На старом пне видны десятки кругов: широких и узких, светлых и тёмных. Кажется, будто дерево много лет подряд рисовало внутри ствола одну окружность за другой. На самом деле перед нами природный календарь.
Возраст дерева чаще всего определяют по годовым кольцам древесины. В простом случае один полный годовой прирост соответствует одному году. Но настоящее дерево умеет запутать исследователя: некоторые кольца почти исчезают, иногда появляются ложные границы, а возраст живого дерева приходится узнавать вообще без спиливания.
Как образуются годовые кольца дерева
Ствол дерева каждый год утолщается благодаря камбию — тонкому слою делящихся клеток под корой. Камбий образует новую древесину, или ксилему, и постепенно добавляет к стволу очередной слой.
У многих деревьев умеренного климата древесина, образованная в начале сезона, отличается от древесины конца сезона. Ранняя древесина обычно состоит из более крупных и тонкостенных проводящих клеток, а поздняя — из более мелких клеток с толстыми стенками. На спиле эта смена строения часто и создаёт хорошо заметную границу между годами.
Поэтому две соседние полосы разного оттенка не обязательно означают два года. Ранняя и поздняя древесина вместе образуют один годовой прирост. У разных пород его внешний вид различается, поэтому не стоит ожидать, что любое дерево будет выглядеть как идеально нарисованная мишень.
Как определить возраст дерева по кольцам
На хорошем поперечном спиле нужно найти сердцевину и считать полные годовые приросты от центра к коре. Если получилось 40 колец, древесина на этой высоте формировалась примерно 40 лет.
Здесь важно последнее слово — «примерно». Если дерево срезано не у самой земли, оно уже прожило какое-то время до того, как ствол дорос до высоты спила. Поэтому число колец на срезе показывает возраст дерева именно на этом уровне, а настоящий возраст от прорастания семени может быть немного больше.
Считать удобнее вдоль одного радиуса, где границы видны особенно хорошо. Если кольца с одной стороны плохо различимы, можно повторить подсчёт в другом направлении и сравнить результаты.
Всегда ли одно кольцо означает один год
Нет. Для школьного примера правило обычно работает, но в настоящей дендрохронологии возможны ложные и пропущенные кольца.
Представь засушливое начало лета: рост дерева резко замедлился, клетки стали похожи на позднюю древесину. Потом пошли дожди, и активный рост возобновился. Внутри одного сезона может появиться дополнительная граница, похожая на конец года. Это называют ложным кольцом.
Бывает и обратная ситуация. В очень тяжёлый сезон прирост настолько мал, что границу трудно увидеть, а на части ствола кольцо может почти исчезнуть. Если просто пересчитать все заметные полосы, возраст получится неверным.
Как учёные проверяют годовые кольца
Дендрохронологи сравнивают рисунок колец разных деревьев — этот метод называется перекрёстным датированием, или crossdating. Деревья одного вида в одном районе часто одновременно реагируют на сильную засуху, холодный сезон или другой общий стресс.
Например, последовательность может выглядеть так: широкое кольцо — среднее — очень узкое — снова широкое. Если тот же рисунок повторяется у нескольких деревьев, исследователь получает своего рода природный штрихкод и может привязать кольца к конкретным календарным годам.
Так обнаруживаются пропущенные и ложные кольца. Именно поэтому профессиональная дендрохронология — это не соревнование «кто быстрее сосчитает полосочки», а настоящее датирование.
Можно ли определить возраст дерева, не спиливая его
Да. Специалисты используют возрастной, или приростной, бур: он позволяет извлечь из живого дерева тонкий цилиндр древесины — керн. На нём видна последовательность годовых приростов почти так же, как на спиле.
Однако здесь снова появляется ловушка. Керн обычно берут не у самой земли, а на определённой высоте. Поэтому подсчитанные кольца показывают возраст древесины на этой высоте, а не обязательно полный возраст дерева. Кроме того, бур может пройти немного в стороне от сердцевины, и несколько самых ранних колец останутся за концом образца.
Возрастной бур — профессиональный инструмент. Ради любопытства сверлить живое дерево не нужно: отверстие всё равно повреждает ткани, а специалист умеет правильно выбрать место, направление и глубину отбора.
Как выглядит керн дерева
Керн похож на очень тонкую палочку древесины, на которой кольца идут одно за другим поперёк образца. После отбора его высушивают, закрепляют и подготавливают поверхность, чтобы границы прироста были хорошо различимы.
Учёные не обязательно ограничиваются подсчётом. Ширину каждого кольца можно измерить и превратить в длинную последовательность чисел. Тогда годы быстрого и медленного роста становятся графиком, который удобно сравнивать с другими деревьями и климатическими данными.
Можно ли определить возраст дерева по стволу и диаметру
По толщине ствола можно получить приблизительную оценку, но точный возраст только по диаметру определить нельзя. Скорость утолщения зависит от вида дерева, количества света, воды, состояния почвы, конкуренции с соседями, повреждений и множества других условий.
