Экскурсия в летний широколиственный лес

 

Цели и задачи: 1) определить экологические факторы широколиственного леса: температурный режим, условия увлажнения и освещения; 2) выявить ярусности строения леса; 3) изучить флористический состав каждого яруса; 4) определить морфологические и биологические особенности растений дубравы; 5) изучить признаки приспособлений растений к совместной жизни в широколиственном лесу; 6) выявить влияние антропогенного фактора на структуру и видовой состав лекарственных растений широколиственного леса.

Оборудование: блокнот, карандаш или ручка привязанная на шнурке, линейка, гербарная папка с рубашками, копалка, складная лопатка, рулетка, определитель растений.

 

Начальный этап лета условно наступает с зацветанием шиповника коричного и длится до начала созревания черники. В Чувашии лето начинается в среднем 25-30 мая. В это время средняя суточная температура воздуха переходит через 15^оС.

Среднемесячные температуры в июне, июле и августе отмечаются в пределах 16,5-19,5^оС. Наиболее высокая температура бывает во второй и третьей декадах июля, после чего начинается ее снижение. Максимальная температура воздуха в республике может достигать 37-39^оС.

Осадков в летнее время выпадает от 170 до 210 мм, в основном кратковременные, ливневого характера, иногда суточное количество осадков может превышать месячную норму. Ливни часто сопровождаются грозами. Их бывает до 25-30 в году.

Средняя продолжительность летнего периода от 85 до 95 дней. Заканчивается лето обычно 27 августа – 2 сентября.

Продолжительность вегетационного периода (среднесуточные температуры воздуха 5^оС и выше) в Чувашии составляет 170-175 дней. Осадков за это время выпадает от 290 до 360 мм. С осадками в 1мм и более за вегетационный период бывает в среднем 43-52 дня.

Лес – это природная система, в растительных сообществах которой главную роль играют древесные растения. Под пологом деревьев растут кустарники, кустарнички, травы, мхи, лишайники и грибы, относящиеся к различным систематическим группам. В лесу уживаются различные экологические формы растений – теневыносливые, светолюбивые, вечнозеленые и листопадные и т. д. Лес является прекрасным объектом не только для ботанических исследований, но одновременного знакомства студентов с лекарственными растениями, с охраной природы и экологического воспитания.

Первая летняя экскурсия осуществляется в дубраву, так как студенты продолжают наблюдения за сезонными изменениями этого леса, куда уже совершалась экскурсия осенью, зимой и ранней весной.

Леса являются одним из основных природных богатств нашей республики. Они занимают 29,3% всей территории Чувашии. Под сенью могучих дубов пышно развиваются многочисленные другие породы деревьев, кустарники, травы. 1000 – 500 лет назад вся территория нашей республики была сплошь покрыта дремучими лесами. Со времен заселения Чувашии начался процесс обеслесения. Леса здесь были в основном истреблены за последние 100-150 лет и в настоящее время только по названиям селений можно судить о господстве здесь той или иной лесной растительности. В начале 19 века леса занимали 49% территории Чувашии, в середине того же века – 41%, а на январь 1966 года – 30,5%. При таких темпах снижения лесистости примерно через 200 лет леса могут совершенно исчезнуть с территории нашей республики.

По своему народнохозяйственному значению леса Чувашской республики отнесены к лесам водоохраной зоны, они имеют защитное, санитарно-гигиеническое, эстетическое значение, а также – эксплуатационное. Общий запас древесины в наших лесах составляет 77,35 млн. куб. м., из них около одной трети пригодны для эксплуатации. Лес называют зеленым золотом, имея в виду его особенную ценность и универсальное хозяйственное и экономическое значение. Велика почвозащитная и климаторегулирующая роль лесов.

Широколиственными называют леса, где эдификаторами являются листопадные виды дуба, липы, ясеня, бука, граба; к ним примешиваются и другие листопадные древесные породы – клены, вязы, березы, осины.

