Что можно узнать по годичным кольцам у дерева?

Деревья и жизнь

Жизнь на нашей планете сформировалась и существует благодаря множеству факторов, и один из них – это подходящий газовый состав атмосферы. А точнее, наличие достаточного количества кислорода. Им нас обеспечивают растения, которые поглощают углекислоту, выдыхаемую большинством живых существ. В настоящее время большинство развитых и цивилизованных стран строго следит за состоянием своих лесов, в том числе создавая национальные парки, где можно встретить очень старые деревья. Интересны они не только с эстетической точки зрения, но и тем, что ученые, исследуя их, получают знания о давно прошедших временах, а сам возраст деревьев определяется с помощью годичных колец. Но что такое годичное кольцо, почему оно образовывается и где помимо деревьев есть еще? В этом мы и разберемся в данной статье.

Дендрохронология

Дендрохронология – это научная дисциплина, которая занимается датированием событий, явлений природы и археологических находок на основании исследований годичных колец древесины или же иных биологических останков, которые таковыми обладают.

К примеру, этот метод наиболее часто используется для определения возраста каких-то предметов или построек из древесины по годичным кольцам.

С тем, что это за наука и чем занимается, мы разобрались. Теперь же давайте рассмотрим, как образуются годичные кольца.

Как мы уже знаем, появляются они в тех деревьях, которые произрастают в зонах с ярко выраженной сезонностью. Проще говоря, летом и зимой они растут не одинаково из-за перепадов температур и прочих условий. Это приводит к тому, что слой древесины, нарастающий зимой, отличается от летнего массой признаков: цветом, плотностью, фактурой и т.п. Если говорить о визуальном проявлении, то на поперечном спиле ствола дерева можно заметить четкую структуру, имеющую форму концентрических колец.

Где у дерева память?

У деревьев есть «память», и она куда крепче, чем человеческая. А поскольку зеленые великаны живут по несколько сотен и даже тысяч лет, их можно считать настоящей кладовой информации. Каждый видел годичные кольца на спиле ствола – это  тайнопись, в которой зашифрована история всей жизни дерева, и посвященный может ее прочесть.

Большую часть ствола дерева составляют клетки, лишенные живого содержимого, по существу  –  просто трубочки из древесины, по которым от корней к листьям движется вода. Живые клетки сосредоточены в основном между древесиной и корой. Этот слой, камбий, обеспечивает рост дерева в толщину, а также нарастание слоя коры.

У древесных растений умеренных широт в активности камбия наблюдается периодичность. Так, весной и в начале лета клетки камбия усиленно делятся, и в этот период формируется так называемая ранняя древесина.  Для ее клеток характерны большие полости и тонкие клеточные стенки, которые способствуют транспортировке воды по тканям дерева. В конце лета активность клеточного деления в камбии снижается. Да и клетки, формирующиеся в этот период, морфологически отличаются от тех, что образуются в начале лета, – у них малые диаметры и толстые клеточные стенки, основная их функция – обеспечение прочности ствола. В местах, испытывающих сильную механическую нагрузку, подобные клетки образуются с самого начала вегетации, в результате чего создается так называемая креневая древесина.

Описанные нами явления  в первую очередь характерны для хвойных пород. Те, кто внимательно рассматривал свежий пень сосны или ели, наверняка обращали внимание на светлые концентрические полосы – раннюю древесину, темные концентрические полосы – позднюю древесину, а возможно, наблюдали и темные пятна креневой древесины. У других пород, например у дуба или березы, в строении годичных колец есть своя специфика.

Годичные кольца – зоны цикличного прироста тканей у деревьев, обусловленные неравномерностью развития под воздействием внешних факторов.

Годичные кольца

В местах, где происходит периодическая смена климата, у деревьев появляются круги в стволе. Процесс происходит, благодаря камбию, расположенному под корой. Это живые клетки, которые обеспечивают рост посредством своего деления.

Зимой растение спит. Жизненные процессы в нем малоактивны. Бурная деятельность активизируется весной и продолжается все лето. В это время камбий образует множество новых клеток, причем окраска летних существенно отличается от цвета весенних. В результате внутри ствола появляется тонкая светлая и более широкая темная полоса.

