Физические способы таксации.

Определение объема

Ксилометрический способ. Применяется для наиболее точного объема древесной массы. Ксилометрический способ основан на известном законе физики: тело погруженное в жидкость, вытесняет ее в объеме, равном своему объему.

Прибор для измерения объема древесной массы первым способом называется ксилометром. Ксилометр представляет собой металлический цилиндр, чаще всего диаметром 50 см и высотойоколо 2 м. Ксилометр с переменным уровнем воды имеет сбоку цилиндра кран, в который вставлена стеклянная трубка. Позади трубки установлена шкала. Шкала может быть подвижной и неподвижной.

По весовому способу. Прибор для определения объема древесной массы по весовому способу называется гидростатическими весами. Кусок древесины сначала взвешивают в воздухе, затем в воде. Перед погружением в воду к нему привязывают металлический груз, который также взвешивают отдельно в воздухе и в воде.

Разница между весом в воздухе и в воде, приходящаяся на одну древесину без потери в весе металлического груза, составляет вес воды, вытесненный древесиной. По весу воды может быть найден ее объем, совпадающий в данном случае с объемом испытываемого куска древесины.

38Почва. Влияние почвы на лес. Почва и корневая система. Отношение лесных растений к почве.

Общие понятия о взаимосвязи леса и почвы. Почва наряду с климатом - важнейший экологический фактор, определяющий существование леса. Внутри климатического региона роль почвы как фактора внешней среды является решающей. В то же время она является неотъемлемой частью биогеоценоза или экосистемы. Взаимодействуя с другими компонентами леса - древостоем, его нижними ярусами, влияя на них почва сама находится под их постоянным воздействием. Лес, таким образом, можно рассматривать и как один из факторов почвообразования.

В лесоводстве чаще, чем в сельском хозяйстве приходится учитывать геологические условия, считаться с материнской породой, рельефом, его происхождением. Через древостой лес непосредственно связан не только с почвенными горизонтами, но и с материнской породой. Корни отдельных деревьев проникают глубоко в грунт. Нередко рубежом, отделяющим глубину проникновения корней вглубь является уровень грунтовых вод. С другой стороны, в природе можно наблюдать примеры поселения и длительного существования, например, сосны на месте выхода кристаллических пород, где ее корни распространяются по поверхности скал и растут при слабой выраженности почвообразования.

Подстилающая материнская порода может не только косвенно - через формирование почвы, но и непосредственно влиять на продуктивность. Насколько резко материнская порода через почву влияет на состав и характер лесов, видно из того, что геологи по составу лесных насаждений нередко могут судить о характере геологических напластований.

Понятие почвы в связи с лесом приобретает некоторые особенности. Почвой теперь признается слой земли на всю глубину проникновения корней, а у деревьев это может быть 5-10 и даже 20-30 м. Надо, однако учитывать, что степень взаимовлияний на разных глубинах неодинакова и процесс почвообразования на них находится на разных стадиях. Слои пород на глубинах более 5-10 м играют обычно незначительную роль в непосредственном обеспечении растительности элементами питания.

С глубиной, после определенного рубежа, биологическая активность почвы, ее экологическая роль снижается. Для лесов умеренного пояса, особенно таежной зоны, они обычно более выражены в слое до глубины 1-1,5, иногда 2-2,5 м.

Одна из наиболее отличительных особенностей лесной почвы - накопление ею органического вещества за счет лесного опада в виде листвы, хвои, древесной массы, отмирания других растительных и животных организмов, приводящего к глубоким изменениям в почве.

Почва оказывает влияние на состав всех ярусов растительного сообщества - от напочвенного покрова до древостоя. От нее зависит и территориальное размещение древесных пород в пределах их естественного ареала. Почва воздействует на возобновление леса как косвенно, так и непосредственно в виде субстрата. При подборе древесных пород в целях выращивания леса наиболее важное значение имеет их отношение к почве.

Почва, влияя на рост и развитие леса, на его состав и строение, в значительной мере определяют и продуктивность леса, причем не только количественную в виде древесных запасов или общей фитомассы, но и качественную. Например, на севере у сосны на болотных торфяных почвах формируется мелкослойная древесина, но с малым содержанием поздних трахеид, т. е. древесина низкого качества, в отличие сосны на минеральных грунтах, где формируется древесина с большим содержанием толстостенных поздних трахеид в годичных слоях, т. е. с высокими физико-механическими свойствами.

