;
6. провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития.

Объект исследования: береза.

Предмет исследования: годовые кольца на спиле дерева.

Гипотеза: динамику роста деревьев определяют изменения внешних факторов.

Актуальность работы:

Являясь органической частью планировочной структуры города, зеленые насаждения активно участвуют в создании ландшафтов жилых районов. Крупные зеленые массивы, расположенные между отдельными районами застройки, объединяют их, придают городу целостность и законченность. Богатство красок и форм растений, изменение окраски лиственного покрова деревьев и кустарников по сезонам года оживляют городские ландшафты.

Зеленые насаждения выполняют в поселении разнообразные функции: снижают запыленность и загазованность воздуха; защищают от ветра; обладают фитонцидными свойствами; влияют на температурный режим; оказывают влияние на влажность воздуха; борются с шумом и др.

Рис.1. Посадка деревьев.

В связи со значимой ролью зеленых насаждений повседневной жизни человека, озеленению поселений уделяется большое внимание со стороны как муниципальных властей, так простых аннинцев. Посадка саженцев деревьев и кустарников в скверах и на улицах Анны – регулярное мероприятие в весенний период. В процессах озеленения принимают участие взрослые жители поселка и школьники. Санитарные вырубки, обрезка деревьев, обработка раствором извести способствуют сохранению зеленых насаждений в нашем поселке.

Но наблюдения показывают, что деревья, высаженные в одно время, погибают через какой-то период, гибель растений продолжается и во «взрослом возрасте». Зеленым насаждениям не просто выжить в черте крупного населенного пункта. Поэтому выяснение причин болезни и гибели деревьев, сохранение насаждений - важная экологическая задача, стоящая перед жителями нашего поселка.

Глава 1. Обзор источников информации по теме исследования.

1.1. Годичные кольца – что это такое?

На широких просторах Сибири и в Украине, на Аляске и на склонах Аппенинских гор - везде, где распространил свое влияние умеренный климат, деревья обладают замечательным свойством, известным любому из нас с детства: каждый год, будь то злая засуха или сильнейшие ливни, на стволе деревьев нарастает новый слой древесины. Эти слои прироста известны под названием годичных колец, ибо за год обычно образуется одно такое кольцо.

Годичные кольца, годовые слои у растений - это зоны прироста древесины, вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и корней древесных растений в виде не совсем правильных (не строго концентрических) колец.

В середине ствола многих деревьев хорошо видна сердцевина. Она состоит из рыхлых тканей, образованных впервые годы жизни дерева. Сердцевина пронизывает ствол дерева до самой вершины, каждую его ветку. Вокруг сердцевины концентрическими кольцами расположены годичные, или годовые, слои древесины. Каждый год дерево, словно рубашку надевает новый слой древесины, а за счет этого ствол и ветки становятся толще. Между древесиной и корой расположен тонкий слой живых клеток, называемый камбием. Большая часть клеток идет на строительство нового годичного слоя древесины и совсем незначительная часть - на образование коры.

Такие видимые годичные кольца образуются только в тех зонах Земли, где есть чёткая смена сезонов. В районах без четкой смены сезонов, например на экваторе, годичные кольца на деревьях также образуются, но они практически не видны - древесина имеет равномерную окраску.

1.2. Как образуются годичные кольца?

Рассматривая поперечный спил древесины, можно увидеть, что она состоит из поочередных светлых и темных концентрических колец. Каждая пара колец (светлое и темное) образуется в течение года, благодаря деятельности камбия, и называется годичное кольцо.

Помимо того, элементы древесины, откладываемые весною и летом, сильно разнятся по своему строению: так, весною откладываются крупные клетки с тонкими стенками, образующие по преимуществу сосудистую систему и отличающиеся более светлым цветом, летом же и в начале осени откладываются толстостенные мелкие клетки, образующие механическую ткань более темного цвета. При этом к центру ствола обращена более старая древесина, а к периферии - более свежая, позднее образовавшаяся.

Совокупность одного светлого и одного темного концентрических колец и представляет собой одно годичное кольцо, соответствующее одному периоду роста (году), а общее число годичных колец дерева соответствует числу лет его жизни. Иногда, при сильном угнетении роста, годичные кольца в данном году не образуются. В других случаях, чаще всего при повторном облиствении дерева, и течение одного и того же вегетационного периода образуются двойные годичные кольца.

1.3. Ширина годичных колец.

Ширина годичных колец крайне изменчива. Температура, количество выпавших осадков, число солнечных дней, режим окрестных водоемов, нападение насекомых-вредителей - все эти причины либо способствуют росту дерева, либо приостанавливают его. На толщину ежегодного прироста влияют еще и внутренние биологические силы, например, возраст растения, периодичность, с которой оно плодоносит, сила плодоношения в нынешний год, а также интенсивность питания и обмена веществ.

На различные породы деревьев благотворное влияние может оказывать самое различное природное окружение. Жаркое солнечное лето способно оживить одно растение и приблизить гибель другого. В таком случае и кольца роста обоих деревьев разовьются по-разному. Другое дело - условия неблагоприятные. Настанет ли чрезмерное увлажнение, повеют ли устойчивые иссушающие ветры, нападут ли на лес насекомые или вдруг оскудеет почва - все это не замедлит сказаться на каждом растении. На десятки и сотни километров зеленые обитатели леса ответят на эти явления одинаково: их кольца прироста, образовавшиеся в этот год, будут тонкими, болезненными.