Темные круги представляют собой годичные кольца. В некоторых породах деревьев они выделяются более четко, в других еле видны. От того, в каких условиях находилось растение, зависит их толщина.

Процесс образования

Как мы уже знаем, появляются они в тех деревьях, которые произрастают в зонах с ярко выраженной сезонностью. Проще говоря, летом и зимой они растут не одинаково из-за перепадов температур и прочих условий. Это приводит к тому, что слой древесины, нарастающий зимой, отличается от летнего массой признаков: цветом, плотностью, фактурой и т.п. Если говорить о визуальном проявлении, то на поперечном спиле можно заметить четкую структуру, имеющую форму концентрических колец.

Можно сказать, что в этом году кольцо аномально мало. Если мы измерим ширину каждого кольца дерева, мы сможем генерировать ряд с годовыми значениями его роста. Каждый год этой серии мы можем вычесть то, что мы ожидаем, что дерево вырастет в этом году в соответствии с его возрастом, то есть за каждый год мы будем иметь представление о том, было ли у этого дерева больше или меньше ожидаемого роста. Если это сделано для многих разных деревьев, мы можем получить серию средних значений роста в этой области.

Это называется хронологией, и именно это мы попытаемся связать с климатом, как мы увидим позже. Но как мы можем считать кольца, не сокращая деревья? Обычно это делается для сверления деревьев с помощью шнека, что позволяет нам вытащить небольшое деревянное ядро. Свернув параллельно земле и указывая на центр, извлеченное ядро ​​будет с небольшим успехом забирать все кольца роста с момента рождения дерева.

Что можно определить по годичным кольцам?

В основном – это возраст. Каждое кольцо соответствует одному году, по его толщине и фактуре можно судить о том, какой тогда был год с климатической точки зрения: примерная температура, количество осадков, их частота и прочее. Используют этот метод и для определения возраста каких-то древних деревянных изделий: их распиливают, смотрят на количество колец, а затем сравнивают с образцом, возраст которого известен. Таким образом, можно узнать, когда было послужившее материалом для предмета.

И все деревья будут чувствительны к изменчивости климата? Необходимо найти область, в которой деревья страдают от некоторых экстремальных погодных условий. Например, мы никогда не будем тренироваться в городе, так как эти деревья всегда поливаются, хотя дождь не дождется.

Тем не менее, эти участки считаются пределом: на большой высоте или где деревья получают воду только от осадков, это будет нашей целью. Когда у нас будет наша серия, мы сравним ее с измеренными значениями климатической переменной, которые могут быть более важными в этой области, чтобы ограничить рост деревьев. Если при сравнении обеих серий одна из ширины колец сохраняет хорошее сходство с одним из наблюдаемых значений, можно сказать, что оба ряда коррелированы. Если мы предположим, что гипотеза о том, что изученные деревья всегда были чувствительны к той же переменной, что мы видели ранее, и что они также всегда делали это таким же образом, мы сможем использовать нашу полную серию роста для восстановления прошлых изменений климатической переменной, когда прямых мер не было.

Определяем возраст по годичным кольцам

Определить, сколько лет дереву можно по окружностям на спиле у основания его ствола или на оставшемся от него пне. В идеале у растений образуется по одному кольцу в год. Однако природные негативные факторы могут способствовать появлению нескольких колец или их отсутствию в одном году. Если они выражены не четко, на спил необходимо нанести раствор анилина, синьку или разбавленные чернила.

Менее радикальный способ, позволяющий обойтись без спила — использование бура Пресслера.

Его длина должна приблизительно соответствовать диаметру дерева. Процесс не требует распила:

• держим инструмент на уровне груди;
• вкручиваем его в ствол до сердцевины;
• вытаскиваем пробу и считаем количество темных полос на ней.

После эксперимента дереву необходимы небольшие лечебные процедуры по замазыванию высверленного отверстия.

Спиленное или срубленное

Как определить возраст дерева по кольцам, называемым годичными, вероятно, слышали многие. Достаточно посчитать их количество, обычно довольно хорошо заметное на месте спила ствола.

