Понимаем красно-черное дерево. Часть 2. Балансировка и вставка / Хабр
Часть 1. Введение
Часть 2. Балансировка и вставка
Это вторая часть из серии статей «Понимаем красно-черное дерево». Если вы пропустили первую часть, настоятельно рекомендую ознакомиться с ней здесь. Там мы разобрали причину появления кчд и расставили по полочкам некоторые его свойства.
В данной части мы разберем вставку и балансировку. Эти вещи идут бок о бок, без балансировки дерево будет терять свои свойства, и толка от него будет мало.
Держа в голове, что кчд — это 2-3 дерево (иногда я буду напоминать об этом), мы сразу начнем с его построения. Но некоторые уточнения все же нужны сейчас.
Все вставленные ноды, кроме корня дерева, вставляются с красным цветом. Объясняется это тем, что мы всегда сначала добавляем значение к уже существующей ноде и только после этого занимаемся балансировкой (вспомните ситуацию с получавшимися 4-нодами).
В первой части мы выяснили, что разбираем левостороннее красно-черное дерево, из этого следует, что красные ноды могут лежать только слева (обратный случай требует балансировки).
Также давайте разберемся с тремя операциями, которые понадобятся нам при балансировке. Я прошу не задумываться о них сейчас и вникнуть подробнее уже во время построения дерева. Я приведу их описание здесь, чтобы они не мешались потом:)
Первые две операции — это операции поворота. Эти операции также известны как малый левый и правый поворот, например, для АВЛ-дерева. Логика та же, но дополняется все это работой с цветами нод. Третья операция специализирована для кчд деревьев — это переворот цвета или свап цвета.
Если повороты будут для вас не понятны из этой статьи, то информации о них полно в интернете. Я же хочу показать, как ими пользоваться.
Левосторонний поворот(левый малый поворот)
Здесь мы будем поворачивать наш узел влево. Картинка иллюстрирует поворот операцию.
иллюстрация левого поворотаВ первую очередь мы видим, что parentNode (здесь parentNode — это x, childNode — y) не только меняется местом с childNode, но и цветом. Но! Важно уточнить, что, если childNode принимает цвет своего родителя, то цвет parentNode всегда определяется как красный, независимо от предыдущего цвета потомка (левосторонний поворот просходит только тогда, когда цвет childNode — красный, поэтому нам легче сказать, что parentColor = RED, нежели свапать значения). Также обратите внимание на «переезд» левых потомков childNode (да, вам понадобится tempNode). Тут все так же логично, и это не нарушает баланс. Те потомки, что меньше childNode, больше parentNode, и childNode, соответственно, имеют такое же отношение (меньше/больше) к parentNode, как parentNode к своему родителю.
Правосторонний поворот(малый правый поворот)
Тот же поворот, но в другую сторону. Логика аналогична левостороннему.
иллюстрация правого поворотаСвап цвета
Свап цвета применяется тогда, когда у parentNode два красных потомка. Потомки становятся черными, а parentNode — красным. Операция легкая, обсуждать тут нечего.
Важно сказать, что все три операции изменяют дерево только локально (свап цвета изменяет ноду на уровень выше, но мы считаем это локальным изменением), и вызываем мы их на уровне parentNode! Мы не теряем сбалансированность на других этажах (если она была). В этом вы можете убедиться самостоятельно.
Построение красно-черного дерева.

Итак, начнем построение нашего дерева.
Сначала добавим корень со значением 24. Тут как всегда все просто. Вы помните, что все добавленные ноды имеют красный цвет, кроме корня дерева.
Следующая нода, которую мы вставим, имеет значение 5. По правилу бинарного дерева, нода опускается влево и по правилу кчд становится красной нодой.
Нода со значением 1 становится потомком ноды 5. Здесь мы видим две идущие подряд красные ноды. В таком случае, нам нужно совершить нашу первую балансировку!
спойлерНе секрет, что добавление ноды в дерево — процесс рекурсивный(даже если вы решаете его через циклы). То есть при добавлении ноды мы спускаемся в самый низ. Процесс балансировки же происходит при разварачивании рекурсии — когда мы поднимаемся наверх. Как я уже сказал выше, процесс балансировки — это локальная оперция. Нас не волнует положение дерева ниже\выще нашего уровня. Поэтому я прошу вас абстрагироваться от полной картинки и концентрироваться только на конкретном уровне, когда разбираете балансировку.
В конце этой части я приведу алгоритм и порядок проверок и выполнений операции балансировки для кчд. Но для того, чтобы вы поняли балансировку, а не просто запомнили, давайте попробуем покопаться сами.
Итак, в нашем арсенале 3 операции: правостороний поворот, левостороений поворот, свап цветов.
На ноде 1 у нас все в порядке, балансировать нечего. Поднимаемся выше. На ноде 5 так же — одна левостороння красная нода, все корректно (при балансировке мы не смотрим на цвет текущей ноды). На ноде 24 мы уже полностью видим наши подряд идущие красные ноды, значит, нам нужна балансировка.
Давайте пока просто попробуем подставить наши операции. Свап цвета нам не подходит — для свапа нужно два потомка с красным цветом. Левостороний поворот не имеет смысла, так как красных нод справа нет. Остается один вариант — правосторонний поворот в ноде 24. Итог вы видите на картинке.
Теперь мы видим, что у корня два красных потомка. Вот здесь то нам и понадобится операция свапа цвета! Результат ниже. (По правилам свапа нода 24 должна была стать красной, но так как это корень, цвет снова стал черным)
В итоге у нас снова корректное левостороннее кчд (и даже без красных нод)! А вот как это выглядело бы в 2-3 дереве.
На картинке видно, что в 2-3 дереве нам нужно меньше операций («просачивание» ноды против поворота + свапа), но это не значит, что на практике сортировать его проще:) Операции вращения, кстати, не имеют аналогов с операциями 2-3 дерева, а операция свапа цвета — это, по сути, наше «просачивание» значения наверх.
Двигаемся дальше. Вставляем значение 15. Нода уходит в левого потомка ноды 24. Здесь балансировка не нужна.
Вставляем 3. Нода будет меньше корня, но уже больше 1, поэтому нода становится правым потомком ноды-1.
