Экологическое значение леса

Содержание

      I Теоретическая  часть

1. Род, семейство, вид………………………………………………………  . 4

     3. Распределение запасов в лесах России или в других странах (для иноземных пород); регион, примерные запасы на корню, возрастная структура древостоев и т.д……………………………………………………………………7

     4. Технологические и эксплуатационные свойства древесины……………8

     5. Состояние и пути рационально-целевого использования древесины данной породы с учетом экономических и экологических основ……………14

      II Практическая часть

      2.1 Макростроение древесины………………………………………………17

      2.2 Отличительные черты групп пород……………………………………..19

      2.3 Физические свойства…………………………………………………….19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Экологическое значение леса трудно переоценить. Половина вдыхаемого человеком кислорода образуется лесными растениями. Леса – крупнейший поглотитель и накопитель углерода, содержание которого в атмосфере в виде углекислого газа непрерывно возрастает, угрожая из-за парникового эффекта повышением средеглобальной температуры.

С давних пор человек познал и оценил достоинства древесины, которая удовлетворяла его разнообразные нужды – служила строительным, поделочным материалом и топливом. В наше время, благодаря успехам науки и техники, разработано и широко используется множество искусственных конструкционных и технологических материалов. Однако, древесина не утратила своего значения. Потребление древесины во всем мире неуклонно растет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Род, семейство, вид

Берёза (лат. Betula) – род листопадных деревьев и кустарников семейства Берёзовые. Береза растет почти во всех природных зонах северного полушария, наибольшее количество видов - во флоре восточных районов Азии и Северной Америки.

Берёзовые - семейство растений порядка Букоцветные, включающее в себя 130 видов, разбитых на шесть родов. Наиболее известными являются роды Берёза, Ольха, Лещина и Граб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Лесобиологические особенности:

- географический регион произрастания (ареал)

Многие виды берёзы – широко распространённые и важнейшие лесообразующие породы, во многом определяющие облик и видовой состав лиственных и хвойно-лиственных лесов в умеренной и холодной части Евразии и Северной Америки

- лесорастительные  условия

Широко используется в озеленении городов и сёл.

Большинство берёз очень морозостойки, не страдают от весенних заморозков, переносят вечную мерзлоту, проникают далеко за Полярный круг или образуют верхнюю границу леса в горах.

К богатству почвы берёза не требовательна. Виды берёз растут на песчаных и суглинистых, на богатых и бедных, на влажных и сухих почвах. Она встречается на сырых берегах рек и морей, на болотах, в болотистых тундрах, на сухих каменистых склонах, в знойных сухих степях.

Большинство берёз светолюбивы, хотя есть и теневыносливые (Берёза ребристая, Берёза шерстистая и Берёза жёлтая).

Многие виды берёзы – пенсионеры заселения вырубок, гарей, пустошей и обнажений: в этих местах нередко наблюдается чистые берёзовые насаждения в основном травяного типа, поэтому нередко берёзу относят к почвоулучшающим породам.

Род Берёза в коллекциях ботанических садов России в целом представлен 92 таксонами, исключительно в коллекциях открытого грунта. Крупнейшая коллекция рода находится в Главном ботаническом саду Российской Академии наук.

- отличительные  признаки деревьев данной породы

Большинство видов берёз – деревья высотой 30-45 м и кустарники вплоть до стелющихся. Предельный возраст большинства Берез не превышает 100—120 лет, у Берёзы желтой — 150 лет, отдельные деревья достигают 300 лет.

Все представители рода - однодомные, раздельнополые, ветроопыляемые растения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Распределение запасов в лесах России или в других странах (для иноземных пород); регион, примерные запасы на корню, возрастная структура древостоев и т.д.

Таб.1 Динамика площадей основных лесообразующих пород России (тыс. га)

Береза занимает площадь в 17 252 га, запас же березовых насаждений равен 2 334,7 тыс. м3.

 

 

 

4. Технологические и эксплуатационные свойства древесины:

- внешний вид, метростроение и другие физико-механические  свойства (особенно отразить отличительные  характерные для этой породы):

Корневая система берёз мощная, в зависимости от вида и условий произрастания либо поверхностная, либо, что чаще, уходит косо вглубь. Стержневой корень проростка отмирает очень быстро, зато боковые корни развиваются мощно и богаты тонкими мочковидными корешками. Берёза растёт медленно только в первые годы. Потом, наоборот, начинает расти быстро, и это обеспечивает ей победу над конкурирующей травянистой растительностью.