Для более точного определения лучше сделать срез дважды, максимально близко к корням, затем отшлифовать. Рассматривать следует через лупу или микроскоп. Иногда кольца недостаточно ярко выражены, тогда можно воспользоваться химическим “проявителем”. Подойдет спиртовой раствор анилина, жидкость из двухлористого железа, синька, даже обычные разведенные водой чернила, марганцовки

Есть некоторые тонкости для различных пород. В данном случае то, как определить возраст дерева по годичным кольцам, зависит от принадлежности растения к лиственным или хвойным видам. Если дерево из широколистных пород, лучше производить спил по диагонали, это увеличит ширину обычно тонких и трудноразличимых колец.

Как определить возраст дерева по диаметру ствола

Такой метод существует, но его сложно назвать корректным без детального понимания факторов, влияющих на рост и формирование конкретного растения. Показатели будут зависеть от его вида, местности, условий окружающей среды данного региона и участка произрастания дерева в частности.

Можно рассмотреть подобный вариант на примере дуба.

Для этого потребуется или специальная мерная вилка, или придется обойтись мягкой рулеткой, сантиметром портного.

У данного вида измерение осуществляют на расстоянии 1,3 м от земли.

По длине окружности диаметр вычисляется при помощи математической формулы, известной со времен средней школы: D (диаметр) = L (длина окружности) / Пи (постоянная величина, значение равно 3,14).

Для следующего шага потребуется информация о среднем годовом приросте измеряемого вида дерева. Для дуба он составляет около 44 мм.

Чтобы рассчитать возраст, диаметр следует разделить на коэффициент прироста (в данном случае — 44).

Такие вычисления не очень достоверны, они имеют погрешность до 15 %, так как значение годового прироста каждого дерева — показатель очень индивидуальный и зависимый от множества внешних факторов.

Самые старые деревья мира: гиганты, которым хочется поклониться

Фотограф из США Бет Мун (Beth Moon) путешествует по странам и континентам и фотографирует самые старые деревья нашей планеты с 1999 года. Первым деревом, которое сфотографировала Мун, был дуб в английском графстве Линкольншир. Вскоре после этого дерево было повреждено грозой. Мун восприняла это, как знак. С того дня она стала собирать фотографии старейших деревьев мира, которые были опубликованы в двух замечательных книгах.

Хлопковое дерево (Ceiba pentandra), Палм-Бич, Флорида, США.
Фотограф Бет Мун проводит возле каждого дерева по несколько дней, чтобы сделать снимок при наиболее благоприятном освещении.
Плантация «Дубовая Аллея» в Вачери, Луизиана, США.
Фотограф утверждает, что общение со старейшими деревьями планеты помогло ей глубже понять и прочувствовать историю человечества.
Драцена киноварно-красная на острове Сокотра, Йемен.
Каждой фотосессии предшествует тщательное планирование.
Адениум, или роза пустыни, на острове Сокотра, Йемен.
Бет Мун разбивает палатку возле выбранного дерева, чтобы обязательно увидеть его в лучах рассвета и заката.
Боуторпский дуб в графстве Линкольншир – один из старейших дубов в Англии. Это дерево стало первым в «древесной» серии Мун.
Деревья для Бет Мун – не просто живописные объекты для фотосъёмки, а нечто большее. Сквозь них она ощущает связь с природой и со временем.
Аллея баобабов на Мадагаскаре.
Баобаб Bufflesdrift Baobab, возраст которого насчитывает около 800 лет, недалеко от Лепхалале, Лимпопо, ЮАР. Как и многие деревья в коллекции Мун, этот экземпляр считается одним из старейших в стране.
Остатки остистой сосны в Калифорнии.
Генерал Шерман – секвойя, возраст которой насчитывает около 2000 лет.
Алоэ дихотомическое в Южной Африке.
Тетрамелес голоцветковый (Tetrameles nudiflora) на руинах храма Та Прум в Камбодже.

Самые долгоживущие виды

К долгоживущим деревьям всегда было особое отношение: их почитали как святыни, оберегали, просили у них о помощи. Все растения, попавшие в перечень самых древних, имеют собственные имена и защищены законом тех стран, где их посчастливилось сохранить.

Среди деревьев-долгожителей на удивление не много экзотических видовых названий. Большинство из них широко распространены и встречаются в любой точке России.