Среди различных сил, способствующих росту дерева, главнейшую роль играют свет, тепло и влажность. Изменения климата - долгие дожди или затяжной зной, морозы, зимние заносы или бесснежные зимы - обычно наблюдаются на огромных территориях. Поскольку погодные условия связаны с активностью Солнца и состоянием атмосферы, единообразное действие их проявляется на большой площади, оказывая влияние на развитие всего живого.

В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, а в одном и том же дереве - от положения в стволе, ширина годовых слоев даст сильные колебания. Наиболее узкие годовые слои (до 1 мм) свойственны самшиту, а наиболее широкие (более 1 см) - тополям.

В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. При благоприятных условиях произрастания образуются более широкие годовые слои. Если погода благоприятствует, то вырастает широкое годичное кольцо, а в суровое холодное лето образуются настолько узкие кольца, что их порой едва можно различить невооруженным глазом. У одних деревьев годичные кольца хорошо различимы, а у других они едва заметны. Даже один и тот же ствол дерева в различных участках имеет различную ширину годичных колец.

У деревьев, растущих по отдельности, на вершине годичные кольца уже, чем у основания. А у деревьев в лесу наоборот - годичные кольца на вершине более широкие, чем у основания ствола. Есть однако, особенности , характерные для всех видов деревьев, или для большинства деревьев одного вида. Например, 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.

1.4. Определение возраста дерева по годовым кольцам.

Природа сделала деревья своими летописцами. Каждый год своей жизни дерево заносит в свой «дневник», в котором страницами служат годовые кольца. Каждое такое кольцо - это файл памяти, в котором хранятся данные о климатических условиях прошлого - температуре, осадках, влажности и составе почвы, солнечной активности и даже химическом составе земной атмосферы.

Одно годичное кольцо, соответствующее одному периоду роста (году), а общее число годичных колец дерева соответствует числу лет его жизни.

По количеству годичных колец на спиле дерева в нижней части ствола можно приблизительно судить о возрасте дерева. Точный возраст определить сложно, так как иногда образуются ложные годичные кольца, что связано с приостановлением деления клеток камбия в случае отмирания листьев в весенние заморозки либо при объедании листьев вредителями. Также по количеству годичных колец можно сделать вывод о темпах роста дерева и условиях его жизни в зависимости от того, на каком уровне спил был сделан.

Глава 2. Методика проведенных исследований.

2.1. Краткое описание практикума.

Выполнение работы осуществлялось 14 мая 2012 года. В работе использовались образцы спилов березы. Санитарная вырубка деревьев производилась во дворе дома №113 по улице Коммунальной и по улице Паркой, на территории дендропарка поселка. Именно с этих участков были взяты образцы спилов.

Работали двумя группами. В роли инструкторов выступили члены научного общества учащихся «Юный путешественник». Для исследования использовали образец спила дерева, линейку, карандаш.

2.2. Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам.

Исследовательская работа была выполнена с использованием методического пособия «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам». Авторы: А.С.Боголюбов, Н.С.Лазарева («Экосистема», 2001).

План выполнения работы:

1 . Подготовка спила . В лесу надо найти поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания. Если на дереве сохранилась хвоя или сухие листья, то оно погибло недавно и годом его гибели можно считать текущий год. Если хвои и листьев нет, но сохранились самые мелкие веточки, то оно погибло в прошлом году. Более старые деревья лучше не использовать, так как точно определить год гибели дерева невозможно и все дальнейшие старания будут сведены на «нет» отсутствием «точки отсчета».

Спил ствола делают как можно ближе к основанию дерева, так как желательно как можно точнее знать год рождения дерева. Однако в любом случае при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра -10-12.

2. Подсчет ширина колец. Проводят эту работу вдвоем: один проводит измерения, другой ведет записи под диктовку. Организуют измерения в следующем порядке. Вначале тонким карандашом намечают линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий - трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально "среднему" сектору древесины.

Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладывают линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями (например, металлическую). Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

Рис. 4. Подсчет ширина колец.

Для фиксации измерений заполнить таблицу:

Таблица №1.

Динамика роста дерева.

Год

Метка

Прирост

В графе "год" заранее указывают все годы, начиная с года гибели дерева – «вглубь времени», вплоть до года рождения дерева, который точно устанавливают после окончания измерений.

В графу "метка" записывают данные о положении границы очередного годичного кольца на линейке (в миллиметрах). Такой подсчет производят последовательно от самого последнего (внешнего), до самого первого кольца (в центре спила).

После завершения расчета положения колец по линии радиуса (после заполнения графы "метка") приступают к расчету годичных приростов. Делают это с помощью калькулятора, вычитая из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого.

3. Построение графика. На основании полученных данных о приросте строится график динамики роста дерева по годам. По оси абсцисс откладываются годы - слева направо от года рождения дерева до последнего года его жизни. По оси ординат откладываются абсолютные значения прироста - в миллиметрах.

4. Интерпретация данных. Проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов. Провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113.

Первая группа исследовала образец спила березы с улицы Коммунальной. Произвели подсчет ширины годовых колец. По результатам подсчетов заполнили таблицу:

Таблица №2.

Динамика роста дерева. Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113.

Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост
2012			1995	23,4		1978	69,4
2011			1994	24,6		1977	73, 1
2010			1993	26,1		1976	78,3
2009			1992	28,5		1975	83,2
2008			1991	31,1		1974	85,2
2007			1990	34,0		1973	86,0
2006			1989	36,5		1972	86,7
2005			1988	39,0		1971	89,2
2004			1987	42,8		1970	93,5
2003	10,7		1986	44,2		1969	97,0
2002	12,1		1985	46,2		1968	101,1
2001	14,1		1984	49,8		1967	104,4
2000	15,7		1983	53,2		1966	106,9
1999	16,4		1982	56,3		1965	109,1
1998	17,8		1981	58,2		1964	113,3
1997	19,8		1980	62,4		1963	115,1
1996	21,1		1979	65,2		1962	118,6
1961	123,2

Рис. 5. Динамика роста березы. Улица Коммунальная.

Анализируя полученный график, отмечаем годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 2009, 2010, 2011 года. Выделим периоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 2009-2010-2011 (3 года).

Попытаемся выяснить причины замедленного роста березы. Всякие неблагоприятные обстоятельства, как, например, угнетение, засухи, заморозки, повреждения насекомыми, болезни и прочее, уменьшают ширину годичных колец.

Рис. 6. Метеостанция поселка Анна.

Данные, полученные с муниципальной метеостанции, позволили определить неблагоприятные факторы, повлиявшие на рост березы. Лето 1972 года считается одним из самых засушливых в Черноземье за последние сто лет. Сухая весна, отсутствие осадков более 60 дней привели к засухе.

По методике расчет годичных приростов производится путем вычитания из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого. Поэтому прирост с 1972 по 1973 год (1 год) записан в графе «Год» - 1973 и равен 0,7.

Достаточно жаркое лето отмечалось и в 1973 году. Поэтому прирост с 1973 по 1974 год равен 0,8.

Среди различных факторов, способствующих росту дерева, главнейшую роль играют свет, тепло и влажность. А так же в молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. Это легко прослеживается по таблице и графику. С 1962 по 1972 год прирост изменялся от 2,5 до 4,6. Самые высокие показатели прироста приходятся на этот временной отрезок. Позднее прирост заметно уменьшается. Соседние деревья подросли в высоту и условия освещения кроны ухудшились.

Низкий прирост отмечается с 2009 по 2011 год. Жаль, что данными муниципальной метеостанции, в связи с закрытием, воспользоваться невозможно. Будем использовать результаты наблюдения за погодой, полученные членами НОУ «Юный путешественник».

Рис. 7. Снятие показаний приборов.

Аномальная жара отмечалась в Воронежской области в конце лета 2009 года и летом 2010 года. Осень 2009 года была сухой, суровое бесснежное начало зимы «выдавило» из почвы остатки влаги, а выпавший в середине зимы снег не пропитал промерзшую почву и сошел с весенним паводком. Зима 2010 выдалась очень морозная, особенно февраль. Такие неблагоприятные условия привели к гибели многих деревьев, в том числе и на исследуемом участке.

По нашим подсчетам год посадки дерева - 1962. Учтем одно важное условие. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 50 лет (по нашим расчетам). Соответственно: 50 лет+5 лет=55 лет или 1962 год – 5 лет =1957 год (год посадки)

Члены НОУ «Юный путешественник» побеседовали с жителями дома №113 по улице Коммунальная и выяснили, что дом построен в 1959 году и весной этого же года посажена аллея из берез и тополей.

Следует обратить внимание на погрешность, связанную с тем, что за один год могут образоваться два слоя или образования слоев не происходит. Последнее обычно является следствием недостаточного питания дерева. Чаще встречается удвоение годового слоя, которое происходит, например, если молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и взамен нее из запасных почек развиваются новые листья.

Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна.

Вторая группа исследовала образец спила березы с улицы Парковой. Произвели подсчет ширины годовых колец. По результатам подсчетов заполнили таблицу:

Таблица №3.

Динамика роста дерева. Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна.

Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост	Год	Метка	Прирост
2012			1979	49,6		1946	141,6
2011			1978	52,5		1945	145,9
2010			1977	55,0		1944	149,4
2009			1976	57,5		1943	152,4
2008			1975	60,8		1942	155,6
2007			1974	61,7		1941	159,4
2006			1973	62,3		1940	162,6
2005			1972	65,2		1939	166,2
2004			1971	67,7		1938	170,4
2003			1970	70,4		1937	174,4
2002			1969	73,5		1936	178,3
2001	10,7		1968	77,0		1935	181,8
2000	11,9		1967	79,9		1934	185,2
1999	13,4		1966	82,9		1933	188,9
1998	14,7		1965	86,3		1932	192,3
1997	16,7		1964	89,1		1931	196,4
1996	18,3		1963	90,9		1930	200,0
1995	19,0		1962	93,3		1929	204,0
1994	19,9		1961	96,1		1928	207,7
1993	21,8		1960	99,1		1927	211,6
1992	23,2		1959	101,8		1926	215,7
1991	24,9		1958	104,2		1925	219,8
1990	27,1		1957	107,1		1924	223,6
1989	29,6		1956	110,6		1923	227,8
1988	31,5		1955	114,2		1922	232,6
1987	33,2		1954	117,2		1921	237,8
1986	35,2		1953	120,3		1920	242,8
1985	37,4		1952	123,1		1919	247,6
1984	39,9		1951	125,6		1918	252,0
1983	41,8		1950	128,3		1917	256,8
1982	43,5		1949	131,4		1916	262,0
1981	45,5		1948	134,2		1915	267,7
1980	47,7		1947	137,4		1914	273,4

На основании данных таблицы построили график:

Рис. 8. Динамика роста березы. Улица Парковая.