На территории Чувашии по высокому правому берегу реки Волги располагаются широколиственные леса – нагорные дубравы – уникальные памятники природы. Некоторые дубравы насчитывают 500 и более лет и представляют огромную историческую и культурную ценность. В далеком прошлом вся территория Чувашии была покрыта сплошными лесами настолько густыми, что дорогой служили только реки. Древние чуваши были упорными тружениками и глубокими мыслителями. Неосознанно, не думая о сиюминутной выгоде, наши предки, выжигая леса для посевов, всегда оставляли несколько самых крупных деревьев. Эти деревья, не сгоревшие в огне, оставались священными. Их называли в народе «Киреметь». Люди поклонялись таким деревьям, совершали около них культовые обряды, молились, украшали их кроны дарами, бросали деньги и золотые украшения к основанию ствола, задабривали богов и злых духов, чтобы вырос и созрел богатый урожай хлеба на этом поле. Устав от трудов, крестьянин садился под дерево, прислонившись спиной к могучему стволу, чтобы отдохнуть, набраться сил. Но поклонение «киреметям» имело большое биологическое значение. Крупные деревья, сохранившиеся на пашнях становились семенниками и восстанавливали леса на оскудневших брошенных полях.

Летние широколиственные леса – дубравы обладают рядом особенностей: они имеют сложное строение, насчитывая до 7-8 и больше ярусов (рис.8); травянистые растения с широкой листовой пластинкой. Среди них много эфемероидов, вегетирующих ранней весной. На почве находится мощная мертвая лесная подстилка, образованная остатками опавших листьев, ветвей и др. Травяной покров богат видами. Характерными являются многолетние растения так называемого широкотравья: сныть (Aegopodium podagraria), осоки волосистая (Carex pilosa) и о. лесная (C. silvatica), пролесник многолетний (Mercurialis perennis), копытень европейский (Asarum europaeum), фиалка удивительная (Viola mirabilis), бор развестый (Milium effusum), овсяницы высокая (Festuca gigantean) и o. лесная (F. silvatica), медуница неясная (Pulmonaria оbscura) и др. Довольно многочисленны папоротники, из них характерны щитовник мужской (Dryopteris filix mas), кочедыжник женский (Athyrium femina). Эту группу видов, в отличие от бореальных (таежных элементов), часто называют неморальными, т.е. элементами флоры широколиственных лесов. Для неморальной флоры характерна также группа ранневесенних эфемероидов: ветреницы, хохлатки, гусиные луки и др.

Ярус мхов почти всегда есть, но мхи не образуют сплошного покрова на почве, по сравнению сосновыми борами.

В дубравах нередко хорошо выражена ярусность корневых систем (рис. 8): корни деревьев проникают довольно глубоко в почву, а корни большинства трав, образующиеся на корневищах, залегают непосредственно под подстилкой.

Рис. 8. Вертикальная структура фитоценоза широколиственного леса

 

Деревья и кустарники дубрав ежегодно образуют большое количество опада, в несколько раз превышающее количество опада в хвойных лесах. Подстилка, как правило, не накапливается; достигая большой мощности осенью, она в течение первой половины лета почти полностью разлагается; этому способствующее рыхлость, хороший запас влаги, от снеготаяния, прогревание солнцем в период, когда деревья еще не оделись листвой. В результате идет интенсивное образование гумуса, который может удержать в себе растворимые продукты распада. Наряду с этим образуются свободные кислоты, которые при обилии влаги вызывают подзолообразовательный процесс. Таким образом, под дубравами, вообще широколиственными лесами формируются подзолистые почвы, но с более или менее мощным гумусовым горизонтом. Их называют дерново-подзолистыми. Благодаря глубокому расположению корневых систем деревьев широколиственные леса вовлекают в свой биологический круговорот гораздо более глубокие почвенные слои, чем хвойные.

В широколиственном лесу зимой накапливается много снега, который проникает сквозь ажурные кроны и не сдувается ветром. Талые весенние воды хорошо впитываются рыхлой мощной подстилкой и гумусом, долго удерживаются ими. Летнее водоснабжение обеспечивается за счет подъема грунтовых вод, но может иногда оказываться недостаточным.

Весной и в начале лета, когда в почве много влаги, она содержит и наибольшее количество доступных корням элементов минерального питания; позже они интенсивнее расходуются и сильнее вымываются.

Световые условия тоже резко меняются в течение сезона в связи с развитием и опадением листьев у деревьев и кустарников. Измерения показывают, что до уровня низкого кустарникового яруса (1 м) проникает лишь 10% солнечной радиации, регистрируемой на уровне верхушек крон (Федосеев, 1967). При этом лучи проходят сквозь листья, сильно меняя свой спектральный состав.

