Drukuj

Jak żyje drzewo?

Drzewa – jedne z najdoskonalszych tworów świata przyrody o skomplikowanej budowie, imponujących rozmiarach i długości życia oraz sięgających miliony lat historii. Pierwsze drzewa, a więc wieloletnie, zazwyczaj pokaźnych rozmiarów rośliny o zdrewniałych pędach, pojawiły się już w dewonie (ok. 400 milionów lat temu). Formy drzewiaste wyewoluowały wśród przedstawicieli różnych grup roślin. Niegdyś rozległe lasy tworzyły drzewiaste skrzypy, paprocie czy widłaki. To właśnie z ich obumarłych szczątków powstały pokłady węgla kamiennego.

Obecnie grupą dominującą są rośliny nasienne. Występujące dziś gatunki zazieleniają naszą planetę niemal od 10 milionów lat. Pozostałością dawno minionych czasów jest miłorząb dwuklapowy, który jako gatunek przetrwał w prawie niezmienionej formie blisko 170 mln lat. Jest to tzw. roślina reliktowa, zwana także żywą skamieniałością.

Jednymi z największych i najwyższych drzew rosnących na świecie są dorastające do ponad 115 m mamutowce i sekwoje z zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej oraz podobnej wielkości eukaliptusy z Tasmanii.

Drzewa należą do najdłużej żyjących organizmów na ziemi. Przez długi czas jako najstarsze drzewa uznawane były sosny ościste, które rosną w górzystych regionach Kalifornii już od 4800 lat. Drzewa te wykiełkowały więc dwieście lat przed powstaniem piramidy Cheopsa! Znane są również przypadki jeszcze dłużej żyjących drzew. W Szwecji odkryto świerki, które odradzają się wegetatywnie w jednym miejscu od ponad 10 tysięcy lat.

W Polsce wiek najstarszych drzew szacuje się na ok. 800–1200 lat. Takimi długowiecznymi gatunkami są: dęby, lipy, a także cisy. Jednak nie wszystkie drzewa są długowieczne. Brzozy i topole dożywają wieku nieco ponad 120 lat.

Drzewa składają się z trzech podstawowych części: systemu korzeniowego, pnia oraz korony. Każdy z wymienionych elementów ma do wykonania określone zadanie. W zielonej koronie drzewa, w liściach, zachodzi proces fotosyntezy, w wyniku którego przy udziale energii słonecznej, dwutlenku węgla oraz wody, powstają węglowodany i tlen. Wytworzone w procesie fotosyntezy cukry stanowią źródło energii dla całej rośliny. Część z nich jest gromadzona na trudniejsze czasy w postaci skrobi (np. wewnątrz pnia), pozostałe,w formie sacharozy (tej samej co w cukrze stołowym) transportowane są warstwą łyka do wszystkich żywych komórek w drzewie, które same nie potrafią fotosyntetyzować. Tam zachodzi proces oddychania, czyli pozyskiwania energii poprzez spalanie cukru przy udziale tlenu do dwutlenku węgla. Wytworzona wówczas energia jest spożytkowana na różne czynności życiowe tj.: wzrost rośliny, aktywny pobór wody, zabliźnianie ran itp. Niezbędna do życia woda pobierana jest przy pomocy strefy włośnikowej korzeni i dalej transportowana pniem, aż do korony. Pobór wody odbywa się w sposób bierny, na skutek różnicy stężeń wywołanych transpiracją liści (poprzez zasysanie), oraz w sposób aktywny, przy użyciu energii (pompa tłocząca z korzeni). Razem z wodą roślina pobiera z gleby rozpuszczone w niej niezbędne do wzrostu pierwiastki.

