الشجر[2][3] هو أحد أشكال الحياةالنباتية، وينمو بشكل عام على اليابسة ويحتاج إلى كميات متفاوتة من الماء.
طبقا لعلم النبات، الشجرة هينبات معمر ذو ساق أو جذع ممدود، وعادةً ما يدعم هذا الساق أو الجذع الفروع والأوراق، لكن في مواضع أخرى، قد يكون تعريف الشجرة أضيق، بحيث يحتوي فقط على النباتات الخشبية ذات النمو الثانوي والنباتات التي يمكن استخدامها كخشب أو النباتات التي تتجاوز ارتفاعا محددا، في التعريفات الأوسع، تعتبر أشجارالنخيل الطويلةوالسراخسوالموزوالخيزران أيضًا أشجارًا.
الأشجار ليست مجموعة تصنيفية واحدة بل تتكون من مجموعة واسعة من أنواع النباتات التي نمى لديها بشكل مستقل جذع وفروع كوسيلة للارتفاع فوق النباتات الأخرى للتنافس على ضوءالشمس، غالبية أنواع الأشجار هي كاسيات البذور أو الأخشاب الصلبة، أما البقية فالعديد منها عبارة عن عاريات البذور أو الأخشاب اللينة، تميل الأشجار إلى أن تكون طويلة العمر، حيث يصل عمر بعضها إلى عدة آلاف من السنين، الأشجار موجودة منذ 370 مليون سنة،
تتميز الأشجار بشكل عام عن بقية النباتات بوجود جذور وساق وفروع، وبكبر حجمها النسبي مقارنة مع النباتات الأخرى كالحشائشوالطحالب. كما أن الأشجار متعددة الأحجام فمنها الكبيرة والصغيرة.
قدّر فريق أكاديمي أمريكي في عام 2015 أن هناك أكثر من 3 تريليونات شجرة، أي بمعدل 400 شجرة لكل شخص.[4]
تحتوي الشجرة عادةً على العديد من الفروع الثانوية المدعومة بعيدًا عن الأرض بواسطة الجذع، يحتوي هذا الجذع عادةً على أنسجة خشبية للتدعيم وأنسجة وعائية لنقل المواد من أحد أجزاء الشجرة إلى الأجزاء الأخرى، معظم الأشجار تكون محاطة بطبقة من اللحاء تعمل كحاجز وقائي، أما تحت الأرض فتتفرع الجذور وتنتشر على نطاق واسع، إذ تعمل على تثبيت الشجرة واستخراج الرطوبة والمواد المغذية من التربة، فوق سطح الأرض تنقسم الفروع إلى فروع أصغر وبراعم، تحمل البراعم عادةً أوراقًا تلتقط الطاقة الضوئية وتحولها إلى سكريات عن طريق عمليةالتمثيل الضوئي، مما يوفر الغذاء لنمو الشجرة وتطورها.
تتكاثر الأشجار عادة باستخدام البذور.، قد تكون الزهور والفاكهة موجودة، لكن بعض الأشجار، مثل الصنوبريات، تحتوي بدلاً من ذلك على مخاريط حبوب اللقاح ومخاريط البذور، تنتج أشجار النخيل والموز والخيزران أيضًا بذورًا،
تلعب الأشجار دورًا مهمًا في الحد من تآكل التربة وتعديلالمناخ، فهي تزيلثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزن كميات كبيرة منالكربون في أنسجتها كما توفر الأشجار والغابات موطنًا للعديد من أنواع الحيوانات والنباتات، تعد الغابات الاستوائية المطيرة من بين الموائل الأكثر تنوعًا بيولوجيًا في العالم، توفر الأشجار الظل والمأوى والأخشاب للبناء والوقود للطهي والتدفئة والفاكهة للطعام، بالإضافة إلى العديد من الاستخدامات الأخرى، في معظم أنحاء العالم تتقلص الغابات بسبب إزالة الأشجار لزيادة مساحة الأراضي المتاحة للزراعة، نظرًا لطول عمرها وفائدتها، كانت الأشجار تحظى دائمًا بالتبجيل، مع وجود بساتين مقدسة في مختلف الثقافات، كما أنها تلعب دورًا في العديد من الأساطير في العالم.