Тепловой режим связан со световым. Таяние снега в широколиственном лесу весной начинается рано и идет примерно с той же скоростью, как и на открытом месте. При этом в рыхлой лесной подстилке, прогреваемой сквозь снег солнцем, начинаются микробиологические процессы, за счет которых ее температура повышается (0, +5^о). Это способствует раннему началу вегетации многих травянистых растений. Однако после снеготаяния поверхность почвы и приподнимающиеся над ней побеги оказываются в очень суровых, неустойчивых температурных условиях, так как не защищены от резких перепадов температур раннего периода весны. После облиствения деревьев ветер почти не проникает под их кроны и колебания температур сглажены.

Главной лесообразующей породой является дуб черешчатый (Quercus robur)(рис. 9) и клен платанолистный (остролистный) (Acer platanoides). Эти деревья образуют первый ярус леса, занимая верхнее доминирующее положение – деревья первой

Рис. 9. Дуб обыкновенный:

1 – ветвь с мужскими соцветиями, 2 – часть соцветия, 3 – побег с плодами,

4 – женский цветок, 5 – годичный побег из двух элементарных: а – первый прирост (весенний); б – второй прирост (летний, или Иванов побег).

 

величины. Высота может достигать 40-50 м, диаметр ствола 100 см и более. На открытых местах крона сильно разрастается, вы-

глядит могучей, ветви отходят на большой высоте. В густом ле-

су дуб имеет очищенный от ветвей сбежистый ствол, увенчан-

ный кроной.

Дуб черешчатый отличается значительной засухоустойчивостью, так как корневая система располагается глубоко (до 12 м), но может выносить и временное переувлажнение. Поэтому на высоком правом берегу реки Волги для него создаются подходящие условия. Размножается семенами и вегетативным возобновлением. При порослевом возобновлении восстановление ду-

брав идет быстрее, но деревья вырастают более низкорослые с рыхлой и менее ценной древесиной. При семенном возобновлении формируются высокоствольные прямостоячие деревья, но цикл их развития более растянут во времени.

Второй ярус образован сопутствующими породами деревьев. В нагорных приволжских дубравах в состав второго яруса входят вяз шершавый (Ulmus scabra), липа мелколистная или сердцевидная (Tilia cordata)(рис.10), яблоня дикая (Malus silves-

 

Рис. 10. Цветущая ветка липы сердцевидной

tris), черемуха обыкновенная (Padus racemosa)(рис.11), осина обыкновенная (Populus tremula)(рис.12) и другие деревья.

 

Рис. 11. Цветущая ветка черемухи.

 

Рис. 12. Осина обыкновенная

1 – побег с мужскими соцветиями, 2 – вегетативный побег, 3 – побег с соплодиями.

 

Они являются теневыносливыми и хорошо развиваются под пологом первого яруса. У теневыносливых растений дубрав распространена листовая мозаика, например, у клена, вяза и липы. Она образуется в результате различной интенсивности роста черешков листьев, затененный черешок нарастает быстрее и выдвигает свою листовую пластику в свободное пространство между затеняющими листьями. В результате этого на боковых ветвях возникает сплошная поверхность из листьев, края и верхушки которых прилегают друг к другу, создавая единую хорошо улавливающую свет плоскость, краевые положения занимают крупные нижние листья, а внутреннее пространство занято более мелкими верхними.

Третий ярус имеет сложное строение и может быть разделен на два подъяруса: высокие кустарники – ивы (Salix), калина обыкновенная (Viburnum opulus)(рис.13), карагана древовидная (Caragana arborescens), лещина обыкновенная (Corylus avella-

 

 

Рис. 13. Калина обыкновенная

nа), и низкие кустарники – бересклет бородавчатый (рис. 14) (Euonymus verrucosa), жимолость обыкновенная (Lonicera xylo-

Рис. 14. Бересклет бородавчатый

 

steum), волчник обыкновенный (волчье лыко) (рис. 15) (Daphne mezereum), различные виды шиповников. Различаясь по отношению к свету, кустарники занимают различные места: свето-

 

Рис. 15. Волчник обыкновенный (волчье лыко)

любивые – шиповник, карагана по опушкам и просекам, теневыносливые – под пологом леса. Обратившись к изучению травяного покрова, мы заметим, что он также сложен двумя, а иногда и тремя подъярусами. Верхний образован высокими злаками – овсяница лесная (Festuca silvatica), бор развесистый (Milium effusum), овсяница гигантская (F. gigantea), а также двудольным разнотравьем – колокольчик крапиволистный (Campanula trachelium), борец высокий (Aconitum excelsum), сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria), крапива двудомная (Urtica dioica), колокольчик персиколистный (C persicifolia) и др.

