УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС УЧАЩЕГОСЯ по дисциплине «Лесоводство» для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС УЧАЩЕГОСЯ по дисциплине «Лесоводство» для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения
Аннотация
Учебно-методический комплекс учащегося по специальному предмету «Лесоводство» разработан для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения специальности 1508000 «Лесное хозяйство, садово-парковое и ландшафтное строительство» (по видам). Рассмотрен раздел «Лесоведение», который состоит из семи тем Тема 1. Понятие о природе леса Тема 1.2 Основы Тема 1.3 Лес и среда экологии. Тема 1.4 Возобновление леса. Тема 1.5 Рост, развитие и строение леса. Тема 1.6 Смена пород Тема 1.7 Типы леса. В каждой теме рассмотрены: Представление. Знания. Умения. Подробный план изучения темы. Перечень ключевых слов и терминов. Контрольные вопросы.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС УЧАЩЕГОСЯ по дисциплине «Лесоводство» для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения »
Аннотация
Учебно-методический комплекс учащегося по специальному предмету «Лесоводство» разработан для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения специальности 1508000 «Лесное хозяйство, садово-парковое и ландшафтное строительство» (по видам). Рассмотрен раздел «Лесоведение», который состоит из семи тем Тема 1. Понятие о природе леса Тема 1.2 Основы Тема 1.3 Лес и среда экологии. Тема 1.4 Возобновление леса. Тема 1.5 Рост, развитие и строение леса. Тема 1.6 Смена пород Тема 1.7 Типы леса. В каждой теме рассмотрены: Представление. Знания. Умения. Подробный план изучения темы. Перечень ключевых слов и терминов. Контрольные вопросы.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
РИДДЕРСКИЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
учебно-методический комплекс учащегося
По дисциплине «Лесоводство»
для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения
Разработала преподавательсурнина К.В.
Риддер, 2013 г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМЛЕКС УЧАЩЕГОСЯ
ДИСЦИПЛИНА «Лесоводство»
ПРЕПОДАВАТЕЛЯ: Сурнина К.В.
Тематический план дисциплины
Таблица 1
Наименование разделов и тем
Количество часов
всего
в том числе
теор.
лпз
Тема 1. Понятие о природе леса
8
6
2
Тема 1.2 Основы экологии.
4
4
-
Тема 1.3 Лес и среда
18
14
4
Тема 1.4 Возобновление леса.
8
6
2
Тема 1.5 Рост, развитие и строение леса.
6
4
2
Тема 1.6 Смена пород
4
2
2
Тема 1.7 Типы леса
4
2
2
Контрольная работа по разделу "Лесоведение"
2
2
-
Итого
56
40
14
Раздел Лесоведение
Тема 1: «Природа леса»
Представление:
понятие «Лес»
ученные лесоводы, история развития лесоводства
«Учение о лесе» Г.Ф. Морозова
Знания:
характерные черты леса
борьба за существование в лесу, естественный и искусственный отбор.
Умения:
отличать деревья, выросшие в лесу и на свободе.
План изучения темы
определение леса
значение леса
особенности лесных деревьев
характерные черты леса
борьба за существование
Перечень ключевых слов и терминов.
лес
крона
камень
естественное изреживание
откад
условия среды
искусственный отбор
дифференциация
элемент графического ландшафта
Контрольные вопросы.
Сформулируйте понятие о лесе.
Каково значение леса в разных областях народного хозяйства?
В чем заключается внешние отличия деревьев выросших в лесу и деревьев выросших на открытом месте?
Какие из деревьев выросших в лесу и на свободе начинают плодоносить раньше?
Перечислите характерные черты леса.
Что называют естественным изреживанием?
Какие растения погибают в борьбе за существование и почему?
В каком возрасте при хороших условия произрастания естественный отбор идет интенсивнее?
Кто разработал учение об естественном отборе?
С какой целью ведут искусственный отбор?
Тема: «Морфология леса»
Представления:
лес – как комплекс, состоящий из отдельных элементов
лесной фитоценоз
Знания:
перечень составных элементов леса
определения каждого элемента леса
значение каждого элемента в жизни леса
Умения:
выделить элементы леса
решать практические вопросы
пользоваться справочной литературой
План изучения темы.
насаждение
древостой
подрост
подгон
подлесок
живой почвенный покров
внеярусная растительность
лесная подстилка
Перечень ключевых слов и терминов
Фитоценоз
Древостой
Насаждение
Главная порода
Второстепенная порода
Преобладающая порода
Сопутствующая порода
Подрост
Всходы
Самосев
Подгон
Подлесок
Живой напочвенный покров
Травяной покров
Моховой покров
Лишайниковый покров
Растительный опад
Лесная перетяжка
Ризосфера
Внеярусная растительность
Контрольные вопросы.
Из каких основных компонентов (элементов) состоит лес?
Что называется насаждением?
Что называется древостоем?
Какая порода является главной, преобладающей?
В чем отличие между второстепенной и сопутствующей древесными породами?
Что называется подростом?
В каком возрасте молодые растения называют всходами, самосевом?
Что называется подгоном?
Какую роль играет подгон в жизни леса?
Что называется подлеском?
Каково положительное и отрицательное значение подлеска в жизни леса?
Перечислите подлесочные породы.
Что называется живым напочвенным покровом?
Какие растения относятся к внеярусной растительности и почему?
Что называется лесной подстилой?
Тема: «Признаки леса»
Представление:
о таксационных и природных признаках леса
Знания:
перечень таксационных признаков насаждений
определения каждого признака
Умения:
определить признаки леса
решать практические вопросы и задачи
пользоваться справочной литературой
План изучения темы
происхождение
форма
состав
возраст
бонитет
полнота
густота
товарность
продуктивность
тип леса
Перечень ключевых слов и терминов.
происхождение
коренные насаждения
производные насаждения
семенное происхождение
вегетативное насаждение
поросль
отводки
корневые отпрыски
форма насаждения, простой и сложный древостой
ярусность
состав насаждения, чистый и смешанный древостой
долевое участие пород в пологе
формула состава
возраст древостоя
класс возраста
возвратные этапы
молодняк
жердняк
средневозрастной древостой
приспевающий древостой
спелый древостой
перестойный древостой
бонитет
класс бонитета
полнота
редина
сомкнутость крон
густота
товарность
класс товарности
продуктивность
тип леса
тип лесорастительных условий
Контрольные вопросы.
Что понимают под происхождением древостоя?
Какие древостои по происхождению могут быть?
Перечислите отличительные признаки деревьев семенного и восстановительного происхождения?
Перечислите способы возникновения деревьев вегетативного происхождения.
Что такое форма древостоя?
В каком случае выделяют ярус древостоя?
Какие виды сомкнутости крон характерных для простого и сложного древостоя?
Что такое состав древостоя?
Какие по составу древостои бывают?
Что отражает формула состава?
Что такое возраст древостоя?
Чему равен класс возраста для хвойных, твердолиственных, мягколистных и кустарниковых пород?
Перечислите возрастные этапы.
Что такое бонитет и как он определяется?
Какая связь между классами бонитета и типами леса?
Что такое полнота, сомкнутость и густота древостоя и как эти показатели находят?
Что такое товарность древостоя и как она определяется?
использовать знание материала при решении лесоводственных вопросов по организации побочного использования, очистки лесосек, мероприятий по восстановлению леса и пр.
План изучения темы
История развития лесной типологии
учение Г.Ф. Морозова о типах леса
классификация типов леса П.С. Погребняка
Классификация типов леса В.Н. Сукачева
Ключевые слова и термины
тип леса
типы условий произрастания
эдафическая сетка
эдатопы
трофотопы
гигротопы
фитоценотический ряд
растительные ассоциации
плодородие и влажность почвы
бор
суборь
согра
рамень
дубрава
судубрава
Вопросы для контрольной работы №1
вариант
1. Лес и влага
2. Возобновление леса (схему)
3. Смена древесных пород
4. Определите густоту елового древостоя третьего класса бонитета в возрасте 40 лет, если число стволов I-III классов роста на пробной площади 0,25 га 720 штук.
5. Решение задачи
вариант
1. Лес и свет
2. Семенное естественное возобновление
3. Рост, развитие и строение леса
4. Написать формулу состава насаждения: дуб составляет 80% запаса насаждения, ясень 20%, имеются единичные деревья клена остролистного, полнота – 0,8, второго класса бонитета, средневозрастное насаждение.
5. Решение задачи
вариант
1. Лес и тепло
2. Вегетативное возобновление
3. Типы леса
4. Определите густоту елового древостоя третьего класса бонитета в возрасте 40 лет, если число стволов I-III классов роста на пробной площади 0,5 га 900 штук.
5. Решение задачи
вариант
1. Лес и почва
2. Учет и оценка подроста
3. Классификация деревьев в лесу
4. Написать формулу состава насаждения: дуб составляет 60% запаса насаждения, ясень 40%, имеются единичные деревья клена остролистного, полнота – 0,8, второго класса бонитета, средневозрастное насаждение.
5. Решение задачи
Задачи к контрольной работе №1
по предмету «Лесоводство»
(Сквозная задача по предметам «Лесоводство» и «Лесная таксация»)
Внутрипредметные связи:
Данная задача базируется на знаниях, умениях и навыках полученных при обучении по предметам: «Лесоводство» по теме «Элементы и признаки леса» стр. 119-130 В.Г. Атрохин, Г.В. Кузнецов «Лесоводство» Москва «Агропромиздат» 1989 г.
Межпредметные связи:
Данная задача базируется на знаниях, умениях полученных при обучении по темам: «Математика» по теме «Сумма, произведение и разность»; «Таксация лесных насаждений» стр. 78-97 А.В. Вагин, Е.С. Мурахтанов, А.И. Ушаков, О.А. Харин «Лесная таксация и лесоустройство» Москва. Издательство «Лесная промышленность», 1978 г.
вариант
Определить класс возраста, запас насаждения и написать формулу состава.
Исходные данные: f-0,485
Порода, происхождение, возраст
Средняя высота
Сумма площадей сечений м2/га
Дуб семенной 90 лет
24
23
Ясень семенной 90 лет
23
3
Липа порослевая 40 лет
16
9
вариант
Определить класс возраста, запас насаждения и написать формулу состава.
Исходные данные: f-0,439
Порода, происхождение, возраст
Средняя высота
Сумма площадей сечений м2/га
Сосна семенная 200 лет
28
12
Береза порослевая 50 лет
25
8
Ель семенная 200 лет
24
14
Ель семенная 40 лет
16
4
вариант
Определить класс возраста, запас насаждения и написать формулу состава.
Исходные данные: f- 0,485
Порода, происхождение, возраст
Средняя высота
Сумма площадей сечений м2/га
Дуб семенной 90 лет
29
27
Граб семенной 80 лет
28
7
Лещина порослевая 40 лет
21
11
вариант
Определить класс возраста, запас насаждения и написать формулу состава.
Исходные данные: f-0,439
Порода, происхождение, возраст
Средняя высота
Сумма площадей сечений м2/га
Сосна семенная 120 лет
21
12
Осина порослевая 30 лет
9
8
Ель семенная 40 лет
6
4
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
РИДДЕРСКИЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
курс лекций
По дисциплине «Лесоводство»
раздел «Лесоведение»
для учащихся очного и заочного лесотехнического отделения
Разработала Пархоменко К.В.
Риддер, 2009 год
Введение
Лесоводство - это комплексная наука, включающая биологию и экологию леса, вопросы хозяйственного использования его как источника древесины и других полезностей, задачи выращивания высокопро-изводительных насаждений оптимально породного состава.
Курс лесоводства состоит из двух разделов: «Лесоведения» (часть I) и собственно «Лесоводства» (часть II).
Лесоведение - это часть современной биоэкологии. Оно создаёт теоретическую основу лесоводства. Лесоведение изучает законы жизни леса, экологические факторы, взаимосвязи лесных сообществ с внешней средой.
Лесоведение как учение о лесе, о его природе оформилось в начале XX в. в недрах лесоводства. Основоположником лесоведения является проф. Г.Ф. Морозов. Его фундаментальный труд «Учение о лесе», выдержавший много изданий, не утратил своего значения и в настоящее время.
В результате изучения предмета учащиеся должны:
Знать:
- комплекс полезных функций леса
- основные термины и понятия
- способы возобновления леса
- средоулучшающие функции леса
Уметь:
- производить учёт и оценку естественного возобновления леса.
- определять тип леса, классы и группы возраста, бонитет, полноту, состав насаждения, форму и происхождение, а также выделять элементы леса.
- организовать охрану и защиту лесным насаждениям от неблагоприятных средообразующих факторов.
Иметь представление:
- об основных направлениях ведения лесного хозяйства
- об истории развития лесоводства и лесоведения
- о зарубежных типологиях леса
- размещать парковые сооружения, малые архитектурные формы
Программный материал по темам распределяется следующим образом:
№ п/п
Наименование тем
Количество часов
теория
ЛПЗ
1
2
3
4
1
Тема 1. Понятие о лесе. Элементы и признаки леса
2
2
2
Тема 2. Лес и среда
2
2
3
Тема 3. Возобновление леса
2
2
4
Тема 4. Рост, развитие и строение леса. Типы леса.
2
2
Всего
8
8
Литература
Основная:
Атрохин В.Г. Кузнецов Г.В. Лесоводство: Учебное пособие. М.: Лесн. промышленность, 1989. 400 с.
Мелехов И. С. Лесоведение: Учебник для вузов. М.: Лесн. промышленность, 1980. 408 с.
Аношин Р. М. Практикум по дендрологии и лесоводству: М.: Лесн. промышленность, 1976.
184 с.