بلغ عدد الأشجار في العالم، وفقًا لتقدير عام 2015، قرابة 3.04 تريليون شجرة، منها 1.39 تريليون شجرة (46%) في المناطق الاستوائية أوالمناطق شبه الاستوائية، و0.61 تريليون شجرة (20%) فيالمناطق ذات المناخ المعتدل، و0.74 تريليون شجرة (24%) فيغابة التايغا. هذا التقدير أعلى بنحو ثماني مرات من التقديرات السابقة، ويستند إلى كثافة الأشجار المقاسة في أكثر من 400 ألف قطعة أرض. ويظل التقدير عرضة لهامش خطأ واسع، لأن معظم العينات في الغالب كانت من أوروبا وأمريكا الشمالية. يشير التقدير إلى أنه تُقطع حوالي 15 مليار شجرة سنويًا وتُزرع حوالي 5 مليارات شجرة. خلال 12000 عام منذ بداية الزراعة البشرية، انخفض عدد الأشجار في جميع أنحاء العالم بنسبة 46%.[5][6][7][8] يوجد ما يقرب من 64,100 نوعاً معروفاً من الأشجار في العالم. تتمتع أمريكا الجنوبية بأعلى تنوع بيولوجي بنسبة 43% من جميع أنواع الأشجار، تليها أوراسيا (22%)، وأفريقيا (16%)، وأمريكا الشمالية (15%)، وأوقيانوسيا (11%).[9]
في المناطقمعتدلة المناخ، غالباً ما تسود الصنوبريات؛ ويتوزع على نطاق واسع في أقصى شمال نصف الكرة الشماليالتايغا الرطبة أو الغابة الصنوبرية الشمالية.[12][13] تعتبر غابةتايغا أكبرتجمع أحيائي في العالم، إذ تشكّل 29% من الغطاء الحُرجي في العالم.[14] الشتاء الطويل البارد في أقصى الشمال غير مناسب لنمو النباتات ويجب أن تنمو الأشجار بسرعة في موسم الصيف القصير عندما ترتفع درجات الحرارة وتكون الأيام طويلة. الضوء محدود للغاية تحت غطائها الكثيف وقد تكون الحياة النباتية على أرض الغابة قليلة، على الرغم من أن الفطريات قد تكثر فيها.[15] توجد غابات مماثلة في الجبال حيث يتسبب الارتفاع في انخفاض متوسط درجة الحرارة وبالتالي تقليل طول موسم النمو.[16]
في المناطق الاستوائية ذاتالمناخ المداري الموسمي أو المناخ شبه الموسمي، حيث يتغيّر الطقس في السنة من فترة جفاف إلى فترة رطبة كما هو الحال فيغابة الأمازون، تهيمن أنواع مختلفة من الأشجار عريضة الأوراق على الغابة، بعضها نفضي.[19] في المناطق الاستوائية التي تتميزبالسافانا الجافة وعدم كفاية الهطول المطري لدعم الغابات الكثيفة، لا تكون المظلة مغلقة، ويصل الكثير من أشعة الشمس إلى الأرض المغطاة بالعشب والشجيرات. يتكيّفالسنطوالتبلدي بشكلٍ جيد للعيش في مثل هذه المناطق.[20]
رغم شيوع استعمال كلمة «شجرة»، لم يضع العلماء تعريفًا دقيقًا متفقًا عليه عالميًا لماهية الشجرة سواءً من الناحية النباتية أو اللغوية. يشير المعنى الأوسع إلى أي نبات يملك ساقًا أو جذعًا ممتدًا يرفع الأوراق أو الأغصان التي تنفذعملية التمثيل الضوئي على ارتفاع معين فوق سطح الأرض. يحدّد الناس الأشجار أيضًا بالارتفاع، إذ يطلقون اسم «شجيرات» على النباتات الأصغر التي يتراوح طولها بين 0,5 و10 أمتار (1,6 و32,8 قدمًا)، ما يجعل الحد الأدنى لطول الشجرة محددًا بصورة تقريبية فقط. تدخل النباتات العشبية الكبيرة مثل البابايا والموز ضمن الأشجار وفق هذا المعنى الواسع.[21]
