Глава III. Взаимоотношение леса и среды

Знание взаимоотношения леса и окружающей его среды является теоретической базой для хозяйственной деятельности человека. Кратко это взаимоотношение можно формулировать так: среда влияет на лес, а лес влияет на среду.

Растение не может жить и развиваться без определенных условий окружающей среды. Среда и растение едины. Но если проследить за жизнью отдельных видов древесных растений (сосна, ель и т. д.), то легко подметить значительную разницу в отношении каждого из них к свету, теплу, пище и другим экологическим факторам. Понятие «среда» включает не только почву, свет, тепло и т. д., но и окружающие растение живые орга­низмы.

Растительные сообщества в процессе своей жизнедеятельности способны изменять окружающую среду. Поэтому ряд исследователей рекомендует различать два понятия: среду местоположения, т. е. климат, увлажнение, почва и др., и среду местообитания — измененную организмами среду местоположения. В лесоводстве пользуются термином «условия местопроизрастания», который объединяет оба указанных выше.

Как известно, в процессе эволюции происходило расселение растений и приспособление их к вновь освоенным территориям.

В настоящее время каждый вид растения занимает определенный географический район — ареал данного растения. (Часто природные границы ареала определенного растения бывают расширены человеком искусственно, путем создания культурных насаждений. Введение в какой-либо район нового, не бывшего там растения, называют интродукцией, а само растение — экзотом.)

Однако неоднородность условий произрастания в пределах ареала создает различия в биологических особенностях одного и того же вида растений. В связи с этим приходится выделять климатипы растений, используя их особенности при Лесоразведении. Так, например, сосна обыкновенная имеет следующие климатипы: архангельская, вологодская, воронежская и др. Если восполь­зоваться их семенами для разведения, они дадут древостой с присущими каждому такому экотипу особенностями. Лучшие древостой получаются из семян местных форм растений.

Перейдем к краткому изложению существующей взаимосвязи леса и среды.

Лес и атмосфера. Из окружающего воздуха растения поглощают углекислый газ, кислород и воду. На свету в листьях в результате фотосинтеза образуются органические вещества. Кислород воды при этом выделяется в воздух. Растения выделяют в атмосферу также летучие биологические вещества — фитонциды и в результа­те дыхания— углекислый газ.

Наибольшее количество углекислого газа поступает в атмосферу из почвы и лесной подстилки в результате разложения опада микробами и грибами. Чем больше в лесу подстилки и чем лучше она разлагается, тем больше выделяется углекислого газа, тем больше прирост растений.

Общее содержание углекислого газа в приземном слое воздуха, как установлено опытами, равно 0,07%. В лесных насаждениях на уровне крон эта величина равна всего 0,017%. В выравнивании содержания углекислого газа в атмосфере большую роль играет воздухо­обмен.

На жизнь леса большое влияние оказывает ветер. С помощью ветра происходит опыление цветов таких пород, как ольха, береза, тополь, сосна, дуб и др. Ветер способствует распространению созревших семян, перенося их иногда на очень большое расстояние, влияет на формирование крон деревьев.

С помощью ветра происходит энергичное перемешивание воздуха лесного и обедненного углекислотой. Следовательно, в жизни леса ветер играет большую поло­жительную роль. Но при большой скорости ветер может вызывать бурелом и ветровал, причиняя тем самым ущерб насаждению.

В то же время лес оказывает сильное влияние на ветер. Так, по данным Н. С. Нестерова, на опушке леса с наветренной стороны наблюдается увеличение скорости ветра примерно в 1,5 раза вследствие завихрений, а на расстоянии 125 м от опушки вглубь она снижается почти до нуля (штиль). Это свойство леса используют при создании полезащитных лесных полос.

Лес и свет. Свет является энергетическим ресурсом при фотосинтезе для всех зеленых растений. Лучи солнца, падающие на лесной полог, частью поглощаются, частью от него отражаются и лишь незначительное количество их достигает подстилки и почвы.