Анализируя полученный график, отмечаем годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 1994, 1995, 2009, 2010, 2011 года. Выделим периоды замедленного роста березы: 1973-1974 (2 года), 1994-1995 (2 года), 2009-2010-2011 (3 года). Причин, влияющих на снижение прироста березы, достаточно много. Мы смогли исследовать влияние только климатических условий на снижение или увеличение прироста. Неблагоприятные климатические условия: сильная засуха летом 1972-1973 г.г.; морозная зима 1994 года; жаркое лето 2009 года; засуха 2010 года; засушливая осень 2009 года; холодная вторая половина зимы 2010 годы.

Незначительное снижение прироста отмечается с 1957 года. Причина – снижение освещенности кроны дерева за счет значительной высоты соседних деревьев.

Годовые кольца данного образца отличаются разной шириной годовых слоев. По ширине колец можно определить стороны горизонта. Такие кольца образуются в результате неравномерного освещения, плотной посадки соседних деревьев.

Максимальный прирост отмечается вплоть до 1946 года. Это связано с молодым возрастом дерева. Начиная с 1957 год по 1987 год, показатели прироста практически не изменяются, потому что дерево гармонично развивается и внешние условия не изменяются.

По нашим подсчетам дерево посажено в 1914 году, ему 92 года. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12.

Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 92 года (по нашим расчетам). Соответственно: 92 года+5 лет=97 лет или 1914 год – 5 лет =1909 год (год посадки)

По данным Первомайского лесничества и поселковой администрации, данный выдел парка засажен березой бородавчатой в 1909 году.

Вспомним историю парка. Парк выделялся по своей планировке. Свободная ландшафтная композиция складывалась из луговых площадок и групп деревьев, так называемых «выделов», их всего 50. В каждую группу входила преимущественно одна порода, а соседние группы не повторяли одна другую. Березовая роща соседствовала с группой лиственниц, дубы с елями и так далее. Поэтому угнетение берез другими видами деревьев не наблюдалось.

Вывод: динамика роста деревьев зависит от изменения внешних факторов.

Выводы по работе:

1. Для написания работы познакомились с информацией по данной теме в литературных источниках и Интернете;
2. познакомились с методикой выполнения работы « Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»;
3. подсчитали количество и измерили ширину годичных колец (годовых приростов) образцов спилов двух площадок;
4. составили графики прироста деревьев по годам на двух площадках;
5. проанализировали динамику роста деревьев с изменением внешних факторов;
6. определили физические факторы среды произрастания древесных растений, которые оказывают влияние на рост и формирование годичных колец деревьев, существенно изменяя их строение. К ним относят: температурное воздействие (это могут быть низовые пожары, приводящие к локальным нагревам ствола дерева, что вызывает гибель камбиальных клеток и клеток формирующегося кольца текущего года); прямое механическое воздействие. Часто возникает в результате оползней, камнепадов. Приводит к гибели камбиальных клеток и деформации или гибели клеток формирующегося годичного кольца; радиационное воздействие (при высоких дозах возникают анатомические нарушения структуры годичных колец); географическое место произрастания дерева (существуют значительные отличия в меридиональном распределении интенсивности солнечной радиации, что обуславливает различие в распределении тепла и влаги); почвы (механическое строение и химический состав почвы определяют её влагоёмкость и, как следствие, количество доступной воды для древесных растений); температура и осадки (динамика которых во время вегетационного периода наиболее сильно влияет на формирование годичных колец) и др.

   Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

   
   

   Подписи к слайдам:

   МКОУ «Аннинская СОШ с УИОП» Изучение динамики роста деревьев по годовым кольцам Автор: Ученица 10 «В» класса Сидоренкова Ольга Научный руководитель: Учитель географии Безуглова Надежда Николаевна Анна 2013

   Цель: изучить динамику роста деревьев по годовым кольцам на примере березы бородавчатой. Задачи: изучить информацию по данной теме в литературных источниках и Интернете; познакомиться с методикой выполнения работы; подсчитать количество и измерить ширину годичных колец (годовых приростов); составить график динамики роста дерева по годам; проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов; провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития; п роанализировать полученные результаты и сделать выводы.

   Гипотеза: динамику роста деревьев определяют внешние факторы. Объект исследования: береза. Предмет исследования: годовые кольца на спиле дерева.

   Актуальность работы:

   Обзор источников информации по теме исследования. Годичные кольца, годовые слои у растений - это зоны прироста древесины, вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Годичные к ольца – что это такое? Как образуются годичные кольца? Ширина годичных колец. Определение возраста дерева по годовым кольцам.

   Методика проведенных исследований. Краткое описание практикума. Площадка 1. Улица Коммунальная дом №113 Площадка 2. Улица Парковая.

   Методика изучения динамики роста дерева по годичным кольцам. Исследовательская работа была выполнена с использованием методического пособия «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам». Авторы: А.С.Боголюбов, Н.С.Лазарева («Экосистема», 2001).

   План выполнения работы: 1 . Подготовка спила. В лесу или на улице надо найти поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания.

   2. Подсчет ширины колец. Вначале тонким карандашом намечают линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Линия подсчетов должна проходить по максимально "среднему" сектору древесины.

   Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладывают линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями (например, металлическую). Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

   Год Метка Прирост Для фиксации измерений заполнить таблицу: Динамика роста дерева. В графе "год" заранее указывают все годы, начиная с года гибели дерева – «вглубь времени», вплоть до года рождения дерева, который точно устанавливают после окончания измерений. В графу "метка" записывают данные о положении границы очередного годичного кольца на линейке (в миллиметрах). Такой подсчет производят последовательно от самого последнего (внешнего), до самого первого кольца (в центре спила). После завершения расчета положения колец по линии радиуса (после заполнения графы "метка") приступают к расчету годичных приростов. Делают это с помощью калькулятора, вычитая из значения каждого более старого кольца значение расположения более молодого.

   3 . Построение графика. На основании полученных данных о приросте строится график динамики роста дерева по годам. По оси абсцисс откладываются годы - слева направо от года рождения дерева до последнего года его жизни. По оси ординат откладываются абсолютные значения прироста - в миллиметрах. 4. Интерпретация данных. Проанализировать динамику роста деревьев в связи с изменениями внешних факторов. Провести сравнительный анализ динамики роста различных деревьев с попыткой выявления общих закономерностей их развития. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы. Годы жизни дерева Прирост. мм

   Результаты и их обсуждение. Площадка 1. Улица Коммунальная, дом №113. Динамика роста дерева.

   График динамики роста березы

   Дневник погоды в Анне за Май 2012 г Наблюдение за погодой на территории школы

   Анализ графика: 1. Годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 2009, 2010, 2011 года. 2. П ериоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 2009-2010-2011 (3 года). Факторы, повлиявшие на минимальный прирост и замедление роста березы: 1. Лето 1972 года считается одним из самых засушливых в Черноземье за последние сто лет. Сухая весна, отсутствие осадков более 60 дней привели к засухе. 2. Достаточно жаркое лето отмечалось и в 1973 году. 3. Низкий прирост отмечается с 2009 по 2011 год. Аномальная жара отмечалась в Воронежской области в конце лета 2009 года и летом 2010 года. Осень 2009 года была сухой, суровое бесснежное начало зимы «выдавило» из почвы остатки влаги, а выпавший в середине зимы снег не пропитал промерзшую почву и сошел с весенним паводком. Зима 2010 выдалась очень морозная, особенно февраль.

   3. Высокие показатели прироста 1962 по 1972 год. Факторы, повлиявшие на максимальный прирост и ускорение роста березы: 1 . В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. 2. До 1972 показатели прироста были высокими еще по одной причине. Не было сильного угнетения березы со стороны соседних деревьев. Потому что высота деревьев в этот период была незначительная.

   По нашим подсчетам год посадки дерева - 1962. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 50 лет (по нашим расчетам). Соответственно: 50 лет+5 лет=55 лет или 1962 год – 5 лет =1957 год (год посадки) Внимание! Погрешность. Члены НОУ «Юный путешественник» побеседовали с жителями дома №113 по улице Коммунальная и выяснили, что дом построен в 1959 году и весной этого же года посажена аллея из берез и тополей.

   Площадка 2. Улица Парковая. Дендропарк поселка Анна. Динамика роста дерева.

   График динамики роста березы

   Анализ графика: 1. Годы с минимальными приростами: 1973, 1974, 1994, 1995, 2009, 2010, 2011 года. 2. П ериоды замедленного роста березы: 1973-1974 г.г. (2 года); 1994-1995 (2 года) ; 2009-2010-2011 (3 года). Факторы, повлиявшие на минимальный прирост и замедление роста березы: 1. Неблагоприятные климатические условия: сильная засуха летом 1972-1973 г.г.; морозная зима 1994 года; жаркое лето 2009 года; засуха 2010 года; засушливая осень 2009 года; холодная вторая половина зимы 2010 года. 2. Незначительное снижение прироста отмечается с 1957 года. Причина – снижение освещенности кроны дерева за счет значительной высоты соседних деревьев. 3. Годовые кольца данного образца отличаются разной шириной годовых слоев. Такие кольца образуются в результате неравномерного освещения, плотной посадки соседних деревьев.

   Факторы, повлиявшие на максимальный прирост и ускорение роста березы: 1 . В молодом возрасте дерево образует обычно более широкие годовые слои, чем впоследствии. 3. Максимальный прирост отмечается вплоть до 1946 года. 2. Начиная с 1957 год по 1987 год показатели прироста практически не изменяются, потому что дерево гармонично развивается и внешние условия не изменяются.

   По нашим подсчетам год посадки дерева – 1914, возраст дерева - 92 года. Пользуясь методикой, при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет - пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в полметра соответствует примерно 5-7 годам, около метра - 10-12. Образец спила был взят на высоте не более 40 см от поверхности земли. Возраст дерева – 92 года (по нашим расчетам). Соответственно: 92 года +5 лет=97 лет или 1914 год – 5 лет =1909 год (год посадки) По данным Первомайского лесничества и поселковой администрации, данный выдел парка засажен березой бородавчатой в 1909 году.

   Выводы по работе: Для написания работы познакомились с информацией по данной теме в литературных источниках и Интернете; познакомились с методикой выполнения работы «Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»; подсчитали количество и измерили ширину годичных колец (годовых приростов) образцов спилов двух площадок; составили графики прироста деревьев по годам на двух площадках; проанализировали динамику роста деревьев с изменением внешних факторов; определили физические факторы среды произрастания древесных растений, которые оказывают влияние на рост и формирование годичных колец деревьев, существенно изменяя их строение; данная методика позволяет определить возраст по годичным кольцам, но с погрешностями в измерениях, в связи с влияниями внешних и внутренних факторов на дерево.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЗЮЗИНСКОЙ СРЕДНЕЙ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Исследовательская работа

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗРАСТА ДЕРЕВА

ПО ЕГО ГОДИЧНЫМ КОЛЬЦАМ»

Выполнила: ученик 4 класса

Снегирёв Дмитрий

Руководитель:

учитель начальных классов

Снегирёва Наталья Владимировна

Зюзя 2015г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………2 стр.

