עץ

צמחים עציים

עצים מופיעים באלפי משפחות שונות של צמחים. בהערכה גסה קיימים כ-100,000 מיני עצים; מספר זה מהווה רבע ממספר מיני הצמחים הווסקולריים (שאינם טחבים או אצות). קיימים חמישה סוגים ראשיים של צמחים עציים; שניים מהם נחשבים לעצים אמיתיים: עצי המחט והעצים רחבי-העלים. גזעם וענפיהם של העצים המשתייכים לשני סוגים אלו עשויים עץ. עץ כחומר גלם המופק מעצים רחבי-עלים מכונה באופן מסורתי עץ קשה, ואילו העץ של המחטניים מכונה עץ רך. לחלוקה זו קשר רופף בלבד לקושיו האמיתי של העץ; עץ האורן, למשל, המחטנאי הידוע ביותר, קשה בהרבה מרוב העצים רחבי-עלים.
הצמחים בשלוש הקבוצות הנותרות נחשבים לצמחים דמויי-עץ; אלו הם עצי השרך, הדקלאים והציקסינים (אשר רבים טועים וחושבים שהם דקלים). בשלוש קבוצות אלו אין התעבות שנתית של הגזע, ולפיכך קוטרו שווה במידה זו או אחרת לכל אורכו. ניתן לראות זאת בצורה טובה בדקל, אשר אכן אינו נחשב לעץ אמיתי.
לצמחים מסוימים תכונות רבות המשותפות להם ולעצים, אך הם אינם נחשבים אף לדמויי-עץ. עצי הבמבוק, למשל, משתייכים למשפחת הדגניים, בדומה לחיטה, שעורה, תירס ואורז, על אף שגובהם מגיע ל-40 מטרים וגזעם עשוי רקמות הדומות לעץ.
התחום בבוטניקה העוסק בחמש הקבוצות של הצמחים העציים קרוי דנדרולוגיה (Dendrology; מיוונית: דנדרוס פירושו "עץ", לוגיה (λογία) פירושו "תורה"). הענף מתמקד בעצים בעלי תועלת לאדם ובטכניקות לגידולם.