Два дуба одного возраста способны иметь совершенно разный диаметр. Один рос на открытом солнечном месте и быстро наращивал древесину, другой десятилетиями находился в тени. Быстрорастущий вид тоже может стать толстым намного раньше медленнорастущего.
Поэтому формула «столько сантиметров ствола = столько лет» не бывает универсальной. Таблицы и коэффициенты роста иногда используют для грубой оценки конкретных видов и местностей, но такая цифра не равноценна датировке по кольцам.
Что означают широкие и узкие кольца
Ширина кольца показывает, насколько интенсивно дерево наращивало древесину в определённый сезон, но сама по себе не сообщает причину. Хороший рост может быть связан с подходящей температурой, влагой и освещением; слабый — с засухой, холодом, затенением, насекомыми или повреждением.
Поэтому правило «широкое кольцо — был дождь, узкое — была засуха» слишком примитивно. Учёные сравнивают много деревьев и дополнительные данные. Если один и тот же необычно узкий год появляется у десятков деревьев, причина гораздо вероятнее была общей для всего района.
Что ещё можно узнать по годовым кольцам дерева
Возраст — лишь самая простая информация, записанная в древесине. Дендрохронологи используют кольца для изучения прошлых засух, необычно холодных или благоприятных сезонов, конкуренции между деревьями, повреждений насекомыми и истории лесных пожаров.
Особенно ценны долгоживущие деревья. Они сохраняют сведения о периодах, когда метеостанций ещё не существовало. А если рисунки колец живых деревьев удаётся состыковать со старой древесиной из погибших стволов или исторических построек, хронологию можно продолжить далеко за пределы жизни одного дерева.
Есть ли годовые кольца у всех деревьев
Нет: даже если в древесине видны слои роста, нельзя автоматически считать каждый из них одним годом. Особенно осторожными приходится быть с тропическими деревьями.
В умеренном климате холодная зима обычно создаёт выраженный сезон покоя, поэтому годичная ритмика роста часто заметна хорошо. В тропиках сезонность бывает совсем другой: рост может останавливаться из-за сухого периода, наводнений или других факторов, а в постоянно влажных районах чётких годовых границ у многих видов нет.
Иногда различия удивительны. Исследования тропического рода Cedrela показали, что деревья в Боливии, Эквадоре и Венесуэле формировали по одному кольцу в год, а изученные деревья в Суринаме — регулярно по два. Поэтому настоящему дендрохронологу сначала нужно доказать, что кольца действительно годовые, и только потом превращать их в календарь.
Почему очень старое дерево бывает трудно датировать
Самое древнее дерево не обязательно самое удобное для подсчёта. У старых стволов сердцевина иногда сгнивает и исчезает, хотя дерево продолжает жить за счёт наружных тканей. Тогда первые десятки или даже сотни колец уже физически потеряны.
У огромного дерева бур может также не достать до центра. В таких случаях специалисты используют несколько образцов, геометрию ствола, закономерности роста и другие методы, а результат иногда дают не как точную дату рождения, а как диапазон.
Поэтому сообщение «этому дереву ровно 1500 лет» стоит оценивать с учётом метода измерения. Иногда возраст действительно установлен очень надёжно, а иногда перед нами лучшая научная оценка.
Как самому посчитать кольца и не повредить дерево
Для домашнего наблюдения лучше взять уже спиленную древесину — старый пень после рубки, полено или учебный образец. Найди сердцевину и выбери направление к коре, где границы видны особенно ясно.
- Не считай каждую светлую и тёмную полоску отдельно.
- Ищи полные годовые приросты от центра к наружному краю.
- Повтори подсчёт по другому радиусу.
- Найди самое широкое и самое узкое кольцо.
- Подумай, одинаковая ли ширина кольца по всей окружности.
Если с одной стороны получилось 52 кольца, а с другой 54, не спеши обвинять себя в плохом счёте. Возможно, одно из колец очень тонкое или ствол рос несимметрично. Именно с такого несовпадения начинается настоящее исследование.
Так как определить возраст дерева
Самый понятный способ — исследовать годовые кольца древесины, но хороший ответ не сводится к простому подсчёту полос. На спиле считают полные годовые приросты, у живого дерева специалисты могут взять тонкий керн возрастным буром, а для точной датировки последовательности колец сравнивают с другими деревьями.
Толщина и высота ствола дают только приблизительные подсказки. Ложные, пропущенные и неежегодные кольца напоминают, что дерево — живой организм, а не механические часы.
Именно поэтому старый спил интересен не только вопросом «сколько лет?».
Человек записывает прошлое датами. Дерево записывает его древесиной.
Источники
- U.S. National Park Service — Tree Rings and the Tales They Tell
- U.S. National Park Service — Dendrochronology: The Study of Tree Rings
- NOAA — Be a Tree Ring Detective
- Trees — Does Cedrela always form annual rings? Testing ring periodicity across South America
- Trees — Dendroecology in the tropics: a review