Как мы видим, красная нода находится справа. И снова балансировка. В прошлый раз нас спасла комбинация правосторонний поворот + свап цвета. В этот раз поворот в право нас не спасет (как и свап цвета, я думаю, это очевидно). Сделаем поворот влево и посмотрим, что получится.
Вуаля! Наше дерево снова корректно.
Я думаю, что уже сейчас вырисовываются какие-то правила и закономерности действий, но давайте не будем торопиться и рассмотрим еще пару примеров.
Последнее наше значение — 8. Куда оно встанет, догадайтесь сами. Результат мы видим на картинке. Такая ситуация нам уже встречалась, и мы знаем, что делать.
Правосторонний поворот + свап цвета дает нам следующий результат.
Видим, что на нашем уровне(нода 15) ситуация стала лучше — сама нода красная, оба потомка черного цвета. Условия валидны. Поднимаясь на уровень выше, мы снова видим проблему — красная нода справа. Как это решить мы также знаем. Левосторонний поворот!
Ожидаемый итог — снова корректное левостороннее красно-черное дерево.
Вам может показаться, что дерево перестроилось кардинальным образом. Но если приглядеться, то станет понятно, что это не так. Последний левосторонний поворот поменял наше дерево лишь на одном уровне. Все остальные ноды остались на месте.
Вот в целом и все. За исключением пары моментов, построение дерева будет выглядеть примерно так. Как и в случае 2-3 дерева попробуйте сейчас сами добавить пару значений в дерево (ноды 13 и 16, например, интересный случай).
Как я уже говорил выше — операция балансировки это дело локальное, поэтому мы не думаем и не должны думать о том, что происходит на этаж выше\ниже. Это очень удобно при написании кода.
Ниже в спойлере я приведу алгоритм, на который можно опираться при написании кода, а вы можете попробовать привести решение сами.
Алгоритм балансировки кчдесли правая нода красная и левая нода черная — левосторонний поворот
если левая нода красная и левая нода левой ноды красная — правосторонний поворот
если левая нода красная и правосторонняя нода красная — делаем свап цвета.
Все использования операций логичны — вращаем ноду влево, если красная нода справа. Вращаем ноду вправо, если две красные ноды идут подряд, чтобы потом сделать свап цвета. Не старайтесь запомнить это, постарайтесь понять!
Теперь вы можете пробежаться по построению дерева еще раз и проанализировать, свериться со свойствами из первой статьи, задаться вопросами «а что будет если…?» (поверьте, это очень полезно!). В целом, это все, что я хотел рассказать вам про вставку ноды в левостороннее красно-черное дерево.
Немного об операции поиска значения
Операция получения ничем не будет отличаться от поиска в любом другом бинарном дереве — цвет тут никак не участвует.
Заключение
На этом я закончу нашу вторую часть про вставку и балансировку кчд. Задавайте свои вопросы, критикуйте и дополняйте статью ниже! В заключительной, третьей, части я расскажу про самую сложную тему красно-черного дерева — удаление элемента. До встречи:)
Самые страшные деревья — топ 10, рейтинг, фото
Деревья — очень важная часть земной экосистемы. Они помогают очищать нашу планету от загрязнений, вырабатывают кислород, поддерживают жизнь многих существ и растений. Однако среди них существуют и такие, которые способны принести вред или даже убить человека или животное. Часто об этом сложно догадаться, глядя на их привлекательную зеленую крону. Необходимо знать об опасных свойствах таких видов, чтобы не стать их случайной жертвой.
Топ-10 самых страшных деревьев
- Манцинелла — яд внутри дерева.
- Цербера — токсичный концентрат.
- Чилибуха — рвотный орех.
- Араукария Бидвилла — опасные шишки.
- Хура — живой динамит.
- Гимпи-гимпи — жалящее растение.
- Тис ягодный — ядовитые плоды.
- Пуйя чилийская — опасные шипы.
- Абрус молитвенный — страшные четки-семена.
- Онгаонга — вызывающая ожоги.
Манцинелла — одно из самых ядовитых растений
Манцинелла занимает первое место в рейтинге самых опасных, так как является одним из самых ядовитых деревьев на земле. Оно относится к семейству Молочайных. Другие его названия: манзинилла, маншинелла. Манцинелла распространена на территории Центральной Америки, Карибах. Путешествуя по лесам таких стран, как Венесуэла, Колумбия, Бразилия, нужно быть осторожным. Ядовитый сок содержится во всех частях опасного дерева:
- листьях;
- плодах;
- коре;
- древесине.
Это химическое соединение под названием форбол, крайне токсичное для человека. Путешественникам будет полезно знать, как выглядит растение, чтобы обезопасить себя. По внешнему виду манцинелла немного похожа на яблоню. Высота достигает 15 метров. Манцинелла очень раскидистая, с пышной кроной. Тонкие ветви густо покрыты глянцевыми листьями темно-зеленого цвета. Цветки слегка напоминают яблоневые. Бутончики белые, с колоколообразной чашечкой. После цветения появляются плоды, внешне схожие с яблоками. Они имеют оттенки от салатового до желто-зеленого. Плоды настолько ядовиты, что их поедание может закончиться летальным исходом. Также не рекомендуется трогать листья, ветки манцинеллы. Опасно даже стоять под деревом, если идет дождь. Вода, стекающая с листвы, может привести к ожогам.
Цербера — страшное дерево-убийца
Цербера одолламская — еще одно ужасное растение, способное принести гибель человеку. Его даже называют деревом самоубийц. По слухам, его ядовитый сок использовали люди, желавшие свести счеты с жизнью. Также существуют легенды, что на Мадагаскаре цербера применялась для расправы над ведьмами. Cerbera odollam произрастает на территории:
- Австралии;
- Сейшельских островов;
- Мадагаскаре;
- в тропической части Азии.