Дополнительная:
Поляков А. Н. Набатов Н. М. Основы лесоводства и лесной таксации: Учебное пособие. М.: Лесн. промышленность, 1983. 224 с.
Сенов С.Н. Лесоведение и лесоводство: Учебник для суд. вузов. М.: Академия, 2005. 256 с.
Белов С.В. Лесоводство: Учебник для вузов. М.: Лесн. промышленность, 1983. 352 с.
Ковязин В.Ф.Мартынов А.Н. Основы лесного хозяйства и таксации леса: Учебное пособие. М.: Лань, 2008. 384 с.
Лесной кодекс РК
Атрохин В.Г. Солодухин Е.Д. Лесная хрестоматия: Учебное пособие. М.: Лесн. промышленность, 1988. 399 с.
Содержание предмета
Лекция 1. Понятие о лесе. Признаки и элементы леса.
Лес — один из основных типов растительности Земли, представляющей сложное сочетание множества разнообразных взаимосвязанных растений, но различающихся по размеру, строению, размножению, питанию и другим признакам. Среди растений главное место в лесу занимают деревья. Однако нельзя назвать лесом даже очень большое количество деревьев. Такое множество деревьев, отдаленных друг от друга в пространстве, будет создавать аллею или парк. Лес же обусловливается не только количественными признаками деревьев, но и их качественными показателями. Деревья, выросшие в лесу, имеют высоко поднятые кроны. Они смыкаются в общий полог и мало пропускают света к поверхности почвы, вследствие чего их нижние ветви отмирают и вырастают преимущественно полнодревесные стволы, хорошо очищенные от сучьев. Такие деревья имеют наибольшее хозяйственное значение в удовлетворении нужд народного хозяйства в древесине.
У деревьев, растущих на свободе, ветви почти спускаются к их комлевой части, форма кроны шаровидная, раскидистая. Ствол дерева, как правило, суковатый, короткий, сильно сбежистый, из которого мало получается ценных сортиментов. Деревья в лесу плодоносят позднее на 10—20 лет, чем на свободе.
Кроме деревьев, в лесу растут кустарники, травы, мхи, лишайники и другие растения, которые тесно связаны между собой, влияют друг на друга. Их взаимодействие и влияние сказываются в конкуренции за свет, питательные вещества и воду, содержащиеся в почве, в симбиозе между корнями растений и т. д. Таким образом, лес не простое сочетание большого количества деревьев, множества кустарников, трав, мхов, лишайников и других растений, а растительное сообщество, в котором, прежде всего деревья изменяют условия среды: свет, температуру, влажность и состав воздуха, ветер и другие экологические условия. Лес формирует свою собственную внутреннюю среду, оказывает влияние не только на занятую им территорию, но и на окружающие его поля, луга, водоемы и т. д.
Лес не только растительное сообщество, но и биологическая система, в которую входят многочисленные виды животных, создающих лесную фауну, и микроорганизмы. Лесные звери и птицы находят в лесу благоприятную среду обитания. Он представляет животным убежище, создает благоприятные условия для питания и размножения. В свою очередь, многие лесные звери и птицы способствуют нормальному росту и развитию деревьев, препятствуют размножению и расселению вредных насекомых, улучшают санитарное состояние леса, содействуют его естественному возобновлению. Землеройные животные (кроты, барсуки и др.) улучшают структуру почвы, уничтожают личинок майского хруща — опасного вредителя корней молодых сосновых деревьев.
Необходимыми компонентами лесного сообщества являются черви и микроорганизмы, которые живут в почве. Они способствуют улучшению структуры почвы и лучшему питанию деревьев и кустарников, перерабатывая опад хвои, листьев, ветвей, сучьев, коры, шишек, да и самих отмерших деревьев.
Лесу свойственно естественное изреживание, т. е. уменьшение количества деревьев с возрастом, их расчленение по размеру и другим признакам. Основными причинами естественного изреживания леса и дифференциации деревьев будут наследственные свойства, заложенные в семенах, условия микросреды, куда попали семена, и борьба за существование — выражение, предложенное Ч. Дарвином для определения активности организма, направленной на сохранение жизни и обеспечение существования потомства. Понятие борьбы за существование тесно связано с естественным отбором, своеобразно протекающим в лесу. После смыкания крон молодые деревья начинают теснить друг друга из-за пространства, света, воды и питательных веществ как в надземной, так и в подземной частях. В результате — чем старше лес, тем меньше число деревьев остается в нем.
Выдающийся русский ученый-лесовод Г. Ф. Морозов дал всестороннее понимание леса как сложного биологического механизма, как такого соединения древесных растений, в котором они проявляются не только через взаимное влияние друг на друга, но и на занятую ими почву и атмосферу, порождая целый ряд новых явлений. Это определение леса, данное Г. Ф. Морозовым, нашло дальнейшую разработку в научных трудах М. Е. Ткаченко, В. Н. Сукачева и И. С. Мелехова. Академик В. Н. Сукачев рассматривал лес как лесной биогеоценоз (греч. био — жизнь, гео—земля, ценоз — общий), т. е. лес — это участок деревьев и кустарников,- однородный по растительному покрову, по населяющему его животному миру и миру микроорганизмов, по поверхностной горной породе и по гидроклиматическим, микроклиматическим и почвенным условиям и по взаимодействиям между ними, по типу обмена веществом и энергией между его компонентами и другими явлениями природы.
«Лес — элемент географического ландшафта, состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травянистых растений, животных и микроорганизмов, в своем развитии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внешнюю среду».
Основными элементами (компонентами) леса будут насаждение, древостой, подрост, подлесок, подгон, живой напочвенный покров, лесная подстилка.
Насаждение — участок леса, однородный по древесной, кустарниковой растительности и живому напочвенному покрову. Насаждение есть лесной фитоценоз (фитон — растение, ценоз — общий, сообщество), однородный по биологическим признакам. Насаждение включает в себя все деревья, кустарники, травянистую растительность, мхи, лишайники, которые растут на определенном участке.
Древостой — совокупность деревьев, являющихся основным компонентом насаждения. Древостой — наиболее важный компонент леса, основная составная часть.
В древостоях выделяют преобладающую, главную, второстепенную и сопутствующую породы.
Преобладающие породы — древесные породы, которые ко времени таксационного учета насаждения составляют большую часть его запаса или занимают большую часть площади
Главная порода — древесная порода, которая в определенных, лесорастителышх и экономических условиях наиболее отвечает условиям среди и хозяйственным целям.
Второстепенные породы — древесные породы, образующие смешанные насаждения с главными породами, но имеющие по сравнению с ними меньшую хозяйственную ценность
Сопутствующая порода — древесная порода, произрастающая совместно с лесообразующей во 2—3-м ярусах насаждения, а иногда и в подлеске.
Подрост — молодое поколение древесных растений под пологом леса или на вырубках, способное выйти в 1-й ярус насаждения, сменив старый материнский древостой.
Подрост бывает семенного и вегетативного происхождения.
Однолетний подрост семенного происхождения называют всходами, старше одного года (до 3—5 лет, в условиях севера до 10 лет) — самосевом (для хвойных и лиственных пород с тяжелыми семенами) или налетом (для лиственных пород с легкими семенами.
Подлесок — кустарники, реже древесные породы, произрастающие под пологом леса и неспособные образовать древостой в данных условиях.
Подгоном - называется древесная порода или кустарник, способствующие ускорению роста и улучшению формы ствола главной породы.
Живойнапочвенныйпокров — совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом леса, на вырубках и гарях.
Леснаяподстилка— скопление на поверхности почвы растительного спада, находящегося на разной стадии разложения.
Древостой имеет особые отличительные признаки и классифицируется по составу, форме, возрасту, происхождению, бонитету, полноте, сомкнутости, густоте, запасу и состоянию.
Составдревостоя — перечень древесных пород, его образующих, с указанием степени участия в древостое каждой породы. Если древостой состоит из одной породы, то его называют чистым, а если из нескольких, то смешанным. Состав древостоя обозначают по 10-балльной системе. Если древостой состоит из 7/10 сосны и 3/10 березы, то его состав обозначается 7СЗБ. Если же древостой состоит из одной ели (10/10 ели), то он считается чистым и обозначается 10Е. В тех случаях, когда в составе древостоя преобладает какая-либо из древесных пород, то ее называют господствующей, или преобладающей. Например, в составе древостоя 6С4Е преобладающей породой является сосна.
От господствующей породы отличают главную, которая при данных экономических и лесорастительных условиях наилучшим образом отвечает хозяйственным целям. Например, при составе древостоя 6/10 осины и 4/10 сосны (6Ос4С) господствующей породой является осина, а главной — сосна, как имеющая в современных условиях наибольшее хозяйственное значение.
116. Породный состав насаждения устанавливается по процентному соотношению запасов составляющих древесных пород (элементов леса) и оформляется формулой, в которой приводятся сокращенные обозначения древесных пород согласно приложению 9 и доля участия каждой древесной породы в составе, выражаемая в виде коэффициентов десятых чисел, каждая из которых соответствует 10 процентам доли общего запаса. Древесные породы, запас которых составляет от 3 до 5 процентов от общего запаса насаждения (яруса), записываются в формулу состава со знаком плюс, от 1 до 2 процентов - единичные. В молодняках первого класса возраста состав определяется по соотношению числа стволов. 117. Важнейшей задачей таксации является правильное отнесение таксируемого насаждения к хвойным, твердолиственным или мягколиственным группам основных лесообразующих пород и определение преобладающей породы древостоя (яруса). К хвойным или твердолиственным относятся насаждения (кроме кедра, дуба) в случае, если суммарная доля участия этих пород в составе древостоя составляет пять единиц и более (3П 1Е 1Л 5Б; 3Яс 2Кл 5Ос), а в молодняках, включая насаждения искусственного происхождения, не менее четырех единиц. Преобладающей породой в таких насаждениях является та, которая имеет наибольший коэффициент состава в группе этих пород (в первом случае - П, во втором - Яс). 118. Насаждение относится к кедровому, если доля участия кедра во всех возрастных группах составляет три единицы и более. Насаждение относится к дубовому, если доля участия дуба во всех группах составляет четыре единицы и более, а в молодняках - три единицы и более. 119. В древостоях, имеющих в своем составе редкие и особо ценные породы (их перечень определяется действующими региональными Правилами рубок леса на участках лесного фонда), преобладающей породой считается та, доля участия которой в составе древостоя составляет три единицы и более. 120. При равенстве долей участия в составе двух или более пород, преобладающей считается та, которая по значимости больше соответствует целям ведения хозяйства или типу лесорастительных условий. Хозяйственная ценность древесных пород в устраиваемом объекте определяется первым лесоустроительным совещанием
Формадревостоя — определяется тем, сколько ярусов или пологов образуют деревья. Если деревья образуют один ярус, то такие древостой называют одноярусными, или простыми, а если два или более, — то многоярусными, или сложными.
Выделение ярусов в древостоях производится при следующих показателях: 1) полнота каждого яруса - не менее 0,3 (молодняков - 0,4); 2) разница в средних высотах ярусов - не менее 4 м при высоте верхнего яруса до 16 м (включительно), 5 м при высоте верхнего яруса от 17 до 25 м и 6 м при высоте верхнего яруса 20 м и более. Основным считается ярус, имеющий больший запас на 1 га, а при равенстве запасов - большее хозяйственное значение.
Возрастдревостоя — это число лет деревьям, которые образуют его ярус. Класс возраста, как хозяйственная градация для хвойных и твердолиственных пород семенного происхождения принят 20 лет, а для лиственных и твердолиственных вегетативного происхождения— 10 лет.
115. Разновозрастные древостои, в которых невозможно выделить ярусы, таксируются по поколениям. Разделение древостоев одной породы на поколения производится в случаях, когда разница в возрастах поколений достигает: при 10 летнем классе возраста - не менее 15 лет, 20 летнем - 30 лет, 40 летнем - 60 лет. Поколения выделяются при доле участия их в составе не менее двух единиц. Преобладающим считается поколение, имеющее больший запас древесины. Конкретизация признаков выделения поколений в древостоях в зависимости от регионов их произрастания может дополнительно определяться региональными правилами или техническими указаниями, утверждаемыми уполномоченным органом.
Возраст древостоя, как указывает И. С. Мелехов, связан с его этапами роста и имеет важное биологическое и хозяйственное значение. В практике различают следующие возрастные этапы:
молодняк — поколение леса, которое включает самосев, подрост, поросль, а после их смыкания образует чащу;
жердяк — молодой древостой, характеризующийся быстрым ростом в высоту, наибольшим количеством ветвей и листьев, интенсивным расчленением деревьев по их размеру и т. п.;
средневозрастный - древостой, находящийся, как правило, в периоде интенсивного роста и вступления в фазу семеношения и плодоношения;
приспевающий — древостой, в котором определились хозяйственные и технические признаки деревьев, хорошо плодоносящий;
спелый — древостой, который пригоден к рубке, имеет наиболее высокий выход древесины;
перестоиный — древостой, который замедлил, прирост и обнаруживает сравнительно высокий отпад деревьев, прежде всего поврежденных и заболевших.
121. Средний возраст определяется для каждой составляющей породы. При одинаковом возрасте составляющих пород или всего насаждения, если разница в их возрасте не превышает установленную градацию точности его определения, возраст определяется единым для насаждения в целом. В разновозрастных насаждениях, в которых поколение выделить невозможно или нецелесообразно, средний возраст устанавливается по возрасту деревьев, преобладающих в древостое.