Na tle opisanych procesów zachodzących w drzewie wyłania się obraz skomplikowanego układu zależnych od siebie elementów, które tworzą jeden organizm. Zaburzenie jakiejkolwiek z części tej układanki wpływa na pozostałe. Utrata części korony negatywnie wpływa na kondycję pnia i korzeni – zredukowana korona nie jest w stanie wyżywić całego systemu korzeniowego. Zależność ta obowiązuje też w drugą stronę: utrata części korzeni powoduje usychanie korony i osłabienie pnia. Przy dużych uszkodzeniach korony (np. na skutek tzw. ogłowienia) lub korzeni (np. na skutek prowadzonych wykopów) drzewo może wpaść w spiralę niekorzystnych zmian prowadzących do jego śmierci. Przyjmuje się, że drzewa mogą tolerować utratę do 20% korony lub systemu korzeniowego. Ich reakcja będzie zależeć jednak od gatunku, ogólnej kondycji zdrowotnej oraz jakości siedliska. Inaczej wygląda sytuacja drzew regularnie przycinanych od młodości. Drzewa te mogą znieść silniejsze cięcie, ponieważ dostosowują rozmiar systemu korzeniowego do wielkości utrzymywanej przez człowieka korony, ale dotyczy to tylko wybranych gatunków. Poniżej przedstawiono krótką charakterystykę trzech głównych elementów budowy drzew wraz z opisem skutków ich uszkodzeń.

Korzenie

Korzenie stanowią zwykle podziemną część roślin. W zależności od pełnionych funkcji mają one różną budowę i zasięg. Najgrubsze to tzw. korzenie szkieletowe, które utrzymują roślinę w gruncie i uczestniczą w transporcie wody. Pobór wody z gleby jest możliwy dzięki cienkim korzeniom włośnikowym. W celu ułatwienia tego procesu, organy te wchodzą w związki symbiotyczne z niektórymi gatunkami grzybów (tzw. mikoryza). Korzenie rozrastają się przez całe życie drzewa, tworząc rozległą sieć. Ich zasięg jest zazwyczaj znacznie większy niż rzut korony i może obejmować teren nawet kilkuset metrów kwadratowych. Szczególnie ważna dla odżywiania drzewa jest strefa otaczająca rzut korony, gdyż tam trafia najwięcej wody deszczowej spływającej po listowiu. Większość korzeni znajduje się na głębokości do 0,6–0, 8 m, gdyż z tej strefy gleby drzewo może czerpać najwięcej minerałów oraz wodę deszczową. Zasięg korzeni zależy zarówno od gatunku drzewa, jak i od warunków siedliskowych. Im uboższa gleba, tym ich zasięg jest większy. Z drugiej strony, drzewa wyrosłe w mieście, ograniczone nieprzepuszczalnymi nawierzchniami, podziemnymi sieciami i fundamentami budynków, muszą się często zadowolić bardzo skromnymi systemami korzeniowymi, co hamuje ich rozwój.

Uszkodzenia korzeni

Uszkodzenie korzeni szkieletowych, mocujących drzewo sprawia, że staje się ono bardziej narażone na wywrócenie. Na domiar złego, miejsca cięć stają się wrotami infekcji grzybowych, które dodatkowo osłabiają te organy. Należy o tym pamiętać, prowadząc głębokie wykopy w pobliżu drzew.

Szczególnie podatna na uszkodzenia jest strefa korzeni włośnikowych. Korzenie włośnikowe są bardzo wrażliwe zarówno na przesuszenie, jak również niedobór tlenu, który może być wywołany długim stagnowaniem wody lub zagęszczeniem gleby. Najczęściej uszkodzenie korzeni następuje podczas prowadzonych prac budowlanych, ale nie tylko. Samo składowanie pod drzewami różnych materiałów, usypywanie ziemi, a nawet parkowanie lub poruszanie się pojazdów w obrębie zasięgu systemu korzeniowego może doprowadzić do jego zaduszenia. Z tego powodu ochrona korzeni podczas prowadzonych prac budowlanych jest bardzo ważna. Zniszczenie strefy włośnikowej uniemożliwia roślinie pobór dostatecznej ilości wody. Częstym objawem w takich przypadkach są zamierające wierzchołki korony.