Оно принадлежит к семейству Кутровых порядка горечавкоцветных. Название дано по имени мифологической собаки — Цербера, охраняющей вход в царство мертвых. Из его пасти текла ядовитая смесь. Одно из самых опасных деревьев мира содержит токсичный сок — церберин. Это страшный яд для человека, останавливающий электрические импульсы, производимые нервной системой. При попадании его в кровь может остановиться сердце. Цербера настолько ядовита, что даже дым от костра, разведенного с помощью веток, вызывает интоксикацию. Туристам, отправляющимся в тропики, необходимо запомнить, как выглядит Cerbera odollam. Внешне это очень красивое растение с длинными глянцевыми листьями и прекрасными белыми цветками. Глядя на него и не подумаешь, что оно таит столько опасностей.
Чилибуха — рвотный орех
Еще одно страшное дерево, имеющее токсины — чилибуха обыкновенная. Ее латинское название — стрихнос. Также чилибуху именуют рвотным орехом. Плоды растения содержат токсичные вещества стрихнин, бруцин. Их применяют в медицине всего мира для создания лекарственных препаратов. На основе чилибухи производят настойки, отвары, экстракты. Небольшие дозы, содержащиеся там, тонизируют нервную систему человека, стимулируют обмен веществ. Их употребление возможно только под контролем врача. При принятии внутрь семян или плодов растения исход может быть печальным. В лучшем случае возможно отравление с судорогами, головокружением, параличом конечностей.
Ареал распространения чилибухи: тропические леса Таиланда, Лаоса, Вьетнама, Индии, а также северная Австралия. Самой страшной частью дерева являются плоды — небольшие орешки с семенами внутри. Они оранжевого оттенка, твердые на ощупь.
Араукария Бидвилла — гигантские шишки-снаряды
Араукария Бидвилла (буния-буния) не является самым ядовитым деревом или страшным на вид. Это красивое растение с пышной пирамидальной кроной, радующее глаз. Араукария Бидвилла — вечнозеленое хвойное дерево, сохранившееся в мире со времен мезозойского периода. Опасность его для человека состоит в размере плодов, которые, падая с большой высоты, могут нанести серьезные травмы.
Вырастает буния-буния до 50 метров вышиной. Обхват ствола достигает более 120 см. У араукарии красивые кожистые заостренные листья, похожие на длинные колючки. Плодами являются шишки, которые созревают на особях женского пола. Шишки имеют стандартный для хвойных пород эллиптический вид. Размер их огромен: они достигают 35 см в диаметре, а весить могут до 3 кг. Семена съедобные, вкус их напоминает сосновые орехи. Австралийские аборигены едят их сырыми и обжаренными. Древесина араукарии используется для изготовления мебели, предметов интерьера. При прогулках в рощах, где произрастают араукарии Бидвилла нужно быть острожными. Если трехкилограммовая шишка упадет с высоты 50 метров на голову, исход будет печальным.
Хура — опасное дерево-динамит
Хура, или динамитное дерево, принадлежит к семейству Молочайных. Ареалом распространения являются американские континенты. Также страшное дерево называется хура трескающаяся, что переводится с индейского как «ядовитый сок».
Напугать путешественника, забредшего в джунгли, способен уже один вид ствола, покрытого острыми шипами. Но самая главная опасность — твердые семенные коробочки. По мере созревания они с шумом вскрываются, разбрасывая вокруг семена. Они могут улететь на целых 40-45 метров. Сок растения является одним из самых токсичных в мире. Он способен вызывать ожоги, расстройство желудка, нарушение зрения, тахикардию. Индейцы смачивали им свои стрелы перед охотой.
Гимпи-гимпи — опасные шипы
Гимпи-гимпи является еще одним ядовитым растением, обладающим страшным действием для человека. Растет кустарник на территории Австралии, Индонезии. Аборигены его называют жалящим деревом. Листья гимпи-гимпи покрыты волосками, содержащими токсины. Стоит только дотронутся до их поверхности, как яд начинает действовать.
Места, ужаленные крошечными иглами, воспаляются, кожа покрывается сыпью. Помимо этого, начинается раздражение слизистых оболочек, насморк, кашель. Самое страшное, что эти симптомы сохраняются длительное время. Смертельные случаи крайне редки, но результат прикосновения к растению очень неприятен.
Пуйя чилийская — убийца животных
Пуйя чилийская занесена в список 10 самых опасных деревьев мира. Однако наибольшую опасность она представляет не для человека, а для животных. Это очень интересное растение, имеющее необычный вид. Оно относится к семейству Питкерниевых. Пуйя чилийская встречается только в одном месте в мире — Чили. На языке аборигенов ее название — чагуаль.
Это ксерофит, способный переносить очень высокие температуры, самую страшную жару в мире. Пуйя имеет тонкий ствол и вырастает до нескольких метров. От ствола отходят жесткие пучки видоизмененных листьев. Они снабжены шипастыми отростками. Шипы торчат в разные стороны. Во время цветения пуйя представляет собой довольно красивое зрелище. Между колючками распускаются цветки, похожие на колокольчики с длинной чашечкой. В центре голубоватых лепестков находятся яркие оранжевые тычинки. Пуйи могут образовывать заросли, куда попадают овцы, выпущенные местными жителями попастись. Запутавшись между колючками, животные иногда погибают.
Тис ягодный — опасные плоды
Тис ягодный представляет собой красивое, раскидистое дерево с могучей кроной. Нельзя даже подумать, что это великолепное растение одно из самых опасных в мире для здоровья человека. Оно достигает высоты 28 метров, живет около 4000 лет. Ветви дают многочисленные побеги, из-за чего крона очень густая и пушистая. Они полностью покрыты хвоей. После опыления семян появляются шишки, образующие целые колонии. Самое страшное, что абсолютно все части растения ядовиты. Тис имеет довольно большой ареал распространения. Он встречается повсюду в мире: на территории Европы, Азии, Африки, России (Крым, Кавказские горы).
Кора, ветки, иглы, внутренняя часть тиса содержат опасные токсины, вызывающие страшные симптомы. У человека, съевшего плоды тиса возникает остановка сердца, влекущая за собой смерть. Также ими и побегами дерева часто отравляются домашние животные. Отравленным становится даже молоко животных, которые ели ветки тиса. Однако для диких птиц шишки безопасны. А вот человек может умереть, даже выпив напиток из бокала, сделанного из тисовой древесины.