Кора обычно гладкая, покрытая слоем пробковой ткани, бересты, отслаивающаяся тонкими пластинками, чаще белая, желтоватая или розоватая, у некоторых видов серая, коричневая и даже черная.

Листья берёзы очередные, цельные, по краю зубчатые, яйцевидно-ромбические или треугольно-яйцевидные, моносимметричные, с широким клиновидным основанием или почти усечённые, гладкие, до 7 см длиной и 4 см шириной, перед опаданием желтеют. Молодые листья клейкие. Жилкование листовой пластинки совершенное перисто-нервное (перисто-краебежное): боковые жилки оканчиваются в зубцах.

Почки попеременные, сидячие, покрытые спирально расположенными, часто клейкими чешуйками; боковые почки немного отстоящие.

Мужские цветки в сложных соцветиях - серёжковидных тирсах - появляются ещё летом на вершинах удлинённых побегов, обычно по 2-3; они сначала стоячие и зелёные, затем постепенно буреют. Их длина 2-4 см. Мужские серёжки состоят из многочисленных сросшихся с центральным цветочным стержнем щитовидных стебельчатых, покровных чешуек, расширенных к вершине, снабжённых снизу двумя меньшими чешуйками и содержащих с внутренней стороны 3 цветка. Каждый цветок покрыт ещё чешуевидным околоцветником, в котором помещаются органы оплодотворения - тычинки. Снаружи вся серёжка покрыта непроницаемым для влаги смолистым веществом. В таком виде серёжки зимуют. Весной, в марте - мае, в зависимости от климата, стержень мужской серёжки удлиняется, вследствие чего окружающие цветок чешуйки раскрываются, и между ними становятся заметными жёлтые тычинки, обильно выделяющие цветочную пыльцу. В это время серёжки, стоявшие раньше прямо, сперва наклоняются, а затем и вовсе повисают. Женские серёжки вырастают на вершинах укороченных побегов (брахибластов), развивающихся из боковых почек прошлогодних побегов, и поэтому сидят всегда на боку ветки. Одновременно с зацветанием мужских серёжек распускаются листовые почки и женские серёжки. Во время цветения они всегда короче и уже мужских, которые после опыления сейчас же опадают. Прицветные (плодовые) чешуйки женских серёжек глубоко трёхлопастные; боковые лопасти обычно короче средней. Женские цветки (то есть одна лишь завязь) сидят по три под каждой прицветной чешуйкой; в каждой завязи по 2 висячих семяпочки, из которых, по опылении, одна засыхает, а оставшаяся увеличивается, занимая всю полость завязи. Женская оплодотворённая серёжка в это время удлиняется, нередко у неё вырастает ножка, а самая серёжка утолщается вследствие увеличения объёма чешуек, превращаясь постепенно в овальную или продолговато-цилиндрическую шишку. После созревания плодов, которое происходит довольно скоро - в зависимости от климата, в июле - сентябре - плодовая серёжка (шишка) осыпается и от неё остаётся лишь стержень.

Плод - сплюснутый чечевицеобразный орешек, несущий на вершине два засохших столбика и окружённый более или менее широким тонкокожим, перепончатым крылышком. Плоды сидят по три в пазухах трёхлопастных плодовых (прицветных) чешуек. Семена очень лёгкие - в одном грамме насчитывается 5000 семян. Легко разносятся ветром плоды не вскрываются.

Береза - безьядрова порода. Центральная зона дерева, которое растет, не отличается от периферийной ни цветом, ни содержанием воды, поэтому березу относят к заболонью пород. Древесина белая с желтоватым или красноватым оттенком. Годовые слои видны плохо. Сердцевинные лучи очень узкие и заметны лишь на радиальных разрезах.