Теоретическая часть……………………………………………….4 стр.

Практическая часть исследования. ………………………………5 стр.

Заключение…………………………………………………….…...7 стр.

Список литературы………………………..……………………….8 стр.

Приложение.

Введение

Я хочу начать свою исследовательскую работу с того, что в 1969 году была построено новое здание Зюзинской средней школы. Затем учащиеся 1-10 классов во время школьных субботников вместе с учителями посадили саженцы деревьев вокруг школы. Саженцы росли, зеленели и благодаря уходу превратились в огромные деревья. Особенно стройным и могучим был тополь росший у входа в школу. Но 2011 году это дерево вынуждены были спилить, т.к. оно стало угрожать безопасности школы. Спил этого дерева мы решили исследовать. Я попыталась самостоятельно определить возраст дерева, и уточнить, в каком году оно было посажено.

Поэтому я выбрал тему: «Определение возраста тополя по его годичным кольцам».

Цель работы:

Определить возраст тополя и установить связь между возрастом и условиями его произрастания.

Задачи :

1. Изучить литературу по теме;

2. Определить возраст дерева по конкретно выбранному спилу дерева;

3. Проанализировать годовые кольца.

4 . Сформулировать выводы, позволяющие подтвердить высказанную гипотезу.

Гипотеза исследования:

1.По количеству годовых колец можно определить возраст дерева.

2. Ширина между годичным кольцам зависит не только от возраста дерева, но и от условий жизни дерева в разные годы.

Предметом исследования является спил тополя, росшего возле школы.

Объект исследования факторы, влияющие на ширину годичных колец.

Основные методы работы:

исследовательский;

метод анализа и обобщения.

описательный;

Теоретическая часть

Деревья, произрастающие в климатических зонах с сезонным климатом, летом и зимой растут неодинаково: основной рост происходит летом, зимой же рост сильно замедлен. Различие условий приводит к тому, что древесина, нарастающая зимой и летом, отличается своими характеристиками, в том числе плотностью и цветом. Визуально это проявляется в том, что древесный ствол на поперечном распиле имеет чётко видимую структуру в виде набора концентрических колец. Каждое кольцо соответствует одному году жизни дерева («зимний» слой тоньше и визуально просто отделяет одно «летнее» кольцо от другого). Общеизвестным является способ определения возраста спиленного дерева путём подсчёта числа годичных колец на распиле. В зависимости от множества факторов, действовавших в летний период (продолжительность сезона, температурный режим, количество осадков и прочее) толщина годичных колец в разные годы жизни дерева различна. Различия в толщине колец в разные годы достаточно значительны. При учёте ширины каждого кольца и применении методов математической статистики вероятность ошибки значительно снижается.

Практическая часть

Моя работа заключается в исследовании спила. В основе исследования спила тополя лежит метод кольцевого анализа, который основывается на свойстве дерева прирастать ежегодно на одно годичное кольцо.

По годовым кольцам я попытаюсь определить возраст дерева и условия произрастания.

Описание исследуемого материал.

Для исследования использовалось дерево с вырубки, взят поперечный спил тополя. (Приложение №1)

При внимательном рассмотрении поверхности спила невооруженным глазом и на ощупь можно убедиться, что древесный срез разный по структуре.

(Приложение №2)

Подсчет ширины колец.

Самая ответственная процедура при выполнении данного задания – подсчет ширины годичных колец.

Вначале тонким карандашом намечаю линию, по которой буду проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий – трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально «среднему» сектору древесины.

(Приложение №3)

Затем к внешнему краю последнего (наружного) кольца прикладываем линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями. Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

(Приложение №4)

Исследование проводится с помощью линейки (линейку берём 30 см) и лупы

Диаметр ствола D – 66 см

R 1 = 1 см R 2 = 1см R 3 = 0,9см R 4 = 1,2см R 5 = 1,3см R 6 = 0,8см

R 7 = 0,5 см R 8 = 0,5 см R 9 =0,9 см R 10 = 1см R 11 =0,9см R 12 =1см R 13 =1см R 14 =0,9см R 15 =0,5см R 16 = 0,6см R 17 = 0,5см R 18 = 0,7см R 19 =0,8см R 20 = 1см R 21 =1,5см R 22 =0,4см R 23 =1см R 24 = 1,5см

R 25 = 1,8см R 26 = 2см R 27 = 1,5см R 28 = 1см R 29 = 1,4см R 30 =1,5см R 31 =1,4см R 32 =1см R 33 =0,8см

R 34 = 2см R 35 = 2см R 36 = 2см R 37 = 2,3см R 38 = 2,5см R 39 =0,6см

R 40 = 0,5см

Исследование с помощью лупы показал, что примерный радиус ширины между годичными кольцами составляет R 1 = 1.5 см (см. приложение 5)

Образец имеет сорок годовых колец. В центре находится более рыхлая сердцевина, хорошо заметная. Годичные кольца широкие, темные и светлые едва различимые не одинаковые по ширине на разных сторонах дерева, древесина прочная.