Второй подъярус составляют герани (лесная, луговая, болотная) (Geranium sylvaticum, G. рretense, G. palustre), ясменник пахучий, чистец лесной, купены, яснотки (белая и пятнистая) и др. Третий подъярус образуют наиболее теневыносливые растения – ландыш майский (Convalaria majalis), копытень европейский (Asarum europaeum), звездчатки (дубравная, жестколистная) (Stellaria nemorosum, S. holostea), медуница, будра плющелистная (Glechoma hederacea), вороний глаз (Paris quadrifolia) и др.

По полянам встречаются листья первоцвета весеннего. Обратим внимание на то, что изменилось в окраске венчиков цветков. Если в ранневесеннем лесу венчики имели самую различную окраску, то в темном летнем лесу цветки имеют белый или желтый цвета, которые хорошо заметны для насекомых в темном лесу.

Все растения травяного покрова широколиственного леса, живя в условиях резко изменяющейся в течение сезона фитосреды, должны обладать соответствующими приспособлениями.

Рассмотрим некоторые из них. Большинству видов свойственно раннее цветение. Первые цветущие растения появляются в середине–конце апреля, максимум цветущих видов обнаруживается в мае, лишь немногие виды цветут в июне – июле. Цветение протекает в специфических условиях обилия света, влаги и элементов минерального питания, но очень неустойчивого температурного режима.

Подавляющее большинство растений широколиственного леса энтомофильны. Зацветание многих видов совпадает во времени с вылетом насекомых-опылителей. Точные наблюдения показывают, что самоопыление здесь играет очень малую роль (Горышина, 1969).

Раннему цветению соответствует раннее заложение почек возобновления. У большинства видов травяного покрова широколиственного леса почки возобновления цветоносных побегов формируются в течение июля – августа, а к сентябрю в них уже есть зачатки цветков. Характерно, что цветоносные побеги несут мало листьев, цветение начинается раньше, чем полностью разовьется листовая поверхность. У большинства видов «широ-

котравья» почки будущих цветоносных побегов трогаются в рост осенью во время листопада и зимуют в зелеными листочками, прикрытые густым рыхлым слоем опавших листьев. Некоторые виды «широкотравья» обладают способностью к подснежному росту. Об особенностях развития эфемероидов широколиственного леса было сказано в ранневесенней экскурсии настоящей пособии.

Горышина Т. К. (1969) отмечает, что все виды «широкотравья» могут фотосинтезировать очень интенсивно весной и в начале лета, обеспечивая себя запасами; в период же полного затенения фотосинтез едва покрывает «текущие расходы». У большинства видов в корневищах или других подземных органах развита запасающая ткань.

Большинство видов «широкотравья» мегетрофы, т. е. нуждаются в обильном минеральном питании. По-видимому, именно недостаток питания больше, чем недостаток света, препятствует проникновению этих видов под полог хвойных лесов. По степени требовательности к почвенному питанию растения «широкотравья» могут быть распределены следующим образом:

а) явные мегатрофы: пролесник многолетний (Mercurialis perennis), черемша (медвежий лук) (Allium ursinum), сныть (Aegopodium podagraria), купена многоцветковая (Polygonatum multiflorum), из эфемероидов – зубянки (Denraria), ветреница лютичная (Anemone ranunculoides), адокса мускусная (Adoxa moschatellina);

б) мезофиты: медуница неясная (Pulmonaria оbscura), сочевичник весенний (Lathyrus vernus или Orobus vernus), бор развесистый (Milium effusum) и другие злаки, фиалка удивительная (Viola mirabilis), борец высокий, из эфемероидов – гусиные луки (Gagea), хохлатка Галлера (Corydalis Halleri);

в) относительные олиготрофы: зеленчук желтый (Galebdolon luteum), лютик кашубский (Ranunculuc cassubicus), копытень европейский (Asarum europaeum), осока волосистая (Carex pilosa), ожика волосистая (Luzula pilosa), вороний глаз (Paris quadrifolia), из эфемероидов – ветреница дубравная (Anemone nemorosa). Эти виды встречаются и в хвойных лесах.