Физические свойства

Средняя плотность:  610–650 кг/м³

Пределы плотности:  460–830 кг/м³

Продольная усадка:  0,6 %

Радиальная усадка:  5,3 %

Тангенциальная усадка:  7,8 %

Радиальное набухание:  0,29 %

Тангенциальное набухание:  0,41 %

Прочность на сгиб:  120 Н/мм²

Прочность на сжатие:  60 Н/мм²

Предел прочности:  137 Н/мм²

Теплопроводность:  0,142 Вт/км

Основные виды березы (повислая, пушистая, желтая и черная) принадлежат к породам средней плотности. Их средняя плотность при 12% влажности 640 кг / м ³. В березы ребристой - 685 кг / м ³, в березы даурской - 725 кг / м ³, в березы железной - 975 кг / м ³.

Древесина основных видов березы достаточно прочная, лишь немного уступает дубу. А береза каменная, особенно железная, крепче дуба.

Устойчивость к износу (истирание) древесины достаточно высока - такая же как у дуба, поэтому береза пригодна для производства паркета. Ее легко обрабатывать, красить и полировать.

Сопротивление выдергивания креплений (гвоздей и шурупов) несколько выше чем дуба.

По стойкости к гниению значительно уступает дубу и относится к последнему (пятого) класса неустойчивых пород.

 

- область применения  – направления промышленного использования древесины и других частей дерева данной породы, состояние сегодня и перспективы (включая экспорт и импорт)

Простая и трогательная красота берёзы сообщает ей высокую эстетическую ценность. Стройное белоствольное светлое дерево, дающее сквозистую тень, украшающее в любое время года всякий сельский вид, пользуется особой любовью в России. С давних лет берёза была образом России.

Ветвями берёзы украшают церкви и жилища на Троицу.

Листья дают с квасцами жёлтую краску для шерсти.

В пчеловодстве берёза важна как пыльценос.

Берёзовая лучина считалась в старину лучшей для освещения крестьянских изб - она горит ярко и почти без копоти.

Берёзовые веники заготавливаются как корм для домашнего скота, на зимний период.

Берёза чаще других пород дерева используется при заготовке дров.

Древесина

Для получения крупного хорошего поделочного материала берёза срубается в 60-80 и даже иногда в 100-летнем возрасте; на дрова же, считающиеся лучшим топливом, она пригодна уже в 40-60 лет. На постройки берёза мало годится, так как скоро загнивает благодаря развитию грибка.

Тяжёлая плотная берёзовая древесина довольно прочная, хорошо сопротивляется раскалыванию. Цвет - белый, с более жёлтым ядром. Используется для изготовления высококачественной фанеры, лыж, мелких резных игрушек, прикладов огнестрельного оружия.

Наросты, изредка образующиеся на корнях, крупных сучьях или стволах берёз, - кап - на разрезе имеют своеобразный сложный и красивый рисунок. Обработанный кап издавна использовали для изготовления изящных поделок: шкатулок, табакерок, портсигаров, декоративных деталей мебели. Особенно ценится карельская берёза, которая отличается очень сложной фактурой древесины. Изделия из «птичьего глаза» - особого вида капа, белого с чёрным рисунком - стоили столько же, сколько и золотые.

Берёста

Верхний слой коры берёзы имеет собственное название - берёста, или береста́ (допустимы оба варианта написания и произношения).

Благодаря присутствию смолистых веществ берёста отличается чрезвычайной прочностью.

Берёста издавна применялась в народных промыслах для изготовления туесков, корзинок, коробок, ковшей, лукошек, другой кухонной утвари, простейшей обуви (лапти), служила материалом для письма (берестяная грамота).

Берёста прекрасно сохраняется в речных наносах, торфяниках, благодаря чему академик В. Л. Янин открыл в Новгороде целый клад древнерусских рукописей.

В прежние времена употреблялась от малярии (которую называли перемежающейся лихорадкой).

Народности Севера и Дальнего Востока использовали берёсту для изготовления лодок и сооружения жилищ - чумов.

Берёзовый сок

Березовый сок - бесцветная, сладковатая жидкость, не имеющая запаха, содержит глюкозу и фруктозу, витамин С, соли кальция, натрия, меди, железа, органические кислоты, ферменты и другие полезные вещества. Благодаря такому набору сок обладает рядом лечебных свойств, поэтому используется с незапамятных времен как противоцинготное и мочегонное средство. Сок березы можно пить при подагре, ревматизме, отеках, фурункулезе, а в качестве наружного применения - при экземах и многих других кожных заболеваниях.

