Годичные слои их выраженность на главных разрезах ствола,ранняя и поздняя древесина и факторы,влияющие на ширину годичных слоев?

На поперечном разрезе ствола деревьев, произрастающих в умеренном климатическом поясе, можно заметить концентрические слои, окружающие сердцевину. В большинстве случаев каждое такое кольцо есть ежегодное нарастание древесины, вследствие чего называется оно годичным слоем. Эти слои заметны у многих пород, но особенно хорошо — у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых линий (рис. 1).

Рис. 1. Вид годичных слоев на главных разрезах древесины (сосна): а — поперечный, или торцовый; б — тангенциальный; в— радиальный.

Строение ствола схематически (рис. 5) можно представить в виде ряда конусов (годичных слоев), насаженных на общий стержень (сердцевину). Число годичных слоев на поперечном разрезе ствола уменьшается по мере поднятия вверх по стволу, что объясняется ростом дерева не только в толщину, но и в высоту. По числу годичных слоев можно, следовательно, узнать возраст той части ствола, где прошел разрез. Однако наблюдаются случаи, когда за год образуется два слоя, и случаи, когда образования слоев не происходит.

Последнее обычно наблюдается в нижней части ствола и является следствием недостаточного питания дерева, например у декоративных деревьев при слишком сильной обрезке ветвей; то же самое возможно в лесу у плохо питающихся и сильно отставших в росте деревьев. Чаще встречается удвоение годичного слоя, которое происходит, например, в том случае, когда молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и вместо нее из запасных почек развиваются новые листья. В этом случае появляется ложный годичный слой, но границы его обычно менее резки, чем настоящего; иногда он не занимает всей окружности ствола, постепенно теряясь в настоящем годичном слое.

Удвоение годичных слоев наблюдается также при смене сухих и влажных периодов (у арчи в лесах Средней Азии) или при чередовании теплых и холодных периодов (у японской криптомерии в Закавказье). Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов — породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстрорастущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте так же, как и при благоприятных условиях роста, образуются более широкие годичные слои. По радиусу ствола ширина годичных слоев изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше, по направлению к коре, ширина годичных слоев постепенно уменьшается.

Рис. 2. Схема нарастания годичных слоев в стволе.

В то же время площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается. На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоев можно проследить вековые изменения климата.

По высоте ствола ширина годичных слоев нормально увеличивается по направлению от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т. е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придает стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).

При изучении формы ствол рассматривают обычно, как фигуру, полученную путем вращения некоторой кривой вокруг вертикальной оси. Однако эти кривые неправильны и форма их непостоянна, поэтому только отдельные части ствола можно с приближением приравнивать к правильным телам вращения: вершины — к конусу, верхние части ствола — к параболоиду, средние — к цилиндру, нижние — к нейлоиду.

У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоев, например у граба, тисса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения ее широкими сердцевинными лучами (см. ниже) загибается внутрь (к сердцевине), что также придает границе между слоями волнистый вид.

Рис. 3. Поперечный разрез ветви сосны.

На противоположных сторонах ствола ширина годичных слоев иногда неодинакова; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоев, ствол приобретает эксцентрическое строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающего изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентрическое строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветки бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных — к верхней стороне (рис. 3).

У многих пород можно ясно заметить, что годичный слой состоит из двух частей (см. рис. 1). Внутренняя, обращенная к сердцевине, более светло окрашенная и мягкая часть называется ранней древесиной (она образуется в первой половине вегетационного периода), а наружная, обращенная к коре, более темная и твердая часть — поздней древесиной.

Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено у хвойных пород (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — у многих лиственных пород, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. В стволе дерева хвойных пород содержание поздней древесины в годичных слоях сначала увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается; по высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине. Так, у 110-летней сосны центральные 5 годичных слоев содержали всего 10% поздней древесины; в последующих 10 слоях ее содержание увеличилось почти до 20%, в дальнейших 50 слоях поднялось до 30%, а в наружных 45 слоях упало до 20%; в нижней части ствола содержание поздней древесины было почти вдвое больше, чем в верхней. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом. Различия в свойствах ранней и поздней древесины у лиственницы и дуба приведены в табл. 4.

Таблица 1. Различия в свойствах ранней и поздней древесины.

Жесткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Резкое различие строения и внешнего вида поздней зоны предыдущего годичного слоя и ранней древесины последующего слоя обусловливает более или менее ясную границу между годичными слоями и, следовательно, слоистое строение древесины в целом.

Описанное выше эксцентрическое строение ствола часто сопровождается чрезмерным развитием поздней древесины в уширенной части годичных слоев. Такое ненормально сильное развитие поздней зоны в годичных слоях называется кренью и является пороком древесины хвойных пород. Строение и свойства креневой и нормальной древесины сильно различаются, о чем подробно будет сказано далее.