يشيع التعريف الأضيق للشجرة بوصفها نباتًا يمتلك جذعًا خشبيًا يتكوّن عبرالنمو الثانوي، أي إن الجذع يزداد سمكًا سنويًا من خلال نموه نحو الخارج، إضافةً إلى النمو الأساسي الذي يتجه صعودًا من طرف النبات. وفق هذا التعريف، لا تُصنَّف النباتات العشبية مثل النخيل والموز والبابايا ضمن الأشجار مهما بلغ ارتفاعها أو اختلف شكل نموها أو اتسع محيط ساقها. يظهر تعريف أكثر مرونة يسمح باعتبار بعض أحاديات الفلقة أشجارًا، فأشجار جوشوا والخيزران والنخيل مثلًا لا تمتلك نموًا ثانويًا ولا تُنتج خشبًا حقيقيًا بحلقات نمو، إلا أنها تُنتج «خشبًا زائفًا» عبر تخشيب الخلايا الناتجة عن النمو الأولي. تنتمي أنواع الأشجار من جنس الدراسينا أيضًا إلى أحاديات الفلقة، غير أنها تتميز بامتلاك نمو ثانوي مصدره النسيج الإنشائي في جذعها، يختلف هذا النسيج عن النسيج الإنشائي المُتكاثف الموجود في الأشجار ثنائية الفلقة.[22]
بصرف النظر عن التعريفات الهيكلية، يعرّف الناس الأشجار عادةً استنادًا إلى استخدامها؛ مثلًا، تُعد الأشجار تلك النباتات التي تنتج أخشابًا.[23]
تُمثل عادة نمو الأشجارتكيفًا تطوريًا ظهر في مجموعات نباتية مختلفة؛ فكلما ارتفع نمو الأشجار ازدادت قدرتها على المنافسة على ضوء الشمس. تمتاز الأشجار عادةً بطولها وعمرها المديد، إذ يبلغ عمر بعضها آلاف السنين، وتُعد من بين أقدم الكائنات الحية الباقية. تبرز الأشجار بهياكل معدلة، مثل السيقان الأكثر سماكة، المؤلفة من خلايا متخصصة تضيف قوةً هيكليةً ومتانةً، ما يمنحها القدرة على النمو أطول من أغلب النباتات الأخرى ونشر أوراقها.[24] تختلف الأشجار عن الشجيرات التي تشابهها في أسلوب النمو، إذ تميل إلى أن تكون أكبر حجمًا وتمتلك ساقًا رئيسية واحدة، غير أن التمييز بين الشجرة والشجيرة لا يتسم بالاتساق. يزداد الالتباس مع وجود أشجار تتضاءل في الحجم عند تعرضها لظروف بيئية قاسية، مثل المناطق الجبلية والمناطق شبه القطبية. تطور شكل الشجرة بشكل مستقل في فئات نباتية غير مترابطة استجابةً لتحديات بيئية متشابهة، ما يجعلها مثالًا كلاسيكيًا على التطور المتوازي. يقدّر العلماء وجود ما بين 60,000 و100,000 نوع من الأشجار حول العالم، أي ما يُمثل نحو 25% من جميع أنواع النباتات الحية. تتركز الغالبية العظمى من هذه الأشجار في المناطق الاستوائية، إلا أن علماء النبات لم يجروا بعد مسحًا شاملًا لكثير من هذه المناطق، ما يجعل تنوع الأشجار وانتشارها غير معروفين بشكل كافٍ. تنتمي معظم أنواع الأشجار إلىكاسيات البذور أو أشجار الأخشاب الصلبة.[25] أما الأنواع الأخرى، فكثير منها ينتمي إلى عاريات البذور أو أشجار الأخشاب اللينة، وتشملالصنوبريات والسيكاديات والجنكيات والجنيتالات، التي تُنتج بذورًا غير محصورة في ثمار، بل في هياكل مفتوحة مثل مخاريط الصنوبر، وتمتلك كثير منها أوراقًا صلبة شمعية مثل إبر الصنوبر. تنتمي غالبية أشجاركاسيات البذور إلى ثنائيات الفلقة، أي «ثنائيات الفلقة الحقيقية»، وسُميت كذلك لأن بذورها تحتوي على فلقتين أو أوراق بذرية. تضم الأشجار أيضًا بعض الأنواع العائدة إلى السلالات القديمة من النباتات المزهرة المعروفة باسم كاسيات البذور القاعدية أو الأشجار القديمة، وتشمل الأمبوريلا والماغنوليا وجوزة الطيب والأفوكادو. أما أشجار مثلالخيزران والنخيل والموز فتندرج ضمنأحاديات الفلقة.[26]
يمنح الخشب القوة الهيكلية لجذع معظم أنواع الأشجار، فيدعم النبات خلال نموه. يتيح النظام الوعائي للأشجار توزيع الماء والمغذيات والمواد الكيميائية الأخرى في جميع أجزاء النبات، ولولاه لما استطاعت الأشجار بلوغ هذا الحجم. تحتاج الأشجار إلى رفع الماء عبر نسيج الخشب من الجذور إلى أعلى الساق بفضل الخاصية الشعرية، في حين يتبخر الماء باستمرار من الأوراق خلال عملية النتح. إذا انخفضت كمية الماء المتاحة، تموت الأوراق.[27]
