俄羅斯的遠東森林是一座天然的綠色博物館,里面有各種各樣的樹,在它們上面我們能夠發現一些諸如同心圓、同心圓柱、平行線、概率、螺線以及比等數學現象。
一、同心圓、圓柱體和平行線
在遠東森林南邊,有一棵巨大古老的楊樹倒在地上。將楊樹沿著橫斷面切開,斷面上的同心環,記錄著形成該環時的氣候特征。
將楊樹沿著橫斷面切開后,會看到樹的水平斷面上有很多同心圓。令人驚訝的是,每個圓環的生長周期都為1年,即樹每年增加一個圓環。所以可以用這些環確定樹的大致年齡。每個環的寬度是不一樣的,具體寬度則依賴于當時的氣候。風調雨順的年份圓環寬些,干旱的季節所生的環窄些。這些環的作用可大了,可以揭示影響它生長的氣候和自然現象的信息,有科學家甚至根據一棵碳化的樹的環判斷出古尸的年齡??茖W家們還能夠用這些環來證實諸如干旱、火災、洪水和饑荒等假說。
當觀察樹的整段長度時,這些同心圓表現為同心圓柱。這些圓柱的縱斷面是一系列平行線??恐行牡钠叫芯€是樹的心材,心材是由死細胞堆積組成的。接下來是白木質的平行線,它為樹木上下輸送養料。隨著樹的生長,白木質圓柱層逐漸變為樹的心材。在樹皮與白木質之間有一個單細胞的圓柱層,稱為形成層,新的細胞正是由形成層制造并變為樹皮和白木質的。
二、概率
不同樹種之間種子的大小和數量各不相同,例如,七葉樹的種子每千克只有54顆,而相比之下楊樹種子每千克卻多達24000顆。楊樹的果實長度在1厘米到2.5厘米之間,其中帶有80到130顆種子。這些種子能夠在15年之內發芽、生長。事實上,一棵巨大的楊樹每年產生幾百萬顆種子,通過種子巨大的數量對種子很低的發芽率予以補償。在逆境下,許許多多小小的種子會增加楊樹萌芽的機會。而種子發芽后說不定幾千株中也只有一株有望長成大樹。
三、螺線
看一看楊樹的樹皮,人們注意到在它的生長圖案中有一些輕微的旋動。這是一個在增大的螺線。為什么呢,它有兩個原因:首先是由于地球的自轉;其次,在稠密森林中,陽光很微弱,楊樹為了爭取更多的陽光,就必須增大表面積,而這些螺線剛好能增加楊樹的表面積。
四、比
楊樹能長成參天大樹,是因為它有一個龐大得令人驚異的根系,這些盤根錯節的根系支撐著這些高大挺拔的巨樹。這些根系主要由淺根(4~6英尺深)構成。支撐巨大楊樹的是通過側向向外的支根。根系與樹高的比通常在1:3與2:3之間。例如,樹高為300英尺,則它根系的側根從樹干的底部算起大約要有100~200英尺,才能為大樹提供一個堅實的基礎!