Под происхождением древостоя понимается, каким образом он возник. Если древостой создан посевом семян или посадкой специально выращенных молодых древесных растений, то такой древостой относят к искусственному происхождению. Если древостой образовался налетом семян или вегетативным путем, то его относят к естественному происхождению. Искусственные древостой чаще всего создают в районах интенсивного ведения лесного хозяйства.
Естественные древостой по происхождению могут быть семенными, вегетативными и порослевыми. Древостой, образованный деревьями семенного происхождения, называют с е -м е н н ы м. Деревья семенного происхождения имеют прямой ствол. Древостой, образованный деревьями вегетативного происхождения (порослью от пня, корневыми отпрысками, отводками), называют вегетативным. Вегетативный древостой, образованный из пневой поросли, называют порослевым. Порослевые деревья имеют, как правило, групповое расположение, искривленную (саблевидную) форму ствола. Семенным путем возникли почти все хвойные породы (сосна, ель, кедр, лиственница и т. д.), а также многие лиственные (дуб, береза, осина и др.).
Бонитет является показателем, характеризующим качество условий роста и развития леса и, как следствие, его продуктивность. Он определяется по средней высоте древостоя и его возрасту и различается по классам.
Чем выше высота и моложе древостой, тем выше класс бонитета, продуктивнее лес.
122. Класс бонитета определяется по среднему возрасту и средней высоте основного элемента леса по шкалам, приведенным в Нормативах по таксации лесов Казахстана. В молодняках в возрасте до 10 лет класс бонитета устанавливается по условиям местопроизрастания или примыкающему насаждению. В случае, когда класс бонитета, определенный по средней высоте и возрасту, не соответствует установленному для этого насаждения типу леса, причины несоответствия (заболачивание, осушение, угнетение, пожары, вредители леса и другие) отмечаются в карточке таксации.
Полнотадревостоя — степень плотности стояния деревьев, характеризующая, в какой мере использовано ими занимаемое пространство. Если плотность стояния деревьев настолько велика, что в просветы между ними нельзя поместить деревья таких же размеров, то полнота считается наивысшей и обозначается 1,0. Если же к имеющимся деревьям можно добавить такое же число деревьев и таких же размеров, то полнота будет составлять 0,5. Полноту обозначают в десятых долях единицы. Древостой с полнотой 0,8—1,0 относят к высоко по л нотным, с полнотой 0,6—0,7 —к среднеполнотным, с полнотой 0,3—0,5 — к низкополнотным, а с полнотой 0,2—0,1—к рединам или отдельно стоящим деревьям.
124. Полнота насаждения - соотношение в десятых долях сумм площадей сечений деревьев составляющих пород на таксационном выделе (на высоте груди 1,3 м), определенных глазомерно или измерительно-перечислительным способом, к оптимальной полноте (1,0) стандартных таблиц сумм площадей сечений и запасов этих пород. Полнота определяется отдельно для каждого яруса. В естественных и искусственных молодняках древесных пород, саксаульниках, некоторых плодовых насаждениях и кустарниках полнота определяется по степени сомкнутости крон полога в случаях, если ее определение не предусмотрено стандартными таблицами сумм площадей сечений и запасов. Если полнота по данным измерений превышает 1,0 в сравнении с табличным значением сумм площадей сечений, отметка об этом делается в карточке таксации и в таксационном описании.
Сомкнутостьполога древостоя — это есть степень сомкнутости крон. Сомкнутость полога зависит от лесоводственных свойств древесных пород, их бонитета, состава и возраста. Деревья, развивающие широкие кроны, будут иметь, как правило, более высокую сомкнутость полога. Ее определяют по проекциям крон, исключая перекрытия, и выражают в десятых долях единицы.
Сомкнутость полога древостоя и полнота — понятия неравнозначные, но между ними имеются тесные связи. Чем выше сомкнутость, тем больше полнота древостоя. По сомкнутости, как и по полноте, древостой разделяют на высокосомкнутые, среднесомкнутые и низкосомкнутые.
Густотадревостоя — количество деревьев на единице площади. Густота сильно изменяется с возрастом древостоя и тесно связана с лесорастительными условиями. В I классе бонитета густота древостоя наименьшая, а в V — наибольшая. Деревья в лучших лесорастительных условиях занимают больше пространства, чем в худших.
Запасдревостоя — общее количество древесины на единице площади, обычно на 1 га. Запас древостоя — один из важнейших экономических показателей, характеризующих продуктивность леса.
125. Запас на 1 га сырорастущей стволовой древесины при глазомерной таксации определяется по преобладающей породе в пределах каждого яруса с учетом средней высоты и полноты яруса по апробированным для устраиваемого объекта таблицам сумм площадей сечений и запасов.
Состояниедревостоя — степень совершенства древостоя в данных условиях местопроизрастания. Состояние древостоя характеризует прежде всего степень здоровья деревьев. О состоянии древостоя можно судить по наружным признакам деревьев, а именно: по наличию плодовых тел грибов на их стволах, чрезмерному развитию лишайников, суховершинности, цвету хвои, развитию и форме кроны и т. д.
Товарность леса — качество древесного запаса насаждений с точки зрения его народнохозяйственного использования. Товарность леса определяется соотношением деловых и дровяных стволов и последующим разделением запаса на качественные и количественные категории (деловая древесина по категориям крупности и сортам; сырье для технологической переработки, дрова, отходы).
Классы товарности
Классы товар- ности
Выход деловой древесины и соответствующее количество деловых деревьев в процентах
хвойные насаждения, кроме лиственницы
лиственные насаждения и лиственница
по запасу
по кол-ву деловых стволов
по запасу
по кол-ву деловых стволов
1
81 и выше
91 и выше
71 и выше
91 и выше
2
61-80
71-90
51-70
66-90
3
до 60
до 70
31-50
41-65
4
-
-
до 30
до 40
Тип леса — участок леса или их совокупность, которые характеризуются общим типом лесорастительных условий, сходным составом древесных пород и растений нижних ярусов, близкой фауной и требуют одних и тех же лесохозяйственных мероприятий при равных экономических условиях; основная классификационная единица лесной типологии.
123. Группы типов леса устанавливаются по их диагностическим признакам, разработанным для региона, в котором находится устраиваемый объект. Главными диагностическими признаками являются почвенно-грунтовые условия, степень увлажнения, травянистые растения и кустарники (индикаторы этих условий), класс бонитета древостоя и другие.
Продуктивность насаждения — запас стволовой древесины сучьев, ветвей, листьев и корней основного древостоя обычно в возрасте спелости, а также подроста, подлеска и живого напочвенного покрова на единице площади (чаще на 1 га). Выражается в объемных (м3) единицах массы (т).
Лекция 2. Лес и среда
2.1 ЛЕС И КЛИМАТ
Климат — это результат взаимодействия солнечной радиации и атмосферы. Судят о нем по многолетнему режиму погоды в данной местности (суточному, месячному, сезонному, годовому). Режим погоды отображается ходом изменения температуры и осадков.
Климат — доминирующий фактор. С ним связана предельная продуктивность леса. От климата зависят все остальные факторы и характер леса. Обратное влияние тоже имеет место. Так, вырубка лесов приводит к изменению газового состава земной атмосферы, к увеличению содержания в ней углекислого газа. Потепление климата приводит к снижению уровня воды в реках, озерах и уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, может повлечь за собой понижение продуктивности лесов, усиление поврежденности лесов дереворазрушающими грибами и насекомыми.
Влияние климата проявляется и через климатические воздействия на среду в прошлом, например, на почвообразовательные процессы, на историю расселения растительности и фауны. Изменение климата во времени приводит к изменению состава лесов.
Изменение климата и связанное с ним изменение состава лесов изучают методом дендрохронологии, основанным на измерении ширины годичных колец. Наблюдениям способствует долговечность деревьев некоторых пород. Так, установлено, что секвойя живет более 3 тыс. лет. Климат, его сезонные изменения, условия погоды имеют большое значение в повседневной практике лесного хозяйства. С особенностями климата связаны сроки посева и посадки, способы обработки почвы. От климата зависят продуктивность леса, оборот рубки, опасность возникновения лесных пожаров, организация и техника лесозаготовок и др.
Необходимо подчеркнуть, что климат — понятие интегральное, и его влияние на лес — комплексное, в различных взаимосвязях составляющих его элементов. Свет, тепло, осадки, влажность, состав и движение воздуха — все эти взаимосвязанные элементы климата оказывают большое и разностороннее влияние на лес.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
В качестве климатических показателей используются:
• продолжительность вегетационного периода (80-100 дней в северной тайге, 100-120 — в средней, 120-130 — в южной) устанавливается по числу дней с активными (эффективными) температурами почвы более +5°С и воздуха более +10°С;
• сумма активных температур (более +10°С) за вегетационный период (900-2500°С в лесной зоне);
• количество атмосферных осадков за год (в таежной зоне 300-600мм);
• минимальное количество осадков за вегетационный период;
• радиационный баланс — приход и расход солнечной энергии в тепловых единицах на единицу площади за какое-то время (50 кДж/см2/год — в северной подзоне тайги, 167 кДж/см2/год — в западной лесостепи).
В описаниях климата чаще приводятся средние многолетние показатели, но более важное значение могут иметь экстремальные показатели, отображающие, например, пережитую засуху.
ЛЕС И СВЕТ
ЗНАЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ДЛЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ
Почти все излучение Солнца (99%) сосредоточено в области 200-4000 нм. Свет — видимая часть солнечной радиации (380-680 нм). Ее называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР), так как именно за счет этой части спектра идут процессы фотосинтеза в зеленых растениях. ФАР — радиация, способная приводить в возбужденное состояние молекулу хлорофилла и осуществлять образование органического вещества.
Часть излучения Солнца, поступающая к Земле в виде параллельных лучей, называется прямой радиацией, а часть рассеянного атмосферой солнечного излучения, поступающая к Земле со всех точек небосвода, — рассеянной радиацией. Содержание ФАР, в зависимости от высоты Солнца, равно 30-40%. В рассеянной радиации эта доля больше (до 60%). Прямая и рассеянная (суммарная) радиация делится на отраженную, поглощенную и пропущенную. Лес отражает 20-25% солнечной радиации (отношение отраженной радиации к суммарной называется альбедо), пропускает, в среднем, столько же и 35-75% — поглощает (рис. 22). Ель отражает 18% солнечной радиации, береза — 30%, луг — 35%, снег — 90%, остальная часть радиации поглощается. Хвойные леса лучше аккумулируют солнечную энергию, чем другие типы растительности. Этим отчасти объясняется их преобладание в холодном поясе.
Хлорофиллоносные растения отражают лучи избирательно. Для них характерно малое отражение в видимой части спектра и резкое возрастание в инфракрасной зоне. Объекты неживой природы такой закономерности не имеют. Интересно, что листва, хвоя, трава меньше всего отражают синие и оранжево-красные лучи; на кривых отражения в зеленой и близкой к инфракрасной зонах спектра возникает «бугор». Различная спектральная отражательная способность разных древесных пород используется в аэрофотосъемке; на этой способности основаны методы дешифрирования аэроснимков.
Поглощенная энергия необходима:
• для образования хлорофилла и разложения С02;
• для фотосинтеза;
• длятранспирации;
• для образования почек и роста растений;
• для плодоношения.
Растениями поглощаются в основном сине-фиолетовые и желто-красные лучи. Для образования хлорофилла и фотосинтеза наибольшее значение имеют оранжево-красные лучи, для транспирации — желто-красные (главным образом, желтые, как обладающие максимальным тепловым эффектом). Для образования почек, роста растений и плодоношения особенно важны сине-фиолетовые лучи. Красные лучи обусловливают формативный эффект, фиолетовые вызывают этиоляцию, желтые — фототропизм. Ультрафиолетовые лучи задерживаются эпидермисом, и в более глубокие слои листа проникает не более 5% этих лучей. Высокая степень поглощения солнечной радиации деревьями объясняется большим листовым индексом, т. е. отношением поверхности хвои (листьев) к площади, занимаемой лесом. Для ели и пихты листовой индекс равен 4-8 и более.
Пропущенная радиация нужна для жизнедеятельности второго яруса, подроста, подлеска, трав и мхов, микрофлоры. Свет, проникая под полог древостоя, обеднен лучами в области ФАР. Так, на открытом месте их доля достигает 50%, под пологом сосны — 30%, в дубовом молодом лесу — 10%.
Световая обстановка в лесу зависит, главным образом, от древостоя (его состава, возраста, высоты, сомкнутости и др.) и от характера крон (глубины, ширины, ажурности). Имеет значение и время года: весной, когда нет листвы, к почве проникает больше света и некоторые растения (ветреница, медуница, печеночница и др.) в это время цветут.
По уменьшению светопроницаемости полога древесные породы можно расположить в следующем порядке: береза каменная, сосна, береза повислая, осина, ясень, лиственница Гмелина, ель, бук. В вы-сокополнотных еловых древостоях к почве проникает до 10% солнечной радиации, в буковых — 3%. Сосна и лиственница пропускают больше света, хотя даже в лиственничниках освещенность заметно отличается от открытого места.
Доля дошедшего до почвы света резко снижается в многоярусных древостоях. Так, в лиственно-еловых насаждениях до второго яруса доходит 4-14% света, а до подроста — 0,5-3%.
Уменьшение освещенности в лесу способствует изменению формы ствола, отмиранию нижних ветвей (рис. 23). Для лучшего улавливания света подрост ели приобретает зонтикообразную форму кроны. В лесу мож^т иметь место такое явление, как фототропизм, т. е. ростовые движения, направленные в сторону источника света. Фототропизмом объясняются заполнение «окон» в пологе после рубки или ветровала, листовая мо-заика, угол прикрепления ветвей к стволу, однобокость и наклон кроны и ствола, повреждения ствола, его техническая неполноценность (свилеватость, образование креневой древесины).