Основные виды деревьев, способные жить более 1000 лет:

1. Ель обыкновенная. Привычное растение скорее ассоциируется с Новым годом, чем с тысячелетней историей. Однако самое старое в мире хвойное дерево является именно обыкновенной елью. По оценкам ученых, она растет в швейцарской провинции Доларна больше 9500 лет.
   
2. Секвойя. Представители этого рода гигантов способны жить более 5000 лет. Самая старая секвойя на сегодняшний день является и самым высоким деревом мира (84 м). Генерал Шерман – так называют американского долгожителя, по приблизительным оценкам, обитающего на Земле более 2500 лет.
   
3. Тис. Отдельные представители рода способны доживать до 3000 лет. Так на территории России в районе Сочи существует реликтовый заповедник, где обитают тисы ягодные, возрастом около 2000 лет. А их родственник из северного Уэльса, растет на территории сельской церкви более 4000 лет.
4. Баньян. Дерево тысячи стволов, у которого кроме главного стебля имеется множество дополнительных в виде укоренившихся свисающих побегов. Отростки постепенно утолщаются и тоже превращаются в полноценные стволы. В результате со временем вокруг центрального ствола образуется целый лес, генетически являющийся одним растением. Самому старому баньяну на территории Индии около 3000 лет, а долгожителю Шри Ланки вскоре исполнится 2300 лет.
5. Баобаб. Огромное дерево в виде колонны, способное запасать влагу в стволе, может доживать до 5000 лет. Баобабы по праву считаются еще и самыми толстыми деревьями (обычно около 10 м в диаметре). Старейший представитель рода по имени Чайник Ифати действительно своей формой напоминает причудливую кухонную утварь и имеет уже около 1200-летнюю историю.
   
   В список «Самые старые деревья на Земле» входит баобаб Чайник Ифати.
6. Сосна. Способна жить и развиваться более 1200 лет. Самая долгоживущая сосна на Земле (4900 лет) обитает в невероятно суровом климате на высоте 3 тыс. м в горах США. До такого почтенного возраста она дожила в условиях скудного грунта и постоянной засухи.

Долгим сроком жизни могут похвастаться и самые привычные растения, обитающие в лесах, садах и парках по всему миру. До тысячи лет они не доживают, но иногда удивляют солидным возрастом, на много большим, чем предсказывают дендрологи.

Средний срок жизни некоторых деревьев:

По данным современной науки, самыми долгоживущими являются клональные колонии – целые рощи сравнительно «молодых» деревьев (не старше 2 тысяч лет), растущих из одной древней корневой системы. Такой корень может жить более 100 веков, постоянно воспроизводя молодое потомство. Причем колонии могут образовывать разные породы деревьев: сосны, дубы, ели и даже тополя.

Самые известные и изученные долгоживущие корневые клоны находятся на территории Швеции (Старый Тикко и Старый Расмус), США (Пандо), Австралии (сосны Хуон в горах Тасмании). Возраст таких растений устанавливают исходя из срока жизни всей колонии, производя генетические и радиоуглеродные исследования.

Рейтинг самых древних в России

Самые старые деревья на Земле присутствуют в национальном реестре России. На территории бывшего Советского Союза насчитывается более 20 таких долгожителей. Всем зарегистрированным древним деревьям присвоен особый статус, и они относятся к охраняемым природным объектам.

Перед этим каждое растение тщательно изучалось экологами, лесопатологами, учеными-ботаниками и лесоводами. После официального заключения, на дереве устанавливают табличку, подтверждающую статус и возраст долгожителя.

На территории Якутии произрастают лиственницы-старожилы возраст которых колеблется от 750 до 880 лет. Самым старым экземпляром официально признано растение с официально подтвержденным сроком жизни – 887 лет. В отличие от предыдущих описанных деревьев лиственница Каяндера не может похвастаться гигантскими размерами.

Суровые условия климата приводят к медленному развитию и скромному ежегодному приросту. Старейшая Каяндера по росту не превышает 9 м (приблизительная высота 3-го этажа). Диаметр ствола достигает всего 20 см на высоте 1 м от почвы. Ежегодный прирост древней лиственницы – менее миллиметра, так что за 25 лет дерево подрастает меньше чем на 1 сантиметр.