От света зависит созревание семян и плодов растений. Известно, что у деревьев, которые растут по световым окнам или опушкам, плодоношение начинается раньше, чем у затененных. На верхних частях крон, где света также больше, у хвойных растений всегда бывает больше шишек. Сучья в лесу отмирают снизу, где мало света. Образование почек может быть и в теневых условиях, но полное их развитие наблюдается только на хорошем свету. Годичные кольца разрастаются в сторону более яркого света.

Таким образом, свет необходим для жизни растений, но различные виды их отличаются по отношению к интенсивности освещения. Известно, что сосна может расти только на свету, а липа, ель растут и под пологом других деревьев. Такое отношение древесных растений к свету имеет большое производственное значение, оно дает возможность вмешиваться в состав насаждений и изменять их развитие в желаемом направлении.

Под полог леса проникает от 5 до 40% солнечной радиации, что достаточно для произрастания менее требовательных к свету пород.

Под пологом леса свет неравномерный, рассеянный, ослабленный и измененный в своем составе, так как листья поглощают физиологически активные красные и оранжевые тепловые лучи и отражают зеленые. Следовательно, молодой подрост, находящийся под пологом леса, живет в иной световой обстановке, чем взрослые деревья, кроны которых располагаются в верхнем ярусе. Но и сами породы деревьев обладают различной те­невыносливостью и светолюбием.

Применяемые в лесоводстве и защитном лесоразведении древесные породы по мере возрастания теневыносливости можно расположить в следующем порядке (табл.4).

Светолюбивые породы обычно отличаются от теневыносливых по внешнему виду. Первые имеют ажурную, просвечивающую крону, в то время как у теневыносливых она более густая. Стволы светолюбивых пород покрыты более толстой корой.

В молодом возрасте теневыносливые породы боятся заморозков и солнцепека и растут медленно. Светолюбивые деревья и кустарники в молодом возрасте в общем легче, чем теневыносливые, переносят заморозки. Кроме того, они растут быстро, почему и относятся к числу быстрорастущих.

Лес и температура. Основным источником тепловой энергии на Земле является солнечное излучение. Приход и расход солнечной энергии на земной поверхности зависят от высоты солнца над горизонтом и продолжительности светового дня. Географическая широта местности определяет смену климатических поясов, а это, в свою очередь, — смену зон растительности. Строгую четкость этих зон нарушает близость океанов, их теплых и холодных течений и рельеф местности:

Роль тепла в жизни растений огромна. Фотосинтез может протекать нормально в довольно узких пределах температур 5—30°С; при температуре 45°С и 2°С фотосинтез прекращается. От температуры зависит прора­стание семян и деятельность микроорганизмов.

Для жизни леса и составляющих его древостоев и кустарниковых пород важное значение имеют крайние температуры: с одной стороны высокая, с другой — низкая.

Высокие температуры вызывают ожог коры у взрослых деревьев, а у всходов — опал корневой шейки в местах соприкосновения ее с почвой. Сильные морозы приводят к обмерзанию отдельных частей растения и даже к полному вымерзанию его.

При резком понижении температуры зимой на стволах деревьев могут образовываться морозобойные трещины. На тяжелых сырых почвах при низких температурах возможно выжимание молодых деревцев из почвы с обрывом корней. Однако совокупность деревьев способна изменить тепловой режим занятой площади. Внутри леса имеется своеобразный микроклимат. Лес сглаживает сезонные и суточные колебания температуры, почва в лесу промерзает на меньшую глубину, чем в поле, а иногда и совсем не промерзает даже в средней полосе.

По отношению к температуре древесные породы можно разделить на морозостойкие, средней морозостойкости и неморозостойкие (относительно теплолюбивые). К морозостойким относятся сосна обыкновенная, лиственница сибирская, ель, пихта сибирская, кедр сибирский, береза бородавчатая, осина. Средние по морозостойкости: яблоня лесная, груша лесная, клен остролистный, ясень обыкновенный, граб. Относительно теплолюбивыми (неморозостойкими) считают абрикос, орех грецкий, акацию белую, шелковицу, гледичию.

