Компоненты лесного насаждения и их лесоводственно - хозяйственное значение.

Лес – это элемент географического ландшафта состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травянистых растений, животных и микроорганизмов, которые в своем развитии влияют друг на друга и на внешнюю среду.

Компоненты леса: древостой, подрост, подлесок, живой напочвенный покров, мертвый напочвенный покров..

Древостой -совокупность древесной растительности, образующей лес. Различают. чистые (состоящие из одной породы) и смешанные (из двух и более пород).

Древостой состоит:

Господствующая – преобладает в составе.

Главная – порода которая представляет наибольший интерес для хозяйства.

Второстепенная – порода имеющая меньшую хозяйственную значимость.

Нежелательная – не отвечает хозяйственным целям в конкретных лесорастительных условиях.

Сопутствующая – порода не входящая в первый ярус насаждения.

Подгон- деревья положительно влияющие на рост и развитие главной породы.

Подрост - молодое поколение древесной растительности способное в дальнейшем создать древостой.

Подлесок – кустарники реже древесные породы, произрастающие под пологом леса, не способные сформировать древостои в данных условиях. (куст-ки – жимослость, шиповник, орешник; древ. породы- липа, ольха).

ЖНП – совокупность мхов, лишайников, травянистых растений, кустарничков и кустарников, произрастающих лесопокрытых и лесо-непокрытых землях (вырубках, гарях). Живой напочвенный покров влияет на свойства почвы в лесу, микроклимат, возобновление леса, формирование корневой системы древесных растений, определяет среду для прорастания семян, развития всходов и самосева древесных пород.

МНП – формируется за счет опада, ежегодно поступающая в почву органическая масса (листья, хвоя, кора, семена, плоды). Регулируют температурный режим в почве (сглаживает перепады температур), водный баланс(обеспечивает накопление и замедление просачивания влаги в корни, также выполняет функции фильтра)., высота (можность) зависит от состава лесного древостоя от нескольких мм до 5см.

Также компонентами леса являются – корневые системы растений, почва, материнская горная порода, вся совокупность животных, микрофлора, микрофауна.

 

4. Роль экологических факторов в жизни леса (тепловой режим, свет, осадки, ветер, состав воздуха).

Лес и тепло Климат-многолетний режим погоды, присущий данной местности и определяемым ее географическим положением. Он яв-ся результатом взаимодействия солнечной радиации(света и тепла)с атмосферой. Температурный режим связан с притоком солнечной энергии, и в лесу зависит от географического положения местности, формы рельефа, экспозиции склона и характеристик самого фитоценоза. Тепло обеспечивает рост и развитие растений, цветение и плодоношение. По отношению к теплу растения принято делить на теплолюбивые и холодостойкие.классификация растений по отношению к теплу составлена П.С.Погребняком (1968):

Очень теплолюбивые – эвкалипт, кипарис, кедр, саксаул, дуб.

Теплолюбивые – каштан, орех грецкий, акация белая, тополь серебристый.

Среднетребовательные к теплу – дуб черешчатый, граб, клен, ильм, вяз, липа, бархат амурский, бук, ольха черная.

Малотребовательные к теплу – осина, береза, сосна, кедр сибирский, лиственница, ель, тополь бальзамический, пихта, ольха серая.

Растения повреждаются низкими и высокими температурами. Низкие температуры приводят к образованию морозобойных трещин, поздними весенними заморозками повреждаются хвоя и листья, побеги текущего года, цветы. Для защиты растений от воздействия заморозков и низких температур рекомендуются следующие мероприятия.

Вид повреждения - выжимание корней молодых растений. Причина возникновения - чередующееся промерзание и оттаивание почвы весной. Меры борьбы - разбрасывание порубочных остатков, мульчирование, окучивание растений. Вид повреждения - морозобойные трещины. Причина возникновения -резкое понижение температуры воздуха. Меры борьбы - разреживание древостоев для улучшения температурного режима, селекционный отбор и выращивание более холодостойких форм древесных пород. Обычно от ожогов страдают тонкокорые (теневыносливые) породы (бук, граб, ель, пихта и др.) В сомкнутом насаждении ожог коры или опал шейки корня – явление редкое. Обычно это случается на опушках, в рединах, после изреживания древостоев (ожоги у оставленных деревьев).

