Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Основные понятия о лесе

Лесные мелиорации осуществляются искусственно создаваемыми лесными насаждениями в виде лесных полос и лесных массивов, целесообразно размещенных на территории землепользования. Рост и развитие таких насаждений подчиняются тем же закономерностям, что и естественных лесов. Поэтому, прежде чем рассматривать вопросы создания мелиоративных лесных насаждений, необходимо познакомиться со строением, экологией и биологией естественного леса.

Лес — растительное сообщество. На первый взгляд лес — случайное, хаотическое скопление различных древесных растений. В действительности это не так. Лес — это закономерное явление природы, возникшее в определенных условиях в ходе эволюции растительного покрова Земли. Классик русского лесоводства Г. Ф. Морозов указывал (1931), что природа леса слагается из трех компонентов: природы пород, природы их сочетаний, природы условий местопроизрастания. В этой формуле глубоко раскрывается сущность леса. Природа пород выражается прежде всего особенностями вида растения в его требованиях к условиям существования и способности удовлетворять их в разных условиях местопроизрастания. Природа сочетаний отражает характер взаимоотношений древесных пород, их способность мириться с присутствием друг друга или быть полезными друг другу. Природа местопроизрастания определяется возможностью физических условий среды удовлетворить потребности растений в основных факторах жизни: воздухе, свете, тепле, влаге, пище.

Перечисленные компоненты, слагающие общую природу леса, весьма изменчивы, поэтому естественные леса разнообразны. Ведущий компонент, от которого зависит весь облик леса, — это природа условий местопроизрастания. Она определяет, какие древесные породы будут здесь расти и какие сложатся между ними взаимоотношения. Однако древесные растения в процессе своей жизнедеятельности способны воздействовать на условия местопроизрастания, довольно существенно изменять их.

Помимо древесных растений, в понятие леса необходимо включать живущие в нем различные виды трав, мхов, лишайников, грибов,. а также животные и микроорганизмы. Лес представляет собой закономерно сложившееся сообщество древесных растений и других типов организмов, экологически и биологически взаимосвязанных друг с другом и развивающихся в единстве со средой. В этом определении под экологической взаимосвязью понимается связь между организмами через изменение условий среды: взаимное затенение, изменение режима тепла, влаги, пищи, других факторов, а под биологической — опыление цветков, срастание корней и т. д. Указание на единство со средой надо понимать диалектически, как противоречивое, поскольку оно достигается не только в результате подбора растений соответственно своим требованиям к среде, но и путем некоторого изменения как своих требований (появление экотипов), так и условий среды (влияние на плодородие почвы, режим влаги, тепла, света и т. д.) в процессе существования леса. Таким образом, идет непрерывный процесс изменения среды и приспособления к ней растений.

Учение о лесе как сообществе древесных растений было создано Г. Ф. Морозовым (1949) в начале XX в. Оно оказало большое влияние на развитие учения о фитоценозах, то есть растительных сообществах. Несколько позднее он стал рассматривать лес уже как биоценоз, то есть сообщество растений и животных. Однако, работа в этом направлении не была завершена.

Дальнейший шаг в развитии учения о лесе как биоценозе принадлежит академику В. Н. Сукачеву.

В 1940—1950 гг. он создал общебиологическое учение о биогеоценозах. Биогеоценоз рассматривается как совокупность биоценоза и экотопа, где биоценоз состоит из фитоценоза, зооценоза и ми-кробоценоза, а экотоп — из климатопа и эдафотопа (рис. 4). Все компоненты биогеоценоза взаимосвязаны друг с другом и образуют сложное природное единство. Под экотопом (буквально это означает экологическое место) понимаются условия местопроизрастания, которые характеризуются разными климатическими (климатоп) и почвенно-грунтовыми (эдафотоп) условиями. Под биоценозом понимается объединение сообществ растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз). Таким образом, биогеоценоз представляет собой биологическое сообщество растений, животных и микроорганизмов, объединенных общностью условий местообитания и пищевыми связями. Границы биогеоценоза совпадают с границами фитоценоза. Биогеоценозы могут быть различными: лесные, луговые, степные, болотные, водные. Сельскохозяйственные поля — это культурные биогеоценозы. Любой участок земной поверхности представлен тем или иным биогеоценозом. Следовательно, лес надо рассматривать как лесной биогеоценоз.