Pień

Pień drzewa pełni dwie zasadnicze funkcje – utrzymuje koronę, zapewniając liściom odpowiednie nasłonecznienie, a także przewodzi wodę i asymilaty. Pień musi wytrzymywać znaczne obciążenia. Są one wywołane zarówno masą samego drzewa, siłą wiatru, jak też ciśnieniem, z jakim transportowatna jest woda w jego wnętrzu.

Podołanie tym zadaniom możliwe jest przede wszystkim dzięki właściwościom tkanki drewna, która stanowi największą część przekroju pnia. Za sprawą swojej wytrzymałości drewno stało się jednym z surowców, na którym dosłownie opiera się współczesna cywilizacja.

Jednak bez odpowiednich zabezpieczeń drewno ulega stopniowemu rozkładowi. Zarówno w przypadku żywych drzew, jak i drewna budowlanego, głównymi winowajcami tych niekorzystnych zmian są grzyby oraz owady. Tak jak w przypadku wyrobów z drewna, problem ten można rozwiązać, kładąc warstwę wodoszczelnego lakieru czy wosku, to w przypadku rosnących drzew, które stale przewodzą wodę, podobne rozwiązanie nie jest możliwe. Tutaj funkcje ochronne pełni zewnętrzna osłona pnia – korowina (kora). Jej wierzchnią warstwę tworzą martwe komórki korka, które często mają postać głęboko spękanych, łuszczących się bruzd. Pomiędzy nimi znajdują się niewielkie przestwory, zaopatrujące w tlen głębiej położone tkanki: łyko, miazgę oraz zewnętrzne warstwy drewna. Tuż pod korowiną znajdują się cienkie warstwy łyka oraz wypełniające większość pnia drewno. Łyko i drewno są wytwarzane przez tkankę twórczą zwaną miazgą, która znajduje się pomiędzy tymi warstwami. Na zewnątrz pnia odkładane są komórki łyka, a do wewnątrz komórki drewna.

Główną funkcją łyka jest przewodzenie cukrów (tzw. asymilatów), wytworzonych w procesie fotosyntezy, do ożywionych komórek budujących roślinę. W tym zadaniu łyko wspomagają promienie rdzeniowe, które transportują asymilaty do głębszych warstw pnia.

Uszkodzenie kory

Uszkodzenie kory wraz z położoną tuż pod nią miazgą jest szczególnie niebezpieczne dla kondycji zdrowotnej drzewa. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, przerwane wiązki łyka nie dostarczają tkankom budującym korzenie i pień niezbędnych do życia cukrów, co skutkuje osłabieniem kondycji całej rośliny. Po drugie, bez zewnętrznej osłony rośliny te stają się podatne na infekcje grzybowe i zasiedlenie przez owady. W miejscu ubytku odsłonięte drewno traci swe zdolności przewodzące, tworząc rozległe pasy martwicy. Te z kolei ulegają stopniowemu rozkładowi na skutek działalności różnych organizmów, w tym szczególnie grzybów.

Urazy kory najczęściej powstają z winy człowieka; na skutek odarcia kory przez pojazdy mechaniczne, kosiarki czy niewłaściwie prowadzone pielęgnacje (np. przy użyciu słupołazów). Zamieranie pojedynczego konaru lub całego drzewa może też być spowodowane wrastającą weń pętlą z drutu lub sznurka. Na skutek przyrostu na grubość, drzewo stopniowo odcina zewnętrzne, życiodajne warstwy łyka. Jest to częstą przyczyną zamierania sadzonek, którym nie zdjęto na czas wiązań mocujących je do palików. Uszkodzenia kory mogą być spowodowane również czynnikami naturalnymi np. uderzeniem pioruna, oparzeniem słonecznym, silnym mrozem, ale także na skutek działalności różnych organizmów.