Почва может использоваться в качестве одного из диагностических и классификационных признаков леса. Так, при выделении типов леса, типов условий его произрастания, по почве нередко приходится восстанавливать картину прошлого леса, особенно когда он подвергся многократным рубкам, исказившим его первоначальный облик.

Человек может влиять на производительность почвы. Проводя мероприятия по осушению, обводнению, орошению, внося минеральные удобрения можно повысить плодородие почвы и таким образом воздействовать на продуктивность выращиваемого на ней леса.

Влияние рельефа. Рельеф влияет на водный и тепловой режим почвы. С ним связаны перераспределение выпавших атмосферных осадков, грунтовых вод, перемещение почвенных частиц и т. д. На вершинах всхолмлений увлажнены только верхние горизонты, растения не могут пользоваться грунтовыми водами. На склонах увлажнены не только верхние горизонты, но близко подходят и грунтовые воды, залегая на глубине 1 м. У подножия вся толща почвы увлажнена.

С.В.Зонн подразделяет почвы по их положению в рельефе на следующие группы: элювиальную, транзитную и надводно-подводную.

Почвы элювиальной группы формируются на водоразделах и характеризуются поступлением вещества и энергии только из атмосферы, глубоким стоянием грунтовых вод, недоступных для снабжения растительности. Почвы транзитной группы приурочены к склонам с характерным для них перераспределением атмосферных осадков, световой и тепловой энергии,, поступлением влаги и продуктов обмена веществ и энергии с прилегающих биогеоценозов, а также дополнительной аккумуляции вещества из грунтовых вод. Почвы надводно-подводных лесных биогеоценозов приурочены к отрицательным формам рельефа, регулярно или периодически затопляемых водами. Для этих почв характерны: периодическое обогащение веществами с поверхности, выщелачивание подвижных элементов питания, торфянистость, иловатость и соленость.

В природе не так все просто как следует из этой схемы. Так, в тайге водоразделы на огромных пространствах нередко представлены пониженно-равнинным рельефом с избыточным увлажнением, с торфянистыми почвами и заболоченными лесами.

Световой, тепловой и водный режим склонов связанны с их экспозицией, что отражается и на составе лесов и их продуктивности.

Большую роль в жизни леса имеет и микрорельеф. Опасность выжимания молодых растений морозом наиболее сильно выражена на влажных, тяжелых по механическому составу почвах, приуроченным к микропонижениям. Но эта опасность не проявляется на микроповышениях, которые ель и использует для своего поселения.

Микроповышения в естественном лесу многочисленны и разнообразны. Это различного рода кочки, валеж, особенно в виде колод - сгнивших или полуразложившихся поросших мхами старых пней. Создаваемый ими органический субстрат обладает плохой теплопроводностью и защищает корневую систему ели от действия низких температур. Этот субстрат характеризуется постоянством содержания влаги и хорошей аэрацией, а приподнятое положение выводит всходы от самых низких температур. Сам субстрат благоприятен и своей питательностью особенно для ели, всходы и подрост который используют свободные аминокислоты, пока корни не могут использовать минеральную часть почвы.

Почва и корневая система. Почве принадлежит основная роль в формировании корневой системы деревьев.

На глубоких, рыхлых, хорошо прогреваемых, умеренно влажных и достаточно плодородных почвах корни распределяются по вертикали на большую глубину, чем на почвах мелких, влажных, подстилаемых плотными породами.

Сосне обыкновенной свойственна глубокая корневая система. Но эта порода обладает большой пластичностью корневой системы. На глубоких, легких по механическому составу почвах без избыточного увлажнения сосна образует длинный стержневой корень ("редьку"). На глубоких песчаных сухих почвах по всхолмлениям с глубоки залеганием грунтовых вод сосна образует поверхностную корневую систему в виде многочисленных длинных тонких корней, приспособленных к перехвату атмосферных осадков. На болотных торфяниках у сосны в молодом возрасте отмирает стержневой корень и формируется поверхностная корневая система с немногочисленными, но толстыми корнями.