Абрус молитвенный — страшные четки
Абрус молитвенный принадлежит к семейству Бобовых. Это растение содержит яд, вызывающий самый страшные мучения при попадании в желудок. Можно отравиться даже парами отвара семян дерева.
Абрус является индийским эндемиком. Однако его выращивают во многих странах мира, так как он служит сырьем для изготовления лекарственных препаратов. Он выглядит как древовидная лиана, имеющая листву, подобную акации. Семена красного оттенка уложены в стручки. Другое название растения — четочник. Это объясняется тем, что прежде семена служили сырьем для изготовления четок для молитв.
Онгаонга — свирепая крапива
Онгаонга встречается только в одном месте в мире — на островах Новой Зеландии. Это самый опасный сорт крапивы, имеющий древовидный ствол. Она вытягивается до 5 метров высотой. Страшные колючки онгаонга содержат опасный яд. При малейшем соприкосновении с ними на теле появляется сильный ожог. Животные, попавшие в заросли онгаонга, погибают страшной смертью. Зафиксирован только один случай гибели человека от этого дерева в мире, но пострадавших от него гораздо больше. Индейцы племени маори применяли части растения для изготовления лекарств. Также они добавляли в еду его листья, предварительно обработав.
9 частей дерева (с иллюстрациями)
Wildlife Informer поддерживается читателями. Когда вы нажимаете и покупаете, мы можем бесплатно получать партнерскую комиссию. Узнать больше.
Анна Лад
Деревья являются средой обитания для тысяч видов. Птицам жарко между их ветвями, лишайники тихо растут на коре их стволов, а грибы соединяют миры корешков под землей. Вы когда-нибудь задумывались о частях дерева? Каждая из частей дерева способствует его росту. Без любой из этих частей организм не смог бы этого сделать.
Продолжайте читать эту статью, чтобы узнать о частях дерева. Мы рассмотрим дерево сверху вниз, исследуя каждый компонент и его отношение к дереву в целом.
1. Крона
Коронная часть деревьев | изображение Дитмара Рабиха через Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.0Верхушка дерева, содержащая большую часть листьев и кроны. Большая часть фотосинтеза дерева происходит здесь, в кроне.
Крона лиственного дерева обычно имеет форму овала или частичного круга. Кроны вечнозеленых деревьев имеют более конусообразную форму и обычно простираются дальше вниз по стволу.
В зависимости от вида дерева и его возраста крона может быть высотой в несколько футов или несколько сотен футов. У каждого дерева есть крона, будь то молодой японский клен или древняя возвышающаяся секвойя.
2. Листья
Листья дерева | изображение mmarchin через Flickr | CC BY-SA 2.0Листья являются энергетическими центрами дерева. Каждый лист зеленый, потому что он производит сахар посредством фотосинтеза из солнечного света. Листья имеют разную форму в зависимости от вида дерева.
Лиственные деревья каждый год сбрасывают листву; зеленый хлорофилл выщелачивается из них, оставляя красный и желтый хлорофилл. С другой стороны, хвойные деревья сохраняют более мелкие листья в течение нескольких лет. Эти листья часто называют «хвоей». изображение Famartin через Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.0
Ветки — это первый шаг в разветвлении дерева. Ветки торчат из ветвей, которые торчат из ствола дерева. Веточка обычно имеет диаметр карандаша или чуть меньше.
Они могут быть гибкими и гибкими, в отличие от ветвей деревьев, которые более жесткие. Они являются первой точкой соприкосновения листьев с деревом. Весной ветки плодовых деревьев обычно имеют почки на концах и дают цветы, а затем плоды.
4. Ветка
Ветки тамаринда | изображение Кавишки Чатурии с Викисклада | CC BY-SA 4.0Ветки являются промежуточным компонентом деревьев. Они соединены с одной стороны со стволом или более крупной веткой, а с другой — с ветками или с более мелкой веткой. Они позволяют дереву раскинуть свой лиственный покров, чтобы оно могло получать максимально возможное количество солнечного света.
Деревья могут иметь или не иметь ветвей, в зависимости от вида. У пальм нет ветвей, а у дубов их сотни, если не тысячи.
5. Фрукты
Плоды яблони | изображение GoToVan через Flickr | CC BY 2.0Плод дерева — это, прежде всего, способ его размножения. Люди ели фрукты с незапамятных времен из-за их питательности и сладкого вкуса. Фрукты вкусны и богаты питательными веществами по нескольким причинам.
Вот одна из таких причин:
Деревья дают плоды, потому что они привлекают животных, чтобы съесть их, выделить их и дать возможность вырасти новому растению. Многие тропические птицы едят фрукты и распространяют семена через выделения во время полета. Некоторым семенам даже требуется купание в пищеварительных соках, чтобы они активировались и начали процесс роста.
6. Ствол
Ствол каштана | изображение Стивена Крейвена через Wikimedia Commons | CC BY-SA 2.0Ствол дерева — его сердце. Он поддерживает дерево, переносит питательные вещества внутрь дерева и измеряет возраст дерева.
Вот три основные части ствола дерева:
СердцевинаСердцевина дерева — самая прочная и плотная древесина дерева. Он часто ценится наиболее высоко и продается по высокой цене. Сердцевина когда-то была живой, но теперь от нее остались только формы ее клеток.
Остается в центре дерева по мере роста дерева. Он обеспечивает структуру и стабильность для растущего дерева. Сердцевина сохраняет устойчивость дерева при сильном ветре и сильных штормах.
Если вы заметили, что дерево дупло, но все еще живо, возможно, сердцевина сгнила. Хотя дерево может выжить без сердцевины, существует более высокая вероятность того, что оно заразится болезнями и сгниет.
Заболонь вытягивает воду и питательные вещества вверх по дереву. Его цель состоит в том, чтобы донести минералы до кроны дерева, чтобы ни одна область не осталась неупитанной. Это слой, из которого кленовый сок собирают для приготовления кленового сиропа.
В конце зимы в этой части дерева течет сок. Когда дерево растет, заболонь затвердевает в сердцевину.
КамбийДерево растет вверх и наружу в камбии. Клетки здесь обладают способностью дифференцироваться, то есть становиться, несколькими видами клеток.