Берёзовый сок идёт на приготовление разных напитков. Крупная берёза может дать в сутки больше одного ведра сока. Сок иногда консервируют, подкисляя фосфорной кислотой. Упаренный берёзовый сок применяют для весенней подкормки пчёл

В Белоруссии издавна на основе березового сока готовят квас.

 

Медицинское применение

Берёзу традиционно использовали в лечебных целях: настои из берёзовых почек и листьев - как мочегонное, бактерицидное и ранозаживляющее средство, а масляную вытяжку из берёзовых почек - как дерматологическое средство.

Из эфирного масла берёзы вишнёвой (Betula lenta) (путём перегонки коры и побегов с водяным паром) получают метилсалицилат.

Берёзовый дёготь - традиционное консервирующее и дезинфицирующее средство.

Берёзовые веники в России традиционно использовали в лечебных и профилактических целях в русской бане.

Считалось, что запах берёзы излечивает от меланхолии и помогает от сглаза, а берёзовый сок, собранный в особые дни марта и апреля, очищает кровь.

В северных широтах берёзовая пыльца иногда является аллергеном, ответственным за проявление сезонной сенной лихорадки у людей с повышенной чувствительностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Состояние и  пути рационально-целевого использования  древесины данной породы с  учетом экономических и экологических  основ:

- основные существующие  критерии (показатели) квалиметрии  древесного сырья данной породы  на корню в зависимости от  её целевого назначения:

Пороки древесины - это особенности и недостатки древесины, как всего ствола дерева, так и отдельных его участков, ухудшающие её свойства и ограничивающие возможности её использования.

Естественные пороки (в отличие от дефектов обработки) образуются в процессе роста дерева, из-за неблагоприятных климатических условий и места произрастания, случайных механических повреждений, естественного старения, деятельности микроорганизмов, насекомых-вредителей и птиц. Влияние порока на качество древесины определяется его видом, размерами, расположением и назначением пиломатериала. Поэтому пороки, нежелательные в одних видах лесоматериалов, могут не приниматься во внимание в других и быть желательными, в-третьих. Только пороки, значительно снижающие прочность древесины, как, например, гнили, считаются безусловными. Многие пороки древесины используются в декоративных целях, в изготовлении мебели и других изделий.

Дефекты - пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки и механической обработки.

Сучок - это часть ветви, заключённая в древесине ствола.

В зависимости от своего состояния и отношения к окружающей древесине сучки различаются на светлые и тёмные; сросшиеся, несросшиеся и выпадающие; здоровые, гнилые и табачные и т. д. Также они классифицируются по своему расположению в пиломатериале.

На круглых лесоматериалах различаются открытый и заросший сучок, который может быть обнаружен по оставшемуся на поверхности вздутию разных видов.

Сучки значительно снижают ценность древесины как материала и её сортность. В местах прорастания веток уменьшается прочность, так как сучок имеет собственную клеточную структуру, направленную под углом к окружающим волокнам. Присутствуют во всех сортах древесины. В процессе распиловки древесины и высыхания несросшиеся и частично сросшиеся сучки часто теряют связь с основой и выпадают.

Закомелистость - резкое увеличение диаметра комлевой части лесоматериалов и ширины пилопродукции. Сбежистость и закомелистость затрудняют применение лесоматериалов по назначению, увеличивают количество отходов при их распиливании и лущении, раскрое пиломатериалов, обуславливают появление радиального наклона волокон.

Наклон волокон (косослой) - отклонение волокон от продольной оси сортимента, приводит к повышенной усушке и короблению. Наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины, понижает способность к загибу, а также прочность пиломатериалов при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Цитоспороз берёзы.

Это заболевание вызывает гриб – Cytospora horrida Sacc. На коре зараженных деревьев появляются в большом количестве чёрного или тёмно-серого цвета выступающие из поперечных трещин бугорки. Постепенно кора отмирает, вначале засыхают отдельные ветви, а затем и все дерево.

Меры защиты от цитоспороза берёзы. Опрыскивание молодых растений весной бордоской жидкостью. При обнаружении симптомов заболевания необходимо своевременно удалить дерево и сжечь его. Не стоит забывать, что больное дерево является источником заражения для многих других лиственных пород.

 

Нектриевый некроз коры берёзы.