Ель во многом противоположна сосне. Долгое время считалось, что корневая система ели поверхностная и не обладает пластичностью. Действительно в лесу можно встретить ветровал ели и увидеть при этом ее поверхностную корневую систему. Корни ели располагаются главным образом в пограничных слоях гумусового и лежащего под ним верхнего минерального горизонта, а окончания боковых корней нередко полностью находятся в гумусовым горизонте. Основная масса корней ели в этом случае сосредоточена в верхней части почвы - до глубины 20-30 см. В ряде местообитаний у ели, кроме горизонтальных корней образуются и вертикальные, идущие от горизонтальных, образуя так называемые якорные корни. На влажных почвах они выражены слабо и проникают на небольшую глубину. Для дренированных почв эти корни характерны и могут проникать в глубину до 1 м и более. На легких почвах у ели может формироваться и стержневой корень.

Распространение корней вглубь ограничивают у всех пород слои плотных горных пород, карбонатные породы, кристаллические породы, мерзлота, грунтовые воды.

Глубоко укореняющаяся лиственница Сукачева имеет, так же как сосна и ель, поверхностную корневую систему на почвах, подстилаемых на небольшой глубине карбонатами. Лиственница даурская и другие породы, произрастающие в районах распространения летней мерзлоты образуют поверхностную корневую систему.

Дуб - порода с характерной для него мощной и глубокой корневой системой, на поймах образует поверхностную корневую систему.

В засушливых районах древесные растения имеют длинные разветвленные горизонтальные корни, простирающиеся в радиусе до 25 м (белая акация, саксаул и др.).

Отношения древесных пород к почве. Касаясь отношения отдельных древесных пород к почве, следует сказать, что в практике их различают прежде всего по различной общей требовательности к почве. Одни породы относятся к более требовательным. Таковы ясень, бук, липа, ель. Другие могут поселяться и на бедных почвах или на почвах с односторонне выраженными свойствами. Это сосна, белая акация, береза.

Помимо такого общего суждения установлено, что сосна может занимать самые разнообразные почвы, начиная от песчаных и кончая торфянисто-глеевыми, хотя наилучшего роста достигает на богатых супесчаных и суглинистых почвах карбонатных и черноземных. Лиственница сибирская, ясень и бук считаются породами, достигающими оптимального развития на почвах, богатых известью.

Суглинистые и свежие супесчаные подзолистые почвы покрыты обычно еловыми, пихтовыми и лиственными лесами как в чистом виде, так и смешанными. Можно сказать, что такие почвы подходят для большинства пород, если только последние поставлены в благоприятные климатические условия.

На сухих песчаных почвах юга растут некоторые виды ив, в частности шелюга, белая акация, осокорь. Эти ксерофиты развивают сильную корневую систему. Например, у песчаной акации корни уходят в пески на 18 м, у джузгуна засыпаемые песком придаточные корни достигают 30 м длины.

Солонцеватые почвы выносят сравнительно немногие породы. К числу солевыносливых пород можно отнести тамарикс, ильм, гледичию, татарский и полевой клены, дуб, шелковицу.

Во взаимосвязях отдельных древесных пород с почвой надо учитывать и влияние других факторов. Обычно ель не растет на песчаных почвах, но во влажном климате положение меняется. На севере встречаются ельники беломошники.

От почв, явно благоприятных для роста отдельных древесных пород, необходимо отличать те почвы, которые заняла та или иная древесная порода не вследствие благоприятных для нее условий, а потому, что другие, более требовательные породы на этих почвах не могут расти. Так, по р. Донцу в Харьковской области на меловых отложениях произрастает сосна чистыми древостоями, потому что другие древесные породы на меловых отложениях расти не могут.

Влажность почвы. Важнейшее значение для растений имеет почвенная влага. Но не всякая влага а почве и не во всякое время одинаково полезна. На почвах сильно увлажненных и в то же время бедных кислородом произрастает ограниченное число древесных пород. А те, которые могут расти, например, сосна обыкновенная, имеют замедленный рост, образуют древостои низких бонитетов. Такое явление присуще особенно таежным лесам с застойной влагой. Корни способны брать значительное количество воды, если она не насыщена в большой степени органическими кислотами и солями. Древесные породы на торфяных почвах в условиях высокого физического содержания воды с трудом поглощают минимум влаги из-за кислой среды, затрудняющей осмотические процессы.. Длительное застаивание воды в почве ведет часто к образованию закисных соединений железа, ядовитых для древесных и кустарниковых пород.