В ходе исследования измерения подсчетов годичности колец я выяснила, что дереву 40 лет, его посадили примерно в 1971 году. 2011(год, когда дерево спилено)- 40(количество годовых колец)= 1971год. Это подтверждается воспоминаниями очевидцев. Школу открыли в 1970 году, деревья садили на следующий год весной.

По ширине расстояния между годичными кольцами от 0,5 до 2,5 мм.

Также я определила благоприятные и неблагоприятные годы для роста дерева, это показано в таблице. (Приложение 6)

Также, исходя из расстояния между годичными кольцами, я выяснила, где у дерева была южная и северная стороны. Это видно по годичным кольцам. Там, где узкие кольца и ширина между кольцами от 0,2 мм до 1 см - это север, а где широкие кольца и ширина между кольцами от 1см до 2,5 см - это юг. (Приложение 7)

Вывод: возраст дерева примерно сорок лет. Росло оно на влажных землях, хорошо питалось, об этом свидетельствуют широкие, светло-желтые кольца и состояние древесины. Дерево росло в хорошо освещённом месте, именно поэтому ширина годовых колец на разных сторонах дерева примерно одинакова.

Сказать можно точно, что такое растение могло стать долгожителем, если бы его не спилили.

Заключение

Проанализировав полученный материал, я пришла к выводу, что, подсчитав с помощью линейки число годичных колец, можно определить приблизительный возраст спиленного дерева.

По толщине годичных колец можно узнать, в каких условиях росло дерево в разные годы жизни. Узкие годичные кольца свидетельствуют о недостатке влаги, о затенении дерева и о его плохом питании. По годичным кольцам можно определить и стороны света. Годичные кольца обычно шире с той стороны дерева, которая обращена к югу, и уже с той, которая обращена к северу.

Поскольку каждый год толщина ствола увеличивается, то, казалось бы, долгожителей нужно искать среди толстых деревьев, но не тут то - было, рост дерева в толщину в основном зависит не от возраста растения, а от условий его произрастания.

Можно спросить: «Для чего знать возраст дерева?»

Ответ, на мой взгляд, прост. Дерево своеобразный источник информации, по которому человек может узнать, о погодных условиях, о качестве почвы, экологическом состояние местности в разные периоды времени. Дерево «можно прочесть как книгу». Приглядись внимательно и ты проникнешь в тайны прошлого и настоящего!

Список литературы

1. Б.Н.Головкин, М.Т.Мазуренко. Энциклопедическое издание

«Я познаю мир» -М.: ООО « Издательство Астрель» 2002.

2. В.А.Корчагина. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Учеб. для 6-7 кл.-М.: Просвещение, 1990 г.

Приложение №6

Анализ условий рост дерева

Благоприятные годы

Неблагоприятные годы

1-5 (1971-1975г)

6-8 (1976-1978г)

9-14 (1979-1984)

15-19 (1985-1989)

20,21 (1990-1991)

23-26 (1993-1996)

27-29 (1997-1999)

30-32 (2000-2002)

34-37 (2004-2008)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа им. Новикова Р.А.

с. Ковылино Чернянского района Белгородской области»
Исследовательская работа

«Изучение динамики роста дерева по годичным кольцам»

Выполнила:

Сбитнева Светлана,

ученица 10 класса

Руководитель:

Гревцева В.А,

учитель биологии
Содержание.

1. Введение.

2. Подготовка спила.

3. Подсчет годичных колец.

4. Построение графика.

Цель работы: подготовить спилы стволов деревьев с последующим

подсчетом и измерением ширины годичных колец (годовых

приростов).

Годичные кольца, видимые на поперечном спиле ствола дерева, растущего в умеренной климатической зоне, появляются в результате того, что в течение одного вегетационного сезона прирост дерева в толщину осуществляется неодинаково. В начале лета рост ствола в толщину идет за счет крупных рыхлых клеток, которые в последующем имеют светлый оттенок. В конце вегетационного сезона – осенью – образующиеся клетки древесины мельче, а оболочки у них толще, чем весной и летом. Цвет этих клеток темнее, чем тех, которые образовались в начале лета. Таким образом, годичное кольцо имеет светлую и темную составляющую, и в результате этого на спиле дерева мы можем видеть границы годичных колец.

Такие видимые годичные кольца образуются только в тех зонах Земли, где есть четкая смена сезонов. В районах без четкой смены сезонов, например на экваторе, годичные кольца на деревьях также образуются, но они практически не видны – древесина имеет темную окраску.

По количеству годичных колец на спиле ствола можно довольно точно определить возраст дерева. Кроме того, ширина одного годичного кольца, то есть годового прироста дерева, колеблется из года в год. Она зависит от состояния дерева в данный вегетационный сезон, что, в свою очередь, зависит от климатических особенностей года, здоровья дерева и многих других факторов.

Каждый год у дерева вырастает наружный слой древесины в виде кольца, поэтому его и называют годичным. Сосчитав число колец, мы точно узнаем возраст дерева. Но не у всех деревьев бывают годичные кольца, и не всегда они именно годичные.

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, т. е. такая, по которой движутся различные соки дерева и питательные вещества; в другом-ткани механические, придающие крепость стволу.

Возникновение клеток проводящей и механической ткани совсем не случайно.

Весной, когда прекращаются морозы и оттаивает земля, дерево начинает жить: открывается движение соков, распускаются листья, проходит 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 последуюшего года. На срезе дерева она видна невооруженным глазом. А еще лучше граница между соседними годичными слоями древесины заметна под микроскопом.