Важным фактором в жизни леса является продолжительность освещения. Растениям свойствен фотопериодизм, т. е. реакция на соотношение светлого и темного периодов суток, выражающаяся в изменениях роста и развития. Длина светового дня регулирует прохождение фе-нофаз. Растения эволюционно приспосабливаются к фотопериоду.
На юге древесные породы сформировались в условиях длинного вегетационного периода, хотя более короткого светового дня. Южные деревья, перенесенные на север, а северные — на юг, на какое-то время сохраняют продолжительность своего вегетационного периода. Поэтому успешная интродукция возможна лишь путем изменения длины светового дня для интродуцента хотя бы на раннем этапе жизни. Еще в конце 80-х гг. XIX в. предпринимались попытки выращивать растения с использованием электрического света, заметные же успехи были достигнуты лишь в 20-х гг. XX в. В частности, удалось добиться увеличения прироста лиственницы в 15 раз. Но не все древесные породы реагировали на дополнительное освещение одинаково: так, имели значение периодичность освещения и качественный
состав света.
Свет влияет и на плодоношение деревьев. Древостой в разреженном состоянии начинает плодоносить гораздо раньше и обильнее, чем в густом. Поэтому лесосеменные плантации регулярно разреживают. После разреживания уменьшается также потребность деревьев в пище
и воде.
Однако чрезмерное освещение верхним светом может отрицательно сказаться на плодоношении. В лесостепи у наиболее высоких сосен максимальное количество шишек наблюдается в средней части кроны, в тайге же — в верхней части.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД В ОСВЕЩЕННОСТИ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Древесные породы делят на светолюбивые и теневыносливые. К типичным светолюбам относятся лиственница, береза, сосна, осина, к теневыносливым — пихта, бук, липа, ель, тис. В верхнем ярусе древостоя часто растут береза или сосна, во втором — ель и пихта. В то же время теневыносливые породы хорошо растут и на свету. Разные виды растений характеризуются неодинаковой пластичностью по отношению к свету. Есть облигатные (обязательные) светолюбы и тенелюбы и виды, способные к адаптации, причем последних значительно больше. К типичным тенелюбам можно отнести лишь некоторые травянистые растения (кислицу, майник), а также зеленые мхи.
Для определения светолюбия или теневыносливости древесных пород можно использовать внешние признаки листьев, деревьев, насаждений. Теневой лист тоньше, он меньше рассечен на доли, у него тоньше эпидермис, меньше столбчатая ткань, слабее жилкование, меньше устьиц, больше концентрация хлорофилла, хвоя — темно-зеленая. Характерные признаки деревьев — густота облиствления, относительная протяженность кроны, сбежистость ствола, толщина коры. У светолюбивых пород кроны ажурнее, весной распускается только часть почек. У теневыносливых пород (ель, пихта) крона низко опущена, а ее протяженность превышает половину высоты дерева, сучья отмирают медленнее, кора тоньше, отношение длины ствола к его диаметру (сбег) больше, чем у светолюбивых. Древостой из светолюбивых и теневыносливых пород различаются густотой, сомкнутостью крон, освещенностью под пологом, наличием или отсутствием подроста, подлеска, живого напочвенного покрова.
По совокупности внешних признаков составлены шкалы относительной теневыносливости древесных пород. Одна из лучших — шкала М. К. Турского. Он расположил древесные породы по мере увеличения теневыносливости так: лиственница, береза, сосна, осина, ива, дуб, ясень, клен, ольха черная, ильм, сосна крымская, ольха серая, липа, граб, ель, бук, пихта.
Объективные придержки дают методы, основанные на линейных, объемных и весовых измерениях растений при разном их затенении, анатомические, фотометрические и физиологические методы. Однако каждый метод что-то не учитывает, поэтому, может быть, шкала Турского, составленная хотя визуально, но по конкретному ряду признаков, будет точнее.
ЗАВИСИМОСТЬ СВЕТОПОТРЕБНОСТИ ОТ ДРУГИХ ФАКТОРОВ
При оценке светопотребности древесных растений надо учитывать климатические и почвенные условия, конкуренцию за влагу и питательные вещества, возраст самих растений, а также какой из данных факторов находится в минимуме.
Отношение древесной породы к свету в пределах ее ареала существенно зависит от широты местности и высоты над уровнем моря. Ель на севере более светолюбива, чем на юге. Расположенные на высоких освещенных местах ельники редкостойны. Сосновый подрост на юге растет в затененных местах.
В одной и той же климатической зоне отношение древесных пород к свету зависит от эдафических факторов. В борах с лишайниковым покровом древостой разрежены, а рост плохой. Лимитирующим фактором является здесь не свет и не влажность почвы, а бедность ее минерального состава. На бедных и сухих песках редкостойность сосны объясняется конкуренцией поверхностных корней.
Теневыносливость зависит от возраста дерева. У ели в возрасте до пяти лет минимальная потребность в освещенности составляет 1% от полной, далее она постепенно увеличивается до 30%. Осина и ясень в молодом возрасте теневыносливы. Это объясняется тем, что хвоя и листья в ювенильном периоде обладают высокой адаптационной способностью. Впоследствии эта способность теряется.
Наряду со световым режимом большую роль в жизни леса играет конкуренция за воду и элементы питания. Поэтому, разреживая верхний ярус древостоя при рубках ухода, мы не только улучшаем световой режим для нижних ярусов более ценных пород, удлиняем их вегетационный период, но и ослабляем корневую конкуренцию.
Один из важнейших факторов в жизни леса — свет, понимаемый как лучистая энергия солнца, или солнечная радиация. Без солнечной радиации не идет процесс фотосинтеза, т. е. прекращается рост и развитие древесных растений, не образуется органическое вещество — древесина.
Свет, падающий на лес, может быть двух видов: прямой и рассеянный, отраженный от голубого неба, облаков, земной и водной поверхности. Однако, рассматривая свет, следует отметить, что солнечные лучи, воспринимаемые глазом и делающие окружающий мир видимым, составляют только часть солнечной радиации. Причем наибольшее значение для протекания физиологических процессов и прежде всего для усвоения углекислоты и образования хлорофилла имеет спектральный состав света. Ультрафиолетовые (длина волны менее 0,29 мкм) и инфракрасные (длина волны более 0,80 мкм) лучи в большом количестве играют отрицательную роль в жизни древесных растений. Небольшое количество ультрафиолетовых лучей улучшает рост и развитие древесных растений, а инфракрасные лучи выделяют в основном тепло.
Особое значение принадлежит видимым лучам с длиной волны 0,38—0,71 мкм. Это видимое излучение есть фотосинтети-чески активная радиация (ФАР), которая поглощается деревьями, кустарниками и другими растениями. Для усвоения углекислоты и образования хлорофилла большую роль играют красные, оранжевые и желтые лучи солнечной радиации. Фиолетовые, синие и голубые лучи оказывают решающее действие на рост и образование почек, а также других частей деревьев и кустарников.
Велика роль света в возобновлении леса. Установлено, что деревья, которые после рубки оставлены отдельными группами или в одиночку, как правило," увеличивают количество семян. Процесс возобновления тесно связан со светом. Всходы прорастают и выживают чаще всего в «окнах» древесного полога, образуя в последующем групповое размещение подроста. Из-за недостатка света практически нет возобновления сосны под пологом еловых древостоев.
Все древесные породы по-разному относятся к свету. В практике лесоводства их разделяют на светолюбивые и теневыносливые. Светолюбивые деревья растут нормально и развиваются на открытых солнечных местах, а теневыносливые мирятся с недостаточным количеством солнечной радиации. По внешнему признаку дерева можно судить о его отношении к свету. Лесоводы обратили внимание на то, что чем гуще крона дерева, растущего в лесу, тем меньшим количеством света довольствуются листья, которые находятся в глубине кроны—следовательно, порода теневыносливая. Чем рыхлее, сквозистее крона, тем порода светолюбивее. О светолюбии и теневыносливости деревьев можно судить по быстроте очищения ствола от нижних ветвей. После того как молодой древостой сомкнется, деревья начинают испытывать взаимное боковое отенение. Нижние ветви будут получать значительно меньшее количество солнечной радиации, чем верхние. Поэтому, чем дольше будут держаться нижние ветви на дереве, тем порода будет теневьшос-
ливее. Некоторые древесные породы настолько светолюбивы (например, сосна и лиственница), что и при редком стоянии лишаются нижних ветвей.
О светолюбии и теневыносливости деревьев можно судить по быстроте изреживания древостоя, т. е. по быстроте убывания числа стволов с возрастом. Чем быстрее протекает изреживание в лесу, тем порода светолюбивее.
Таксационные, анатомические, физиологические, фотометрические исследования светолюбия и теневыносливости древесных пород, а также наблюдения за внешним их видом и природой леса позволили лесоводам предложить шкалы, классифицировать их отношение к свету. В итоге, по требовательности к свету, к светолюбивым древесным породам относят березу, лиственницу, осину, сосну и др., а к теневыносливым — пихту, бук, ель, граб, липу и др.
Наиболее благоприятное значение для жизни деревьев и кустарников имеет рассеянная радиация, которая потребляется ими в пределах всего лишь до 2 %. Эта лучистая энергия солнца используется для фотосинтеза. Поэтому проблема более полного использования освещенности деревьями и кустарниками — одна из важнейших.
Проникновение света под полог леса, кроме таких факторов, как высота стояния солнца, особенности рельефа и прозрачность атмосферы, будет зависеть от биологических свойств древесных пород и их облиствения. Деревья с густой кроной (липа, ель, пихта) пропускают света значительно меньше, чем деревья с редкой сквозистой кроной (береза, осина). Цвет кроны, размер и пространственное расположение листьев также будут сказываться на проникновении света под полог древостоя. В связи с этим состав древостоя играет важную роль в поступлении солнечной радиации к поверхности почвы в лесу.
На проникновение лучистой энергии к поверхности почвы в лесу большое влияние оказывает форма и возрастное строение древостоя. Сложные древостой пропускают света " всегда меньше, чем простые. Молодняки задерживают солнечной радиации больше, чем перестойные древостой. Высокосомкнутые и густые древостой пропускают света значительно меньше, чем слабосомкнутые и редкие. На поступление света к поверхности почвы в лесу оказывают влияние подлесок, подрост и живой напочвенный покров. Лес коренным образом влияет на интенсивность и качество света, поступающего прежде всего к его нижним ярусам и поверхности почвы. В итоге в зависимости от строения и структуры насаждение задерживает 35—75 % солнечной радиации, отражает 20—25 % и пропускает под полог 5—40 % • Поэтому человек в своей хозяйственной деятельности может регулировать поступление света под полог древостоя. Изменяя состав древостоя, разреживая его, содействуя естественному возобновлению леса и т. п., лесовод делает иными условия
внешней среды и, как следствие, воздействует на почву, тепло, влагу, живой напочвенный покров, на жизнедеятельность микроорганизмов. Вместе с тем нельзя сводить роль света к решающему фактору ,в жизни леса. Он должен рассматриваться в неразрывной связи с другими условиями внешней среды.
§ 5. ЛЕС И ТЕПЛО. Требования растений к теплу разнообразны и изменчивы, как и тепловые условия на Земле. Тепло как экологический фактор определяет условия произрастания леса. Тепловые условия оказывают влияние как на лес в целом, так и на его отдельные компоненты. Деятельность корней древесных . растений начинается при температуре почвы выше 5°С, фотосинтез происходит при температуре от 0 до 40—50 °С, достигая оптимума при 30—35 °С. Прорастание семян, цветение и созревание плодов происходят для каждой породы при определенной положительной температуре. Холодная погода задерживает цветение, созревание плодов, а иногда и полностью приводит к гибели урожая.
Рост и развитие деревьев и кустарников в умеренных широтах тесно связаны с вегетационным периодом, определяемым условно от начала распускания листьев весной до их пожелтения осенью.
Все породы по требовательности к теплу разделяются, в основном, на две группы: теплолюбивые и холодостойкие. Зная область географического распространения породы (ареал), а следовательно и климатические условия этой области, можно отнести ту или иную породу к теплолюбивой или холодостойкой. Например, лиственница, которая растет в крайне суровых, хот лодных условиях, будет холодостойкой породой. Дуб же не может расти при низких температурах, поэтому он относится к теплолюбивым породам. К теплолюбивым породам относят каштан, дуб, ясень, ильм и др., а к холодостойким — березу, пихту, кедр, лиственницы, сосну и др.
Большое значение на рост и развитие деревьев и кустарников оказывают крайние температуры воздуха.Различают поздние весенние и ранние осенние заморозки. Эти заморозки оказывают наибольший вред деревьям. Внезапное наступление весной (иногда в начале лета) заморозков, когда растения тронулись в рост, наиболее 'губительно для них. Неожиданное наступление заморозков в начале осени, до начала устойчивых морозов приводит к побиванию молодых побегов. Обычно температура воздуха при таких заморозках понижается до —3—5°С, а чаще — до —-1—2°С. Очень чувствительны к заморозкам ясень, бук, ель, а устойчивы — ольха, береза, рябина, сосна, лиственница.
Вредное влияние низких температур в лесу проявляется и в выжимании растений из почвы. На тяжелых, серых суглинистых и глинистых почвах в тайге это происходит вследствие того, что почва, замерзая, образует внутри себя кри- сталлы льда, которые, расширяясь, и выжимают корни растений на поверхность почвы.