В общем виде значение грунтовых вод в жизни леса можно представить так. На юге повышение уровня грунтовых вод благоприятно для роста леса, а понижение - неблагоприятно. На севере наоборот. Повышение грунтовых вод вызывает заболачивание почвы и снижение бонитета.

Химическое плодородие почвы. Лесные древесные породы меньше потребляют зольных элементов, чем травянистые, что свидетельствует о возможности разведения леса на более бедных почвах по сравнению с сельскохозяйственными культурами. Однако было бы совершенно неправильным считать, что лес не нуждается в плодородной почве. Выращивание высокопроизводительных древостоев возможно на почвах богатых азотом и зольными элементами.

О потреблении зольных элементов и их потребности косвенно судят по содержанию их в составе самих древесных растений. Наибольшее количество золы и азота накапливается в хвое и листве, т. е. в органах, где происходят основные процессы биосинтеза. За ними идут мелкие, затем крупные ветви. Наименьшим содержанием золы и азота характеризуется ствол дерева.

Хвойные отличаются меньшим содержанием зольных элементов и азота (1-4 %). Лиственные, как правило, содержат большее количество золы (до 5-10 %). У одной и той же породы содержание зольных элементов и азота меняется с возрастом. У значительного количества древесных пород наиболее интенсивно потребление наблюдается в возрасте молодняка и жердняка.

Г.Ф.Морозов различал понятия потребность в зольных веществах и требовательность к ним. Первое определяется процентом зольности листьев или количеством золы в годичном приросте насаждения на единице площади, т. е. количество зольных элементов которое порода извлекла и использовала для своей жизни. Второе - способность извлекать нужные вещества из почвы в надлежащих количествах только при высоком их содержании в почве. Примером породы с большой потребностью в зольных элементах и в то же время с малой требовательностью к составу почвы является белая акация: она отличается высоким содержанием зольных элементов и в то же время способна извлекать их из бедных почв. В противоположность ей сосна обыкновенная соединяет в себе малую потребность с малой требовательностью.

По требовательности к химическому плодородию почвы древесные и другие лесные растения можно разделить на три группы:

- олиготрофные (малотребовательные): сосна обыкновенная, белая акация, береза повислая и пушистая, шелюга;

- мезотрофные (среднетребовательные): ель, лиственница, кедр сибирский, ольха черная и серая, осина, рябина;

- эвтрофные (породы с повышенной требовательностью): клены, ясень, дуб, бук, ильмовые, липа, пихта, грецкий орех.

Разным лесным растениям зольные элементы и азот требуются в разном количестве и в различных сочетаниях. К почвам с повышенным содержанием кальция часто бывают приурочены лиственница, бук, ясень.

Присутствие карбонатов в составе почвообразующих наносов определяет в тайге наиболее благоприятную среду не только для лиственничных древостоев, но и для ели. Почвы, богатые известью, обычно отличаются хорошей аэрацией, благоприятным тепловым и гидрологическим режимом, поэтому положительное влияние кальция сказывается и через улучшение физических свойств почв.

В жизни леса исключительно велика роль азота. Общее значение этого элемента выразил акад. Д.Н.Прянишников: "Без азота не могут образоваться белковые вещества, без белковых веществ не может быть протоплазмы, а, следовательно, и жизни".

Для леса необходимы также наличие в почве в доступной для растений форме фосфора, серы, калия, железа.

Засоление почв. Большинство древесных пород и кустарников плохо переносят засоленность почв. Солевыносливыми породами являются: тамариксы, саксаул, белая акация, некоторые виды тополей, клен татарский, полевой и ясенелистный. Солонцеватость почв связана с наличием обменного натрия и характеризуется щелочной реакцией. При этом может образоваться сода, токсичная для корней.

Оценивать отношения древесных пород и других лесных растений к механическому составу почвы, ее физическим свойствам и химизму необходимо с учетом географических условий. Общеизвестно, что ель порода суглинистых, а не песчаных почв, уда она не идет из-за сухости и бедности почвы. Однако на обширных территориях редкостойной северной тайги ель встречается и на песчаных почвах. Эти почвы здесь характеризуются большим содержанием влаги, чем на юге. Они лучше прогреваются по сравнению с суглинистыми почвами этой зоны.

