stringtranslate.com

Вилка дерева

Развилка дерева — это разветвление ствола дерева, дающее начало двум ветвям примерно одинакового диаметра. Эти развилки являются обычной чертой крон деревьев. Ориентация волокон древесины в верхней части развилки дерева такова, что рисунок волокон древесины чаще всего сцепляется, обеспечивая достаточную механическую поддержку. Распространенной «пороком формации» развилки дерева является то, что в месте соединения образовалась кора , часто вызванная естественным укреплением, происходящим выше в кроне дерева, и эти соединения с включенной корой часто имеют повышенный риск разрушения, особенно когда укрепляющие ветви обрезаются или затеняются от кроны дерева.

Типичный рисунок волокон древесины на развилке взрослого дерева, Слейтер и др. , 2014 [1]

Определение

Типичная развилка дерева у клена остролистного ( Acer platanoides )
Разветвление на уровне кроны дерева капок ( Ceiba pentandra ), колонизированного эпифитной тилландсией

В арбористике соединения в структуре кроны деревьев часто классифицируются как соединения ветвей со стволом или как содоминантные стволы. [2] Содоминантные стволы - это когда две или более возникающих ветвей, выходящих из соединения, имеют почти одинаковый диаметр, и этот тип соединения в дереве часто называют на языке неспециалистов «развилкой дерева». [3] [4]

На самом деле нет жесткого ботанического разделения между этими двумя формами соединения ветвей: они топологически эквивалентны, и по их внешнему виду только вопрос соотношения диаметров между соединенными ветвями отделяет развилку дерева от соединения ветви со стволом. [5] Однако, когда небольшая ветка присоединяется к стволу дерева, можно обнаружить узел , который может быть обнаружен встроенным в ствол дерева, который был первоначальным основанием меньшей ветви. Это не относится к развилкам деревьев, поскольку каждая ветвь примерно равна по размеру, и никакие существенные ткани из каждой ветви не встроены в другую, поэтому нет укрепляющего узла, который бы обеспечивал механическую прочность соединения, которая будет необходима для удержания ветвей наверху. [5] Чтобы облегчить потенциальное напряжение, рекомендуется идентифицировать и обрезать кодоминантный ствол на ранней стадии жизни дерева, в то время как у зрелых деревьев следует провести анализ риска, чтобы решить, следует ли удалить один ствол, связать их вместе или оставить их нетронутыми. [6]

Рисунок волокон древесины вилки ясеня обыкновенного ( Fraxinus excelsior ), обнаруженный путем снятия внешнего и внутреннего слоев коры.

Анатомия и морфология

Исследования показали, что уникальный рисунок волокон древесины на вершине развилки у деревьев орешника ( Corylus avellana L.) удерживает ветви вместе, и это, вероятно, имеет место у большинства других древесных растений и деревьев. [7] [1] [8] Это пример «компромисса» в ксилеме , где механическая прочность соединения дерева достигается за счет эффективности проводимости древесного сока за счет производства этой специализированной древесины, известной как «пазушная древесина». [9] Сложные переплетенные рисунки волокон древесины, развитые в пазушной древесине, представляют собой прекрасную возможность для биомимикрии (имитации естественных биологических структур в искусственных материалах) в волокнистых материалах, где необходимо производство компонента в форме буквы Y или буквы T: [10] особенно в таких компонентах, которые могут выступать в качестве трубопровода для жидкостей, а также быть механически прочными.

Было показано, что морфология развилки дерева меняется в зависимости от угла наклона развилки от вертикальной оси. [11] По мере того, как развилка становится более наклоненной от вертикали, ветви становятся более эллиптическими в поперечном сечении, чтобы приспособиться к дополнительной боковой нагрузке на них, и Бакли, Слейтер и Эннос (2015) показали, что эта адаптация приводит к более прочным развилкам дерева, когда развилка больше наклонена от вертикали. [11]

Вкрапления коры и прочность вилки

Когда в дереве образуется соединение, и кора включена в соединение, это называется «включенным соединением коры» или « включением коры ». Распространенной причиной включения коры в соединение является то, что соединение укрепляется соприкосновением ветвей или стволов, расположенных выше этого соединения (в садоводстве эти взаимодействия ветвей называются «естественными связями»). Такие включенные соединения коры могут быть существенно слабее по прочности, чем обычные развилки дерева, и могут стать значительной опасностью для дерева, особенно когда поддерживающие ветви затенены или обрезаны с дерева. [12] [2] Исследования показали, что у деревьев орешника, чем больше включенная кора закрыта новым ростом древесины, тем прочнее будет это соединение, причем самые слабые развилки — те, у которых на вершине большое количество незакрытой коры. [13] Обычные методы ухода за деревьями включают обрезку таких разветвлений с корой на ранней стадии развития дерева, укрепление двух возникающих ветвей выше такого соединения так, чтобы они не могли разойтись (используя гибкую распорку), или уменьшение длины меньшей возникающей ветви так, чтобы она подчинялась большей ветви. [14] Следует проявлять осторожность и не обрезать «естественные распорки», установленные над слабыми разветвлениями деревьев у взрослых деревьев, если только это не является абсолютно необходимым. [15]