Существенные различия между отдельными группами видов обнаруживаются в сроках вегетации и продолжительности жизни листьев. По этому признаку неморальная травянистая флора может быть разделена на несколько разновременно развивающихся синузий (экологически и фитоценологически обособленная группа растений), в известной мере сменяющих друг друга в течение вегетационного периода. Синузии это следующие:

а) ранневесенние эфемероиды (гусиные луки, хохлатка, ветреницы, чистяк, зубянки) – их вегетация полностью укладывается в безлистный период;

б) поздневесенние эфемероиды (адокаса, черемша) – вегетация захватывает и облиственную фазу (примерно до июня, июля);

в) летнезеленые растения, сохраняющие зеленые листья до конца вегетационного периода (сныть, пролесник многолетний, фиалка удивительная, лютик кашубский, неморальные злаки); некоторые из этих растений цветут одновременно с ранневесенними (пролесник) или поздневесенними эфемероидами (лютик кашубский, сочевичник), но листовая поверхность достигает полного развития лишь после цветения – к началу олиственной фазы у деревьев; листья отмирают с первыми заморозками;

г) летнее-зимнезеленые и вечнозеленые растения, сохраняющие большую часть листьев до весны; у первых (живучка ползучая, осока волосистая) прошлогодние листья отмирают в начале вегетации, у вторых (зеленчук желтый, копытень европейский, подлесник европейский – Sanicula europaea) продолжают вегетировать все лето. Количество образующихся за сезон листьев у этих растений, как правило, невелико и все они развертываются в самом начале вегетации; цветение тоже может ранневесенним (копытень, осока волосистая); частичная вечнозеленость, когда часть листьев может переживать зиму и вегетировать весной, свойственна медунице, примуле весенней (Primula veris).

В широколиственном лесу без особого труда можно найти тайных разбойников – растений паразитов. На лесных полянах и опушках можно увидеть яркие клумбы желто-фиолетовых соцветий марьянника дубравного (Melampyrum nemorosum). Его в народе называют Иван-да-Марья за двойную окраску соцветий.

Но собственно цветы желтого цвета, а вот листочки-прицветники фиолетовые и поэтому соцветие яркое, издали заметно для насекомых. Растения невысокие – до 35 см высотой с супротивными зелеными листьями. Обманчиво растение марьянник дубравный. Прикрываясь зеленой окраской надземных органов, оно в почве имеет корни – присоски. Этими присосками марьянник присасывается к корням соседних трав и всасывает соки – питательные вещества из своих соседей. Поэтому растения Иван-да-Марья яркие, зеленые, очень хорошо себя чувствуют, ведя полупаразитический образ жизни, питаясь за счет солнца и почвы и других растений. «Измененное питание» ведет к незримой борьбе, непрестанно идущей между травами и выживает тот, кто «хитрее», кто лучше приспосабливается к выживанию. Другого растения – паразита широколиственного леса мы характеризовали во время ранневесенней экскурсии (Петров крест) (рис. 16).

После яркой опушки, в глубине леса цветков почти не видно, единично встречается лесной чистец (Stachys silvatica) или герань лесная (Geranium silvaticum) (рис. 17) со своими узорными листьями. Пора лесных цветов миновала. В глаза бросается одно обстоятельство: деревья не все одинакового размера, разной толщины.

Одни могучие, крепкие вознесли свои вершины к синему небу, другие слабые – ниже, хотя все-таки вынесли свои вершины к синему небу, другие слабые – ниже, хотя все-таки вынесли свои вершины к свету. Иные, наконец, еще более слабые с массой сухих сучков на тощем стволе, а многие из них совсем засохли. Но если присмотреться внимательно, можно обнаружить, что все эти деревья одного возраста. Почему такая разница в

 

Рис. 16. Петров крест.

 

 

Рис. 17. Герань лесная

 

росте и развитии? Ответ один: слабые задушены сильными. Деревья гибнут без света, а так как в лесу вырастает слишком мно-

го молодых деревцев, то часть их обречена на неизбежную гибель. Это внутривидовая борьба за существование, уносящая много жертв. Но где же трупы. Их почти нет: сухие веточки, бурелом, опавшие листья. Судьба их скоротечна: сучок упавший с дерева темнеет, растрескивается, становится трухлявым, хрупким, покрывается грибами, микроорганизмами и разрушается, превращаясь в труху. Ветки и листья превращаются в перегной из которого получают питание живые растения. В широколиственном лесу почти все органическое вещество, образованное в процессе фотосинтеза, расходуется здесь же. Накопления небольшие – в виде древесины крупных деревьев. Поэтому дубравы так долговечны и устойчивы, растут на одном месте 500 и более лет.

