Огромен и разнообразен мир растений. Среди его представителей, живущих в воде и на суше, — гиганты, достигающие 100 и более метров высоты, и микроскопические организмы, травы и древесные растения. К последним относятся деревья, кустарники, лианы и другие жизненные формы растений, основным отличительным признаком которых является наличие у них активного камбия, продуцирующего в корнях и стеблях слои вторичной ксилемы (древесины).
Древесная флора земного шара включает более 40 тыс. видов, большинство из которых распространены в тропических и субтропических областях. В СССР насчитывается около 2900 видов древесных растений, из которых 83 вида относятся к голосеменным. В результате плодотворной работы различных ботанических и лесохозяйственных учреждений по интродукции растений древесная флора страны была увеличена более чем на 200 голосеменных и свыше 2000 видов покрытосеменных растений, происходящих из других стран мира. Таким образом, общее число древесных пород в СССР превышает 5000 видов. В народном хозяйстве широко используется более 1000 видов и с каждым годом число их растет. В учебнике рассматривается лишь небольшая часть видов, вошедших в широкую практику зеленого строительства.
В процессе эволюционного развития и приспособления к меняющимся условиям произрастания древесные растения образовали большое количество видов, различающихся как по внешнему строению, так и по своим биологическим особенностям. Чтобы легче разобраться в этом многообразии растений, необходимо было их систематизировать и классифицировать. Эти попытки стали предприниматься очень давно, первая — в IV в. до н. э. Феофрастом. Наиболее полная система, основанная на морфологических признаках растений, была разработана Карлом Линнеем, который изложил ее в 1758 г. в книге «Виды растений» (Species plantarum). Он описал и дал названия более чем 1300 видам растений. Основы этой классификации используются ботанической наукой и сегодня. Однако современная классификация базируется не только на морфологии, но и на научных данных по анатомии, экологии, цитологии растений, а также биологических, физиологических и палеоботанических исследованиях с применением методов математического анализа. На этой основе все растения подразделяются на 2 группы: высшие и низшие.
Низшие — преимущественно одноклеточные организмы или многоклеточные колонии без дифференциации на органы и ткани, процесс размножения у них очень упрощен.
Высшие — растения с дифференциацией на основные органы (корень, стебель, лист) и ткани. В свою очередь, высшие растения подразделяются на 7 отделов, из которых голосеменные и покрытосеменные, насчитывающие более 240 тыс. видов, включают все древесные растения.
Что же такое вид, основная единица линнеевской системы? Вид — это исторически сложившаяся в процессе эволюции совокупность организмов, имеющих общее место произрастания, свободно скрещивающихся между собой и обладающих сходными морфологическими признаками, а также биологическими и экологическими особенностями. Виды, в свою очередь, входят в более крупные систематические единицы: род, семейство, класс, отдел, группу.
При ботаническом описании каждое растение дается под 2 названиями, по бинарной номенклатуре. Первым идет родовое название, вторым — видовое, определяющее особые качества этого растения, в отличие от других растений данного рода. Например, широко распространенный в средней полосе европейской части СССР дуб по бинарной номенклатуре носит название дуб черешчатый — Quercus robur L. Если название вида дается по-латыни, то сразу же за вторым (видовым) словом указывают фамилию ученого, впервые его описавшего. Она может быть сокращена до одной («L» — Линней) или нескольких букв.
Каждое отдельное растение того или иного вида в процессе эволюции приобретает ряд признаков, отличающих его от других растений того же вида. Эти отличия могут иметь как наследственный характер, т. е. передаваться по наследству, так и не наследственный. В первом случае это генотипическая, во-втором — фенотипическая изменчивость. Так, в густых насаждениях нередко можно видеть деревья с узкой кроной, но их потомство, произрастающее в изреженных насаждениях, не всегда даст узкую крону. Если же ряд экземпляров образует крону, схожую с родительской, то с определенной долей вероятности можно говорить о наследовании этого признака.
Наследственное изменение внешних признаков может проявиться в различии формы и окраски листьев, сроков цветения и плодоношения, размеров цветков и плодов, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, болезням и по многим другим признакам. По этим отличиям виды подразделяют на разновидности (var.), формы (f) и сорта. Название разновидности, формы или сорта при их описании приводится сразу же после названия вида, например: дуб черешчатый, форма пирамидальная. Для сокращения часто пишут: дуб черешчатый, пирамидальный.
Отбирая и размножая растения, имеющие положительные отклонения (более крупные цветки, плоды, оригинальное строение кроны, красивая форма и окраска листьев и т. п.), селекционеры расширяют и обогащают ассортимент полезных растений, используемых человеком.
Многие формы и сорта древесных растений, превосходящие по ценным для человека качествам растения, характерные для данного вида, при семенном размножении не всегда их передают. По этой причине формы и сорта обычно размножают вегетативным путем: отводками, черенками, прививкой, культурой ткани; при этом сохраняются все признаки материнского растения.
