Лесоведение

Охарактеризуйте роль основных компонентов  лесного фитоценоза в жизни леса

Основной  признак леса – древесная растительность. Элементарные однородные  участки  растительного  покрова  называют  насаждениями,  или

фитоценозами. Они состоят из древостоя, а также, как правило, из подрос-

та, подлеска и живого напочвенного покрова. Древостой – сравнительно  однородная  совокупность  деревьев в границах  насаждения  (фитоценоза). Древостой, состоящий из одной породы, называется чистым, а из двух или более пород – смешанным. По вертикали древостой разделяется

на ярусы. Если в древостое имеется только один ярус, он называется простым, а при двух и более ярусах – сложным.

Подрост  –  древесные  растения  естественного  происхождения  старше 5 лет, а в  условиях Севера – старше 10 лет, растущие под пологом леса или на вырубках и гарях и способные образовать древостой. Древесные растения  естественного происхождения из  семян  в  возрасте  от  2  до  5  (10)  лет называются самосевом, а в возрасте до 1 года – всходами.

Подлесок  –  кустарники,  реже  деревья,  произрастающие  под  пологом  леса  и  неспособные  образовать  древостой  или  войти в его состав  в конкретных условиях местопроизрастания.

Живой  напочвенный  покров  состоит  из  совокупности  мхов,  лишайников,  травянистых растений, кустарничков (черники, брусники и др.), произрастающих на покрытых и не покрытых лесом землях (т.е. под пологом

леса, на вырубках и  гарях). Подрост, подлесок и живой напочвенный покров на некоторых этапах жизни леса могут отсутствовать.

К  биотическим  компонентам  леса  помимо  растительности  относятся животные – млекопитающие, амфибии, птицы, насекомые и др. (зооценоз) и микроорганизмы (микробоценоз). В  совокупности фитоценоз, зооценоз и  микробоценоз составляют биотоп.

Характерной  особенностью  леса  является  лесная  подстилка  – напочвенный слой, образующийся в лесу из растительного опада (листьев, хвои, мелких  ветвей, шишек и др.) разной  степени  разложения. Благодаря подстилке,  ее  разложению  в  лесу  наблюдается  своеобразный  режим  почвенных  процессов.  Лесная  почва  отличается  своей  морфологией  и  физико-химическими показателями.

Рельеф  и  почва  составляют  эдафотоп,  а  свет,  тепло,  влага  и  другие климатические факторы –  климатоп. В совокупности они определяют лесную среду и называются экотопом.

В лесу наблюдаются тесная взаимосвязь и взаимообусловленность биотических,  климатических и  эдафических факторов. Такое  единство,  совокупность биоценоза и экотопа называют биогеоценозом.

К растительным компонентам леса относят древостой, подрост, подлесок, и живой напочвенный покров.

Основной  компонент леса – древостой, который  является эдификатором, доминантом и  главным продуцентом лесной экосистемы. Он создает и контролирует внутреннюю среду леса, определяет световой и тепловой режимы, взаимоотношения между компонентами леса. От состава и формы древостоя зависят состав и структура подлеска и живого напочвенного покрова, а также состав и обилие различных видов животных. Под густым пологом ели на богатых почвах с нормальным увлажнением отсутствует второй ярус и подлесок,  а в жердняке – и живой напочвенный покров. Древостой дает наибольшую массу органических веществ (95% и более).

        Подрост по выражению Г.Ф. Морозова  – «молодое поколение, идущие на смену старому». Поэтому его роль в лесовосстановлении исключительна велика. Под пологом древостоя он конкурирует за свет, воду, минеральные вещества с подобными ему особями подроста и с материнским древостоем.

       Подрост появляется на определенной стадии развития древостоя. Если сомкнутость крон высока, а в почве мало пищи, подроста может и не быть. Он лучше растет там, где есть просветы в пологе. Угнетенный подрост под пологом древостоя характеризуется зонтикообразной кроной, слабым охвоением, низким приростом по высоте.