Сравнительно широко распространены повреждения деревьев при низких температурах — морозобойные трещины. Они происходят зимой. Древесина дерева, вследствие малой теплопроводности, сжимается внутри него медленнее, чем снаружи, и происходит разрыв вдоль наружной части ствола. Морозобойные трещины чаще всего наблюдаются у деревьев с малоэластичной корой (у дуба). В трещинах поселяются вредные насекомые, попадают споры грибов-дереворазрушителей, и технические качества древесины резко снижаются.
В малоснежные зимы при длительных суровых морозах при падении температуры воздуха до —40 °С хвоя у взрослых деревьев ели краснеет, а затем осыпается. Когда деревья ели теряют около 60 % хвои, они погибают.
С поздними весенними и ранними осенними заморозками в лесу можно активно бороться. На вырубках, после образования молодого поколения из самосева и подроста, его можно защитить от заморозков путем использования холодостойких пород — ольхи серой, березы, осины. Следует постепенно разре-живать материнский древостой, оставлять защитные полосы из нерубленого леса, проводить подсев и посадку у пней, использовать широколиственные травы, разбрасывать в некоторых случаях порубочные остатки.
Другую опасность для леса, особенно для молодых деревьев и кустарников, представляют крайне высокие температуры воздуха, которые приводят к двум распространенным повреждениям,: ожогу коры и опалу шейки корня. При ожоге коры погибает камбий, который не может функционировать при температуре выше 53—54 °С. От ожога коры обычно страдают взрослые деревья с гладкой, темноватой корой (дуб,пихта,ель), особенно в тот период, когда они внезапно выставляются на свет. Кора отмирает, отваливается от ствола. Это температурное повреждение не угрожает жизни дерева, но способствует заражению его грибными болезнями. В тайге темнохвойные породы страдают и от ожога хвои.
Опал шейки корня вызывается высокой температурой, убивающей камбий у молодых растений в месте соприкосновения стволика с почвой. От опала страдают все древесные растения на песках, черноземовидных и других почвах, если температура их повышается более 53—54 °С. В Бузулукском бору (Оренбургская обл.) она часто достигает 60—70 °С.
С ожогом коры и опалом шейки можно бороться лесовод-ственными приемами, которые снижают температуру воздуха и почвы, путем применения систем рубок (выборочные, постепенные) , рыхления почвы, создания над теплолюбивыми растениями покрова из морозостойких пород и т. п.
Лес оказывает большое влияние на температуру воздуха и почвы. Он умеряюще действует на температуру. Доказано, что поздние и ранние заморозки в лесу бывают слабее и реже, чем на открытом месте. Температура воздуха изменяется по вертикали древостоя. Самая высокая температура наблюдается на поверхности крон деревьев. Вниз и вверх от них она уменьшается. Эти различия достигают 8°С. В лесу температура воздуха в жаркие летние дни, как правило, на 8—10° ниже, чем на открытом месте, а зимой — на 0,1—0,5° выше.
Лес в зависимости от структуры и строения влияет на температуру воздуха по-разному. Чистые древостой, состоящие из теневыносливых древесных пород (ели, пихты), летом значительно понижают температуру под их пологом. Примесь к ели березы или осины умеряет разницу в температурах. Такая зависимость от состава древостоя, а следовательно и от теневыносливости и светолюбия древесных пород, связана с их густотой облиствения и охвоения. Чистые древостой из светолюбивых пород (березы, осины) менее понижают температуру под пологом древостоя.
Простые одноярусные древостой пропускают больше тепла к поверхности почвы, чем сложные двух-трехъярусные, так как солнечная радиация поглощается и отражается каждым пологом, С увеличением полноты, сомкнутости и густоты древостоев разница в температурах в лесу и на открытом пространстве увеличивается. При густом подлеске, подросте, живом напочвенном покрове температура воздуха и почвы в лесу также умеряется.
В итоге лес, затеняя почвы, уменьшает приток тепла в дневные часы, в период жаркой и сухой погоды. Он предохраняет почву от иссушения, способствует сохранению тепла, уменьшает амплитуду крайне высоких и низких температур. В лесу почва промерзает на меньшую глубину, так как лес затрудняет линейное перемешивание воздуха и тем самым уменьшает отдачу тепла почвой. Непромерзшая почва впитывает в себя талые воды, более влагоемка, что имеет большое значение для регулирования поступления воды в реки.
§ 6. ЛЕС И ВЕТЕР. Влияние ветра на жизнь леса может быть положительным или отрицательным. При его помощи происходит опыление большинства хозяйственно-ценных древесных пород (сосны, ели, лиственницы, дуба, березы и др.). Ветер распространяет семена большинства хвойных и лиственных деревьев. Семена сосны, ели, лиственницы снабжены крылаткой и обладают определенной парусностью. В практике лесоводства известны случаи, когда семена ели по насту разносились при помощи ветра до 10 км. Ветер регулирует транспирацию, т. е. оказывает влияние на физиологические процессы в деревьях. Чрезмерный ветер может вызвать иссушение деревьев. Он, как правило, активизирует фотосинтез, так как перемещение масс атмосферного воздуха вызывает постоянное поступление углекислоты к ассимиляционному аппарату деревьев. Создавая пуль-
сирующее освещение под пологом древостоя, ветер способствует более плавному протеканию физиологических процессов. Вместе с тем ветер оказывает и значительное отрицательное действие на лес. Сильный ветер часто образует ветровал и бурелом. От ветровала страдают почти все древесные породы, имеющие поверхностную корневую систему и растущие на сырых почвах. Густое охвоение ели и поверхностная корневая система снискали ей славу ветровальной породы. Вследствие длительного одностороннего действия ветра образуются однобокие кроны, эксцентричность стволов, что значительно снижает технические качества древесины. В ряде случаев одностороннее действие ветра приводит к образованию наклонных деревьев, что характерно для районов с морским климатом. Ветер, раскачивая гибкие ветви, вызывает зимой охлестывание деревьев. Это явление наиболее широко распространено при совместном росте березы с елью и сосной. Ветви березы настолько схлестывают побеги сосны и ели, что последние сначала теряют хвою, а затем и отмирают. Сильный ветер усиливает испарение с поверхности почвы, что приводит к ее иссушению и ухудшает обеспеченность деревьев и кустарников влагой. Это, в свою очередь, вызывает снижение прироста деревьев в высоту, приводит к закомелистости, т. е. образованию наплывов в нижней части ствола. Наконец, ветер способствует распространению лесных пожаров.
С отрицательными проявлениями ветра и прежде всего с буреломом и ветровалом можно бороться лесоводственными приемами. В еловых насаждениях следует постоянно поддерживать среднюю и высокую сомкнутость. На почвах с избыточным увлажнением следует проводить осушение. Ветроустойчивость повышается при выращивании смешанных древостоев, создании по краям участков ветроупорных опушек. Реальное и действенное средство для борьбы с буреломом и ветровалом — своевременное проведение рубок ухода. Умеренное изреживание формирующихся молодняков, удаление из них деревьев, подверженных ветровалу и бурелому, способствует значительной устойчивости древостоев против этого неблагоприятного явления природы.
Лес оказывает большое влияние на ветер. По данным проф. Н. С. Нестерова, приведенным И. С. Мелеховым [18], на расстоянии 50—100 м от леса скорость ветра, дующего с поля, снижается, а еще ближе к нему движение воздуха приобретает волнообразное колебание и завихрение. Поток ветра расчленяется. Он идет над лесом, в лес и на расстоянии 200—250 м от опушки затихает. Энергия ветра расходуется на трение о кроны и стволы, раскачивание деревьев, обрыв ветвей, листьев и т. п.
При движении ветра от леса в поле или другое открытое пространство на расстоянии примерно 10 высот древостоя он скатывается, а через 50 высот набирает первоначальную ско-
рость. Таким образом, при движении ветра с открытого места на лес он изменяет скорость на расстоянии около 100 м, а от леса в поле — до 1500 м. Это явление имеет большое значе ние в практике лесного и сельского хозяйства при полезащит ном лесоразведении. Создают специальные полезащитные полосы, которые предотвращают ветровую эрозию почвы, способствуют накоплению в ней влаги путем снегозадержания. Полезащитные полосы шириной 7,5—15 м располагают перпен дикулярно господствующим ветрам. Они бывают трех конструк ций: непродуваемые, ажурные и продуваемые. Ажурные лес ные полосы обычно состоят из трех ярусов с крупными просветами по всему профилю. Продуваемые лесные полосы создают, как правило, только из деревьев. Под влия нием таких полос урожайность зерна повышается на 20—30 % • Непродуваемые лесные полосы применяют в основ ном для защиты населенных пунктов, железных и автомобиль ных дорог, садов или других объектов от заносов снега, песка, пыли. При полезащитном лесоразведении такие полосы вызы вают огромное и неравномерное скопление снега, что затруд няет проведение сельскохозяйственных работ. Поэтому непроду ваемые лесные полосы в полезащитном лесоразведении не при меняют. ,
§ 7. ЛЕС И ВЛАГА. Влага оказывает прямое действие в водоснабжении растений. Вода является составной частью живого растения. В его жизнедеятельных точках роста, листьях, мякоти сочных плодов содержится до 80—95 % воды. Процессы обмена веществ, дыхания, деления и роста клеток происходят интенсивно лишь при большом содержании воды в клетках. Без воды не идет процесс фотосинтеза. Обезвоживание тканей до воздуш-носухого состояния приводит к отмиранию протоплазмы. Вода является растворителем веществ, необходимых для питания клетки. Вместе с током воды идет подача минеральных веществ из корней к листьям и точкам роста. Без влаги невозможно набухание семян и, как следствие, их прорастание, т. е. начало возобновления леса.
Основными источниками влаги в лесу являются грунтовые воды и осадки, выпадающие в жидком (дождь, роса) и твердом (снег, град, ожеледь, изморозь) состоянии. Наибольшее значение имеют дождь, снег, град, ожеледь и роса. Дождь оказывает физиологическое и реже физическое действие, так как он является одним из основных поставщиков влаги в вегетационный период.
Снег создает весеннюю влагозарядку почвы, препятствует ее сильному промерзанию и вымерзанию растений. При глубоком, рыхлом снеговом покрове разница между температурой на поверхности снега и под ним может составлять 20°. Снег предохраняет порослевую способность деревьев, прикрывая спящие почки, а также самосев и мелкий подрост, которые позднее тро- гаются в рост, а следовательно, реже будут подвергаться действию поздних весенних заморозков. Выпавший внезапно весной снег может значительно снизить численность вредных насекомых. Неглубокий снег способствует лесосечным работам; облегчается вывозка заготовленного леса, сохраняется подрост, который находится под его покровом.
Очень глубокий снег отрицательно сказывается на животных, так как они не могут добыть пищу. Наиболее отрицательное действие снега сказывается на деревьях в лесу: снег в рыхлом и особенно влажном состоянии оседает на кронах деревьев, вызывает их изгиб, а затем снеголом и снеговал. От снеголома чаще всего страдают сосна и осина, а также чрезмерно густые молодняки, имеющие тонкие стволики.
Если проливной дождь осенью внезапно сменяется резким похолоданием, то вода на ветвях, сучьях и стволах замерзает и образуется скопление льда, называемое ожеледью. Она приводит к повреждению дерева, ломаются ветви, даже стволы.
Град вызывает механические повреждения у деревьев (особенно у всходов и самосева), ломая ветви и обрывая листья.
Потребность деревьев в воде и расход ее определяются сочетанием многих факторов, из которых важнейшие — состав древостоя, его структура, возраст, условия водоснабжения и метеорологические условия. Чистые сосняки расходуют воды меньше, чем смешанные. С увеличением возраста древостоя расход влаги возрастает. При сухой жаркой погоде потребность растений в воде резко увеличивается, как и при улучшении условий водоснабжения.
Древесные породы отличаются различной требовательностью к влаге, и среди них различают ксерофиты, мирящиеся с недостатком влаги в почве, и гигрофиты, требующие большого количества воды. Наглядный пример ксерофитов сосна обыкновенная, а гигрофитов — ольха черная, растущая в черноольховых трясинах.
Лес значительно влияет на выпадение и распределение атмосферных осадков. Выпавшие осадки в лесу задерживаются в основном кронами деревьев и, испаряясь, возвращаются в атмосферу. Часть осадков проникает сквозь просветы в древесном пологе, стекает по стволу, листьям, ветвям и попадает на почву. Осадки испаряются или проникают в почву.
Сомкнутые еловые насаждения задерживают 37—46 % жидких осадков, сосновые — 24—27, березовые — 24 и дубовые — 21—22 %. Задержание снега лиственными породами не превышает 3—5%, а хвойными, например елью, 22%. Смешанные древостой занимают среднее положение между лиственными и еловыми, т. е. задерживают около 13 % осадков.
Лес выполняет огромные защитные, водоохранные и водоре-гулирующие функции. Леса, основное назначение которых — предохранить почву от водной и ветровой эрозии и защитить зе-
мельные угодья, пути транспорта и населенные пункты от вредного влияния климатических и гидрологических факторов, называются защитными [15].
Водоохранное значение лесов [18] состоит в основном во влиянии на гидрологический режим рек, выполнении водозащитных функций, которые заключаются в предохранении воды от химического, физического и бактериологического засорения. Под водорегулирующей функцией леса понимают уменьшение им поверхностного стока и перевод его в почвенно-грун-товый. В результате такого влияния леса на сток обеспечивается более равномерное поступление воды в источники, уменьшаются паводки, предотвращается водная эрозия, а также и заболачивание. В ГОСТ 18486—73 водорегулирующий лес определен как такой лес, основное назначение которого — регулировать поступление воды в водоемы и предохранять их от заиления. Первопричина наводнений — метеорологические условия, снеговые и ливневые осадки, но размеры их снижаются при наличии леса. Он растягивает таяние снега, переводит поверхностный сток во внутрипочвенный и, если не предотвращает, то смягчает наводнения.