Древесные растения классифицируют также по особенностям их строения, размерам, отношению к условиям произрастания, а также по другим признакам. По характеру развития ствола (стебля) древесные растения представлены разными жизненными формами — деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички. Деревья — ясно выражен ствол. Кустарники — ствол не выражен, ветви развиваются от основания главной оси, вскоре отмирающей. Полукустарники — растения с многолетними одревесневающими нижними частями побегов и однолетними, ежегодно отмирающими верхними их частями (малина). Кустарнички — невысокие (до 50 см) кустарники, обычно полностью зимующие под снегом (брусника, вереск).
Особый интерес для работ по озеленению представляют лазящие кустарники, не способные самостоятельно сохранять вертикальное положение, так называемые лианы. Для них характерны длинные стебли, которые, закрепляясь, взбираются по опорам.
Классифицируют растения и в зависимости от их высоты. Деревья первой величины, достигающие более 25 м (сосна); второй величины—15—20 м (груша); третьей величины — 7—15 м (яблоня) и н и з к и е, не превышающие 7 м (можжевельник обыкновенный). Кустарники разделяют на высокие — более 2,5, средние — 2—2,5 и низкие — до 1 м высоты.
По интенсивности роста различают деревья: быстрорастущие — с ежегодным приростом в высоту более 1 м (тополь), умеренного роста — с ежегодным приростом 0,5—1 м (дуб) и медленнорастущие с приростом до 0,5 м в год (самшит).
Закономерности распределения растений в том или ином географическом районе земного шара изучает география растений. Известно, что каждой географической области — тропикам, субтропикам, зонам умеренного и арктического климатов соответствуют определенные группы растений. В этих зонах различные виды древесных растений в процессе исторического развития оказались приуроченными к определенным районам произрастания. Территории, в пределах которых встречается естественно тот или иной вид, называют его ареалом, или родиной, а территории выращивания за пределами его родины культурным, или искусственным ареалом. Нередко искусственный во много раз превосходит по площади естественный ареал того или иного вида.
Взаимосвязь растений с характерными для отдельных областей условиями среды изучает экология растений. Основными такими условиями являются экологические факторы, которые можно разделить на следующие группы: почвенногрунтовые, климатические, топографические, биотические и антропогенные.
Почвенно-грунтовые. По требовательности к степени увлажнения почвы древесные растения подразделяют на гигрофиты — растения, произрастающие обычно на увлажненных участках, имеющие неглубокую корневую систему (ива); мезофиты — хорошо растущие при достаточном увлажнении, но страдающие от избытка или недостатка влаги (многие виды дуба); ксерофиты — растения, приспособленные к жизни в условиях недостаточного водоснабжения. Они имеют 2 типа корневой системы: со стержневым корнем, достигающим глубинных слоев почвы (тамарикс), и с поверхностно расположенными корнями, способными черпать влагу не только из верхних горизонтов почвы, но и конденсационную (джузгун), а также ряд приспособлений, позволяющих экономно расходовать влагу (скумпия) . Оксилофиты — растения болот (багульник).
По способности произрастать в условиях с кислой или щелочной почвой древесные породы делят на кальцефилы — растения, для нормального роста которых необходимы щелочные почвы (самшит), и кальцефобы, хорошо растущие только на кислых почвах (рододендрон). Многие деревья и кустарники хорошо растут на почвах с нейтральной реакцией или близкой к ней, а также на кислых и щелочных.
Климатические. По отношению к низким температурам различают 3 группы растений: зимостойкие, которые могут переносить температуры ниже —25°С, морозостойкие до —25°С и холодостойкие, которые повреждаются при температуре ниже —10°С. Эта градация применима к растениям, произрастающим в районах с умеренным климатом. В более теплых районах, например на Черноморском побережье Кавказа, где выращивают много субтропических вечнозеленых растений, разделение на группы имеет другие температурные критерии.
Важное влияние на жизнь растений оказывает свет. Процесс ассимиляции, т. е. образование органических веществ самим растением, возможен только при наличии света. Наибольшее значение при этом имеет интенсивность освещения и его продолжительность. Для нормального роста растений требуется различная степень освещенности. Одни могут расти под пологом леса и в тени зданий, другим необходимо полное солнечное освещение. Первые относятся к теневыносливым (тисс, липа, пихта), вторые к светолюбивым (береза, лиственница, сосна обыкновенная). В молодом возрасте древесные растения обладают большей теневыносливостью.
Деревья и кустарники также разделяют по их отношению и устойчивости к ветрам, навалу снега и т. п.
В зависимости от способности различных видов переносить те или иные климатические условия проведено их районирование.
Топографические. К ним относится рельеф почвы (высота над уровнем моря, крутизна склонов и их экспозиция и т.д.).
Биотические — влияния животных и растительных организмов на жизнедеятельность растений.
Антропогенные — воздействие человека на природу.
В природе все экологические факторы оказывают влияние на жизнь древесных растений в совокупности, поэтому и рассматривать их надо во взаимной связи.