        От древостоя зависит состав  и степень развития подлеска  он появляется в спелом древостое,  когда уменьшается конкурентное  

давление  основного древесного яруса, увеличивается  освещенность под пологом, в почве  накапливается зольные элементы и азот. Развитие кустарников в этот период позволяет поддерживать биокруговорот на прежнем уровне. Подлесок появляется на искусственном разреживании древостоя. На разреженных участках в еловом лесу разрастается рябина, а на богатых почвах – бузина, жимолость, крушина.

          Полезные функции подлеска заключаются  в следующем: 

• Улучшение почвы в хвойных и твердолиственных лесах из-за мягких листьев, которые легко разлагаются и иногда содержат повышенные дозы азота и зональных веществ;
• Защита почвы от испарения, охлаждения, эрозии;
• Препятствие развитию злаков, что способствует естественному лесовозобновлению, в том числе на вырубках;
• Кустарники являются источником корма, местом укрытия и гнездования для многих видов фауны, а также источником продовольствия и лекарственного сырья для человека (малина, лещина, шиповник, крушина, и т.д.);
• Лиственные кустарниковые породы препятствуют распространению низовых пожаров в хвойном лесу.

 

         Могут быть случаи и отрицательного  влияния подлеска – иссушение почвы желтой акацией и заглушение ею самосева сосны (в засушливых условиях). Лавровишня мешает возобновлению бука в Закавказье, лещина  в лесостепи заглушает дуб. И даже в таежной зоне ольха серая может быть серьезным конкурентом культурам сосны и ели.

          Живой напочвенный покров,  как  и кустарники, предохраняет почву  от выщелачивание, и засоления,  защищает от излишнего испарения,  переувлажнения, смягчает колебание  температуры, обеспечивает малый  биологический круговорот. Отрицательное  влияние живого напочвенного покрова заключается в задернении вырубок, что затрудняет естественное лесовозобновление.

         Состав и обилие растений нижних  ярусов зависит от состава  и густоты древесного яруса  и кустарников, почвы, истории  развития древостоя.

         Различают растения спутники  и индикаторы. Спутниками дуба  являются копытень, печеночница,  купена, ели – майник, фиалка собачья,  этажный мох, сосны – мох  Шребера. Но растения живого  напочвенного покрова являются  индикаторами только верхних  горизонтов почвы. Кроме того, индикаторная роль растений измеряется в разных географических районах, она зависит от характера древостоя.

        Главные условия развития травяно-кустарникового  яруса, даже в южной тайге, -  отсутствие дефицита влаги в  засушливый период и наличие доступных форм азота, так как многие таежные виды трав тенелюбивы. Светолюбивой щучке дернистой достаточно для существования 2% от полого освящения, а кислице – 1%. В отсутствие корневой конкуренции материнского древостоя появляется нитрофильные виды, травы, кустарники зацветают.

       Развитие травяно-кустарникового  яруса существенно зависит от  возраста древостоя, особенно  в ельниках. В период интенсивного  роста покров ельников может  быть мертвым – из опавших  хвои и ветвей. Даже небольшое разреживание не происходит к развитию живого напочвенного покрова. Лишь после уменьшения прироста, и следовательно, потребность древостоя в элементе питания и воде, начинают появляться сначала мхи, затем ягодные кустарники, злаки. Со временим в  ельниках на богатых почвах с нормальным увлажнением появляются мегатрофы – грушанка, майник,  копытень; на переувлажненных почвах – хвощи, осоки,  гигрофильные мхи (сфагнум, кукушкин лен), что способствует заболачиванию. При нехватки воды в почве покров может быть мертвым или мхов и лишайников даже в сосновых молодняках, где света достаточно.

         Травянисто кустарниковый ярус  является конкретным  древесным  растением лишь на  вырубках, где  уплотнение почвы, задернение  луговиком, вейником, щучкой мешают  развития всходов хвойных пород. В сомкнутых древостоях травы неконкурентоспособны. Поэтому развитие травы и мхов можно рассматривать как один из главных механизмов адаптации лесных экосистем в любых условиях.  Отрицательный эффект,  например, задернение почвы, является побочным.