Защитное значение леса особенно сильно проявляется при борьбе с водной эрозией почвы. Это особенно важно в горных лесах. Поэтому уничтожение леса или другой растительности — первопричина водной эрозии. Неправильная рубка леса, неумеренная пастьба скота, лесные пожары—вот что приводит к водной эрозии почвы, уносящей плодородную почву.
§ 8. ЛЕС И ПОЧВА. Под почвой понимают поверхност-' ный горизонт суши, который образовался из верхнего слоя земной коры под влиянием климата, материнской горной породы, рельефа, растений, животных, возраста местности и хозяйственной деятельности человека. От плодородия почвы зависит состав, форма, бонитет, тип леса, живой напочвенный покров и т. д. Наиболее сильно почва влияет на быстроту роста деревьев, технические качества древесины, форму корневой системы, степень устойчивости леса против неблагоприятных условий природы, диких животных, вредных насекомых, грибных паразитов. Почва — решающее условие, от которого зависит продуктивность леса. На ней лес растет. Он укреплен в почве при помощи корневых систем и получает из нее питательные вещества и влагу.
По механическому составу почвы разделяются на песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. Все эти почвы относятся к подзолистому типу. Если в них содержится частиц размером менее 0,01 мм (т. е. физической глины) до 10 %, то это песчаные почвы. Если таких частиц от 11 до 20%, почвы относятся к супесчаным; при количестве частиц от 21 до 50 % — почвы суглинистые и от 51 % и более — глинистые. В лесной зоне, где растут в основном леса, распространены почвы подзолистого типа. Главным образом это дерново-подзолистые почвы, в которых идут два процесса: подзолообразования и дерновый. При подзолообразовании в верхних слоях почвы разрушаются все минералы, кроме кварца, а продукты распада вымываются в более глубокие горизонты — вплоть до грунтовых вод. При дерновом процессе в верхнем слое почвы накапливается перегной,, или гумус, соединения фосфора, калия, азота и других химических элементов.
Большое значение на рост и развитие леса оказывает водный режим почвы. При недостатке или избытке влаги в почве растения растут значительно хуже. При избытке влаги вода, застаиваясь, вызывает недостаток кислорода и становится недоступной для усвоения корневыми системами деревьев. При недостатке влаги наступает увядание листьев и растение может погибнуть.
Древесные породы по-разному относятся к наличию влаги в почве, так как она является одним из показателей плодородия. Ясень, ильм, бук, липа, ель довольно требовательны к влаге в почве, а сосна, белая акация, береза повислая могут поселяться и расти на сухих почвах.
Почва в основном формирует корневую систему деревьев, которая зависит прежде всего от механического состава и влажности почвы. На глубоких, хорошо дренированных почвах, в частности на супесчаных и легкосуглинистых, деревья ветроустойчивы, так как образуют сильный стержневой корень. На сухих песчаных почвах даже сосна может быть ветровальной, так как образует поверхностные корни. Аналогичное явление наблюдается и на сырых торфянистых и каменистых почвах.
Минеральное питание, как и азотное, лес получает из почвы. Наиболее важны для деревьев калий, кальций, магний, железо, фосфор, сера и др. Калий необходим для защиты клеток от свертывания. Кальций повышает механическую крепость их оболочек. Магний и железо входят в состав хлорофилла, а фосфор необходим для образования белков. Сосновый или еловый лес нуждается в 20—65 кг кальция, 11—33 кг калия, 4—11 кг магния и 3—б кг фосфора, чтобы получить средний прирост древесины в год на 1 га.
Особое значение в жизни растений играет азот: это основа питания растений. Главный источник азота в лесных почвах для питания растений — азот органического вещества, образующийся путем его минерализации при посредстве бактерий. Поступает азот в почву и из атмосферы в результате сложной и разнообразной деятельности растительных и животных организмов, В результате сложной деятельности бактерий, которые участвуют в минерализации азота органических веществ в хвойных лесах, образуются формы аммиачных соединений — ими и питаются древесные растения. В лиственных, хвойно-листвен- ных насаждениях идет энергичная нитрификация, и деревья потребляют азот в форме нитратов. Древесная и травяная растительность из семейства бобовых, ольха и некоторые другие усваивают атмосферный азот при помощи клубеньковых бактерий.
Лес, в свою очередь, влияет на структуру почвы. Он дает опад в виде листьев, хвои, веток, шишек, мертвых семян, сучьев. Этот опад, разлагаясь под действием микроорганизмов, образует лесную подстилку, от которой зависит структура почвы, накопление перегноя, или гумуса, минеральных веществ, ее физико-химические свойства. Накопление подстилки в лесу связано с основными компонентами леса и экологическими факторами — теплом, светом, влагой, воздухообменом и т. д.
Породы густооблиственные и теневыносливые (пихта, ель, бук, граб, липа, клен, лещина) дают больше лесной подстилки, чем светолюбивые (сосна, береза, лиственница). Сложные древостой образуют подстилки примерно в 2 раза больше, чем простые.
Листья и хвоя разных пород отличаются различной способностью к разложению. Она зависит от содержания в листьях и хвое дубильных веществ, смол, а также от того, скручиваются ли они при опаде или плотно ложатся на почву. Листья березы, хвоя сосны при опаде всегда скручиваются, образуя рыхлую, пружинистую, эластичную подстилку, и как результат формируется мягкий гумус, или перегной. В такой подстилке идет процесс разложения, так как обеспечивается хороший доступ кислорода воздуха, достаточное количество влаги, она обильно населена бактериями и дождевыми червями. Образуется гумус, богатый питательными веществами. Опавшая хвоя ели, листья осины плотно слеживаются, медленно разлагаются, вследствие чего идет процесс гниения, так как нет доступа кислорода воздуха. В этом случае образуется грубый кислый гумус, так как подстилка плотная, сшита грибными гифами. Вследствие недостатка кислорода воздуха, избытка влаги, как правило, при низкой температуре в такой подстилке отсутствуют дождевые черви, мало роющих животных. Почва под подстилкой также плотная, слежавшаяся. Под мягким же гумусом почва рыхлая, с комковатой структурой.
Лесоводственное значение гумуса, этого комплекса соединений, которые образуются из лесного опада при помощи микроорганизмов, огромно. Гумус является источником удобрения лесной почвы. Он восполняет ее богатство, которое истощается в процессе роста и развития деревьев. Гумус создает структуру почвы, от него зависят ее водный, воздушный и тепловой режимы. Кислый, грубый гумус задерживает влагу в себе или, позволяя ей стечь по поверхности, затрудняет воздухообмен, ухудшает тепловой режим. В мягком гумусе также достаточно влаги, но значительную часть ее он переводит в почву. Мягкий гумус теплоемок, колебания температуры и в нем незначительны.
Таким образом, лесная подстилка и лесной гумус оказывают большое влияние на лес в течение всей его жизни. Семена опадают на подстилку. - Их прорастание на грубой, слежавшейся подстилке затруднено; на рыхлой же они прорастают значительно легче. Мягкий гумус способствует более длительному интенсивному росту леса, получению крупных лесоматериалов и т. п. При грубом гумусе имеется тенденция к более быстрому старению леса. Поэтому на грубый гумус следует активно воздействовать. Нужно отдавать предпочтение смешанным еловым древостоям, вводить почвоулучшающий подлесок (лещину, липу), своевременно проводить разреживание древостоев для дополнительного доступа света, тепла, влаги к поверхности почвы. В районах с холодным климатом и в чистых древостоях желательно проводить сплошные рубки и перемешивать подстилку и грубый гумус с почвой, т. е. ускорять ее разложение. Следует сжигать растительные остатки на почвах с грубым гумусом, а также проводить известкование почвы.
Древесные породы по-разному влияют на почву. Ель наиболее сильно оподзоливает ее. В еловых лесах может быть даже два подзолистых горизонта. Хвоя плотно слеживается, дождевые черви избегают таких почв, и образуется грубый гумус. Сосна менее оподзоливает почву. Дуб постепенно ухудшает чернозем. Лиственница же способна улучшать структуру почвы. Ее хвоя содействует переходу калия и фосфора в легкорастворимые и усвояемые соединения. Бук, береза, граб, лещина образуют скручивающийся лист и являются энергичными почвоулучши-телями. Они содержат много минеральных веществ и прежде всего калия и кальция.
Определенное влияние на почву оказывает живой напочвенный покров. Одни виды живого напочвенного покрова (вейники, луговики) ухудшают физические свойства почвы путем ее иссу-шения, задернения, увеличения пожарной опасности весной и осенью. Другие виды травяного покрова (кипрей) улучшают свойства почвы путем ее разрыхления, обогащения питательными веществами, смягчения температурных колебаний, усиления водопроницаемости и т. д. Некоторые виды живого напочвенного покрова (черника, кукушкин лен) ускоряют процесс подзолообразования. Представители семейства мотыльковых (клевер, люцерна) обогащают почву питательными веществами, даже атмосферным азотом, а люпин применяют в качестве зеленого удобрения азотом песчаных почв.
Лесогидрологические исследования на вырубках показали, что в таежных районах с дренированными почвами их заболачивания не происходит, либо это явление носит кратковременный характер. Процессы заболачивания вырубок выражены в сфагновых, долгомошных типах леса. В большинстве случаев по мере возобновления и формирования молодого поколения леса на вырубках происходит обратный процесс — процесс их разболачивания. Прогрессирующее заболачивание вырубок в европейской тайге наблюдается редко. Лесные почвы можно улучшать, повышать их плодородие путем накопления в них азота. Регулирование способов рубок леса, очистка мест рубок, проведение осушительных канав, разрушение грубого гумуса будут способствовать повышению плодородия лесных почв. В последнее время в практику лесного хозяйства внедряется удобрение почв. Наиболее эффективны азотные удобрения, которые действуют 5—9 лет, и прежде всего аммиачная селитра, мочевина, сульфат аммония. При внесении азотных удобрений средний прирост в 90—100-летних сосняках увеличивается на 1— 1,7 м3/год, а в ельниках — на 1,8—2,3 м3/год.
§ 9. ЛЕС И СОСТАВ ВОЗДУХА. Атмосферный воздух состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21 %). В нем содержится аргон (около 1 %), углекислота (0,03%), имеется незначительная примесь инертных газов. В воздухе также находится пыль, дым, промышленные газы, пары воды.
Атмосферный азот почти не используется древесными растениями. Кислород употребляется лесом для дыхания, т. е.процесса, при котором происходит биохимическое окисление органических веществ до углекислоты и воды, сопровождающееся освобождением энергии. При дыхании живые организмы потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Одновременно растения и производят кислород в процессе фотосинтеза.
Большое значение для жизни деревьев имеет СО2 — углекислота, или двуокись углерода. Она необходима для образования органического вещества в процессе фотосинтеза, т. е. происходит углеродное питание. Углерод, который ассимилируют древесные растения, составляет около 50 % его сухого вещества.
В насаждении создается несколько отличный от открытого места газовый состав атмосферы. На открытом месте концентрация СОа примерно одинакова по вертикали. В лесу же содержание углекислоты имеет вполне характерный профиль: постепенное падение концентрации углекислоты от почвы к горизонту расположения ассимилирующих органов (ветвей) дерева. Такое распределение концентрации углекислоты в лесу — результат сопряженного действия производителей и потребителей С02, а также турбулентного воздухообмена. Наибольшее количество углекислоты находится на поверхности почвы до высоты 1,5 м, достигая 0,06, иногда 0,08%, что связано в основном с деятельностью микроорганизмов, т. е. дыханием почвы. На уровне крон — наименьшая концентрация СОг, что обусловлено потреблением'ее на ассимиляцию.
Режим углекислоты в приземном слое тесно связан с составом древостоя и лесоводственными свойствами древесных пород. В лиственных древостоях (березняках, осинниках) в при-
земном слое концентрация углекислоты выше, чем в хвойных, на 5—10%.
В последние годы усилилось загрязнение атмосферы пылью, дымом, сажей, золой и различными газами, выбрасываемыми промышленными предприятиями.
Лес обладает газоочищающей -способностью, которая зависит от состава, формы, полноты, густоты и возраста древостоя, степени развития подроста и подлеска. Лес задерживает пыль, основная масса которой оседает на опушках. Количество оседаемой пыли зависит от структуры леса и внешнего вида листьев. Гладкие, глянцевитые листья осины, тополя, задерживают пыли в 6 раз меньше, чем шероховатые листья вяза. На расстоянии 100 м от опушки леса высотой 20—25 м оседает до 65 % пыли.
Обладая газоочищающей способностью, лес страдает от промышленных газов и других отходов. Токсичность, т. е. ядовитость, промышленных газов для растений доказана экспериментальными исследованиями. Особенно опасны газообразные промышленные отходы: они вызывают ожоги, а затем и гибель деревьев. Ядовиты сернистый газ, фтористый водород, хлориды, двуокись азота, окись углерода, аммиак, сероуглерод и др. Вредны также и твердые отходы, которые действуют на почву, увеличивают ее кислотность, обедняют микрофлорой. Металлическая и угольная пыль, зола, сажа закупоривают устьица на листьях деревьев.
Необходима защита леса, охрана атмосферного воздуха путем усовершенствования технологического процесса на предприятиях, перехода с твердого топлива на жидкое, установки газо-, пылеуловителей. Целесообразно вносить в почву азотные и азотно-фосфорные удобрения, опрыскивать деревья мочевиной и аскорбиновой кислотой. В зонах сильного и умеренного поражения (до 3 км) следует вводить газоустойчивые древесные породы прежде всего лиственные, как сбрасывающие листья на зимний период. Газоустойчивы тополя канадский и бальзамический, липа, клен ясенелистный, береза, лиственница, неустойчивы к газам ель обыкновенная, сосна.