Снова обращаем внимание на травянистые растения. В густом лесу, где мало света под деревьями растет крапива двудомная и сныть обыкновенная. Эти растения, живущие в затенении, пребывают в вегетативном состоянии. Изредка над ними виден зонтик белых цветков сныти, над которым звенят насекомые. Под пологом этих растений совсем темно, но и там растут кислица, копытень и другие растения, способные использовать рассеянные лучи света.

Копытень европейский (Asarum europaeum) имеет укороченный стебель с 2-3 низовыми чешуевидными листьями и 2-3 развитыми листьями (рис.18). Листовая пластинка почковидная, с серд

цевидным основанием, на длинном черешке. Обратите внимание на цвет листвы у копытня: темно-зеленые листья перезимовывали и засохнут, когда разовьются светло-зеленые молодые листья. В течение года у растения происходит постепенная смена листьев, поэтому копытень следует отнести к вечнозеленым травянистым растениям широколиственного леса.

Цветки копытня на коротких цветоножках, у самой земли и прикрыты листьями. Опыляют их ползающие насекомые – небольшие жуки, муравьи, мухи и т. д. После отцветания образет-

ся плод – коробочка, в которой созревают семена с сахаристыми придатками. Эти придатки любят муравьи, которые растаскива-

Рис. 18. Копытень европейский:

 

ют семена. В почве у копытня длинное ветвистое корневище, при помощи которого обеспечивается вегетативное размножение. Поэтому копытень европейский растет куртинами. Все растение ядовито, обладает сильным перечным запахом.

Пробиваемся дальше в глубь дубравы. На нашем пути высотой в человеческий рост стоит борец высокий. Шершавые стебли, покрытые волосками, огромные пальчатораздельные опушенные листья и кисть крупных фиолетовых цветков. Удивительные цветки у этого растения. В них трудно найти чашечку или венчик, но зато сразу бросается в глаза большой фиолетовый мешок каждого цветка – шпорец. Вскрываем этот шпорец и еще более удивимся. В шпорце находятся два маленьких изящных, фигурных нектарника, выделяющих сладкий сок. Для сбора и хранения этого сока и нужен шпорец цветку. Насекомые, добывая нектар, опыляют цветки. Но муравьи сладкоежки не хотят заниматься опылением. Они прогрызают шпорец сбоку и выпивают нектар. Борец за это не обижается на муравьев. Осенью муравьи помогут рассеять его семена.

Растения летнего леса опыляются в основном перекрестно, так как потомство, полученное от перекрестного опыления значительно сильнее. Что самоопыление действительно не желательно растению, говорит нам масса особых приспособлений, которыми растение как бы стараются устранить его. Впереди среди темной зелени видны яркие цветки. Яркая окраска цветков, контрастирующая с зеленым цветом листьев играет роль только вывески в темном лесу для насекомых, за которой они, на основании опыта, знают, что скрывается. Главным носителем окраски являются лепестки, образующие венчик. Но в некоторых случаях, когда лепестки обращаются в нектарники и вообще бывают малозаметны, в яркие цвета, привлекающие насекомых, окрашиваются другие части – чаще всего чашелистики. Такими свойствами обладает вереск, лиловая окраска цветков которого принадлежит чашелистикам; гравилат речной, у которого чашелистики окрашены в красно-бурый цвет.

Изумительно красивы наклоненные ажурные побеги купены. Из пазухи эллиптических листьев свисают ягоды – по одной – две у купены лекарственной (Polygonatum officinale)) (рис.19) и по 4-5 у к. многоцветквой (P. Multiflorum). Оба растения обладают лекарственными свойствами. За форму корневища получило растение название «соломонова печать». Легенда говорит, что в

древности жил царь Соломон и было у него 137 жен. Самая младшая жена – сто тридцать седьмая жена была очень красива и любил ее Соломон больше других. Но был у жены один недостаток – выбалтывала она семейные тайны вплоть до интимных. За это полагалось убить женщину, но очень уж сильно любил царь болтливую жену и не мог поднять меч на ее голову. Пошел тогда царь к Мудрецу просит совета. Сказал Мудрец, чтобы пошел царь в лес, выкопал корневище купены и положил его под подушку своей жене, и замкнутся уста болтливой жены. Так и сделал Соломон. С тех пор жена перестала выбалтывать тайны и жили они долго и счастливо. С той поры называют купену соломоновой печатью. Если посмотреть на корневище – видны на нем круглые углубления – «печати» с особым рисунком. Это следы отмерших прошлогодних побегов. По их количеству можно подсчитать возраст растения. Но лучше не выкапывать корневище купены, не губить растение. Все виды купены охраняются, так как относятся к исчезающим.