טבעות העץ

מאפיין ידוע של העצים הוא הטבעות השנתיות שלהם, שבהן ניתן להבחין בחתך רוחבי של הגזע וכן ברהיטים ובמבנים אחרים העשויים עץ, המשמרים בדרך כלל את הטבעות (הפסים המופיעים ברהיטי עץ רבים הם למעשה טבעות, אלא שבמקרה זה נוסר העץ לאורך במקום לרוחב). גזע העץ מתעבה בהתמדה הודות לקמביום הווסקולרי (Vascular cambium). זוהי רקמה המצויה בין קליפת העץ ובין הליבה, ואשר מורכבת מתאי נבט (תאים בעלי יכולת התמיינות בלתי-מוגבלת; בעולם הצומח קרויים אלו תאי מריסטם) המתרבים ומתמיינים ללא הרף. תאים המתפתחים מהקמביום פנימה, לכיוון מרכז הגזע, הופכים לעצה שניונית, כלומר לעץ; תאים המתפתחים מהקמביום החוצה הופכים לשיפה שניונית - זוהי קליפת העץ.
אופייה של העצה השניונית המתפתחת מהקמביום משתנה בהתאם לתנאי האקלים: עונה שחונה גורמת להתפתחות של עץ דליל יחסית, ואילו עונה גשומה גורמת להתפתחות עץ דחוס. בהיעדר משקעים מסתגל העץ למצב באמצעות יצירת עצה דלילה, רכה ובהירה, אשר דרכה מסוגלים המים לזרום ביתר קלות לכל חלקי העץ; תאי העצה הבהירה מכילים נוזלים רבים ודופן התא שלהם דקה. עם תחילת הגשמים מתגברת צפיפותה של העצה וצבעה מתכהה. חומרי מזון רבים נאגרים בתאי העצה, דבר הגורם לשינוי הצבע. היות שבשנה קיימת בדרך כלל עונה גשומה אחת ועונה שחונה אחת, הרי שטבעת כהה אחת וטבעת בהירה אחת מייצגות יחדיו שנה אחת בחייו של העץ, אם כי באזורים בהם קיימות שתי עונות גשומות וביניהן שתי עונות שחונות בשנה נוצרות טבעות חצי-שנתיות. באזורים על פני כדור הארץ אשר בהם אין עונות גשומות ושחונות (במדבר ובאזור קו המשווה, למשל) כמעט ולא מפתחים העצים טבעות שנתיות. בצמחים דמויי-עץ, כגון הדקלים, העצה, השיפה והקמביום מעורבים זה בזה ואינם מסודרים כמו בעצים אמיתיים; לפיכך לא מתרחשת התעבות מתמידה של הגזע ולא נוצרות טבעות.
ייתכנו הבדלים גדולים ברוחב הטבעות של עצים ממינים שונים. טבעותיהם של עצי אלון, ערבה, צפצפה ודולב עשויות לעלות על רוחב של סנטימטר אחד, זאת לעומת עצי הטקסוס (סוג של מחטניים) ועצים גמדיים, אשר רוחב טבעותיהם קטן מ־3 מילימטרים. בעצים מחטניים רוחבן של הטבעות הכהות בלבד אינו מושפע מגורמים חיצוניים; שיעור הטבעות הבהירות (מבחינת הכמות הכללית של העץ הבהיר בגזע) לעומת הטבעות הכהות גדל בשנים גשומות וקטן בשנים שחונות; לפיכך עץ מחטני הגדל במהירות רך יותר מעץ הגדל באיטיות, שכן גדילה מהירה נעשית הודות לטבעות הבהירות בלבד, אשר רכות יותר מהכהות. בעצים רחבי עלים המצב הפוך, ורוחב הטבעות הבהירות בלבד אינו מושפע מגורמים חיצוניים.
דנדרוכרונולוגיה היא טכניקה בה נעשה תיארוך מדעי על פי טבעות העצים. באמצעות שיטה זו ניתן לדלות פרטים היסטוריים רבים. כפי שהוסבר לעיל, רוחבן של טבעות העץ משתנה בהתאם לתנאי האקלים בזמן בו התפתחו; תת-הענף הקרוי דנדרוקלימטולוגיה עוסק בדליית פרטים על האקלים באזור מסוים לפני שנים רבות בהתאם לרוחבן של טבעות העצים. בדנדרוארכאולוגיה, לעומת זאת, נאספות קורות עץ ממבנים עתיקים וגילן (ומכאן - גיל המבנה) מוערך באמצעות ניתוח הטבעות. גורמים מסוימים - נמלים, למשל - מסוגלים להרוס את טבעות העץ, דבר המהווה מכשול לדנדרוכרונולוגיה. מכשול נוסף הוא הריקבון המתרחש לעיתים בליבת הגזע של עצים עתיקים. ניתן עדיין לשער את גיל העץ לפי הטבעות החיצוניות, אך שיעור זה רחוק מלהיות מדויק.