Например, вид повреждения - ожег коры. Причина возникновения-нагревание коры с южной стороны ствола. Меры борьбы- формирование смешанных древостоев, создание подпологовых культур, побелка стволов.

Температурный режим в лесу не однороден, это обусловлено особенностями и вертикальной и горизонтальной структуры фитоценозов. Наиболее динамичные изменения температуры воздуха характерны для кронового пространства

Экстремальные положительные температуры также вызывают отрицательные последствия в лесу. Особенно сильно они проявляются на фоне недостатка влаги. Поверхность сухих песчаных почв, лишенных растительности, может прогреваться до 62°С. Такая температура вызывает ожег коры, опал шейки корня, наносит вред древесным растениям в любом возрасте.

Лес и свет. Свет в лесу: прямой, рассеянный, боковой. Прямой свет–поступает от солнца в виде параллельных лучей. Рассеянный свет–солнечная радиация, поступающая от небесного свода, и подстилающей поверхности земли. Боковой-подающий на край леса со стороны открытого пространства. Главная функция света в растительном сообществе – обеспечение фотосинтеза, когда из неорганических соединений синтезируется органическое вещество с выделением кислорода в атмосферу: 6С0₂ + 6Н₂О + 2820 кДж = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂.

Отношение древесных пород к свету меняется по лесорастительным зонам, по условиям места произрастания, с возрастом. В южных широтах северного полушария требовательность растений к свету ниже, чем в северных. В пределах лесорастительной зоны на плодородных почвах с оптимальным увлажнением требовательность к свету меньше, чем на бедных сухих или бедных переувлажненных почвах. На разных стадиях онтогенеза требовательность к свету меняется. На ювенильной, она минимальна, а к возрасту возмужания достигает максимума. Все древесные породы условно разделены на две группы: светолюбивые и теневыносливые. Светолюбивая древесная порода не выносит длительного затенения, а теневыносливая – может длительное время расти под пологом, в условиях недостатка света. шкала светолюбия: Светолюбивые (Лиственница, Береза бородавчатая,Осина). Умеренно теневыносливые (Ильмовые, Дуб, Клен). Теневыносливые (Сосна обыкн, Липа, Граб, Бук).

Лес и осадки. Лес получает влагу преимущественно за счет осадков. Их количество существенным образом зависит от природно-климатических условий. Различают такие виды осадков: дождь, снег, град, изморозь (кри-

сталлические осадки, образующиеся во время морозов при тумане), иней (твердые осадки, образующиеся в результате конденсации водяных паров при отрицательной температуре), ожеледь (гололед), туман, роса. По отношению к влаге древесные породы принято делить:

- ультраксерофиты – засухоустойчивые растения (саксаул, можжевельник, фисташка, дуб пробковый)

- ксерофиты – сосна, лох, облепиха, вяз мелколистный (карагач);

- ксеромезофиты - дуб черешчатый, груша обык, клены.

- мезофиты - липа, граб, лиственница, бук, каштан, береза повислая, пихта.

- мезогигрофиты – требует влажных условии (вяз, черемуха, осокорь, береза пушистая, ольха серая.

- гигрофиты – длительное затопление (ива серая, ольха черное)

Водоохранная и водорегулирующая роль леса проявляется в его способности поддерживать средний годовой сток, сокращать поступление в водоемы загрязняющих веществ, сглаживать наводнения, предотвращать заболачивание, увеличивать дренированность почв. Лес в отличие от других экосистем накапливает больше снега. По мнению многих исследователей наибольшее количество снега накапливается в лиственном лесу. В хвойном лесу снега меньше, т.к. часть его остается на ветвях.

Лес и ветер Ветер оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на лес. С помощью ветра происходит опыление большинства древесных пород (береза, бук, граб, дуб, ель, ильмовые, лещина, лиственница, ольха, пихта, сосна, тополь, ясень). Ветер – эффективное средство для распространения семян растений (анемохорные растения – основная часть лесообразующих пород).