39 Меры содействия естественному возобновлению

Естественное возобновление - явление не стихийно протекающее, а вполне управляемое, в практике его называют содействием естественному возобновлению; оно слагается из таких мероприятий, как сохранение подроста от повреждения при лесозаготовках, оставление семенных деревьев на вырубках, подготовка напочвенной среды и почвы, благоприятной для попадающих в них семян древесных растений. Естественное возобновление леса - процесс прежде всего биологический, состоящий из ряда этапов, начиная от образования пыльцы и оплодотворения и кончая формированием сомкнутого молодняка. В разных природных зонах В.л. имеет свои особенности (по срокам плодоношения, повторяемости семенных лет, условиям произрастания семян, образованию всходов и последующего формирования молодого поколения леса). Таким образом, В.л. - явление не только биологическое, но и географическое, поэтому приобретает большое практическое значение в современном лесоводстве.

40Таксация древесных стволов.

Всякое дерево — самостоятельный объект лесной таксации, требующий специальных методов для его измерения и качественной оценки.

Наиболее ценной частью дерева является ствол.

При таксации отдельного дерева определяют следующие его таксационные показатели: 1) длину или высоту; 2) толщину ствола или его диаметр на высоте груди; 3) площадь поперечного сечения ствола g, а на высоте груди g_1,3; 4) объем ствола V; 5) объем коры VK; 6) показатели формы ствола (сбег, коэффициенты и классы формы q); 7) полнодревесность ствола (видовое число f); 8) выход из ствола сортиментов, дров и отходов (его товарную структуру); 9) возраст дерева (А, а); 10) приросты ствола дерева (Z, z).

Площадь поперечного сечения ствола с достаточной точностью (с ошибкой до 3 %) определяют по формуле круга g = Пd²/4, хотя она ближе по очертанию к эллипсу, а в нижней части ствола имеет неправильную конфигурацию.

Способы определения объема отдельного дерева и его частей подразделяются на физические и математические.

К физическим способам относятся ксилометрический и весовой. В первом случае объем древесины определяют по объему вытесненной воды при ее погружении в ксилометр.

Форма, длина и толщина — основные показатели, определяющие общий объем ствола. Древесный ствол симметричен.

Определение объёма ствола по сложной формуле срединного сечения. Для этого ствол, начиная с комля, размечают на секции равной длины и определяют объем каждой из них как объем цилиндра по длине и площади сечения на средине секции,_g1/2,т.е.Vc=_g1/2L. Объём вершины определяется как объём конуса по длине L¹ и площади сечения основания g, т.е. V_в = gL.¹/3 Суммируя объемы всех секций и вершины, получают объем ствола.

В практике для стволов более 15 м чаще всего принимают длину секций 2 м; при более точных расчетах - 1 м и меньше.

Определаие объема древесного ствола по простой формуле срединного сечения. Этот способ наиболее прост. У срубленного дерева замеряют всю его длину L и диаметр на середине длины d_1/2 (как среднеарифметический из двух взаимно перпендикулярных замеров).

Объем ствола будет равен площади его сечения на середине длины g _1/2, умноженной на всю длину ствола L, т. е.

V= g _1/2* L

Для определения объема целых стволов эта формула применяется редко (ошибки достигают 10 - 15 и даже 25%). Значительно меньше величины ошибок получаются, если эту формулу применяют при определении объемов бревен и кряжей.

41Влияние леса на почву.

Влияние леса на почву многогранно. В одних случаях эти влияния положительные, в других отрицательные. Многогранность влияния леса на почву проявляется через:

- влияние главного лесного полога и нижних ярусов растительности на микроклимат, количество и качество влаги, поступающей в почву;

- физическое, химическое и физиологическое воздействие корней деревьев и других лесных растений;

- фитомассу леса, поступающей в почву через опад листвы, хвои, сучков, стеблей, коры, отмирающих корней;

- влияние животных - обитателей леса - и многочисленных микроорганизмов, активно участвующих в почвообразовании.

