植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面面积一定。接着,我们围绕树干横截面面积一定,假设树干横截面长成不同形状,设计试验,探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验,我们发现:(1)横截面积和长度一定时,三棱柱状物体纵向支持力最大,横向承受力最小;圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体,但横向承受力最大;(2)等质量不同形状的树干,矮个圆锥体形树干承受风力最大;(3)风是一种自然现象,影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干,重心低,加上庞大根系和大地连在一起,重心降得更低,稳度更大;(4)树干横截面呈圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,能经受住风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。
无论我们走到什么地方,都会发现不同种类的树木。它们的树冠、叶子和果实的形状是那样千姿百态、变化多端,几乎不可能找出两种完全相同的树木来。但只要略加注意,就会发现几乎所有树木树干都是圆的。树干为什么大都是圆柱形,而不是别的什么形状呢?
首先,树木长成圆柱形,输送养料的效率最高。我们可以作这样的比赛,两个小朋友同时开始各吸一瓶汽水,一个用圆吸管,一个用方吸管,用圆吸管的小朋友一定先吸完。在日常生活中我们看到的水管、煤气管等都是圆的,这其中的奥秘就在于圆柱形物体具有用料最省、装的东西最多、输送也最快的特点。树木长成圆柱形,这就能给树木提供最大限度的养料的供给,以满足生长发育的需要。
其次,圆柱形有最强的支持力,树木无论长得多高多大,全靠一根树干支持,有些果树丰收时,还要挂上成百上千斤的果实,如果不是强有力的树干支持,哪能吃得消呢?再说,圆柱形的树干对防止外来伤害很有好处。它没有棱、没有角,就不容易被动物啃掉或被其他物体摩擦碰伤。大风吹来,也不容易把树木吹倒等等。
但令人奇怪的是,自然界里,居然也还存在方形植物,如我国就有方形竹子,称为方竹。在浙江还新发现了奇特的方树,在美
洲巴拿马地区也曾发现过这种奇树。这种树不仅树身是正方形的,连年轮也是正方形的。
因为圆形结构稳定,1承重大,你肯定做过把书本卷成卷放上书包的实验。2受外力影响小,你看路边的路灯、电线杆大多都是圆柱型的,因为它受风的阻力小。
因为年轮这个东西,也是圆的。
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