Tree

Дерево — это жизненная форма многолетних древесных растений с ярко выраженным, обычно одревесневшим главным стеблем (стволом), сохраняющимся в течение всей жизни, и кроной, образованной ветвями и листьями. Деревья относятся к высшим сосудистым растениям и являются одними из крупнейших и наиболее долгоживущих организмов на Земле. Они играют ключевую роль в формировании и поддержании экосистем, участвуя в круговороте веществ, регулировании климата и создании среды обитания для множества видов.

Морфология и строение

Дерево как организм состоит из трёх основных частей: корневой системы, ствола и кроны.

Корневая система

Корни выполняют функцию закрепления растения в почве и поглощения воды с растворёнными минеральными веществами. У большинства деревьев различают стержневую корневую систему (с одним главным корнем, уходящим глубоко в почву) и мочковатую (состоящую из множества придаточных корней, распространяющихся в верхних слоях почвы). Тип корневой системы зависит от вида дерева и условий произрастания. Корни также вступают в симбиоз с грибами (микориза) и азотфиксирующими бактериями.

Ствол

Ствол — это центральная, вертикально расположенная часть дерева, обеспечивающая механическую поддержку кроны и транспорт веществ между корнями и листьями. В поперечном сечении ствола выделяют несколько слоёв:

• Кора — наружный защитный слой, состоящий из пробки (феллемы) и луба (флоэмы). Кора предохраняет дерево от механических повреждений, перепадов температур, вредителей и болезней.
• Камбий — тонкий слой образовательной ткани (меристемы), расположенный между корой и древесиной. Клетки камбия делятся, обеспечивая рост ствола в толщину: внутрь откладываются клетки древесины (ксилемы), наружу — клетки луба.
• Древесина (ксилема) — основная масса ствола, состоящая из сосудов (трахей) и волокон. Древесина выполняет водопроводящую и опорную функции. Годичные кольца, образующиеся в результате сезонной активности камбия, позволяют определить возраст дерева.
• Сердцевина — центральная, наиболее старая часть ствола, состоящая из рыхлой паренхимной ткани. У многих деревьев сердцевина отмирает и заполняется дубильными веществами, смолами, придавая древесине тёмную окраску (ядро).

Крона

Крона — это совокупность всех ветвей и листьев (или хвои) дерева. Ветви образуют скелет кроны, а листья — ассимилирующий аппарат, в котором происходит фотосинтез. Форма кроны (шаровидная, пирамидальная, плакучая, зонтичная и др.) является видовым признаком и может меняться под влиянием условий среды.

Физиология и жизнедеятельность

Деревья, как и другие зелёные растения, являются автотрофами — они способны синтезировать органические вещества из неорганических (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света в процессе фотосинтеза. Этот процесс протекает в хлоропластах клеток листьев. Побочным продуктом фотосинтеза является кислород, выделяемый в атмосферу.

Дыхание у деревьев происходит постоянно, но с разной интенсивностью. В процессе дыхания органические вещества окисляются, высвобождая энергию, необходимую для жизнедеятельности клеток. Транспирация — испарение воды листьями — обеспечивает непрерывный ток воды и минеральных веществ от корней к кроне.

Деревья обладают способностью к вегетативному размножению (корневыми отпрысками, черенками, отводками) и половому размножению (с помощью семян, образующихся в шишках у голосеменных или в плодах у покрытосеменных).

Классификация

Деревья не являются таксономической группой, а представляют собой жизненную форму, встречающуюся в разных отделах растений. Основные группы деревьев:

По типу листьев

• Лиственные (широколиственные) деревья — имеют плоские листовые пластинки, которые ежегодно опадают в неблагоприятный период (зимой в умеренном климате, в сухой сезон в тропиках). Примеры: дуб, берёза, клён, липа.
• Хвойные деревья — имеют игольчатые или чешуевидные листья (хвою), которые сохраняются в течение нескольких лет (за исключением лиственницы, сбрасывающей хвою ежегодно). Примеры: сосна, ель, пихта, кедр.

По долговечности листьев

• Вечнозелёные деревья — сохраняют листву круглый год, постепенно заменяя старые листья новыми. Характерны для тропических и субтропических регионов, а также для хвойных лесов умеренного пояса.
• Листопадные деревья — сбрасывают всю листву в определённый сезон, впадая в состояние покоя.