 

Рис. 19. Купена лекарственная

 

Полюбовавшись купеной идем дальше. Впереди гроздь черных, размером с горошину, блестящих ягод среди мутовки ажурных больших листьев. Это воронец колосистый (Actaea spicata) (рис. 20). Не спешите рвать ягоды – они ядовиты для человека. Но птицы и звери поедают их безболезненно и разносят семена подальше от материнского растения. В почве у воронца также корневище.

У большинства травянистых растений широколиственного леса подземные органы представлены корневищем, которое обеспечивает вегетативное размножение. Образование семян и плодов не всегда возможно в темном лесу, поэтому большинство растений предпочитает вегетативное размножение: у звездчатки, копытня, будры укореняется надземный побег, превращаясь в корневище, а сердечник размножается листьями. Падает лист на влажную почву, укореняется и вырастает новое растение, которое зацветает быстрее, чем проросток из семени.

Рис. 20. Воронец колосистый

 

У некоторых растений имеются дополнительные, подчас хитроумные приспособления для размножения. В широколиственном лесу нетрудно отыскать горошек лесной (Vicia silvatica). Его слабые цепляющиеся стебли, прижимаясь к почве, образуют корни и дополнительные побеги. Таким образом, из одного по-

бега возникает несколько. Но еще интереснее распространение семян у горошка: созревшие плоды растрескиваются, створки боба быстро закручиваются, с большой силой разбрасывая семена – горошины на значительное расстояние. Наподобие этого умеет выстреливать своими семенами из коробочек самое теневыносливое растение наших широколиственных лесов – кислица. Но у кислицы есть запасной вариант – вегетативное размножение. Под землей у нее образуются длинные корневища, от которого вверх пробиваются молодые побеги. А костяника, земляника, приспособились расстилать наземные побеги – усы, при помощи которых они не только размножаются, но и быстро захватывают новые площади.

В сырых и темных местах широколиственного леса растет

удивительное растение – недотрога (Impatiens noli-tangere) (рис. 21) – не тронь меня из семейства бальзаминовых. Стебли у не-

дотроги сочные с утолщенными узлами и светло-зелеными ли-

Рис. 21. Недотрога обыкновенная

 

стьями. В стебле просвечивают жилки, по которым передвигаются питательные вещества из листьев к корню и от корня к листьям. Красива недотрога во время цветения: крупные желтые неправильные цветки подвешены на тонких цветоножках и при малейшем колебании воздуха раскачиваются в стороны – так они лучше заметны для насекомых. Но если не будет опылителей, недотрога образует семена без них – самоопылением. Но самое интересное у недотроги – плоды. В конце июля, в августе созревают у недотроги удлиненные коробочки. И стоит прикоснуться к ним, как створки с треском раскрываются и зрелые семена летят более чем на два метра от материнского растения. Такая стрельба начинается, если пройдет мимо животное или от ветра закачаются растения. Даже зажатые между пальцами коробочки раскрываются и створки шевелятся при этом как живое.

Самые темные глухие участки леса сплошь заняты снытью (Aegopodium podagraria) (рис. 22). В народе сныть обыкновенную по чувашски ласково называют «серде». Весной молодые листья сныти собирают и готовят множество блюд, заготавливают на зиму полезную приправу (сушат, солят).

Рис. 22. Сныть обыкновенная

 

В листьях сныти содержатся питательные вещества, соли различных кислот, витамины. Эти вещества улучшают пищеварение, а главное спасают наш истощившийся за зиму организм от авитаминоза. Летом сныть заглушает другие растения, широко раскинув свои ажурные листья. Ребристые стебли до метра и более высотой, на их верхушках сидят зонтики белых мелких цветков. И что удивительно – цветки очень мелкие, но собранные в большое соцветие, они хорошо заметны для насекомых издали. На соцветиях сныти всегда много опылителей от маленьких жучков, мух до огромных жучков – бронзовок и бабочек, всем нравится сладкий нектар и вкусная пыльца. Ну и пусть едят и цветки опыляют.