В 1935 г. английский эколог А. Тэнсли ввел понятие об экологических системах (экосистемах), развитое в дальнейшем американским экологом Ю. Одумом (1975). Некоторые ученые отождествляют понятия биогеоценоза и экосистемы. Общее для них — взаимосвязь между живыми организмами и физической средой. В этом отношении каждый биогеоценоз можно рассматривать как экологическую систему.

Понятие экосистемы очень важное. Оно раскрывает внутренние связи между организмами и физической средой в преобразовании солнечной энергии и круговороте веществ. При характеристике экосистемы принято все организмы разделять на следующие функциональные группы.

1. Продуценты — автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, которые способны создавать пищу из простых неорганических веществ, используя энергию солнца (фотосинтез).

2. Макроконсументы, или фагофиты (пожиратели),— гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают другие организмы или частицы органического вещества.

3. Микроконсументы, или сапрофиты (разлагатели), — гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные органические соединения продуктов выделения живых организмов и отмершие организмы с освобождением неорганических веществ, которые используются в пищу продуцентами.

Рис. 4. Схема взаимодействия компонентов биогеоценоза (по В. Н. Сукачеву).

Таким образом, экосистема — это совокупность различных функциональных групп организмов и среды, объединенных единым потоком энергии и биологическим круговоротом веществ. На рисунке 5 показаны направления потоков веществ и энергии между функциональными группами организмов. Это можно проиллюстрировать также простым примером: продуценты — деревья; их листья поедают различные насекомые (травоядные); ими питаются насекомоядные птицы и некоторые звери (хищники 1-го порядка), которые, в свою очередь, служат пищей для других хищных птиц или зверей (хищники 2-го порядка) и т. д.

Цепи выедания в природе могут быть очень сложными и длинными. Вместе с пищей от одного звена к другому передается и энергия, заключенная в ней. Часть пищи и энергии расходуется в процессе дыхания, часть сохраняется в переработанном виде в организме. Продукты жизнедеятельности (отбросы) и трупы биофагов попадают в цепь разложения, передавая туда вещество и энергию. Сапрофаги (черви, бактерии, грибы) разлагают (тоже ступенчато) мертвое органическое вещество до минерального состояния, которое вновь поступает через почву и воздух (СО₂) в пищу продуцентам. Так замыкается биологический круговорот веществ в экосистеме. Энергия при этом постоянно рассеивается в процессе жизнедеятельности организмов. Теряется и часть вещества в газообразном и растворенном в воде состояниях. Поэтому экосистема замкнута не полностью, она полуоткрыта. Часть вещества из одной экосистемы переходит в другую. В результате этого процесса все экосистемы биогеоценозов объединены на планете в единую экосистему биосферы. Один из важных ее компонентов — лес.

Следовательно, лес представляет собой экосистему лесного биогеоценоза. Главный компонент его — сообщество древесных растений. Дальнейшее знакомство с лесом будет посвящено в основном рассмотрению закономерностей строения и развития древесного фитоценоза.

Строение леса. Для леса характерно ярусное расположение растений (рис. 6). Во взрослом лесу основной верхний полог образует древостой. Он может состоять из 2—3 ярусов деревьев, отличающихся друг от друга по высоте. Самый верхний, первый ярус представлен главными древесными породами — лесообразователями. В зависимости от того, какая она будет, зависит название леса: дубовый, сосновый, еловый, березовый и др. Далеко не всякая древесная порода способна образовать лес. Причины этого еще недостаточно изучены.

Во втором и третьем ярусах растут обычно теневыносливые древесные породы — спутники главных пород, их называют сопутствующими породами (липа, клен, вяз и др.). Они обычно приурочены к просветам (окнам) в верхнем ярусе и размещены сравнительно редко. Иногда, особенно в старом лесу, в этих ярусах может расти более молодое, чем в первом ярусе, поколение теневыносливых главных пород (ель, кедр). Подчиненные ярусы древесных пород в древостое учитываются в практике в том случае, если они отличаются друг от друга и от пород первого яруса по высоте на 20 %, а суммарный объем их стволов (запас древесины) составляет не менее 20 % запаса первого яруса.