В результате перечисленных и других влияний почва в лесу приобретает свои особенности, сильно отличаясь от почв, находящихся вне леса. эти отличия связаны как с физическими свойствами почвы - ее влажностью, температурой, воздушным режимом, так и химическими.

Физические особенности лесных почв. Поверхность почвы в лесу нагревается меньше, чем в условиях открытого места, но в лесу она и меньше отдает тепла в процессе излучения. В вегетационный период среднемесячная температура поверхности почвы несколько ниже, чем на открытом месте. Разница зависит от характера насаждения, она больше в сомкнутом еловом или пихтовом лесу и меньше в сосновом и лиственничном насаждении. С глубиной разница в температурах уменьшается, но не исчезает. На поверхности среднемесячная температура может быть меньше, чем на открытом месте на 4-5⁰ и эта разница сохраняется до глубины 10-20 см. Разница в температуре под лесом и полем сохраняется до глубины 1 м и больше, где она может составлять 2⁰С.

В температурном режиме лесных почв нет резких перепадов на протяжении суток, какие наблюдаются в почвах на открытой местности. Почва в лесу промерзает позднее и на меньшую глубину. Температурный режим почв на прогалинах, просеках, вырубках заметно отличается от теплового режима под пологом леса. на поверхности почвы здесь особенно значительны температурные амплитуды, которые сказываются и в самой почве.

Влажность, воздушный режим и другие физические особенности лесной почвы определяются во многом распространением корней древесных и кустарниковых пород. Корни рыхлят почву, увеличивают ее скважность, создают структуру. Проникая в материнскую горную породу они расширяют профиль почвы. Особенно благотворно на структуру почвы влияют породы с разветвленной корневой системой, такие как береза, лиственница, бук и ясень.

Через корневые системы могут и ухудшаться физические свойства почвы: деревья с поверхностной корневой системой оказывают сильное давление на расположенные под ней горизонты почвы, уплотняя ее. Уплотнение почвы характерно для еловых лесов с поверхностной корневой системой.

Состав атмосферных осадков в лесу и их влияние на почву. Осадки, проникающие через полог леса к почве претерпевают не только количественные, но и качественные изменения. Осадки, соприкасаясь с поверхностью листвы, хвои, коры деревьев и других растений вымывают органические соединения. Так, если на открытом месте осадки имеют рН 5,1-6,1, то под кронами ели 4,6-6,0; под березой - 4,5-6,9 и под сосной 3,7=5,5. Данные многих исследователей свидетельствуют, что осадки стекающие по стволам, сильнее окисляются, чем при просачивании их сквозь кроны. Таким образом, осадки в лесу еще до попадания в почву имеют повышенную кислотность, что отражается на рН почвы.

Лесной опад. Опавшие в течение года листья, хвоя, ветви, сучья, плоды и другие остатки лесной растительности составляют лесной опад. Это наиболее богатые зольными веществами и азотом части растений. Опад - основной материал для образования лесной подстилки и гумуса. От его количества, состава, времени зависит во многом почвообразовательный процесс, формирование лесной почвы.

Главный поставщик опада - древостой. В лесах умеренного пояса, включая тайгу, величина этого опада 0,5-8 т на 1 га в год. Наиболее характерны средние величины - 2-4 т. Во влажных тропических лесах годичный опад достигает 12 т и более. Наибольший опад дают буковые леса, за ними еловые и березовые, затем сосновые, дубовые, лиственничные. Наличие второго яруса заметно повышает величину опада, особенно если он представлен елью.

Наибольшее количество опада наблюдается в возрасте жердняка, особенно, если не велись рубки ухода. В это время в результате самоизреживания погибает много деревьев, которые добавляются к опаду.

Опад в лесу образуется не только за счет древесных пород, но и напочвенного покрова. Некоторые данные показывают, что напочвенный покров в некоторых случаях дает столько же органики, сколько и деревья.

Образование лесной подстилки и гумуса. Лесной опад трансформируется в подстилку и гумус. Название лесной подстилки историческисвязано с тем, что в прошлом крестьяне собирали напочвенный слой с опавшей хвоей, листвой, ветвями для использования его для подстилки скоту. Естественно, что функции подстилки могла выполнять только неразложившаяся часть этого слоя. Поэтому первоначально не было различий в понятии опад и подстилки.