На питательной почве и где лес не густой растет крапива двудомная(Urtica dioica)(рис. 23.). Высотой в рост человека с темно-зелеными листьями, она летом образует непроходимые заросли. Растения раздельнополы: на одних образуются невзрач-

 

Рис. 23. Крапива двудомная

 

ные зеленоватые женские – пестичные цветки, а на других – тычиночные (мужские). Не видно опылителей на цветках крапивы, но зато много моллюсков на ее листьях. Питательны для животных все органы растения и особенно – листья. Не даром молодые листья крапивы, богатые солями железа, питательными веществами, витаминами издревле люди используют в пищу. Более энергично крапива размножается вегетативным способом. Под землей сильно ветвистые мощные корневища, которые быстро захватывают все участки с богатой гумусом почвой.

В сырых местах между деревьями цветет любка двулистная (Platanthera bifolia) (рис. 24) из семейства орхидных. Ее легко узнать по двум розеточным крупным овальным листьям, охватывающим одиночную цветочную стрелку высотой 25-40 см с мелкими прицветными листочками. Соцветие – кисть с белыми душистыми цветками с длинным шпорцем. Тычинка всего одна, но пыльца в пыльниках не рассыпается, она собрана в комочки – поллинии. Эту лесную орхидею называют лесной фиалкой, так как вечером аромат растения становится сильнее и привлекает сумеречных бабочек.

Рис. 24. Любка двулистная

 

Под землей у любки двулистной скрыты два утолщенных веретеновидных корневых клубня с запасом питательных веществ, старый клубень ежегодно отмирает, а на смену ему развивается новый.

По кустарникам в нагорных дубравах произрастает пролесник многолетний(Mercurialis perennis) (рис. 25) – представитель молочайных, но без млечного сока. Яркие зеленые листья его хорошо видны среди разнотравья. Летом на женских растениях созревают парные орешки. Растение двудомное, в почве длинное ветвистое корневище, благодаря которому образуются большие клоны.

Типичными для широколиственных лесов являются злаки. Наиболее высокие – бор развесистый (Мilium effusum) и овсяница лесная (Festuca silvatica) – достигают человеческого роста.

Рис. 25. Пролесник многолетний

 

Мятлик дубравный (Poa nemoralis) и перловник поникший (Melica nutans) вместе с осоками входят во второй подъярус и заполняют промежутки между широколиственными травами.

В дубравах широко распространена фиалка удивительная (Viola mirabilis) (рис. 26). Простенькое маленькое растение полно удивительных неожиданностей. Найдите его душистые цветки и хорошенько рассмотрите. Цветок имеет лиловый венчик, приятный запах и издали манит насекомых. Они прилетают, пьют сладкий нектар из шпорца нижнего лепестка, как будто опыляют цветок. Но здесь скрыт интересный фокус: яркие цветки фиалки почти никогда не образуют семян, они бесплодны. А после отцветания ярких цветков появляются цветки второго типа. Они лишены яркого венчика и вообще как бы неразвиты. Они не нуждаются в насекомых для опыления (или ветра), так как самоопыляются и образуют нормальные семена. Пыльники в этих цветках – уродцах тесно прижаты к

Рис. 26. Фиалка удивительная

 

рыльцу и пыльца из них непосредственно попадает на него. Действительно «удивительная» фиалка приманивает насекомых, но не нуждается в их услугах. В далеком прошлом фиалки плодоносили и яркие цветки об этом свидетельствуют то, что у незначительной части душистых цветков семена образуются и сейчас.

 

Задания и порядок работы

I. Изучение экологических факторов широколиственного леса.

1. Определить влажность почвы в густом лесу, на лесной поляне и проезжей части без дернового покрова.

Оголить лопаткой почву в лесу, взять почву в горсть, сжать землю в кулаке. На высоте 1 м разжать так, чтобы ком земли свободно упал. Если ком земли не рассыплется – почва очень сырая; если рассыплется на комки – почва сырая; если ком зем-

ли рассыплется в пыль – почва сухая. На основании результата сделать вывод о водном режиме почв леса.

2. Определить и сравнить мощность гумусового слоя в широколиственному лесу. Выкопать лопаткой яму глубиной 0,3 м, измерить линейкой или рулеткой толщину верхнего темного слоя почвы. Сделать вывод о плодородии почвы в различных типах лесов. Описать рельеф, почву, условия минерального питания, освещения, состав лесной подстилки, ее толщина, образование, разложение и т. д.