Drzewa reagują na uszkodzenia, wytwarzając tkankę przyranną zwaną kalusem, która stopniowo zabliźnia ranę. Jest to proces długotrwały i nie zawsze zakończony powodzeniem. Na tę chwilę nie ma skutecznego sposobu, który mógłby pomóc drzewom w takiej sytuacji. Ran nie należy niczym impregnować, a tym bardziej czyścić, gdyż doprowadzi to do rozsychania i pękania odsłoniętego drewna, a w konsekwencji do jeszcze szybszej infekcji. Obecnie trwają badania nad sposobami zabezpieczania uszkodzeń kory poprzez stosowanie odpowiednich membran, istnieją też środki wspomagające regenerację. Najlepiej jednak, jeśli to możliwe, nie dopuszczać do powstawania takich uszkodzeń.

Drewno

Drewno u wielu gatunków drzew tworzy wyraźne warstwy zwane słojami. Pojedynczy słój składa się z dwóch różniących się warstw. Szerszy i zazwyczaj jaśniejszy spośród nich to tzw. drewno wiosenne lub wczesne, które powstaje w okresie obfitości wody i szybkiego wzrostu rośliny. Węższy pasek, zwany drewnem letnim lub późnym, powstaje pod koniec sezonu wegetacyjnego, kiedy przyrost drzewa ulega spowolnieniu. Warstwa ta zazwyczaj jest nieco ciemniejszego koloru.

Drewno pełni dwie zasadnicze funkcje. Zewnętrzne warstwy drewna uczestniczą w przewodzeniu pobranej korzeniami wody, a także pełnią funkcje zapasowe oraz mechaniczne. Mają one zwykle kolor jaśniejszy, stąd nazywane są bielą.

Wewnętrzna, a więc starsza część pnia, na skutek wysycania ścian komórkowych garbnikami, przekształca się u części gatunków w wyraźnie ciemniejsze drewno twardzielowe. U niektórych drzew, np. buków, jest tego samego koloru co biel lub nawet jaśniejsze. Wszystkie komórki budujące twardziel są martwe i nie pełnią już funkcji przewodzących, a jedynie mechaniczne. Drewno twardzielowe zwykle ulega z czasem rozkładowi. Nie ma chyba starego drzewa, które nie doświadczałoby rozkładu tego fragmentu pnia. Rozkład rdzenia może być zapoczątkowany przez grzyby, najłatwiej poprzez zranienia kory lub rany po utraconych gałęziach. Jednak obecność ubytków wewnątrz pnia nie oznacza kresu życia drzewa. Drzewa bowiem dość skutecznie izolują zainfekowane tkanki od zdrowych, tworząc bariery ochronne zwane grodziami. Bariery te powstają na skutek wysycenia substancjami fenolowymi narażonych na infekcję warstw drewna. Nie zawsze taka walka jest skuteczna, a o jej powodzeniu decyduje w dużej mierze ogólna kondycja zdrowotna drzewa. Mocne, zdrowe drzewo wytwarza, odporne bariery. Drzewo osłabione traci zdolności obronne i łatwiej pada ofiarą grzyba. Nieoczekiwanymi sprzymierzeńcami drzew są również tzw. próchnojady. Owady te, wśród których prym wiedzie pachnica dębowa, odżywiają się opanowaną przez grzyby tkanką drzewa, oczyszczając w ten sposób ubytki. W przeciwieństwie do obecnie zaniechanych metod chirurgii drzew chrząszcze te nie niszczą naturalnych barier ochronnych drzewa.

Grodziowanie jest znane także jako kompartymentalizacja lub CODIT (Compartimentalisation of Decay in Trees – kompartymentalizacja rozkładu u drzew). Twórcą tej teorii jest amerykański dendrolog Alex Shigo, który pod koniec XX wieku zrewolucjonizował nasze spojrzenie na drzewa.