Лес выделяет фитонциды, которые убивают простейшие вредные микроорганизмы. Вследствие этого в воздухе отсутствуют болезнетворные микробы. Летучие фитонциды лиственницы, ели, тополя, дуба значительно снижают, а выделения сосны полностью подавляют рост и развитие кишечной палочки.
Лес имеет свое электрическое напряжение. Наибольшее значение принадлежит легким ионам размером 10~8 см. Лечебные свойства отрицательно заряженного лесного воздуха сказываются при гипертонической болезни, бронхиальной астме, туберкулезе, бессоннице и переутомлении. В тех местах, где зеленые насаждения занимают 35—60 % территории, наблюдается наи- большая концентрация легких ионов, которые, как «витамины воздуха», повышают лечебное значение леса.
Рассматривая в целом лес и климат, следует особо подчеркнуть, что климатические условия оказывают наиболее сильное и разнообразное влияние на рост и развитие леса. От климата зависит жизнь леса, такие его важнейшие показатели, как состав, форма и запас древостоя, технические качества древесины, возобновление, санитарное состояние, усиление или ослабление пожарной опасности и т. д.
Климат и прежде всего погодные условия имеют первостепенное значение в практике лесного хозяйства и лесной промышленности. Например, посев и посадка леса в Архангельской обл. начинаются, как правило, в конце мая — начале июня, а в Московской — в конце апреля — мае. Время рубок ухода за лесом в молодняках в период вегетации в лесостепной зоне примерно на 1—2 месяца больше, чем в тайге.
Значение климата, его особенностей в определенных географических районах широко используют в охране лесов от пожаров, их прогнозировании, возникновении и распространении. Продолжительность пожароопасного периода в таежной зоне короче, чем в зоне смешанных лесов.
Организация и техника лесозаготовок также имеют тесную связь с климатом, его сезонными изменениями. Климат обусловливает трелевку, а особенно вывозку и сплав заготовленного леса.
Вместе с тем и лес влияет на климат, создавая особую климатическую обстановку, микроклимат.
Огромное значение имеет климат и в географическом распределении лесов. Географическая среда, которая, кроме климата, включает рельеф, почву и другие внешние условия, определяет характер леса. Он различен по составу, продуктивности и хозяйственному значению.
ЛЕС И ЖИВОЙ НАПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ
| Состав покрова. Растения, произрастающие на поверхности почвы, образуют живой напочвенный покров — совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом леса, на вырубках и гарях. От его численности, степени покрытия и разрастания зависит успешное формирование естественного и искусственного возобновления леса.
уСостав живого напочвенного покрова, его распространение зависят от типа леса, его формы и строения. Изменения, происходящие в главном пологе леса (изреживание, опад, вырубка), в значительной степени влияют на состав, численность покрова и степень покрытия им поверхности почвы.
Под численностью растений в напочвенном покрове понимают их количество на единицу площади. Часто при небольшом количестве растений поверхность почвы полностью покрывается растительным покровом. Это бывает при расселении дерновин-ных злаков. Поэтому очень важно определять не только численность растений, но и степень покрытия почвы.
В зоне лесотундры в напочвенном покрове преобладают лишайники, а в зоне дерново-подзолистых лесных почв напочвенный покров более разнообразен и представлен большим количеством видов.
Как и древесные растения, напочвенный покров — явление географическое. Однако представители напочвенного покрова более чувствительны к изменению не только климата, но и микроклимата. Поэтому в пределах одной географической или лесо-растительной зоны растения в сосновом лесу, например на сухих песках, представлены лишайниками, кошачьей лапкой и гвоздикой песчаной, а в сосняках на суглинках преобладает кислица. Вместе с тем в высокопроизводительных сосняках (на богатых суглинках) с высокой полнотой преобладает кислица, а в тех же сосняках, но разреженных, низкополнотных кислица исчезает и на ее месте появляются другие, более светолюбивые
растения.\
Для оценки напочвенного покрова надо определить преобладающие виды напочвенных растений, их численность, ярусность . и покрытие почвы, длительность жизненного цикла и тип размножения. Виды растений или их состав устанавливают при осмотре либо целого участка (типа леса), либо учетных площадок. Общую численность растений определяют глазомерно и при помощи учетных площадок. Для общей характеристики покрова достаточно глазомерного метода определения по классам обилия растений: 1) массовое покрытие — почва покрыта сплошь или более чем наполовину; 2) частичное — почва покрыта менее чем наполовину; 3) редкое — растения распределены единично.
Распределение растений при одной и той же численности может быть равномерным, групповым и случайным. В дополнение к численности определяют ярусность живого покрова. Для лесной зоны СССР характерны два яруса: травянистый и моховой.
Покрытие почвы растениями выражается суммой площадей проекций надземных частей растений (в м2) и определяется в процентах от занимаемой территории. Покрытие растениями1 почвы может составлять более 100%. Многие растения благодаря; преимущественно вегетативному размножению обитают длительное время под пологом леса. Типичные растения тенистых лесов: кислица, выдерживающая очень большое затенение; зеленые мхи, некоторые виды папоротников; черника.
Многие представители напочвенного покрова имеют лекарственное значение. Так, представитель травянистого покрова дальневосточных лесов женьшень, называемый в народе корнем жизни, оказывает на человека и животных: сильное стимулирующее и тонизирующее действие. Он способствует мобилизации внутренних ресурсов организма, повышает его сопротивляемость и полезен в сочетании с другими, более специфичными средствами при лечении многих болезней.
Спутник тенистых лесов ландыш майский относится к числу растений, лекарственные свойства которых стали известны людям с древнейших времен: и не утратили своего значения в медицине до настоящего времени. В листьях ландыша обнаружены физиологически активные вещества капилляроукрепляю-щего, противовоспалительного и сосудорасширяющего действия. Лекарственными растениями являются также цветущие северные орхидеи, первоцветы,, душистый зверобой, валериана, лесная земляника и др. (табл. '19).
Под пологом широколиственных и хвойных лесов нередко можно встретить отдельными группами и огромными сплошными зарослями папоротники различных видов: мужской, женский, орляк и др. Папоротник — важнейшее лекарственное растение, папоротник орляк имеет еще и пищевое значение.
Главнейшие представители напочвенного покрова в древо-стоях. В высокопроизводительных сосняках чаще всего встречаются зеленые мхи, брусника, черника, кислица. Низкопроизводительные сосняки на сухих слабоподзолистых песчаных почвах сопровождают лишайники, кошачья лапка, белоус торчащий, толокнянка, полевица обыкновенная, на почвах с избыточным увлажнением — кукушкин лен, молиния, сфагнум, багульник, пушица, клюква. Еловые леса произрастают на богатых суглинистых и супесчаных почвах. В зависимости от сомкнутости материнского полога в еловых лесах встречаются зеленые мхи, черника, кислица, медуница, калужница, копытень, папоротник орляк и др. В дубравах повсеместно растут спутники дуба: сныть, ясменник, звездчатка, медуница, зеленчук и др. Березовые леса по песчаным слабоподзолистым почвам сопровождают вейник жесткий, копытень, ландыш и др.
_ Напочвенньщ покров в лесу может служить индикатором условий местопроизрастания. Если встречаются таволга, пролеска,, вербейник, селезеночник, то почвы проточны, а если появляется сфагнум, осоки пузырчатая и дернистая — в почве застойная влага, т. е. происходит процесс заболачивания.
Такие растения, как кипрей, малина, одуванчик, ясменник душистый, крапива, хмель, чистотел, ежевика и др.,—г ориентировочные индикаторы процесса нитрификации почвы. Медуница, пролеска, ландыш, ежевика, ясменник душистый — показатели мягкого гумуса, а черника, брусника, кукушкин лещ сфагнум — представители грубого гумуса. В проточно-сырых при-ручьевых местоположениях напочвенный покров разнообразен. Здесь встречаются различные осоки, молиния, вейник, тростник лесной, крапива и др.
Среди трав, искусственно вводимых в напочвенный покров сосняков, ельников и дубрав широко известен люпин многолетний. Под влиянием этого растения происходит улучшение всех компонентов молодых культурных лесных биогеоценозов. Так, люпин, принимая на себя роль деятельной поверхности, защищает молодые деревца от сильного излучения и инсоляции, создает более умеренную температурную обстановку в зонах роста зеленых частей и корневых систем, значительно улучшая тем самым фитоклимат молодых насаждений. Под влиянием люпина улучшаются также физические свойства почвы: повышаются влаго-, воздухоемкость и водопроницаемость, общая и некапиллярная скважность, уменьшается объемная "плотность, улучшаются агрохимические показатели плодородия.
В горных лесах, как и в равнинных, основные представители травянистого покрова могут быть индикаторами типов леса. Некоторые травы из напочвенного покрова горных лесов, например ясменник, овсяница, характеризуются высокой пластичностью свойств и встречаются во всех частях горных склонов. При этом корневые системы растений защищают почвы от эрозии: при удалении живого покрова поверхностный сток увеличивается в ю—13 раз, а сток наносов — в 16 раз. Известно, что в зе-леномощных группах типов лесов в Прибайкалье наиболее устойчивы к размыву такие почвы, где сконцентрировано 60— 70% корней.
Напочвенный покров и возобновление леса. Выборочные и постепенные рубки леса вызывают частичное изменение лесной среды: увеличивается освещенность, повышается температура воздуха, меняются влажность лесной атмосферы и почвы, а вслед за этим и видовой состав напочвенных растений: вместо теневыносливых появляются черника, брусника, вейник, мятлик и др. Еще большие перемены в микроклимате происходят в результате сплошной рубки леса, ветровала или лесного пожара.
После сплошной рубки леса резко меняются микроклиматические условия и вместе с ними характер напочвенного покрова— произрастают ксерофитные виды и сорная растительность. Так, после рубки елово-пихтовых лесов на Северном Кавказе появляются бузина травяная, крапива двудомная, кипрей горный, ежевика и др. Травяной покров, имея хорошо развитую корневую систему, конкурирует со всходами древесных пород,, подавляя их как надземными, так и корневыми органами. Так,, корни тысячелистника проникают в почву на глубину 2,5 м, подмаренника настоящего — на глубину более 1 м. С уплотнением почвы меняется и травяной покров. Вместо бузины, ежевики, крапивы развиваются ежа сборная, овсяница луговая,, мятлик иберийский, пырей безостый и др.
Живой напочвенный покров на вырубках может быть полезен для всходов древесных пород. Он защищает их от заморозков, ожогов солнцем, иссушающего действия ветра.
Растения, которые появляются в первый год после пожара или рубок леса, частично затеняют древесные всходы от солнца,, ветра, заморозков и не являются их опасными конкурентами.. Они содействуют естественному возобновлению ценных пород. Некоторые растения (люпин, клевер) обогащают почву азотом,, улучшают условия развития леса. В то же время покров опасен для древесных всходов как конкурент, отнимающий влагу, пищу, свет и тепло. Зная особенность травяного покрова, можно-легко предупредить его отрицательное влияние на ход роста самосева главных древесных пород.
Наиболее опасными растениями для естественного возобновления являются корнеотпрысковые злаки. Злаково-осоковый покров, отмирая, образует мощный войлочный слой на поверхности почвы, его корневая система — плотную дернину, препятствующую проникновению семян в почву. Семена древесных пород, попадая на поверхность густого покрова мха, вейника, зависают на нем, не могут пробиться к почве и погибают. Вей ник транспирирует много влаги, иссушая верхние горизонты почвы. Для уничтожения злаково-осоковых сорняков применяют химические методы борьбы, а также агротехнические приемы обработки почвы.
После вырубки сосняков или ельников на легких дренированных почвах, где в напочвенном покрове преобладают зелено-мощники, появляется луговик извилистый. Часто на вырубке он сменяется кукушкиным льном. Через смену пород сосна или ель займут свое прежнее место. Если кукушкин лен сменяется сфагнумом, то начинается прогрессирующее заболачивание.
По результатам исследований в Ленинградской обл. на супесчаных подзолистых почвах в первый год после рубки леса на сплошных концентрированных вырубках оставались те же растения, которые были и под пологом древостоя: черника, брусника, майник, ландыш, иван-да-марья и багульник. На 2-й год появилась щучка, а на 3-й прибавились вейник, тысячелистник, земляника, костяника, вероника дубравная, папоротник орляк, колокольчик, дудник, кипрей, марьянник луговой. На 4-й год злаки разрослись. На 5-й год также преобладали злаки. В таких условиях самосев древесных пород не может нормально развиваться. Поэтому проводят рыхление или уничтожают злаки другими способами.
Живой покров иссушает лесную почву, испаряя влагу и удерживая часть осадков на своих надземных частях. Так, мхи задерживают дождевой воды в 5—10 раз больше своей массы в воздушно-сухом состоянии. Живой покров оказывает влияние на температуру приземного слоя воздуха и почвы. Так, в летние ночи на открытых гарях с обнаженной почвой температура опу-кается до —4,5°С, в то время как под кипреем она не ниже 0°.
Живой покров влияет также на распространение вредных и полезных представителей животного мира и грибов. В нем, особенно в злаках, обитают мыши, уничтожающие в огромном количестве семена лесных пород. Марьянник, ласточник, мать-и-мачеха, осот, крестовик служат промежуточными (временными) хозяевами грибов, вредных для сосны. На грушанке и багульнике развиваются грибы, паразитирующие на ели, на звездчатке— грибы, опасные для пихты.