Прочность нормально сформированной развилки дерева можно оценить по ее форме, а также по наличию и расположению пазушной древесины: те, которые имеют более U-образную форму, как правило, значительно прочнее тех, которые имеют V-образную форму на вершине. [16] Эта характеристика, а также наличие коры, включенной в развилку дерева, являются важными атрибутами, которые должны учитывать специалисты по обследованию деревьев и подрядчики по деревьям, чтобы оценить, является ли развилка дерева дефектом в структуре дерева. [4]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Слейтер, Дункан; Брэдли, Роберт С.; Уизерс, Филип Дж.; Эннос, А. Роланд (2014). «Анатомия и структура волокон в развилках орешника (Corylus avellana L.) и других видов деревьев». Деревья . 28 (5): 1437–1448. doi :10.1007/s00468-014-1047-5. S2CID  254022883.
  2. ^ ab Smiley, E. Thomas (2003). «Снижает ли включенная кора прочность кодоминантных стволов?». Arboriculture & Urban Forestry . 29 (2): 104–106. doi : 10.48044/jauf.2003.013 .
  3. ^ Харрис, Р. В. Кларк, Дж. Р. и Матени, Н. П. (1999) Арбористика: комплексное управление ландшафтными деревьями, кустарниками и виноградными лозами ; 3-е изд.; Prentice Hall
  4. ^ ab Лонсдейл, Д. (2000) Опасности, исходящие от деревьев: общее руководство ; Практическое руководство Лесной комиссии; TSO
  5. ^ ab Слейтер, Д.; Харбинсон, К. (2010). «К новой модели прикрепления ветвей». Arboricultural Journal . 33 (2): 95–105. doi :10.1080/03071375.2010.9747599. S2CID  144269261.
  6. ^ «Причины отказа дерева/ветви». devostree.ca . 12 февраля 2018 г. . Получено 15 февраля 2024 г. .
  7. ^ Слейтер, Дункан; Эннос, Энтони Роланд (2013). «Определение механических свойств вилок орешника путем тестирования их составных частей». Деревья . 27 (6): 1515–1524. doi :10.1007/s00468-013-0898-5. S2CID  254024283.
  8. ^ Слейтер, Дункан; Эннос, Роланд (2015). «Сцепленные узоры волокон древесины обеспечивают улучшенные прочностные свойства древесины в развилках орешника (Corylus avellana L.)». Arboricultural Journal . 37 : 21–32. doi :10.1080/03071375.2015.1012876. S2CID  130712674.
  9. ^ Домек, Жан-Кристоф; Гартнер, Барбара Л. (2001). «Кавитация и способность хранить воду в сегментах ксилемы штамба взрослых и молодых деревьев пихты Дугласа». Деревья . 15 (4): 204–214. doi :10.1007/s004680100095. S2CID  25801152.
  10. ^ Бернс, LA; Мориц, AP; Пук, D.; Фейх, S. (2012). «Био-инспирированная конструкция композитных соединений в аэрокосмической отрасли для повышения устойчивости к повреждениям» (PDF) . Композитные конструкции . 94 (3): 995–1004. doi :10.1016/j.compstruct.2011.11.005.
  11. ^ ab Бакли, Гарет; Слейтер, Дункан; Эннос, Роланд (2015). «Угол наклона влияет на морфологию и прочность бифуркаций у орешника (Corylus avellana L.)». Arboricultural Journal . 37 (2): 99–112. doi :10.1080/03071375.2015.1064265. S2CID  131491760.
  12. ^ Лонсдейл, Д. (1999) Принципы оценки и управления рисками, связанными с деревьями , TSO: Лондон
  13. ^ Слейтер, Дункан; Эннос, Роланд (2015). «Уровень окклюзии включенной коры влияет на прочность бифуркаций в орешнике (Corylus avellana L.)». Арборикультура и городское лесное хозяйство . 41 (4). doi : 10.48044/jauf.2015.019 .
  14. ^ Гилман Э.Ф. (2012) Иллюстрированное руководство по обрезке ; третье издание; издательство Delmar, Олбани, штат Нью-Йорк.
  15. ^ Слейтер Д. (2016) Оценка развилок деревьев ; Ассоциация лесоводства, Страуд, Великобритания.
  16. ^ Тернер, Сэм; Слейтер, Дункан; Эннос, Энтони Роланд (2012). «Отказ от вилок у клональных сортов Platanus x acerifolia». Arboricultural Journal . 34 (4): 179–189. doi :10.1080/03071375.2012.767106. S2CID  124283178.

Внешние ссылки