Uszkodzenie drewna, a co za tym idzie osłabienie zdolności mechanicznych pnia, może mieć groźne następstwa. Najczęstszą przyczyną utraty wytrzymałości drewna są infekcje grzybowe, które dostają się do wnętrza pnia przez uszkodzenia kory lub rany po obciętych korzeniach i konarach. Często porażone grzybami drzewo skutecznie odcina zainfekowany rejon za pomocą wspomnianych wyżej grodzi. Jednak w wielu przypadkach zwycięzcą tej walki jest grzyb, zwłaszcza jeśli drzewo jest uszkodzone lub osłabione. Wówczas, na skutek intensywnych procesów rozkładu, drzewo traci stopniowo swoją wytrzymałość.

Uszkodzenie drewna wewnątrz pnia mogą spowodować również owady. Jednym z najbardziej spektakularnych gatunków, którego larwy drążą długie chodniki w drewnie dębów, jest chroniony chrząszcz – kozioróg dębosz (Cerambyx cerdo). W miejscach jego żerów pojawiają się kolejne organizmy, w tym grzyby, które stopniowo zasiedlają osłabione drzewo. Rozległe żery larw kozioroga mogą doprowadzić do śmierci drzewa wskutek przecięcia ciągłości łyka, chociaż znane są dęby, które współegzystują z koziorogami przez całe dziesięciolecia.

Częstą przyczyną upadku bądź rozłamania drzewa jest jego wadliwy, niestabilny pokrój. Nie chodzi tu jednak o wszystkie pochylone drzewa, które rosną tak od młodości. Ich krzywe i pochylone pnie są wzmacniane, dzięki wytwarzanym warstwom drewna reakcyjnego. O wiele poważniejszy problem stanowią drzewa z pniami rozwidlającymi się w kształt litery „v”. Pomiędzy nimi tworzy się tzw. zakorek (wrośnięta w drewno kora), który często nie wytrzymuje naporu koron i pnie mogą ulec rozłamaniu. Drzewa takie można zabezpieczać wiązaniami elastycznymi. Podatność na złamanie drzewa zależy również od proporcji obwodu pnia w stosunku do jego wysokości. Im niższe i grubsze drzewo tym szansa złamania mniejsza, z kolei wysokie, podkrzesane rośliny są bardziej wrażliwe na podmuchy wiatru.

Korona

Najbardziej okazałą częścią drzewa jest korona. Kształty koron drzew mogą być bardzo różne i podobnie jak w przypadku korzeni zależy zarówno od gatunku (ewentualnie odmiany), jak i warunków siedliskowych. Korona składa się z konarów, gałęzi, pędów i liści. W koronach roślin występują również organy generatywne służące rozmnażaniu – czyli kwiaty, a następnie owoce.

Z racji wzajemnych zależności pomiędzy poszczególnymi elementami drzewa, uszkodzenie korony–np. przez jej radykalne przycięcie–może doprowadzić do osłabienia zarówno pnia, jak i korzeni. W reakcji obronnej drzewo stara się odbudować koronę i wytwarza pędy odroślowe ze znajdujących się pod korą pączków śpiących, czerpiąc z zapasów węglowodanów. W wielu przypadkach ilość zmagazynowanej energii jest zbyt mała w stosunku do strat, co doprowadza do śmierci drzewa. Pędów odroślowych nie wytwarza większość drzew iglastych.

W przypadku usuwania konarów, których średnica przekracza 15 cm – a przy gatunkach źle znoszących cięcie, np. kasztanowcach, nawet 5 cm – powstałe rany są zbyt duże, aby mogły się dobrze zabliźnić. Miejsca cięć stają się, podobnie jak w przypadku uszkodzeń pnia, stołówką dla grzybów i owadów. Za kilka lat powstaną tam głębokie ubytki, których dalsze rozszerzanie się w najlepszym razie mogą zahamować opisane wyżej grodzie. Malowanie tych miejsc niewiele pomaga, a nawet nie jest zalecane. Najlepszym rozwiązaniem jest rezygnacja z cięć dużych konarów.

 

Artykuł pochodzi z publikacji "Poradnik przyjaciół drzew" wydanej w ramach projektu Roads for Nature – campaign promoting trees in Poland`s rural landscapes, as habitats and ecological corridors