Рис. 6. Ярусы леса.

Ниже древостоя размещается ярус кустарников, образуя подлесок (лещина, свидина, жимолость и др.). Он бывает хорошо развит в несколько изреженном древостое. В зависимости от количества света, проникающего под полог леса, подлесок может быть редким или густым.

Светолюбивые кустарники растут или на опушках леса, или в виде самостоятельных зарослей на открытых местах (терн, лох, ивы и др.).

Важный структурный элемент леса — подрост. Так называют молодое поколение древесных растений, возникшее после прорастания опавших семян. Особенно большую хозяйственную ценность имеет подрост главных древесных пород. При достаточном его количестве (5—10 тыс. на 1 га) обеспечивается успешное восстановление леса после рубки старого. Под сомкнутым пологом леса, в затенении, подрост живет недолго (5—7 лет, ель — до 30—40 лет), дольше он сохраняется в окнах, просветах полога, через которые проникает достаточное количество света. Поэтому наблюдается обычно групповое размещение подроста. Отмирающий подрост пополняется новым, так как плодоношение древесных пород повторяется многократно.

Следующий ярус леса — живой напочвенный покров, состоящий из травянистых лесных растений, мхов, лишайников, грибов. Мощность его развития оказывает существенное влияние на прорастание опавших семян деревьев и рост подроста. При сильном разрастании мхов во влажных ельниках и сосняках опадающие семена прорастают на моховой подушке, а летом при подсыхании мхов всходы гибнут, так как их корни не достигают минеральной поверхности почвы. В осоковых дубравах при сильно разросшихся травах желуди, попадая на дернину, не могут укорениться и погибают.

На поверхности земли в лесу образуется лесная подстилка, состоящая из опавших листьев, хвои, веточек, коры, цветков, плодов и других остатков растений, а также мертвых насекомых и др. Здесь находится мелкая фауна (насекомые и черви) и множество микроорганизмов (бактерии, грибы). Эти сапрофаги разлагают мертвое органическое вещество лесной подстилки. Наиболее разложившийся нижний ее слой постепенно переходит в верхний горизонт почвы. Благодаря этому почва постоянно обогащается гумусом и элементами минеральной пищи растений.

Масса ежегодного спада зависит от породного состава и строения леса и колеблется в пределах 3—5 т на га в сухом состоянии. Годичный опад не успевает весь разложиться в течение года. Длительность разложения зависит от условий местопроизрастания и колеблется от до 10 лет и более. В результате количество лесной подстилки в несколько раз превышает годичный опад. В хвойных лесах опад разлагается медленнее, чем в лиственных. В сырых ельниках за счет опада может образоваться торф.

В расположении корней в почвогрунте также наблюдается ярусность. Травы занимают верхний слой, ниже размещаются корни кустарников, еще глубже (до 5— 6 м) проникают корни древесных пород. Однако это не значит, что корни древесных пород не занимают верхних горизонтов почвы. Мозаичное размещение растений по площади обеспечивает каждое из них своей площадью питания. В пределах этой площади древесные растения осваивают все горизонты почвы. Основная масса корней (до 90 %) размещена в самом верхнем слое (50—60 см).

Характер ярусности леса с изменением условий местопроизрастания может изменяться. Участок леса, на некотором протяжении однородный по составу ярусов, называют лесным насаждением независимо от того, естественный это или искусственно созданный лес. Понятия «однородный участок леса» и «лесное насаждение» равнозначны.

Совокупность лесных насаждений образует лесной массив. Размер внутренне однородных участков леса в зависимости от рельефа местности в пределах одного лесного массива может колебаться от нескольких гектаров до десятков и более гектаров. В разных местах лесного массива могут встречаться одинаковые лесные насаждения, если условия местопроизрастания их сходные.

В соответствии со строением естественного леса при искусственном создании лесных насаждений все древесные породы подразделяют на главные, сопутствующие и кустарники. Это лесоводственные группы древесных пород. Такое деление отражает их роль в сложении леса и позволяет формировать насаждение нужной формы.

12 3 Следующая ⇒