В настоящее время в понятие лесной подстилки включается опад на поверхности почвы, находящейся в той или иной стадии разложения. Можно предложить следующее определение подстилки: лесная подстилка - слой органического материала над верхней минеральной частью почвенного профиля, сформированный преимущественно растительным опадом, находящихся на разных стадиях разложения в зависимости от конкретных условий и времени его поступления на поверхность почвы. Это предопределяет его расчлененность на генетические подгоризонты.

В жизни леса подстилка играет значительную роль, которая может быть положительной и отрицательной. От мощности подстилки, ее состава, влажности, особенностей ее разложения зависит возобновление леса. Она оказывает влияние на физические, химические и биологические особенности почвы. Подстилка - один из основных источников углекислоты, азотного питания, она является важным звеном в биологическом круговороте веществ и энергии. Естественно, что влияние подстилки отражаются на росте древостоя и его продуктивности.

Лесная подстилка накапливается постепенно, образуясь в молодом лесу, по мере увеличения опада она достигает затем большой мощности. Но наряду с накоплением происходит и процесс разложения. Наибольшие запасы лесной подстилки накапливаются в таежной зоне, особенно в северной и средней тайге. Особенно затруднены процессы разложения подстилки в заболоченных лесах, где запас подстилки может достигать 100 т/га. Наиболее интенсивно подстилка разлагается в лесостепи.

Разложение подстилки зависит от ее состава. Хвоинки ели вследствие их одиночного расположения при опадении плотно пилегают друг к другу, образуют плотный слой с затрудненной аэрацией. Хвоя сосны представлена пучками, ложится рыхлым слоем, также и листья березы при опадении скручиваются. Создаются аэробные условия, благоприятствующие разложению опада и подстилки. Разложение хвойной подстилки (за исключением лиственницы) затрудняется также смолистостью хвои и наличием воскового налета на ней. В смешанных хвойно-лиственных древостоях процесс разложения опада и подстилки происходит быстрее, чем в чистых или сосновых древостоях.

Анаэробные процессы разложения опада и подстилки приводят к разрушению целлюлозы и накоплению лигнина.

При низких температурах и высокой влажности подстилки и при ограниченном доступе кислорода процессы разложения подстилки замедляются, происходит ее накопление и оторфование. В противоположных условиях происходит быстрая минерализация опада и подстилка может не образовываться.

Органические вещества переходят в почву в виде растворов. Лесные подстилки разлагаются по фульватному типу и по гуматному типу. Фульватное разложение характерно для лесотундровых и северотаежных лесов, гуматное - для лесостепных и степных районов.

Наибольшими запасами общего углерода и азота отличаются торфяные, торфянистые и некоторые грубогумусные подстилки (углерода до 24-36 т, азота до 1,4 т). Большие запасы азота в этих случаях не означает, что они доступны для растений. Азот здесь находится в малодоступной для растений форме, гумификация затруднена и требуются специальные меры для превращения его в усвояемые формы.

Быстро гумифицируются листья древесных пород, листья являются основным источником перегноя. В грубой подстилке еловых лесов процессы нитрификации отсутствуют или протекают крайне медленно. Примесь березы в ельниках или липы в сосняках усиливает процессы нитрификации, которому способствуют также многие травянистые растения. К древесным и кустарниковым породам, способствующим разложению подстилки и гумусообразованию относятся липа, лещина, береза, лиственница, бук, ильмовые, ольха, граб, ясень, рябина, дуб. Они образуют муллевые подстилки, характеризующиеся выраженным процессом нитрификации. Ель, пихта, а также растения из мохового покрова (особенно сфагнум и кукушкин лен) замедляют разложение подстилки и затрудняют образование гумусовых веществ. Это так называемый грубый гумус.

Разреживание древостоя, усиливающее приток тепла и влаги к поверхности подстилки, благоприятно для ее разложения и гумификации. Однако при этом надо учитывать характер напочвенного покрова. Древесная порода может быть хорошим гумусообразователем, но если после прореживания поселяются злаки или кукушкин лен, ослабляется образование мулля, ухудшается почва. Такие явления возможны в березняках. Листья осины различаются у старых и молодых деревьев. Молодые деревья осины скручиваются после опадения и способствуют разложению подстилки. Старые деревья осины имеют плотную листву, листья не скручиваются, что затрудняет их разложение.