אקולוגיה

אזורים ומערכות אקולוגיות רבות על פני כדור הארץ מוגדרים על פי סוג וצפיפות העצים הצומחים בהם. שטח שבו גדלים עצים בצפיפות בינונית, המאפשרת מעבר של קרני השמש ביניהם, נקרא חורש. עצים הגדלים בצפיפות גבוהה יותר, כך שהאדמה שביניהם נשארת מוצלת, מהווים יער, ואילו שטח שבו גדל בעיקר עשב עם עצים בצפיפות נמוכה נקרא סוואנה. אזורי יער מוגדרים לפי סוג העצים הצומחים בהם: אזור המיוער בעצי מחט נקרא טייגה, ואילו אזור של עצים רחבי-עלים וירוקי עד מכונה יער גשם טרופי או יער גשם ממוזג.
התפתחותם של המחטניים במרוצת הדורות מהווה הסתגלות אבולוציונית לתנאי הסביבה. שטח הפנים המזערי של עלי המחט מצמצם את איבוד המים ואת סכנת הקפיאה בטמפרטורות נמוכות. דבר זה מאפשר לעצי המחט להישאר ירוקי עד גם בחורפים קשים. צפיפות העצים קטנה ככל שמתקרבים לקטבים של כדור הארץ; בקווי רוחב בני מעל ל-70 מעלות כמעט ולא צומחים עצים.
גובהו של אזור מסוים מעל לפני הים משפיע גם הוא על גדילת העצים בו. הטמפרטורות הנמוכות והרוחות החזקות מקטינות את הסיכוי לצמיחת עצים באזורים גבוהים; צמיחתם של העצים שכן צומחים בגבהים איטית והם לעיתים קרובות אינם מגיעים לממדים של עצים זהים הצומחים באזורים נמוכים. הסיכוי לצמיחת עץ בגובה רב תלוי גם בכמות השלג באזור: באזורים גבוהים הקרובים לקו המשווה (הרי האנדים בצ'ילה, למשל), צומחים עצים בגובה של 2,800 מטרים מעל לפני הים, ואילו בהרי האלפים שבמרכז אירופה מפסיקה צמיחת העצים כבר בגובה של 1,600 מטרים. בהרי ההימלאיה האזורים המושלגים גבוהים יחסית מסיבות אקלימיות שונות וכתוצאה מכך ניתן להבחין בעצים אף בגובה של 3,800 מטרים. הפרט שנצפה בגובה הרב ביותר בעולם הוא מין של אשוח (Abies squamata) אשר גדל בגובה של 4,600 מעל לפני הים באזור של רכס ההימלאיה בסין. העצים העמידים ביותר לטמפרטורות נמוכות הם מינים מסוימים של לֶגֶש (Larix gmelini) ואורן ננסי (Pinus pumila), אשר מסוגלים לשרוד קור של 70- מעלות צלזיוס. מין זה של לגש נצפה בקו רוחב של 72 מעלות צפון, העץ המרוחק ביותר מקו המשווה.
שורשי העצים מגינים על קרקע מפני סחף, בעיקר בזמן שטפונות, ובכך מאפשרים צמיחה גם במורדות ההרים.