По высоте

• Деревья первой величины — высотой более 25 м (дуб, сосна, ель).
• Деревья второй величины — высотой 10–25 м (берёза, осина, рябина).
• Деревья третьей величины — высотой до 10 м (черёмуха, яблоня лесная, клён татарский).

Экологическая роль

Деревья являются основными продуцентами в наземных экосистемах. Они формируют лесные сообщества, которые занимают около 30% поверхности суши. Леса выполняют ряд важнейших функций:

• Климатообразующая — деревья влияют на температуру, влажность воздуха, скорость ветра, количество осадков.
• Водоохранная — лесные массивы регулируют сток воды, предотвращают эрозию почв, способствуют пополнению запасов грунтовых вод.
• Почвозащитная — корневые системы скрепляют почву, предотвращая оползни и смыв плодородного слоя.
• Средообразующая — деревья создают среду обитания для множества животных, птиц, насекомых, грибов и микроорганизмов.
• Санитарно-гигиеническая — деревья поглощают углекислый газ, выделяют кислород, задерживают пыль и вредные вещества, выделяют фитонциды, подавляющие развитие болезнетворных бактерий.

Значение для человека

Древесина является одним из древнейших и наиболее универсальных материалов, используемых человеком. Из неё строят жильё, изготавливают мебель, бумагу, музыкальные инструменты, орудия труда, топливо. Древесина хвойных пород (сосна, ель) широко применяется в строительстве, а древесина лиственных пород (дуб, бук, ясень) — в производстве мебели и паркета.

Плоды и семена многих деревьев (яблоня, груша, вишня, орех, кедр) используются в пищу. Кора, листья, смолы, эфирные масла находят применение в медицине, фармацевтике и парфюмерии. Деревья широко используются в озеленении городов и населённых пунктов, для создания лесопарковых зон, защитных лесных полос.

Угрозы и охрана

Основными угрозами для деревьев и лесных экосистем являются:

• Вырубка лесов — неконтролируемая или незаконная рубка, ведущая к обезлесению, особенно в тропических регионах.
• Лесные пожары — как естественные (от молний), так и антропогенные (по вине человека).
• Загрязнение окружающей среды — кислотные дожди, выбросы промышленных предприятий, загрязнение почв тяжёлыми металлами.
• Изменение климата — засухи, наводнения, смещение климатических зон, способствующие распространению вредителей и болезней.
• Инвазивные виды — насекомые-вредители (например, короед-типограф) и болезни (например, голландская болезнь вяза), завезённые из других регионов.

Для охраны деревьев и лесов создаются особо охраняемые природные территории (заповедники, национальные парки, заказники), разрабатываются системы лесовосстановления, ведётся борьба с лесными пожарами и вредителями. В ряде стран, в том числе в России, действуют законы, регулирующие рубку леса и устанавливающие ответственность за незаконные рубки.

Интересные факты

• Самым высоким деревом на Земле является секвойя вечнозелёная (Sequoia sempervirens) по имени «Гиперион», высота которой составляет около 115,5 м. Она растёт в национальном парке Редвуд, Калифорния, США.
• Самым массивным деревом является секвойядендрон гигантский (Sequoiadendron giganteum) «Генерал Шерман» в национальном парке Секвойя, Калифорния, США. Его объём превышает 1487 м³, а возраст оценивается в 2300–2700 лет.
• Самым старым отдельно стоящим деревом считается сосна остистая межгорная (Pinus longaeva) по имени «Мафусаил», растущая в Белых горах, Калифорния, США. Её возраст — около 4850 лет.
• В России самым старым деревом считается «Старожил» — дуб черешчатый, растущий в Чувашии. Его возраст оценивается в 480–500 лет.
• Деревья способны общаться друг с другом через подземную сеть грибниц (микоризы), передавая сигналы об опасности, например, о нападении насекомых-вредителей.

Источники

• Жизнь растений. В 6 т. / Гл. ред. А. А. Фёдоров. — М.: Просвещение, 1974–1982.
• Ботаника: учебник для вузов / Под ред. П. А. Генкеля. — М.: Высшая школа, 1975.
• Лесная энциклопедия: В 2 т. / Гл. ред. Г. И. Воробьёв. — М.: Советская энциклопедия, 1985–1986.
• Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь-справочник. — М.: Мысль, 1990.
• Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. — М.: Прогресс, 1980.