Отрицательная роль леса проявляется в формировании флагообразной кроны у деревьев, произрастающих на взморье, по берегам крупных озер и по периметру открытых пространств большой площади. Формирование флагообразной кроны сопровождается образованием древесины низкого качества. Специальными исследованиями установлено, что существует прямая связь между силой воздействующего на деревья ветра и производительностью древостоев. Чем сильнее постоянно дующие ветры, тем меньше производительность растительных формаций. В условиях систематического воздействия сильных ветров формируются сильносбежистые, низкорослые стволы, часто проявляется кустистость и появляются стелющиеся формы деревьев (криволесье), возникает эксцентричность ствола, прирост в высоту уменьшается.Наибольшее отрицательное воздействие на лесные экосистемы оказывают сильные ветры (буря, шторм, ураган), вызывающие ветровал и бурелом. Отрицательные последствия ураганов и штормов проявляются и спустя длительное время (массовый сухостой). При сильном расшатывании дерева обрываются мелкие корни, ухудшается питание растения влагой и минеральными веществами, защитные функции дерева ослабевают,оно заселяется вредителями и погибает. Ветроустойчивость отдельных видов зависит от строения корневой системы. Выделяют три типа корневых систем:стержневая (сосна, дуб, береза); поверхностная (ель, пихта); переходная (основная часть лесообразующих пород). Древесные породы со стержневым корнем меньше других подвержены ветровалу. Наиболее ветровальны породы, имеющие поверхностную корневую систему. C другой стороны, под действием ветра у деревьев формируется более мощная корневая система. Строение корневой системы зависит и от почвенно-грунтовых условий. Повышение ветроустойчивости лесных фитоценозов возможно несколькими способами:создание смешанных древостоев с включением пород со стержневой корневой системой; формирование ветроупорных опушек (удаление крупных, старых деревьев и деревьев с большой парусностью кроны – с большим опрокидывающим моментом); увеличение дренированности почв, что приведет к углублению корневых систем всех пород.

Лес и воздух Главный компонент атмосферного воздуха – азот (78%). Концентрация этого газа поддерживается на одном и том же уровне. Его незначительная часть вовлекается в биологический круговорот, благодаря растениям из семейства бобовые. Около 21% по объему занимает кислород. Он необходим для дыхания растений, животных, микроорганизмов. Снижение или повышение концентрации О₂ сказывается на всех процессах жизнедеятельности живых организмов. На инертные газы приходится около 1% атмосферного воздуха (аргон, ксенон, неон, криптон, гелий). Важнейшим компонентом для растений является СО₂. Его концентрация постепенно увеличивается и это оказывает положительное влияние на флору (тепличные хозяйства давно применяют подкормку растений повышенными концентрациями СО₂). Под пологом леса кроме СО₂ присутствуют и другие углерод содержащие газы, являющиеся продуктами разложения детрита (главным образом метан). Содержание СО₂ в пологе древостоев подвержено суточным и сезонным колебаниям. в различных горизонтах древесного полога эти колебания не одинаковы. Cкорость фотосинтеза в верхней части полога всегда выше, чем в нижней. Интенсивность дыхания пропорциональна интенсивности фотосинтеза, т.е. в верхней части полога она почти в два раза выше, чем в нижней.

Абсолютные значения концентрации СО₂ в пологе ельника зависят от внешних условий и, главным образом, ночью от температуры и влажности воздуха, а днем еще и от освещенности. Установлено, что в ясную погоду наибольшая концентрация углекислого газа ночью была в горизонте с максимальной массой хвои, а в пасмурную погоду – у поверхности почвы за счет дыхания корней и деятельности почвенной биоты.

Суточная и сезонная динамика выделения углекислого газа из почвы определяется главным образом температурным режимом. Количество СО₂, выделяющегося из почвы, характеризует активность почвенных микроорганизмов и интенсивности дыхания корневых систем фитоценоза. Многие исследователи отмечают строгую зависимость количества выделяемого СО₂ от температуры и других показателей микроклимата. Сезонные колебания интенсивности выделения углекислого газа также связаны с внешними условиями. Максимальные значения отмечаются в летние месяцы.