ממדים ושיאים

עצים הם מהיצורים הגדולים, המורכבים והפעילים ביותר מבחינה מטבולית על פני כדור הארץ, ובהחלט בממלכת הצומח.
עץ בוקיצה בן 80 שנה, למשל, מגיע לגובה של 25 מטרים. עלוותו, בעלת קוטר של 15 מטרים, מטילה צל על שטח של 160 מ"ר והיא כוללת כ-800,000 עלים, אשר להם שטח פנים כולל של 1,600 מ"ר; השטח הכולל של דפנות תאי העלים מגיע ל-160,000 מ"ר. נפח העץ אותו ניתן להפיק כחומר גלם הוא 15 מ"ק, והוא שוקל 12 טון, כמחצית מתוכם פחמן. בכל שעה צורך העץ כ-2,300 גרם של פחמן דו-חמצני, 960 גרם מים ואנרגיה בסך 25,435 ג'אול. הוא מייצר בשעה 1,600 גרם גלוקוז ו-1,712 גרם חמצן – התצרוכת הממוצעת של עשרה בני אדם. במשך 80 שנותיו עיבד העץ 40 מיליון מ"ק של אוויר.
נכון ל-2011 העץ הגבוה בעולם הוא סקוויה נאה המכונה "היפריון". הוא גדל בפארק לאומי רדווד קליפורניה, ארצות הברית ומתנשא לגובה של מעל 115.65 מטרים. ידועים 42 עצים הגבוהים מ-110 מטרים ו-220 הגבוהים מ-105 מטרים, ולפחות למעלה מ-600 הגבוהים ממאה מטרים, כולם עצי "סקוויה נאה"]. שיא הגובה האפשרי לעץ הוא 122–130 מטרים, כפוף לכוח הכבידה ולחיכוך בין המים לכלים שדרכם הם עוברים. 
מדידת היקפו של עץ, אף על פי שמדובר במשימה קלה למדי, עשויה להניב תוצאות שונות מאוד בהתאם לאופן המדידה. נהוג למדוד את היקף העץ בגובה של 1.3 עד 1.5 מטרים מעל לפני הקרקע. במידה שהקרקע נטויה (במדרון הר, למשל) נהוג למדוד 1.5 מטרים מנקודת הקרקע הגבוהה ביותר שבה נוגע גזע העץ, אם כי יש המודדים מנקודת האמצע שבין הנקודה הגבוהה והנמוכה ביותר. יש המודדים את "ההיקף בקו אווירי" של העץ, כלומר כורכים את סרט המדידה בפשטות סביב העץ, ויש המודדים את ההיקף המלא, תוך התחשבות בתצורת פני הגזע, ומכניסים את סרט המדידה לכל "עמק" קטן שיוצרת קליפת העץ.
עצים מסוימים, כגון באובב, אוגרים כמויות עצומות של מים לאחר העונה הגשומה, דבר המרחיב את גזעם בצורה משמעותית. אף על פי שמדובר באחד העצים הרחבים ביותר (קוטר של עד 11 מטרים, היקף של עד כ-35 מ'), הרי שמכשול זה גרם לכך שלא קיימים נתונים רשמיים בנוגע לממדי עץ זה. יחד עם זאת, עץ הבאובב הנחשב על ידי רבים לגדול בעולם נמצא בדרום אפריקה, לא רחוק מן העיר פארל, בחצר האחורית של בית פרטי. קוטר הגזע מעל 36 מטר, ובין קימוריו הותקן ספסל לישיבה. גזע העץ חלול לחלוטין, ובתוכו, בנוי פאב קטן.
בבוטניקה מודרנית נהוג יותר ויותר לציין את קוטר העץ במקום את היקפו. הקוטר מחושב באמצעות חילוק ההיקף בפאי, בהנחה שהגזע עגול. הנתון נכתב בספרות המדעית כ-DBH (קוטר בגובה חזה; Diameter at Breast Height). העץ הרחב ביותר מכונה "אל טולה" (El Tule) ונמצא בחצר הכניסה בעיירה סנטה מריה דל טולה, במדינת אואחאקה שבמקסיקו. זהו מין של טקסודיון אשר קוטר הגזע של עציו נע בדרך כלל בין 1 ל-3 מטרים; קוטרו של הפרט באואחאקה, לעומת זאת, הוא כ-16 מטרים ובהיקף של מעל 49 מטרים.
מדידת הנפח הכולל של העץ היא משימה קשה יותר, ומדידות מועטות בלבד נעשו. יש הכוללים את העלווה ויש המחשיבים רק את הגזע; אף מדידת נפח אינה מחשיבה את השורש. העץ הגדול בעולם, ולמעשה האורגניזם הגדול ביותר בעולם, הוא סקוויה ענקית המכונה בשם גנרל שרמן.
במשך שנים העץ שנחשב לעתיק בעולם הוא העץ המכונה "מתושלח", שהוא פרט של המין אורן האצטרובל הזיפני (Pinus longaeva) בסוג אורן הצומח בקליפורניה. גילו של מתושלח מוערך בכ-4,850 שנים. עד 1964 היה קיים עץ בשם "פרומתאוס" שגילו הוערך בכ-5,000 שנים, אך בשנה זו נכרת העץ למטרות מחקר על ידי סטודנט מאוניברסיטת צפון קליפורניה. כריתת העץ עוררה מחלוקת קשה ועד היום לא הוברר לגמרי מדוע היה צורך לכרות את העץ וכיצד הושגו האישורים לכך. בפרסומים של ה-BBC נטען כי מדענים מאוניברסיטת אומאה שבשוודיה גילו עץ אשוח שגילו כ-9,550 שנים, באזור הר פולו שבשוודיה.