Значение представителей живого напочвенного покрова как промежуточных хозяев грибов изменяется в зависимости от условий среды. В некоторых растениях, например зонтичных, поселяются насекомые-паразиты, уничтожающие вредных для леса насекомых. Содействие распространению таких насекомых, паразитирующих на вредителях леса, имеет большое практическое значение.
Живой покров влияет на распространение лесных пожаров. Задерживают распространение огня широколиственные травы и мхи, толокнянка, кошачья лапка, плаун; способствуют его распространению лишайники, вереск и злаки, в частности вейник, сухие надземные части которого легко воспламеняются.
При оценке лесохозяйственного значения живого напочвенно-
го покрова учитывают их практические задачи и свойства растений во взаимосвязи с природными условиями. Это позволяет своевременно устранять или ослаблять его отрицательное действие.
ЛЕС И ФАУНА
Лесная фауна — совокупность видов животных, обитающих в лесах земного шара, — составляет около половины общего числа наземных животных. Состав и структура лесной растительности, образующей конкретный тип леса, определяет богатство и разнообразие фауны. В различных типах леса вертикальная ярусность и разнообразие лесных местообитаний привели к формированию сложных фаунистических комплексов, приуроченных к разным ярусам — почве, подстилке, опаду, травяному, кустарниковому, древесному, причем особое значение имеют подлесок, подрост, лесная подстилка и т. д. Увеличение видового и количественного разнообразия лесной фауны зависит от разновоз-растности древостоя, наличия старых и усохших деревьев, их дуплистости, захламленности леса.
В лесах СССР обитает около 100 видов млекопитающих, до 300 видов птиц,, около 15 видов пресмыкающихся и столько же земноводных, более 40 тыс. видов насекомых. Большинство видов лесной фауны играет важную роль в жизни леса, содействуя его росту и развитию, возобновлению и формированию древостоя.
Вместе с изменением растительного покрова Земли по географическим зонам меняется и фауна, населяющая лес.
Влияние фауны на возобновление и состав леса. Многие лесные птицы и млекопитающие, питаясь семенами и плодами деревьев и кустарников, содействуют их распространению и возобновлению. Семена рябины, черемухи, терна, шиповника, малины, черники, брусники и многих других растений, проходя через желудок птиц, не только сохраняют свою всхожесть, но и приобретают способность к более быстрому прорастанию.
Огромна роль кедровки, например, в распространении семян кедровых сосен и кедрового стланика и содействии их естественному возобновлению. Кедровка распространяет семена этих пород независимо от урожая или неурожая семян, так как запасы она делает каждый год. Птица использует только часть зимних запасов. Другая часть прорастает. Так как шишки кедра опадают, не раскрывшись, семена могут прорасти, но тут же, под материнским деревом. Кедровка извлекает семена из шишек и разносит их, создавая запасы.
Сойка —разносчик желудей дуба. Именно этим и объясняется возобновление дуба под пологом густых молодняков сосны, где она поселяется. Даже на дюнных песках под пологом сосны естественного происхождения, например в Латвии, можно
встретить отдельные экземпляры дуба, хотя поблизости нет ни одного взрослого дерева.
Дятел нередко повинен в том, что уничтожает семена, особенно сосны и ели (рис. 46). В общем полезный для леса, он приносит вред на гарях, где имеются отдельно стоящие семенные деревья, а также в насаждениях при плохих урожаях.
Белка поедает много семян хвойных пород, особенно кедра и ели. Она охотно питается почками мужских колосков ели, отгрызая при этом боковые ветви, на которых они сидят. Присутствие белки — показатель урожая семян, и, наоборот, по урожаю древесных семян определяют численность белки. В неурожайные годы белка мигрирует на большие расстояния в места хороших урожаев. Вред, наносимый белкой урожаю в семенной год, незначителен. Собранные белкой семена обладают высокими качествами. Большое количество семян поедают бурундуки, запасающие несколько килограммов орехов.
Урожаи древесных семян резко снижают некоторые лесные насекомые, уничтожая до 95% и более всего урожая. Шишковая огневка, например, откладывает яйца у основания еще зеленых шишек, вгрызается в шишку, объедает чешуйки и семена. От нее страдают ель, лиственница и пихта кавказская. Плодожорка "(шишковая листовертка) в стадии гусеницы питается сердцевиной стержня шишки и основаниями чешуек семян. Шишковая смолевка выгрызает ямки в шишках, откладывает яйца в шишки сосны.
Шелкопряд-монашенка объедает хвою сосны, ели и других пород. Кедровые древостой страдают от сибирского шелкопряда, пихтовые — от пихтовой пяденицы, дубовые — от непарного шелкопряда, златогузки, листовертки и других насекомых. Кор-
невые системы молодых сосен и елочек повреждаются личинками майского хруща. После засухи, лесных пожаров, стихий- % ных бедствий и при несоблюдении правил рубок леса вредные, ( насекомые быстро размножаются и могут принести непоправимый вред древостоям.
На жизнь самосева влияют представители класса насекомых, Они повреждают корни, стволы, хвою (рис. 47). Личинка черного корнежила протачивает ходы на корнях молодой сосны. Распространению корнежила способствуют оставленные на вырубках порубочные остатки, захламленность, большое число пней. Вредит молодым растениям и еловый корнежил. Долгоносики; (большой сосновый, большой еловый и белоточечный) повреждают кору на молодых деревьях хвойных пород, чем наносят большой вред культурам: сильно поврежденные деревца отмирают. Усачи за лето уничтожают хвою и сочную кору на молодых деревцах ели, сосны, лиственницы. Различные виды листоедов в течение весны и лета скелетируют листья. Личинки рыжего соснового пилильщика объедают хвою на молодых соснах с весны до середины лета. Вредят подросту и другие виды пилильщика. Гусеницы шелкопряда-монашенки повреждают почти все хвойные породы.
Вред молодому поколению леса наносят и более крупные представители животного мира. Грызуны повреждают и даже уничтожают всходы, самосев, подрост, сеянцы и саженцы. Зайцы обкусывают и обгладывают молодые деревца лиственных пород. Существенный вред возобновлению наносят и копытные животные, когда их численность значительно увеличивается.
Фауна влияет и на состав лесных фитоценозов. Лось охотно поедает листву, побеги сосны, а также кору дуба и ели, не тро- гая лещину, клен, липу. Он обгладывает кору,осины, которую затем вытесняет ель. Таким образом, лось.способствует изменению состава древостоев, часто в неблагоприятном для лесного хозяйства направлении.
Массовое повреждение зайцем осинового и березового молодняка в смешанном елово-березовом или елово-осиновом лесу, наоборот, приводит к увеличению доли участия ели. На участие осины в составе насаждения значительно влияют бобры. Устраивая плотины и хатки, бобры изменяют водный режим мест обитания, а вследствие этого и состав древесных и кустарниковых пород.
Влияние фауны на почву и лес. Почва в лесу является средой обитания многочисленных представителей фауны. Для каждой лесорастительной зоны характерны свои лесные обитатели— от простейших, червей, моллюсков до членистоногих и хордовых. Из простейших в лесу наиболее распространены корненожки (амебы), жгутиковые, споровики и инфузории. Некоторые из них паразитируют на различных лесных вредных и полезных насекомых.
В жизни леса большое значение имеют черви. Деятельность дождевого червя охватывает в основном верхний слой почвы (О—20 см). Питаясь мертвым органическим веществом, дождевой червь минерализирует заключенные в веществе элементы питания и тем самым улучшает рост и развитие растений. Количество червей нередко достигает от 100 до 300—500 на 1 м2. Дождевые черви ежегодно откладывают 10—20 т экскрементов на 1 га, которые содержат нитратного азота в 5 раз, обменного кальция в 12, доступного РъО$ в 7, обменного калия в 11 раз больше, чем остальная почва.
Кроме того, дождевые черви, пронизывая своими ходами почву, улучшают ее аэрацию, перемещая почвенные частицы, черви как бы перемешивают почву, способствуют созданию прочной комковатой структуры. В то же время дождевые черви незначительно повреждают корни растений. Общая длина их ходов достигает 1 км на 1 м2, а общее число ходов может быть от 250 до 1000 на 1 м2. Численность и активность дождевых червей изменяются в течение вегетационного сезона, достигая максимума весной, осенью и снижаясь летом. Увеличение численности дождевых червей — признак плодородия почвы. Их размножению способствует периодическое рыхление плотной подстилки, своевременное изреживание густых насаждений, сжигание порубочных остатков при лесозаготовках.
Жизнедеятельность малых лесных муравьев способствует лучшему перемешиванию, аэрации и обогащению органическими веществами почвы вблизи гнезда и существенно влияет на почвообразовательные процессы.
Разрыхляя почву и удобряя ее пищевыми остатками, животные меняют условия существования растений. Среди землероев в лесной зоне чаще всего встречается крот. Большинство ходов крота располагается в верхнем наиболее деятельном, рыхлом 10-сантиметровом слое почвы, что способствует биологическому круговороту — возвращению значительной части почвенных элементов. Копытные животные разрыхляют и обнажают почву, положительно влияя на возобновление, а гнездовой материал птиц удобряет ее.
Моллюски часто встречаются в лесу на поваленных разлагающихся стволах и растущем подросте, в подлеске, на коре деревьев и почвенном покрове. Голый слизень питается грибами,, ягодами, молодыми всходами деревьев, причиняя иногда значительный вред всходам и саженцам в питомнике.
В жизни леса большое значение имеют членистоногие. Из них пауки крестовик и ткач уничтожают много вредных для леса личинок и гусениц. В СССР насчитывается более 2 тыс. видов пауков, 2/з которых лесные обитатели. Поедая исключительно живую пищу, активно добываемую только в кроне или на стволах деревьев и кустарников, в подстилке и верхних слоях почвы, пауки за один летний сезон способны уничтожить свыше 0,3 т насекомых с 1 га.
Почти все птицы, населяющие леса, насекомоядны. При массовом размножении каких-либо насекомых они активно уничтожают их. Насекомыми питаются и растительноядные птицы. Большую пользу лесу приносят синица, поползень, пищуха, кукушка, иволга, козодой.
Синицы, перезимовывая на месте гнездования, в течение зимы истребляют вредителей, извлекая их из коры и щелей. Они расклевывают твердые гнезда яиц кольчатого шелкопряда, зимние гнезда боярышницы, златогузки, отыскивают различных насекомых во всех ярусах леса, в том числе в лесной подстилке. Поползень предпочитает смешанные леса и старые лиственные насаждения. В поисках насекомых он легко передвигается по стволу, обследуя вершины, толстые сучья, ветви, подстилку и поедая долгоносиков, короедов, червецов, усачей, златок, листоедов, пилильщиков, клопов, гусениц многих вредных насекомых. Пищуха, осмотрев корни, по спирали поднимается от комля дерева, проверяя сучья. Она уничтожает взрослых жуков-короедов, яйца, гусениц и куколок бабочек, бабочек некоторых пядениц и других насекомых.
Кукушка уничтожает волосистых гусениц: опасного вредителя леса — кольчатого шелкопряда, соснового непарного шелкопряда, бабочки-монашенки; майского хруща, гусениц пяденицы, долгоносика, личинки различных пилильщиков и других вредных насекомых. Но в молодых степных посадках, только начинающих заселяться ценными насекомоядными птицами, она
может приносить вред: птенцы ее, подрастая, выбрасывают из гнезда птенцов приемных родителей. Иволга уничтожает волосистых гусениц, а в условиях лесостепи является основным врагом ильмового рогохвоста, зимней пяденицы, ивового шелкопряда, майского хруща и других жуков и вредных насекомых.
Совка-сплюшка в отличие от большинства наших сов питается в основном насекомыми. Она истребляет майских хрущей, усачей и других лесных жуков, бабочек, летающих в сумерках и ночью, когда другие насекомоядные птицы бездействуют. Однако наряду с вредными для леса насекомых совка-сплюшка истребляет и некоторых полезных — жужелиц, пауков. Дрозд собирает насекомых, обитающих на поверхности и в самой лесной подстилке. Дрозды истребляют комаров-долгоножек, выклевывают куколок сосновой совки и пяденицы, уничтожают гусениц озимой совки, а также проволочников, шелкопрядов, черепашку, собирающуюся на зиму с прилегающих полей. Поэтому привлечение в лесные насаждения даже кочующих осенью перелетных дроздов полезно для лесного хозяйства.
Дятлы — типичные лесные птицы. Большинство их долбит кору и древесину, уничтожая при этом лесных вредителей (древесницу въедливую, личинок усачей, короедов и т. п.), недоступных для других видов птиц. Следы работы дятла свидетельствуют о том, что деревья заражены короедами и другими насекомыми. Этим можно руководствоваться при проведении санитарных рубок и других лесохозяйственных мероприятий по оздоровлению леса. Дятлы истребляют также открыто живущих насекомых.
Таким образом, взаимосвязь между лесом и птицами сложна и разнообразна. Птицы, особенно в период выкармливания птенцов, истребляют огромное количество вредных для леса насекомых и грызунов, улучшая его санитарное состояние.
Многие птицы и звери — объект охоты. Наибольшее значение среди промысловой фауны имеют белка, соболь, куница, норка, заяц-беляк, лось, глухарь, рябчик и др.
Хозяйственная деятельность в лесу (рубки главного пользования и ухода, смена коренных лесов производными, сбор недревесной продукции, пастьба скота, туризм и т. д.), а также лесные пожары существенно меняют состав, численность и соотношение видов лесной фауны. При этом условия жизни для коренных лесных обитателей, как правило, ухудшаются. В целом же в естественных биоценозах, как писал Г. Ф. Морозов, нет ни вредных, ни полезных животных, там все взаимно приспособлено друг к другу.