        Травяно-кустарниковый и  мохово-лишайниковый  ярусы, их видовой состав и  степень развития  хорошо отображают  состояние только верхнего слоя  почвы.  Более надежными индикаторами  почвы они служат в экспериментальных  условиях, например, на сухих или влажных почвах.

           В лесу чрезвычайна велика  роль микрофлоры. Бактерии и сапрофитные  грибы участвуют в биокруговороте  веществ, осуществляют разложение  мертвого органического вещества, учитывают атмосферный азот, пополняют  запасы углекислого газа, принимают участие в выветривании горных пород. По массе они составляют примерно 80% почвенной биоты, остальное – почвенная фауна, в том числе половина – черви.   Состав и обилие бактерий являются индикаторами плодородия почвы. О плодородии можно судить по интенсивности дыхания почвы (сравнительному содержанию углекислого газа в приземном слое воздуха). Более точно плодородие почвы характеризуется по содержанию ферментов.

         Дереворазрушающие грибы осуществляют  ускоренное разложение древесины. В последние годы увеличиваются случаи повреждения древостоев корневыми гнилями. Основными причинами этого являются работа тяжелых машин, ослабление леса промышленными эмиссиями, загрязнение почвы тяжелыми металлами.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Назовите     основные     климатические     показатели     и     климатические классификации.

В качестве климатических показателей используются: 

• продолжительность  вегетационного периода (80–100 дней в  северной

тайге, 100–120 – в средней, 120–130 – в южной), устанавливается по числу

дней  с  активными  (эффективными)  температурами  почвы  более  +5⁰ С и

воздуха более +10⁰ С; 

• сумма  активных температур  (более +10 ⁰С)  за вегетационный период (900–2500  С в лесной зоне);

• количество атмосферных осадков за год (в таежной зоне 300–600 мм);

• минимальное  количество осадков за вегетационный  период;

• радиационный баланс – приход и расход солнечной энергии в тепловых единицах на единицу площади  за какое-то время  (50 кДж/см² /год – в северной подзоне тайги, 167 кДж/см² /год – в западной лесостепи).

В описаниях  климата чаще приводятся средние многолетние показатели, но более важное значение могут иметь экстремальные показатели, отображающие, например, пережитую засуху.

Лучше отображают климат совокупные показатели  (индексы), объединяющие температуру и осадки, поскольку их влияние взаимосвязано. Так, высокая температура оказывает лимитирующее влияние на лес, если влажность воздуха близка к минимуму. Высокая влажность воздуха при высокой температуре, например, в тропическом дождевом лесу, имеет положительный эффект. Наибольшую известность получили коэффициент увлажнения  (КУ)  Г.Н.  Высоцкого  и  гидротермический  коэффициент  (ГК)

Г.Т. Селянинова.

Коэффициент увлажнения в лесостепи равен 1, в  лесной зоне – более 1,

в полупустыне  – 0,5.

 

В  районах  достаточного  увлажнения  гидротермический  коэффициент 

равен  1–2,  чрезмерного  увлажнения  3–4,  недостаточного  увлажнения  – 

менее 1.

Классификации климата основаны на измерениях показателей температуры  и  осадков. Широко  известны  две  классификации.  В  первой  из  них выделены климатические провинции и пять типов климата:

• тропический  дождливый; 

• сухой; 

• умеренно теплый с достаточным увлажнением; 

• умеренно холодный с достаточным увлажнением; 

• снеговой.

Типы  климата,  кроме  последнего,  в  зависимости  от  годового  хода

осадков разделены на подтипы с равномерным увлажнением f, относительно  сухим летом S и  сухой  зимой W. В подтипах  выделены  еще  вариации климата, в зависимости от летней температуры воздуха. Тип климата обозначается тремя кодовыми буквами, например: С sb – влажный умеренно теплый  климат  с  сухим  летом. По  сравнению  с  другими  классификациями, эта более тесно увязана с основными типами растительности, хотя и слабо коррелирует с действительным распространением растительного покрова в том или ином ареале. В США подобные характеристики климата связывают с распространением древесных пород.