העץ במסורת ובדת

עשרות מסורות, אמונות ומנהגים דתיים וחברתיים סובבים סביב עצים.
אחד מהאירועים שלפי היהדות השפיעו בצורה מכרעת על עתיד האנושות הוא חטא עץ הדעת המוזכר בספר בראשית. פירות העץ הקנו לאדם וחוה השכלה ובינה - אך עמה גם בושה על היותם עירומים. פרשנים רבים סבורים כי העץ עצמו אינו בעל חשיבות רבה, אלא המבחן שהעמיד אלוהים בפני יצירי כפיו, מבחן הצייתנות חסרת הפשרות. האדם נכשל במבחן, גורש מגן עדן ונענש.
ט"ו בשבט הוא חגם של האילנות ביהדות. בחג זה נהוג לנטוע עצים בישראל, וכן לאכול פירות תוצרת הארץ. בעבר, כאשר עם ישראל חי בגולה, היו שולחים אל הקהילות היהודיות ברחבי העולם פירות יבשים מתוצרת הארץ, כדי לזכותם לאכול בט"ו בשבט את פירות ארץ ישראל. לאור המרחק הרב, לא היה ניתן לשלוח את הפירות בצורתם המקורית, ולכן יבשו את הפירות בדרך המשמרת אותם לאורך זמן רב. מנהג זה השתרש ואנשים רבים נוהגים לאכול בט"ו בשבט פירות יבשים.
בספר דברים מוטל איסור לכרות עצי פרי בזמן מצור על עיר:
כִּי תָצוּר אֶל עִיר יָמִים רַבִּים לְהִלָּחֵם עָלֶיהָ לְתָפְשָׂהּ, לֹא תַשְׁחִית אֶת עֵצָהּ לִנְדֹּחַ עָלָיו גַּרְזֶן, כִּי מִמֶּנּוּ תֹאכֵל, וְאֹתוֹ לֹא תִכְרֹת: כִּי הָאָדָם עֵץ הַשָּׂדֶה, לָבֹא מִפָּנֶיךָ בַּמָּצוֹר. רַק עֵץ אֲשֶׁר תֵּדַע, כִּי לֹא עֵץ מַאֲכָל הוּא, אֹתוֹ תַשְׁחִית, וְכָרָתָּ; וּבָנִיתָ מָצוֹר, עַל הָעִיר אֲשֶׁר הִוא עֹשָׂה עִמְּךָ מִלְחָמָה, עַד רִדְתָּהּ.
— דברים, כ', י"ט