Они могут стать клетками коры, которые охраняют дерево или переносят пищу из верхних слоев в нижние. Или они могут вырасти в клетки заболони, которые перемещают сок вверх в листья.
7. Кора
Узор из крокодиловой коры на стволе | изображение Свати Сидху через Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.
Внутренняя кора — это нисходящая супермагистраль внутри дерева. Все питательные вещества, вырабатываемые листьями в процессе фотосинтеза, перемещаются по внутренней части коры, где они хранятся в специальных клетках, предназначенных для хранения питательных веществ до тех пор, пока они не потребуются.
Внешняя кораВнешняя кора дерева защищает его от внешнего мира. Как и сердцевина, она состоит из мертвых клеток, которые сохраняют свою форму.
Внешняя кора защищает от добра и зла. Например, вода является чистым благом для дерева, но если через внешнюю кору попадет слишком много воды, это вызовет проблему гниения.
8. Корни
Корни деревьев | изображение Mohit S через Flickr | CC BY 2.0У всех деревьев есть корни. По оценкам ботаников, корни дерева в два раза больше его кроны над землей. Это намного больше, чем думает большинство из нас!
Деревьям нужно много места для нормального роста. Они ищут обширные пространства своей окружающей среды, чтобы стабилизировать свой вес и найти воду, минералы и связи с другими деревьями.
Эти корни растут двумя способами:
Стержневой кореньСтержневой корень — это один единственный глубокий корень, который уходит очень глубоко в почву и быстро растет. Некоторые деревья используют этот метод выращивания корней, чтобы быстрее прижиться, чем их конкуренты.
У каждого саженца сначала вырастает стержневой корень. Большинство стержневых корней растут только до определенной глубины, поскольку в старых глубоких почвах трудно найти питательные вещества. В этот момент большинство деревьев укореняются сбоку.
Боковые и косые корниБоковые корни являются нормой для большинства деревьев. Эти корни простираются наружу во всех направлениях, охватывая дерево на 360 градусов и вниз. Они отражают навес над землей, только больше.
Косые корни делают то же самое, но по диагонали вниз. Если вы отрежете стержневой корень у саженца, у него вырастут боковые и косые корни вместо повторного стержневого корня.
Недостаток боковых корней в том, что некоторым деревьям не хватает равновесия и якоря. Преимущество в том, что дереву легче находить воду, если его корни начинаются близко к поверхности.
9. Корневые волоски
Корневые волоски дереваКорневые волоски играют одну из самых важных ролей во всей системе дерева. Они взаимодействуют с микоризными грибами, чтобы улучшить поток питательных веществ и повысить эффективность связи с другими деревьями.
Только недавно ученые осознали, насколько важна грибковая сеть дерева. Деревья не просто способны поглощать больше питательных веществ или воды благодаря грибам. На самом деле они могут доставлять друг другу питательные вещества, получать информацию об угрозах окружающей среде и принимать защитные меры в случае заражения насекомых поблизости.
Об Анне Лад
Анна — биолог дикой природы, окончившая Техасский университет A&M в 2020 году. Ей нравится изучать и узнавать о диких птицах и всех видах дикой природы.
…
Объяснение анатомии ствола и слоев камбия (диаграмма дерева)
Задумывались ли вы когда-нибудь о частях дерева, анатомии ствола и слоях камбия и о том, что они делают?
Деревья — прекрасная, сложная и важная часть мировой экосистемы.
Начальное школьное образование объясняет, что ствол, корни и листья являются наиболее часто идентифицируемыми частями дерева, но есть некоторые дополнительные интересные вещи об анатомии ствола и слоях камбия, о которых вы, возможно, не знаете.
В этом полном руководстве используются диаграммы и другие изображения для изучения частей дерева для всех, кто хочет узнать больше.
Анатомия дерева: части диаграммы дерева
По словам Томаса Кроутера и Генри Глика, будущих ученых из Йельского университета, на планете насчитывается около 3,04 триллиона деревьев.
Они варьируются от наземных лиан до небоскребов, различающихся по размеру, цвету и типу фруктов, а также по тому, какие красочные цветы они выращивают ежегодно.
Похожие чтения : Сколько деревьев в мире?
Несмотря на их различия, будь то просто лиственные деревья, такие как листья кизила и листья березы, или вечнозеленые деревья, такие как хвойные, у всех деревьев есть некоторые общие черты.
Деревянистые стебли и ствол — это только начало:
- Ствол: самая узнаваемая часть дерева и его опорная конструкция.
- Корни: обеспечивают стабильность, воду и услуги по поиску пищи, здоровые корни имеют решающее значение для выживания дерева. 1
- Навес: это собирательное название веток, ветвей и листьев на дереве.
- Лист: Необходим для преобразования CO 2 и солнечного света в кислород.
- Филиал: Поддерживает и помогает транспортировать пищу к листьям, цветам и фруктам.
- Цветы: пыльца цветов не только привлекательна и ароматна, но и привлекает опылителей, поэтому дерево может размножаться в других местах.
- Плоды: Подобно цветам, плоды дерева должны привлекать животных и собирателей, чтобы распространять семена повсюду.
(Некоторые деревья не дают плодов с семенами, но это бывает редко.)
- Кора: Обеспечивает защиту дерева от повреждений и барьер для вредителей.
- Стержневой корень: его основная функция — закрепить саженец или молодое дерево в земле и обеспечить устойчивость по мере его роста.
- Стебли (ветки): они являются продолжением ветки для дальнейшего переноса пищи к листьям и плодам, а также для обеспечения дополнительной поддержки.
- Конечность: первое расширение от центрального туловища.
- Ствол: это часть дерева от земли до места, где прорастает первая ветвь.
- Камбий: отвечает за омоложение коры и древесины дерева.
Неизвестные части дерева обычно находятся под землей или скрыты от глаз.
Камбий, например. Большинство людей не задумывались об этом, но это важнейший компонент, который способствует здоровью и благополучию дерева.
Камбий Слой дерева (Слои дерева): Части ствола дерева
Ствол или ствол дерева — это не просто один сплошной деревянный шест, обернутый толстой корой. Он имеет 6 слоев, и каждый из них играет свою роль в жизненном цикле дерева.