Вековой черешчатый дуб, растущий на территории Калининградской области, по заявлениям ученых живет на Земле более 800 лет. Его название обусловлено тем, что древнее растение вполне могло быть свидетелем Грюнвальдского сражения. Городок, посреди которого живет мощный старожил, сегодня называется Ладушкин. Ранее населенный пункт носил громкое имя Грюнвальд.

Дерево когда-то было местом поклонения прусских язычников, ему чудом удалось уцелеть во всех войнах и сражениях. Даже тевтонские рыцари, уничтожавшие все «варварские» святыни, обошли дуб стороной. Сегодня Грюнвальдский великан находится на охраняемой территории, куда беспрепятственно пропускают любопытных, но только под присмотром охраны.

Самые старые и крупные деревья на Земле можно встретить на просторах бывшего Советского Союза, на сегодня объединенных в СНГ. Схторашенский платан растет в Горном Карабахе и является самой чинарой на постсоветском пространстве. Ученые называют его точный возраст – 2028 лет, но знаменит могучий платан не только своей древностью.

Больше всего поражает в исполине огромное дупло у основания ствола, которое за века приобрело площадь небольшой квартиры – более 40 кв. м. Каждый лист векового растения в длину достигает почти 0,5 м. Ветви чинары раскинулись так широко, что тень от дерева покрывает около 1 тысячи кв. м.

Схторашенский платан был объектом поклонения с древних времен. Распространяется поверье, что любой дотронувшийся до священного дерева скоро погибнет. Но скорее всего такую легенду придумали сами местные жители, чтобы защитить чинару от варварства туристов, которые любят оставлять надписи, и зажигать свечи внутри дупла.

На побережье Черного моря, в пригороде г. Сочи расположился памятник древней природы. На площади 302 га восточного склона горы Ахун находится реликтовый заповедник, объявленный охранной зоной еще в 1931 году. Роща, состоящая из уникальных самшитов и древних тисов, оставалась неизменной около 30 млн. лет.

Растительность заповедника, по заверениям ученых, уникальна, а несколько экземпляров тисовых деревьев, относящихся к виду ягодных (вместо шишек образующих шишкоягоды) имеют довольно почтенный возраст – около 2 тысяч лет.

В последние годы заповедник сильно пострадал от завезенных из Европы вредителей самшита, которые попали в Краснодарский край при подготовке к олимпиаде 2014 года.

Самым старым растением Ростовской области признан гигантский Вешенский дуб. Растение знаменито не только солидным возрастом (около 400 лет), но и особенным вниманием со стороны знаменитого советского писателя Михаила Шолохова. Дуб около станицы Вешенской был любимым местом отдыха литератора.

Высота векового дуба превышает 30 м, а кора гигантского ствола имеет отметины от ударов молний и следы лесных пожаров. По легенде Вешенский дуб был собственноручно посажен татарским ханом, как отметка о месте, где зарыты его сокровища. Клад никем так и не был найден, а сегодня дерево защищено от всяческих раскопок статусом заповедной территории.

Самые старые и удивительные деревья на Земле можно найти высоко в горах или в тропиках, есть они на российском севере и в жарком климате Азии. Но долгожителями являются не только перечисленные виды растений. До 1000 лет способны доживать тополя, обыкновенные дубы и липы. Поэтому древние деревья можно встретить в любых местах, где серьезно относятся к охране природы.

Источники:

• https://FB.ru/article/252351/chto-takoe-godichnoe-koltso-podrobnyiy-razbor
• https://givoyles.ru/articles/nauka/dendrohronologiya-chto-mogut-rasskazat-derevya/
• https://fishing-caravan.ru/sad-i-ogorod/opredelenie-vozrasta-dereva-po-godichnym-kolcam.html
• https://gola2.ru/annual-tree-rings-and-what-we-learn.html
• https://arbogarden.ru/stati/kak-opredelit-vozrast-dereva/
• http://fototelegraf.ru/363193-samye-starye-derevya-mira-giganty-kotorym-xochetsya-poklonitsya.html
• https://touristam.com/samye-starye-derevya-na-zemle.html