تتألف الأشجار من ثلاثة أجزاء رئيسية: الجذور والساق والأوراق، وتشكل هذه الأجزاء مكونات أساسية في النظام الوعائي الذي يربط جميع الخلايا الحية. في الأشجار وغيرها من النباتات الخشبية، يسمح الكامبيوم الوعائي بزيادةالأنسجة الوعائية التي تولّد نموًا خشبيًا. يمزق هذا النمو طبقة البشرة في الساق، لذلك تحتوي النباتات الخشبية أيضًا على كامبيوم فليني يتشكل بين اللحاء. ينتج الكامبيوم الفليني خلايا فلينية سميكة تحمي سطح النبات وتقلل فقدان الماء. يمثل إنتاج الخشب وإنتاج الفلين شكلين من أشكال النمو الثانوي.[28]
تصنّف الأشجار إما دائمة الخضرة، بأوراق تبقى خضراء طوال العام، أو متساقطة الأوراق، إذ تسقط أوراقها عند نهاية موسم النمو وتدخل فترة خمول خالية من الأوراق. تظل معظم الصنوبريات دائمة الخضرة، غير أن أشجار اللاركس (لاريكس وسودولاريكس) متساقطة الأوراق، إذ تُسقط إبرها كل خريف. تسقط بعض أنواع السرو (غليبتوستروبس، ميتاسيكويا، وتاكسوديوم) براعم صغيرة مورقة كل عام في عملية تُعرف باسم «الكلادوبتوسيس». يمثّل التاج الجزء العلوي الممتد من الشجرة، متضمنًا الأغصان والأوراق، في حين تُعرف الطبقة العليا في الغابة المؤلفة من تيجان الأشجار باسم المظلة. تُسمى الشجرة الصغيرة شتلة.[29]
تُعد العديد من أشجار النخيل الطويلة نباتات عشبية أحادية الفلقة، لا تمر بنمو ثانوي ولا تنتج خشبًا على الإطلاق. في كثير من هذه الأشجار، ينمو البرعم الطرفي الوحيد على الساق الرئيسية، ما يجعل جذوعها غير متفرعة، وتعلوها أوراق كبيرة مرتبة حلزونيًا. تمتلك بعضسرخسيات الأشجار من رتبة السرخس جذوعًا طويلة مستقيمة يبلغ طولها 20 مترًا (66 قدمًا)، غير أنها لا تتكون من الخشب، بل من جذور تنمو عموديًا وتغطيها جذور عرضية كثيرة.[30]
عن طريقنسيج الخشب يتم نقل الماء إلى أجزاء الشجرة و(النباتات عموماً) إلى أعلى أي من الجذر إلى الساق إلى الورقة أي أنه يسير في اتجاه واحد، وهناك ثلاث فرضيات مقترحه لتفسير نقل الماء وارتفاعه في الأشجار المرتفعة الطول وهذه الفرضيات هي:
وتنقي الهواءوعن طريقنسيج اللحاء يتم نقل الغذاء الجاهز وهو عبارة عن نواتج عمليةالتمثيل الضوئي، يتم نقل الغذاء الجاهز إلى أسفل أي من الورقة إلى الساق إلى الجذر وقد يتحرك في جميع الاتجاهات حسب الظروف.
يتصور البعض أن الأشجار تقوم بأخذثاني أكسيد الكربون وطرحالأكسجين فقط وهذا اعتقاد باطل، فالأشجار و(النباتات عموماً) تقوم بأخذثاني أكسيد الكربون وطرح (الأكسجين) ليلاً ونهاراً وفي الوقت نفسه تقوم بعملية البناء الضوئي.ولما كانت عملية البناء الضوئي أسرع من التنفس فإن الناتج الصافي بالنسبة للغازات المتبادلة هو أخذثاني أكسيد الكربون وطرحالأكسجين:
إن سبب الفضلات هوعملية التمثيل الغذائي ولكن نظراً لأن الأشجار تعتمد علىالمواد الكربوهيدراتيه وليس علىالمواد البروتينية ولأنعملية الأيض في الأشجار أبطأ منها فيالحيوان فهي لا تسبب ضررا على خلايا الأشجار لذا فإنالفضلات تستطيع أن تتجمع في خلايا الأشجار ثم تتخلص منها مرة واحدة كجزء من دورة الحياة التي تمر بها الأشجار.كما ان الأشجار تتخلص منالفضلات بعدة طرق تختلف حسب نوع الأشجار.