Это заболевание вызывает гриб – Nectria cinnabarina Fr. (Tode) Wint. На коре зараженных деревьев появляются в большом количестве оранжево-красного цвета бородавки шаровидной формы и диаметром до двух мм. Постепенно кора отмирает, вначале засыхают отдельные ветви, а затем и все дерево.

Меры защиты от нектриевого некроза коры берёзы Опрыскивание молодых растений весной бордоской жидкостью. При обнаружении симптомов заболевания необходимо своевременно удалить дерево и сжечь его. Не стоит забывать, что больное дерево является источником заражения для многих других лиственных пород.

Наплыв ствола берёзы или кап

На стволе дерева образуется шаровидной формы наплыв (кап). Он имеет шероховатую поверхность и возникает в результате повреждения ткани растения: происходит усиленное деление клеток с разрастанием древесины. Это заболевание не является инфекционным.

Меры защиты от наплыва на стволе берёзы. Такие наплывы опасности для жизнедеятельности растения не представляют. В эстетических целях спиливание капа возможно при обязательной последующей дезинфекции раны 5% раствором медного купороса и ее замазывании масляной краской на основе олифы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II Практическая часть

2.1 Макростроение древесины

Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола, состоящую из мертвых клеток, называют у некоторых пород ядром, у других – спелой древесиной. Часть более молодой древесины ствола ближе к коре, в которой ещё имеются живые клетки.

Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из него получают от 60% до 90% древесины.

Макроструктурой называют строение дерева и древесины, видимое невооружённым глазом или через лупу, а микроструктурой – видимое под микроскопом. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола.

При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: кору, камбий, древесину и сердцевину.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Сердцевина совместно с древесной тканью первого года развития дерева образует сердцевинную трубку. Сие часть ствола дерева легко загнивает и имеет малую прочность.

Кора состоит из кожицы или корки, пробковой ткани и луба. Корка или кожица защищает дерево от вредных влияний среды и механических повреждений. Луб проводит питательные вещества от кроны в ствол и корни. Под лубяным слоем у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток – камбий. Ежегодно в вегетативной период камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большом объеме, - клетки древесины. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью. Посему древесина ствола (часть ствола от луба до сердцевины) в поперечном срезе состоит из ряда концентрических, так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое кольцо состоит из двух слоёв: ранней (весенней) древесины, образующейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется в конце лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большой прочностью, так как состоит из мелкополостных клеток с толстыми стенками. В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постоянно изменяют свой состав, одревесневают и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных – дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается, и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола, состоящую из мертвых клеток, называют у некоторых пород ядром, у других – спелой древесиной. Часть более молодой древесины ствола ближе к коре, в которой ещё имеются живые клетки. Обеспечивающие перемещение питательных веществ от корней к кроне. Называют заболонью. Сия часть древесины имеет большую влажность, относительно легко загнивает мало прочна, обладает большой усушкой и склонностью к короблению.

В древесине всех пород располагаются сердцевинные лучи, которые служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создании запаса этих веществ на зимнее время. Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам, по ним же она растрескивается при высыхании.

 

 

 

 

 

 

2.2 Отличительные  черты групп пород

Хвойные	Кольцесосудистые	Рассеянно-сосудистые
Четко видны границы годовых слоев; невидно сердцевидных лучей; есть смолянистые ходы; невидно сосудов семян	Четко видны границы годовых слоев; четко проглядываются сердцевидные лучи; смоляных ходов нет; четко видны в ранних зонах сосуды в виде плотного кольца, а в поздней зоне в виде рельефного риска	Слабо проглядываются границы годовых слоев; слабо видны сердцевидные лучи; смоляных ходов нет; вооруженным взглядом сосуды не рассматриваются

 

2.3 Физические  свойства

Физические свойства – те свойства которые проявляются при взаимодействии древесины с окружающей средой и обнаруживается в большинстве случаев без разрушения.

Они классифицируются:

1. Внешний вид и макростроение древесины;
2. Влажность и ее свойства, связанные с изменением;
3. Плотность;
4. Звуковые свойства;
5. Тепловые свойства;
6. Свойства, связанные с излучением;
7. Электрические свойства.

 

 

 

 

Заключение

В данной работе были изучены лесобиологические особенности, отличительные особенности, физико-механические и другие свойства древесины, а также область применения Берёзы.