研究構想四: 大約瞭解樹木的韌性後,利用顯微鏡,觀察橫切面
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其木質部細胞排列極為緻密,硬度較大,但韌性不佳,再加上由於枝葉繁茂,受風面積大,推測其受損應相當嚴重。
但金門的楓樹群多新栽,高度不高,相對減少了受損程度。
苦棟.
研究構想四:
大約瞭解樹木的韌性後,利用顯微鏡,觀察橫切面,以瞭解樹木的韌性是否和內部構造有關。
:
樹種
橫切剖面構造
觀察情形
葉面構造
楓樹
學名LiquidambarformosanaHance
觀察情形:中柱部分成不規則狀,細胞部分極為密集,木質部細胞,由中柱向四周輻射排列,排列極為密集,其組織間有許多中空小孔,係為維管束。
其木質部細胞排列極為緻密,硬度較大,但韌性不佳,再加上由於枝葉繁茂,受風面積大,推測其受損應相當嚴重。
但金門的楓樹群多新栽,高度不高,相對減少了受損程度。
苦棟
學名:MeliaazedaraachLinn
觀察情形:中柱部分成不規則變形蟲狀,其細胞為圓形層層交疊而成。
木質部細胞排列極為緊密,支持力強。
樹皮較厚實,也可抵擋一些風力,降低損害度。
榕樹
學名:FicusnicrrocarpaLinn.f.fvar.microocarpa
觀察情形:中柱呈不規則狀,其木質部細胞排列情形比楓樹稀疏,比苦棟緊密,故其韌性應介於楓樹與苦棟間,但實驗結果其韌性比苦棟好,有可能是其木質部另外含有較多的纖維,增加其韌性。
聖誕紅
學名Euphorbiapulcherrima
觀察情形:樹皮薄,形成層分佈廣,中柱裡不規則圓形,木質比例小,細胞排列鬆散,因此其支持度極差。
就像許多草本植物,雖然韌性頗佳,但因為木質部比例小,支持力不夠,故在一般較強的風速下,反而會折斷受損,而聖誕紅也是如此,由實驗結果可得聖誕紅韌性最差,想必是其支持度
不足的原因。
木麻黃
學名:Casuarinaspp.
觀察情形:中柱部分為圓形,位在最中心點,細胞由此點向四周輻射排列,其中有幾道排列特別密集,在顯微鏡下顏色較深的細胞,將整個木質部七等分(但並不很平均)木麻黃的結構極為特殊,有向像支柱似的細胞支持整個木質部,而其他部份則保留其韌性,故我們推斷木麻黃不僅在支持度及韌性方面都有其優勢。
但由金門地區木麻黃樹群受損情形嚴重看來,應該和其樹齡:枝葉生長和受風面積有關
檸檬桉
學名:Eucalyptuscitrtodora
觀察情形:中柱呈橢圓形(深褐色),樹皮極厚,維管束眾多,散佈在組織間。
木質部細胞排列緻密(紅色)故其支持度佳,硬度大;再加上樹皮極厚,也降低其受損程度。
南洋杉
學名:Araucariaexceisa
觀察情形:中柱偏一側成長,樹皮薄,形成層厚,木質部細胞細胞間隔有序,有活動的空間,故能承受較大的力而隨風彎曲不折斷也不容易扭斷,韌性極好。
相思樹
學名:Acaciaconfusa
觀察情形:木質部細胞排列緻密,可見其支持力強,可以承受較大的力,但韌性不好,在顯微鏡下可見木質部間有明顯的綠色部分,推測為其葉絲體。
附註
1植物的中柱,是隨年淤的漸增而漸漸變小且不明顯,故我們在顯微鏡下所見中柱的大小不一主要和其年齡有關,但大致上不影響我們對植物木質部細胞的觀察。
2.變態葉為順環境,演變為各種不同形態,其葉子具備多種功能,因此較脆弱,受風力最弱。
討論:
南洋杉、檸檬按、榕樹其韌性頗佳,觀察其橫切面,可發現幾種植物
有以下幾種共通點:樹皮(即韌皮部)較厚,木質部細胞排列極為緻密。
棟樹樹皮極厚實,但其木質部細胞排列較為疏散,故韌性榕樹差。
楓樹木質部細胞排列緻密,支持力強,硬度大,但其樹皮薄,且維管
束眾多,中柱部分所佔比例小,遂其韌性不極佳。
聖誕紅的樹皮都很薄,旦木質部細胞排列疏鬆,結構較為脆弱,中柱
的細胞較大,支持力不佳,故韌性較差。
配合此次丹恩颱風來說,由於木麻黃、南洋杉等高大的木本植物正所
謂:「樹大招風。
」因此若遇上強大的風速,加上較茂盛的枝葉,大大增加了受風之面積,增加了阻力,因木本植物有堅固的木質部,但卻較缺乏韌性,因而在此強風下,造成嚴重的災情,而草木植物在此
強風作用下也有損害,但遠比木本植物受損程度更為輕。
反之,若在平常情況下,由於木本植物有堅固的木質部,因而風對其不致造成影響,而草本植物卻可能其缺乏堅固的木質部而造成傷害。
由此可以了
解,一切事物中,優點往往成為其缺點,缺點也往往成為其優點,而外在環境可能便是兩者之間的關鍵,從此觀察實驗的結果,可發現植物內部細胞排列疏密合宜,則受風時能把力傳至各部位,便能抵抗強
大的風力。
木本農作物及果樹,地上部承受風壓發失生動搖,導致莖基部發生彎曲運動(彎曲力量=地上部所受之歷x自樹幹基部至風壓中心之高度)。
M=ph............(1)
M:彎曲力量 P:風壓力 h:從基部至風壓中心之高度
P=1/2ρv2CpA.............(2)
ρ:空氣密度 Cp:抵抗係數 A:受風投影面積
由(1)、(2)式可知
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