У хвойных древесных пород – сосны, ели, пихты, кедра и лиственницы – поздняя (осенняя) древесина окрашена в более темный цвет, чем весенняя, и поэтому годичные кольца у них всегда хорошо видны. У лиственных пород, например у дуба и ясеня, годичные кольца также хорошо видны, потому что в весенней части древесины у этих растений сосредоточено большое количество крупных сосудов. У других же, например осины, березы, липы, ивы, сосуды мелкие и годичные кольца трудноразличимы. Для того чтобы граница между кольцами выступала резче, такую древесину нужно окрасить (например, химическим карандашом).

Как изменяется с возрастом ствол дерева.

Ученые, изучая ход прироста дерева, исследуют не только толщину ствола, но и его высоту в разные периоды жизни, а также внешний вид, форму и объем.

Ежегодно прирастающая древесина, как чехлом, одевает ствол дерева, и наружные части его являются самыми молодыми, а внутренние, расположенные ближе к сердцевине, -- старыми.

Если бы мы распилили ствол дерева вдоль, то увидели бы целый ряд конусов, закрывающих один другого. Каждый из этих конусов отражает форму ствола дерева в разные периоды его жизни. Иначе говоря, на продольном разрезе ствола видно, как ежегодно меняется высота, толщина и форма ствола дерева. Поэтому на таком продольном разрезе можно увидеть и измерить изменения дерева в толщину и высоту.

Распилить вдоль целый древесный ствол, да еще по самой его сердцевине, -- дело довольно трудное. Обычно поступают проще. Поперек ствола срубленного дерева через каждые один или два метра выпиливают кружки. Нижний кружок выпиливают у самого корня - он будет самым большим. Например, у срубленной сосны на нижнем кружке 120 годичных колец, а на следующем, который выпилили на высоте 2 м, колец меньше, на следующем – еще меньше и, наконец, на последнем, четырнадцатом кружке, находящемся на расстоянии 0,5 м от вершины, колец совсем мало – всего 12.

Что это значит? Если на нижнем кружке 120 годичных колец, т. е. дереву сейчас сто двадцать лет, а на последнем кружке – 12 годичных колец, то за последние 12 лет дерево выросло всего на 0,5 м, так как от последнего кружка до вершины было всего 0,5 м. Высота же дерева в 108 лет (120-12) была той, на которой выпилили последний кружок. На следующем от вершины кружке можно насчитать уже 26 колец. Это значит, что дерево в возрасте 94 лет (120-26) имело высоту, с которой взят кружок с 26 годичными кольцами. И так далее.

Следовательно, мы всегда можем узнать возраст дерева на высоте выпиленного нами кружка.

Еще один пример. Спилили дерево. На самом нижнем кружке (или на пне) насчитали 62 кольца. Значит, дерево имело 62 года.

Подготовка спила.
В лесу найдем поваленное или стоящее сухое дерево, у которого можно определить год отмирания. Если на дереве сохранилась хвоя, то оно погибло недавно и годом его гибели можно считать текущий год. Если хвои нет, но сохранились самые мелкие веточки, то оно погибло в прошлом году. Если мелких веточек и хвои нет, но кора хорошо сохранилась, то около двух лет назад. Более старые деревья лучше не использовать, так как точно определить год гибели дерева невозможно все дальнейшие старания будут сведены на нет отсутствием «ТОЧКИ ОТСЧЕТА» ХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ.

Идеальным вариантом для приготовления спила можно считать свежеупавшие ветровальные деревья. Они погибают «не своей смертью» , т.е. не от болезней и вредителей, а под влиянием внешних сил.

Спил ствола делаем как можно ближе к основанию дерева, так как желательно как можно точнее знать год рождения дерева. Однако, в любом случае при последующем расчете года рождения дерева к возрасту ствола на уровне среза прибавляют несколько лет – пока дерево доросло до высоты спила. Расстояние в пол метра соответствует примерно 5 – 7 годам, около метра – 10-12.

Спил делаем механической пилой.

Для изготовления учебного спила (т.е. не одноразового исследования, а для хранения и последующего многократного изучения школьниками) заготовляем диск, т.е распиливаем спил дважды, делая два параллельных спила на расстоянии примерно 10 см друг от друга.
Подсчет ширины колец.
Самая ответственная процедура при выполнении данного задания – подсчет ширины годичных колец.

Вначале тонким карандашом намечаем линию, по которой будут проводиться измерения. Линия должна проходить точно от центра спила до его внешнего края (по радиусу). Для измерения следует выбрать сектор ствола с наименьшим количеством аномалий – трещин, неконцентрических уплотнений, остатков сучков, старых затекших ран и т.п. Линия подсчетов должна проходить по максимально «среднему» сектору древесины.

Затем к внешнему краю последнего (наружнего) кольца прикладываем линейку с хорошо различимыми миллиметровыми делениями. Ноль линейки должен совпадать с внешним краем последнего кольца.

Вывод: ширина годичных колец с освещенной стороны дерева больше, чем с теневой, поэтому по пням, оставшимся от одиноко стоящих деревьев, можно определить, где север и юг. Пока молодое деревце живет в тени, кольца узкие, когда света начинает доставаться больше – они становятся шире. Следует отметить годы с минимальными и максимальными приростами, периоды замедленного и ускоренного роста дерева. Ширина годичных колец зависит еще от климатических и погодных условий произрастания.