^مذكور في:ملف استنادي متكامل. مُعرِّف الملف الاستنادي المُتكامِل (GND):4004845-7. لغة العمل أو لغة الاسم:الألمانية. الوصول: 11 أكتوبر 2023. المُؤَلِّف: مكتبة ألمانيا الوطنية.
^* (Crowther, Glick, Coveyet al) "..approximately 3.04 trillion...", (Ehrenberg, using Crowther, Glick, Coveyet al): " roughly 3 trillion trees on Earth"
T. W. Crowther, H. B. Glick, K. R. Covey, C. Bettigole, D. S. Maynard, S. M. Thomas, J. R. Smith, G. Hintler, M. C. Duguid, G. Amatulli, M.-N. Tuanmu, W. Jetz, C. Salas, C. Stam, D. Piotto, R. Tavani, S. Green, G. Bruce, S. J. Williams, S. K. Wiser, M. O. Huber, G. M. Hengeveld, G.-J. Nabuurs, E. Tikhonova, P. Borchardt, C.-F. Li, L. W. Powrie, M. Fischer, A. Hemp, J. Homeier, P. Cho, A. C. Vibrans, P. M. Umunay, S. L. Piao, C. W. Rowe, M. S. Ashton, P. R. Crane & M. A. Bradford (2015) —Mapping tree density at a global scale, Nature 525, 201–205 (2 September 2015)https://doi.org/10.1038/nature14967 - accessed 2020-8-9
Crowther, Glick, Coveyet al, Rachel Ehrenberg —Global count reaches 3 trillion trees,نيتشر 2 September 2015, doi:10.1038/nature.2015.18287 - re-access made 2020-8-9"نسخة مؤرشفة". مؤرشف من الأصل في 2020-07-27. اطلع عليه بتاريخ2020-08-09.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)
^Nelson، Rob."The Taiga". مؤرشف منالأصل في 2017-05-06. اطلع عليه بتاريخ2014-06-28.
^"Northern Coniferous Forest Biome".The Forest Community. FORSite.مؤرشف من الأصل في 2014-10-30. اطلع عليه بتاريخ2014-06-28.The diversity of tree species in the boreal forest is quite low, with black spruce (Picea mariana), larch or tamarack (Larix laricina), and white spruce (P. glauca) the most common species. The former two species generally occupy wet sites with poorly drained mineral or organic soils, while white spruce is the climatic climax species on sites that are drier and higher in nutrient content. Balsam fir (Abies balsamea) is a dominant tree species in the eastern half of the biome.
^"Grass savanna".Encyclopædia Britannica.مؤرشف من الأصل في 2012-11-20. اطلع عليه بتاريخ2012-07-28.
^Martin، Franklin؛ Sherman، Scott (2007)."Agroforestry principles"(PDF).Echo technical notes.مؤرشف(PDF) من الأصل في 2013-07-28. اطلع عليه بتاريخ2014-09-22.
^"Monocot stems".The stem. University of Miami.مؤرشف من الأصل في 2021-03-19. اطلع عليه بتاريخ2014-09-22.
^Friis، Ib؛ Balslev، Henrik (2005).Plant diversity and complexity patterns: local, regional, and global dimensions: proceedings of an international symposium held at the Royal Danish Academy of Sciences and Letters in Copenhagen, Denmark, 25–28 May 2003. Kgl. Danske Videnskabernes Selskab. ص. 57–59.ISBN:978-87-7304-304-2.
^Coder، Kim D. (1 أغسطس 1999)."Secondary Growth Anatomy and Tree Rings". Warnell School of Forest Resources, University of Georgia. مؤرشف منالأصل في 2014-09-08. اطلع عليه بتاريخ2014-09-08.
^"Canopy".TheFreeDictionary.مؤرشف من الأصل في 2012-07-12. اطلع عليه بتاريخ2012-08-07.
.jpg)