Сосновый опад намного уступает опаду большинства лиственных пород по способности гумусообразования. На бедных песчаных почвах ее роль как гумусонакопителя значительна. Имеется много фактов образования гумусового слоя под сосной за сравнительно короткий период - за 20-30 лет.

Большие изменения в мощности и качественных особенностях лесной подстилки и гумуса происходит под влиянием лесных пожаров, рубок, очистки мест рубок и т д.

 

42Значение и использование биотических факторов в лесоводстве. Фауна как составная часть лесного биогеоценоза. Пастьба скота в лесу.

Пастьба скота в лесу, как правило, наносит вред. Животные уплотняют почву копытами, поедают молодые деревца или их листву. Особенно вредны козы, которые обгладывают кору на стволиках и достают довольно высоко расположенную листву. Даже умеренная пастьба скота на вырубках затрудняет возобновление леса, а неумеренная совершенно исключает возобновление. Но совсем прекратить пастьбу скота в лесу нельзя, т. к. есть районы, где лесные пастбища являются единственно возможным местом пастьбы скота. Поэтому приходится находить меры, снижающие вредное влияние пастьбы. Устанавливаются нормы площади на каждую голову. Для животных требуется в день сырой травы (кг): корове - 38, лошади - 45, овце - 7. Средняя поедаемость лесных трав 70%, продолжительность пастьбы - 130 дней, средняя урожайность травы 2,5 т/га, отсюда нормы для одной коровы 2,5 га, лошади 3,3 га, овцы 0,5 га.

Большинство лесных трав съедобны для животных, но есть и ядовитые, вызывающие отравление: вех, ландыш майский, хвощ, вороний глаз, грушанка круглолистная, копытень, аконит, папоротник орляк, волчье лыко, чистотел, горицвет, марьянник.

Пастьба скота запрещена в лесопарках, молодняках и культурах, местах несплошных рубок и вырубках, оставленных под естественное заращивание.

Установлено, что все составляющие лес компоненты находятся в состоянии динамического равновесия, в определенной гармонии с другими элементами окружающей среды. Нарушение этого равновесия со стороны лесного или охотничьего хозяйства влечет за собой весьма нежелательные явления - расстройство био- или зооценозов, разрушение экосистемы. И, наоборот, целенаправленные мероприятия (лесо- и охотохозяйственные) укрепляют жизненные функции систем, способствуют повышению их продуктивности, рентабельности хозяйствования. Необходимость такой регуляции становится все более острой в связи с дальнейшей интенсификацией лесного и охотничьего хозяйства, усилением антропогенных воздействия на природные комплексы.

Фауна является составной частью лесного биогеоценоза. Лес дает пищу и укрытие животным. Наличие растительноядных животных в свою очередь делает возможным обитание в лесу хищных животных. Фауна - наиболее динамичный компонент леса. Животный мир леса многообразен и включает в себе птиц, млекопитающих, насекомых и простейших. При его участии создается и нарушается биологическое равновесие. На видовой состав и расселение фауны большое влияние оказывает характер леса, его состав, возраст, тип леса, тип вырубки, гари и т. д. Большое влияние на состав фауны оказывает человек не только охотой, но изменением структуры леса. На вырубках и гарях ухудшаются условия существования типичных лесных зверей. Влияние животных на лес многообразно. С фауной связано опыление ряда лесных растений, в том числе и древесных: липы, ивы, клена, белой акации), распространение семян, повреждение и уничтожение семян и цветов, жизнь молодых растений, почвенная и напочвенная среда. Животные наносят вред и молодому поколению. Грызуны повреждают и даже уничтожают всходы, самосев, подрост, сеянцы и саженцы. Зайцы обкусывают и обгладывают молодые деревца. Большое влияние на возобновление оказывают копытные, уничтожающие молодняки. Фауна влияет и на состав леса. В тайге лось обгладывая осину увеличивает долю хвойных в составе.

Влияние фауны на почву. Почва в лесу является средой обитания многочисленных представителей фауны Дождевые черви не только разрыхляют почву, но и накапливают во внутренних органах и покровах тела значительное количество калия и кальция. Перемешивая почву, дождевые черви вносят частицы гум