Внешняя кора
- Действует как щит для защиты от физических повреждений.
- Защищает от жары, сохраняя влагу внутри.
- Изолирует дерево от холода, который может повредить клетки, и от сильного дождя, который зальет дерево слишком большим количеством воды.
- И защищает от инвазивных насекомых и вредителей.
Внутренняя кора
Эта подкладка под корой переносит питательные вещества к другим частям дерева и известна как «луб». Вскоре он становится частью внешней коры, утолщая ее по мере взросления дерева для дополнительной защиты. 2
Третий слой: клетка камбия
Задача этого слоя – омоложение ствола. Каждый год он выращивает новую кору и новую древесину, а также ускоряет рост новых клеток для поддержания здоровья и долголетия дерева.
Заболонь (ксилема): четвертый слой
Сок и вода направляются через этот толстый слой древесины к листьям и всем частям дерева.
Пятый слой: сердцевина, сердцевина
Сверхпрочная волокнистая опора, поддерживающая все дерево.
Сердцевина: Центральная точка
Расположенная точно в центре ствола, сердцевина похожа на главную артерию дерева, по которой основные питательные вещества передаются от самой глубокой части гнили к самой верхней ветви.
Этапы роста дерева (Как растет дерево и этапы роста дерева)
У дерева, как и у любого другого живого организма, есть начало и конец. В зависимости от благоприятных условий окружающей среды, инвазивных вредителей и болезней этот жизненный цикл может составлять от 10 до 300 лет.
Первая стадия жизни начинается с семени, разносимого насекомыми, птицами, животными или сильным ветерком.
Прорастание произойдет по мере того, как семя прорастает и зарывается в землю, его корни распространяются далеко и широко и глубже в поисках питательных веществ и в процессе создания прочного основания.
В то же время росток прорастает и продолжает расти, превращаясь в молодое деревце с листьями и ветвями, которые ловят лучи солнечного света.
На следующем этапе саженец разовьется во взрослое дерево, которое затем будет подвергаться ежегодному размножению цветов, плодов, листьев и других семян, чтобы начать жизненный цикл нового дерева.
Последней стадией жизни является упадок, когда дерево перестает плодоносить, становится более склонным к болезням и, в конце концов, падает. Разложение происходит во всех частях дерева медленными темпами, поскольку природа поглощает последние остатки питательных веществ обратно в землю.
В конце своей жизни он начинает разлагаться и становится пищей для насекомых и животных, становясь, наконец, частью окружающей экосистемы, из которой он изначально появился. 3
Жизненный цикл дерева
Некоторые деревья начинают плодоносить в течение 40 лет и продолжают плодоносить еще 60-100 лет. Когда дерево подходит к концу своей продуктивной жизни и проявляет явные признаки износа, это не обязательно означает, что его полезность подошла к концу или даже что оно внезапно рухнет.
Дерево может быть мертвым, перестать расти и давать новые листья, плоды или цветы, но все еще удерживаться в вертикальном положении своим стволом и корневой системой. В таком состоянии он может десятилетиями оставаться среди других деревьев в виде валежника, незаметный как какой-либо другой, пока его не захлестнет дальнейшее увядание.
Тем не менее, на протяжении всего этого периода оно все еще может быть важной частью местной экосистемы, предоставляя приют мелким животным и насекомым, а также источником пищи для птиц и млекопитающих, которые используют все части дерева, чтобы ничего не пропало. тратить.
Части дерева для дошкольников
Деревья являются важной частью мировой экологической системы и неотъемлемой частью ее биоразнообразия.
Дети так же, как и взрослые, знают, что происходит изменение климата и что парниковые газы представляют угрозу для качества воздуха, которым мы дышим. 4
(Изображение: Butcher K. & Pletcher J. 4 )
Чем раньше они поймут, что деревья имеют ключевое значение для климата, тем лучше и быстрее они смогут узнать о различных частях дерева. , тем быстрее они оценят ту роль, которую деревья играют в будущем планеты.
Для них достаточно базовых знаний о дереве, чтобы они могли определить, что делает ствол, как корни поддерживают дерево, что такое крона (крона), как листья используют солнечный свет и какую роль играют ветви и ветки. играть в здоровье и выживание дерева.
Как определить возраст дерева по частям дерева
Техника, впервые использованная археологами Эндрю Элликоттом Дугласом и Кларком Висслером в начале 1900-х годов, называется дендрохронологией. Это научный метод, который вычисляет возраст дерева путем измерения колец, образовавшихся внутри багажник. 5
Однако их можно увидеть только после того, как дерево срублено, поэтому можно подсчитать расстояние между ними и количество колец, чтобы определить возраст дерева. Чем больше колец на сантиметр, тем старше дерево.
(Изображение: MableAmber 6 )
Но, наоборот, если вообще не видно колец, то дерево будет классифицироваться как древнее, и, возможно, нет возможности точно определить его истинный возраст. Альтернативный метод определения возраста дерева, который не включает в себя вырубку в остальном здорового дерева, заключается в использовании онлайн-калькулятора дерева или длины строки.
- Оберните веревку вокруг ствола на высоте около 5 футов, отметив, где встречаются два конца.
- Измерьте расстояние от отметки на струне до конца.
- Разделите это число на 2,5, чтобы получить возраст дерева.
Известное как правило Митчелла, согласно английскому ботанику и дендрологу Алану Ф. Митчелу, среднее дерево будет расти со скоростью 2,5 см в год. Разделив окружность ствола на эту цифру, вы определите возраст дерева.
Таким образом, если длина ствола дерева составляет 60 см, его следует разделить на 2,5, чтобы получить приблизительный возраст 24 года. Этот метод не является точным на 100%, поскольку он зависит от типа дерева, условий выращивания дерева и даже от толщины коры.
Если известны типы деревьев, можно добиться более точного считывания. Вот 10 деревьев только с этой информацией, чтобы продемонстрировать возможные расхождения в отношении типа дерева.