לעצים מקום גם בקרב הפתגמים ואמרי שפר בעברית, לדוגמה מדווחת האקדמיה ללשון העברית באתרה: חמש עצות לחיים נתן רבי עקיבא לרבי שמעון בר יוחאי כשהיה רבי עקיבא חבוש בבית-האסורים, ואחת מהן: 
"אם ביקשת ליחנק היתלה באילן גדול".
— התלמוד, פסחים קי"ב א
במיתולוגיה היוונית דריאדות הן נימפות עצים (ביוונית Drys פירושו "אלון". שורש הודו-אירופי זה התקיים גם בשפות הגרמאניות, ובהן באנגלית העתיקה בצורות treo, treow. מצורות אלה התפתחה המילה האנגלית Tree). כמה מהדריאדות היו קשורות קשר אמיץ לעץ שלהן וכשהוא מת מתו אף הן. קיימות נימפות רבות הקשורות אף הן לעצים: קרני (Cranae) היא נימפת עץ הדובדבן ומליאד (Meliad) - נימפת עץ הליבנה, למשל. עץ הדפנה (ער אציל) קרוי על שם הנימפה דפנה, אשר הפכה לעץ זה לאחר שאפולו, המאוהב בה, רדף אחריה.
הנוצרים נוהגים להציב בביתם ובמקומות ציבוריים עצי חג מולד. סוג העץ המקושר ביותר עם מנהג זה הוא האשוח, אשר עליו המחטניים ירוקים במיוחד גם בחורף ואינם נושרים כשהם מתייבשים, אך גם סוגים אחרים של מחטניים נהוגים בשימוש, ובעת האחרונה - גם עצים מלאכותיים. מקורו של המנהג - הצבת עץ בשיאו של החורף לסימול החיים - עוד בימי רומא העתיקה, והנוצרים שאלו אותו מאוחר יותר והשתמשו בו לסימול נצחיותו של ישו הנוצרי (חג המולד מציין את הולדתו של ישו). את העץ נהוג לקשט באורות ובקישוטים צבעוניים. "העץ של גנרל גרנט" (General Grant Tree) הצומח בקליפורניה והקרוי על שם יוליסס סימפסון גרנט, נשיאה ה-18 של ארצות הברית, הוכרז כעץ חג המולד הלאומי על ידי קלווין קולידג', נשיאה ה-30 של ארצות הברית.
במרכזן של דתות ומיתולוגיות רבות ניצב עץ העולם, עץ המקשר בין האדמה והשמים או שעליו ניצב העולם; העץ נמצא במרכז העולם, באקסיס מונדי (Axis mundi, בלטינית: "ציר העולם"). במיתולוגיה הנורדית קרוי העץ יגדראסיל (Yggdrasil), עץ תשעת העולמות. יגדרסיל מתואר כעץ מֵילָה (עץ ממשפחתו של הזית), ועל אחד מענפיו נתלה במשך תשעה ימים אודין, מלך האלים, כשכידונו שלו נעוץ בבטנו כהקרבה עצמית. חוקרים מצביעים על קשר אפשרי בין סיפור זה ובין צליבתו של ישו הנוצרי. במיתולוגיה הנורדית היו עשויים בני האדם הראשונים עץ מילה ועץ בוקיצה.
בבודהיזם קיים עץ הבודהי (Bodhi), עץ תאנה קדושה אשר צמח בצפון מזרח הודו ואשר תחת צלו נח גאוטמה בודהה, ביצע מדיטציה וזכה להארה. כיום נמצא באתר עץ אשר משערים כי הוא צאצא ישיר של העץ המקורי; מקום צמיחת העץ הוא המקום הקדוש ביותר לבודהיזם ומהווה אתר עלייה לרגל. העץ העתיק ביותר בעולם אשר ניטע בידי האדם (עץ התאנה בסרי לנקה, אשר הוזכר לעיל) נחשב אף הוא לצאצא ישיר של עץ הבודהי והוא קרוי סרי מאהה בודהי (Sri maha bodhi).
מנהג ה-Maibaum נהוג בגרמניה ובאזורים אחרים דוברי גרמנית. באופן בסיסי מדובר בעץ (בדרך כלל ליבנה, בעל קליפה לבנה) המקושט באופן זה או אחר והמוצב במקומות שונים בתחילת חודש מאי. במיוחד באזור חבל הריין נוהגים בנים מאוהבים להציב עצי ליבנה מקושטים בניירות קרפ צבעוניים על מפתן ביתן של אהובותיהם, ואכן בכל שנה בתחילת מאי ניתן לראות את העצים המקושטים בכל פינה בערי גרמניה. בשנים מעוברות אלו הן הבנות המציבות את העצים ליד ביתם של הבנים.

העץ בספרות ובאמנות

עצים מוזכרים בספרות ובאמנות לעיתים תכופות. העצים מסמלים את הקשר שבין האדם ואדמתו, וכשהם מואנשים (במשלים ובספרי פנטזיה, למשל) ניתנות להם תכונות כגון חוכמה, יציבות ורצון להגן. בולינור, מקום בדיוני פרי מוחו של ג'ון רונלד רעואל טולקין, מחבר "שר הטבעות", צמחו "שני העצים של ולינור" (Valinor). הם הושמדו על ידי מורגות', אך הפרח והפרי שלהם נשמרו והוולאר הפכו את אחד העצים לשמש ואת השני - לירח.
בשירו של נתן זך "כי האדם עץ השדה" (הולחן מאוחר יותר על ידי שלום חנוך) מוצגת הקבלה בין תלאותיהם וקשייהם של האדם ושל העץ (מקור שמו ונושאו של השיר בספר דברים כ, יט).
הסיפור העץ הנדיב מתאר מערכת יחסים בין עץ לילד במשך שנים עד לבגרותו. ניתן לראות את הסיפור כמשל ל: ביקורת על מערכת היחסים בין האדם לכדור הארץ, מערכת יחסים בין האדם לעצמו, ועוד נמשלים.