Существенное влияние на режим СО₂ в лесу оказывают запасы фитодетрита. Интенсивность разложения мертвого органического вещества под пологом лиственного леса всегда выше, чем под пологом хвойного, который характеризуется более мощным запасом подстилки и бедной микрофлорой.

Роль живого напочвенного покрова в продуцировании СО₂ незначительна. В среднем за сутки доля СО₂, выделяемого этим компонентом фитоценоза, составляет около 2-9% от общего потока СО₂ с поверхности почвы. Более интенсивное выделение углекислого газа отмечается на микроповышениях, которые характеризуются оптимальным режимом температуры и влажности. Здесь богаче видовой состав растительности и фитомасса больше, чем на микропонижениях. Благодаря постоянному потоку СО₂ из почвы в течение всего вегетационного периода, создаются благоприятные условия для его ассимиляции растениями нижних ярусов фитоценоза. Недостаток освещенности в нижних ярусах компенсируется оптимальным режимом СО₂.

Взаимовлияние леса и почвы.

Лес-это элемент географического ландшафта, состоящий из совокупности древесных, куст-х и травянистых растений, животных и микроорганизмов в своем развитии взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внеш. среду.

Почва в жизни леса является прямым экологическим фактором, это субстрат в жизнедеятельности растений. На богатых почвах формируются смешанные по составу, сложные по строению древостои, обладающие высокой производительностью (I-II классов бонитета). На бедных почвах произрастают, как правило, чистые по составу, низкопроизводительные фитоценозы (V-IV классов бонитета). Почва в отличие от материнской горной породы обладает уникаль­ным свойством - плодородием, способностью обеспечивать растения элементами питания и водой. Из почвы растения получают все необходи­мые элементы для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Лесорастительная зона определяет общий облик лесов, потенциаль­ную продуктивность и набор видов. От почвенных условий конкретной территории зависит состав древостоев и их производительность, качество древесины и скорость его нарастания, тип леса и условия возобновления.

Почва регулирует состав растительности. Строение корневой системы древесных пород также зависит от почвенных характеристик. На богатых хорошо дрениро­ванных почвах формируется глубокая корневая система, на переувлаж­ненных почвах, на почвах с преобладанием тяжелых суглинков корневая система деревьев, независимо от породы - поверхностная. Механический состав почвы определяет многие характеристики древостоев и древесины. На богатых почвах формируются широкие годичные слои, такая древеси­на имеет небольшую плотность, подвержена значительным деформациям (особенно в пиломатериалах), не устойчива к гниению. На сухих и забо­лоченных бедных почвах формируется древесина, обладающая высокой плотностью и прочностью.

Взаимовлияние леса и почвы происходит за счет круговорота элементов питания м/у почвой и растениями. Различают малый и большой круговорот N и зольных элементов. Малый биолог. круговорот представлен ежегодной частью объема круговорота N и зольных элементов без законсервированной части. Чем выше продуктивность насаждения, тем выше емкость малого кругооборота. Большой биолог. кругооб.- сумма всех малых кругооборотов до системы климаксового состояния.

По отношению к богатству почвы все древесные породы можно разделить на три группы: олиготрофы (могут произрастать на бедных почвах сосна, можжевельник, некоторые виды кустарниковых ив); мезотрофы (среднетребовательные к плодородию почвы - основная часть лесообразующих пород); мегатрофы (породы, предпочитающие богатые почвы - ель, пихта,дуб, ясень, ильмовые).

Влияние леса на почву:

- биофизическое - регулирование температурного режима почвы, перераспределение влаги, влияние на процессы подрязания и оттаивания + влияние лесной подстилки.

- механическое влияние – поддержание почвы в рыхлом состоянии, разрушение материнской породы корневыми системами, давление на почву, разрешение почвы почвенными организмами и образование каналов.

- химическое влияние – обогащение почвой элементами питания, формирование уровней кислотности, выделения корневыми системами органич. соединений.

- биотическое влияние – комплексное влияние всей лесной фауны.