Чем больше информации о скорости роста дерева доступно, тем точнее результаты, и Международное общество лесоводства использует эту систему для оценки здоровья и возраста дерева. 7
Type of Tree | Diameter | Growth Rate Per Year | Age of Tree |
1. Dogwood | 80 cm | 7.0 | 11.4 years old |
2. Shingle Oak | 80 cm | 6.0 | 13.3 years old |
3. Colorado Blue Spruce | 80 cm | 4.5 | 17.8 years old |
Type of Tree | Diameter | Growth Rate Per Year | Age of Tree |
4.![]() | 80 cm | 3.5 | 22.86 years old |
5. White Fir | 80 cm | 7.5 | 10.67 years old |
6. White Ash | 80 cm | 5.0 | 16 years old |
Type of Tree | Diameter | Growth Rate Per Year | Age of Tree |
7. Red Maple | 80 cm | 4.5 | 17.8 years old |
8. Cottonwood | 80 cm | 2.0 | 40 years old |
9. Horsechestnut | 80 cm | 8.0 | 10 years old |
10. Tulip | 80 cm | 3.0 | 26.67 years old |
Как определить высоту дерева
Самый точный метод измерения высоты дерева — физически измерить его от основания ствола до кончика кроны. 8 Но это не всегда практично или осуществимо, если дерево простирается в воздух настолько далеко, насколько может видеть глаз.
К счастью, есть несколько приемов, которые помогут выполнить работу быстро и достаточно точно. Детям больше всего нравится первая.
Метод № 1
Отойдите от дерева и, по-прежнему повернувшись к нему спиной, наклонитесь и оглянитесь между ног. Если верхушка дерева не видна, продолжайте идти и наклоняться, пока не увидите части дерева.
Поместите в это место палку или камень и измерьте расстояние между ним и основанием дерева. Это измерение будет приблизительной оценкой высоты дерева.
Метод № 2
Секрет этого метода заключается в расчете времени, как и в знании собственного роста.
Используйте критерий для измерения собственного роста, чтобы использовать его в качестве отправной точки.
А затем в солнечный день и на ровном участке земли рядом с деревом измерьте свою тень, пока она не совпадет с вашим ростом, а затем измерьте тень, отбрасываемую деревом.
Метод № 3
Еще одна забава для детей включает в себя простую палку, зоркий глаз и рулетку.
Палка должна быть такой же длины, как вытянутая рука, удерживающая ее вертикально под углом 90 градусов. 9
(Изображение: Институт Франклина 9 )
Идя назад, остановитесь, когда верхний конец палки совпадет с верхушкой дерева. 10 Поместите палку у своих ног и измерьте расстояние до основания ствола, чтобы определить высоту дерева.
Благодаря теореме Пифагора этот способ измерения высоты дерева одновременно прост и интересен!
Какие негативные последствия вырубки деревьев?
Вырубка лесов оказывает невероятно неблагоприятное воздействие на климат, если она проводится без контроля. Уничтожая укоренившиеся леса, резко сокращается количество удаляемого из атмосферы углекислого газа и производство кислорода.
Однако есть несколько ответственных способов собирать деревья, заменяя их так, чтобы планета не страдала.
К сожалению, вырубка деревьев для сельскохозяйственных культур и скотоводства привела к опустошению целых лесов, перемещению сельских жителей и изменению целых общин к худшему.
Повсеместная вырубка деревьев может вызвать эрозию почвы, уничтожить места обитания местных животных и даже изменить способность атмосферы удерживать воду. Это может привести к засухам, которых раньше никогда не было, или нехватке воды, что снижает урожайность и доступность продовольствия.
Даже части здорового дерева, которые остаются поблизости, будут затронуты, поскольку питательные вещества, доступные для их корней, будут истощены, что создаст эффект домино, поскольку дерево станет дестабилизированным.
Если не будет использована форма регенерации, при которой новых деревьев будет посажено больше, чем вырубленных, негативные последствия только усугубятся.
Отрастают ли пни?
Природа всегда находит способ создать жизнь. Если дерево срубить, но пень и все корни оставить на месте, то из корней вырастут новые побеги, и в конце концов на их месте вырастет новое дерево.
Этот отросток будет зависеть от состояния почвы и наличия воды, а также от здоровья дерева до того, как оно было срублено.
Известно, что дерево ивы отличается особой выносливостью и устойчивостью, а его корневая система агрессивно ищет больше питательных веществ для выживания и размножения, возможно, в ущерб ближайшей фауне и флоре.
(Изображение: Fapro1 11 )
Важно помнить, что существуют разные типы корней, которые растут из пня дерева, помимо основного центрального стержневого корня.
- Боковые корни. Они обеспечивают дополнительную устойчивость, поскольку они растут наружу настолько, насколько это необходимо для прочного закрепления дерева на месте, часто ломая поверхность почвы.
- Sinker Roots. Их цель — пробраться на несколько футов глубже под землю в поисках любой окружающей воды и питательных веществ, которые не находятся рядом с поверхностью. 12
- Косые корни. Любое оставшееся пространство заполняется этими корнями, поскольку они разветвляются в поисках минералов и любых других источников воды.
- Тонкие корни. Полезный гриб под названием Mycorrhizae помогает этим тонким корням поглощать мельчайшие следы питательных веществ из почвы, которые иначе дерево не смогло бы использовать.
Корневая система дерева немного сложнее, чем кажется на первый взгляд, и она будет бороться за свое дальнейшее выживание. Если вы рассматриваете возможность найма службы по уходу за деревьями для полной вырубки, а не просто обрезки частей дерева, то удаление корней обязательно должно быть учтено в предложении.
Сколько листьев на дереве?
Сколько листьев на дереве? Это интересный вопрос, который будет значительно различаться в зависимости от вида дерева, его возраста, среды обитания, погодных условий и даже времени года. Физически сосчитать листья на кроне цветущего дерева не только сложно, но и непрактично.
Представьте себе, что на полпути после нескольких часов тщательного подсчета легкий ветерок уносит десятки листьев. К счастью, поможет измерение размера навеса и умножение этой цифры на 4.
Приблизительно подсчитайте, сколько листьев занимает площадь в один квадратный фут в листве, и умножьте это на размер кроны.
Что можно сделать из ствола дерева?
Вместо того, чтобы выбрасывать все части дерева, которое было срублено или упало на вашем заднем дворе, вы должны подумать о том, как можно использовать древесину, несмотря на несколько ран или полостей, для изготовления других предметов, которые могут быть использованы для самого сада. или для использования в помещении. 13
(Изображение: 5598375 14 )
Использование еще жизнеспособной древесины: покрасьте их для защиты от атмосферных воздействий.

Существует множество предметов, которые можно изготовить из ствола дерева, частично находящегося в земле, или полностью срубленного и вырванного с корнем.
Приложив немного изобретательности и творчества, только что срубленное дерево может обрести вторую жизнь, если немного подумать.
Помните, пока древесина не сожжена, она будет продолжать удерживать выбросы, которые она изолировала, пока жила.
Удивительные факты о деревьях, которых вы, вероятно, не знали
Нельзя отрицать, что деревья удивительны. Они внушают благоговейный трепет своей высотой, до которой они могут вырасти, а также своими огромными стволами, но мы все еще так много о них не знаем.
Вот всего 5 удивительных вещей, которые вы, возможно, не знали о деревьях:
- Деревья, какими мы их знаем, существуют не так уж и давно.
Несмотря на то, что на Земле насчитывается более 3 триллионов деревьев, а планете 4,5 миллиарда лет, только за последние 420 миллионов лет деревья выросли такими, какие они есть.
- Листья деревьев могут снижать температуру окружающей среды за счет испарения воды на их поверхности.
- Некоторые деревья живут вечно — за исключением болезней и стихийных бедствий — например, Мафусаил, который живет уже более 5000 лет.
- Деревья общаются с помощью микоризного гриба в почве, который не только обеспечивает питательные вещества через корни, но и действует как канал, по которому эти питательные вещества и минералы распределяются по всему лесу. Этот метод подземной социальной коммуникации между деревьями был впервые обнаружен Сюзанной Симар в 1997, когда она написала об этом в своей докторской диссертации. Тезис.
- Ученые обнаружили, что все части дерева выделяют вещества, называемые фитонцидами, которые, по сути, способствуют ощущению счастья в лесу, когда вы проводите время в окружении спокойствия природы.
15
На самом деле купание в лесу очень популярно в Японии, где любители пеших прогулок наслаждаются длительными походами по лесу, чтобы снять беспокойство и даже снизить кровяное давление.
Любой город, где сотни деревьев высажены в перегруженных городских районах, помогает сохранить здоровье горожан. Деревья не только выделяют кислород, но и удаляют вредные загрязнители воздуха, которые каждый год усугубляют ситуацию у астматиков и людей с затрудненным дыханием.
Их следует ценить за положительное влияние, которое они оказывают на качество нашей жизни, а также за многочисленные преимущества, получаемые от всех частей дерева, из которых состоит это невероятное растение.
Часто задаваемые вопросы о частях дерева
Является ли дерево растением?
Да, по сути, дерево — это большое растение, поддерживаемое деревянным стволом с другими деревянными придатками, растущими из всех частей дерева.
Деревья производят кислород?
Деревья производят кислород в процессе фотосинтеза. 16 Это происходит в результате поглощения солнечных лучей и углекислого газа, который вступает в химическую реакцию, превращая их в кислород, который дерево выпускает в атмосферу.
Сколько кислорода производят деревья?
Среднее дерево ежегодно может выбрасывать в воздух 250 фунтов кислорода.
Сколько углерода захватывает дерево? Сколько CO2 поглощает дерево?
Для тех, кто интересуется, сколько углерода поглощает дерево или сколько CO 2 поглощает дерево, в целом около 48 фунтов углекислого газа может поглощать взрослое дерево среднего размера, но каждый вид имеет свою собственную величину, некоторые деревья улавливают больше углерода, чем другие.
Как называется место, где ветка встречается со стволом?
Это место встречи называется отраслевым союзом.
Подробнее о частях дерева
10 листьев березы: простая идентификация и полная таблица всех листьев Фикус против японского против комнатного
10 видов кипарисов в каждом штате: изображения (полная карта и диаграмма)
10 видов дубов в Калифорнии: руководство по идентификации (диаграмма, изображения)
10 видов ивы по штатам: фотографии, карта, диаграмма
101 самые известные цитаты о посадке деревьев (Цитата будущих поколений)
11 лучших экологичных рюкзаков 2023 года из переработанных материалов
11 магнолий: руководство по каждому типу (цвета, размеры, местонахождение, семена)
11 видов кедровых деревьев в каждом штате: фотографии (карта и диаграмма)
11 органических банных полотенец для списка экологически чистых товаров для ванной комнаты
115 видов белых цветов: названия крошечных цветов, белые Цветы по сезонам
12 устойчивых брендов купальников, которые действительно модны (этичны, экологичны)
Ссылки
1 Fairfax County Virginia. 2 Университет Флориды. (2020, 24 января). Биология дерева. Ландшафтные растения. Получено 23 февраля 2023 г. с 3 Loehle, C. (1988). Продолжительность жизни обыкновенных деревьев в Вирджинии. БОЛЬШИЕ Деревья Вирджинии. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта 4 Батчер К. и Плетчер Дж. (24 апреля 2017 г.). Работа в саду с маленькими детьми помогает их развитию. Расширение МГУ. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта 5 Служба национальных парков. (2022, 3 июня). Дендрохронология. Служба национальных парков. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта 6 МэйблЭмбер. Pixabay, получено 23 февраля 2023 г. с сайта 7 Департамента охраны природы штата Миссури. (2023). Информация о росте деревьев. Департамент охраны природы штата Миссури. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта 8 Городской совет Ньюпорта. (2023). Измерение деревьев. Городской совет Ньюпорта. Получено 23 февраля 2023 г. с 9 ИНСТИТУТ ФРАНКЛИНА. (2023). Высокие деревья. ИНСТИТУТ ФРАНКЛИНА. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта 10 Mass.gov. (2023). Как измерять деревья. Массачусетс.gov. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта (2023). Понимание корней деревьев. округ Фэрфакс, штат Вирджиния. Получено 23 февраля 2023 г. с сайта