Лес и влага. Вода является составной частью растения. Все физиологические процессы, протекающие в растении, возможны только при наличии достаточного ко­личества воды в его клетках. Испарение воды листьями охлаждает растение и оберегает его от перегрева солнечными лучами. Чтобы создать 1 кг сухого органического вещества, растению необходимо пропустить через корни, а затем листья, от 300 до 1000 кг воды.

Количество испаряемой воды зависит от состава, возраста, полноты и условий роста леса. Хвойные породы в общем испаряют меньше, чем лиственные, а светолюбивые — больше, чем теневыносливые.

Лесная растительность уменьшает в реках весенний подъем, воды, а летом поддерживает более высокий меженный уровень. Длительное изучение гидрологической роли леса показало, что на юге нашей страны грунтовые воды стоят выше в степи и на полянах среди леса. Под лесом, в условиях юга, уровень грунтовых вод ниже, чем на открытых местах. Это объясняется тем, что корни лесных растений непрерывно отсасывают воду, понижая тем самым уровень грунтовых вод. Но испаряющаяся через крону деревьев влага делает более влажной окружающую среду.

Однако в северной части СССР, где количество испаряющейся воды меньше, чем ее поступает с осадками, в древесных насаждениях нередко наблюдается заболачивание, т. е. грунтовые воды стоят выше.

В добавление к изложенному можно отметить следующее:

1. На площадях, занятых большими массивами леса, возвращение влаги в атмосферу достигает максимальной величины.

2. В лесу зимой накапливается снега больше, чем на открытых безлесных пространствах, при этом в лиственных насаждениях накапливается снега больше, чем в хвойных, особенно еловых.

3. Снеготаяние в лесах идет медленнее по сравнению с открытыми местами, при этом интенсивность таяния в хвойных лесах меньше, чем в лиственных.

4. Большие лесные массивы в бассейнах рек резко
увеличивают продолжительность паводка, уменьшая при
этом смыв почв. Это, в свою очередь, уменьшает заиливание рек, озер и других водохранилищ.

5. Под лесными насаждениями почва промерзает менее глубоко, создавая при этом лучшую проницаемость для воды.

По отношению к влаге в почве древесные растения делят на засухоустойчивые и влаголюбивые. К засухоустойчивым относятся: саксаул, кандым, через, золо­тистая смородина, лох узколистный, тамарикс, вяз мелколистный, абрикос, шелковица, акация белая, гледичия, ясень зеленый, клен татарский, сосна обыкновенная, сосна крымская; средние по засухоустойчивости: груша лесная, яблоня лесная, вязгладкий, дуб черешчатый, клен полевой; влаголюбивые: липа мелколистная, ряд тополей, в том числе осина, ольха черная, древовидные ивы, клен остролистный, ясень обыкновенный, лиственница, пихта сибирская.

Лес и почва тесно взаимосвязаны в течение всей жизни насаждения. Почва наряду с климатом определяет состав леса, ход его роста, возобновление, долговечность.

Наблюдения показывают, что чистые сосновые боры обычно приурочены к мощным (5—15 м) песчаным отложениям.

По Средней Волге на мергелях и глинах, выходящих на поверхность, формируются лиственные леса из дуба, вяза, клена, липы.

В Брянских лесах на песках расположены чистые сосновые боры. Если на этих породах появляются прослои глауконита, в древостоях появляется ель. В Шыповом лесу Воронежской области на деградированном черноземе растет дуб с ясенем, липой, кленом.

В Смоленской, Московской областях на покровных тяжелых суглинках преобладают еловые леса или временно сменяющие их березово-осиновые; на пес­ках — сосновые боры.

В районе Красноярска на карбонатных суглинках обильно произрастает лиственница.

Торфяно-глеевые почвы с близким поверхностным залеганием грунтовых вод всегда покрыты зарослями черной или серой ольхи.

Взаимосвязь почв и насаждений хорошо прослеживается по таблице 2 типов леса.

Влияние леса на почву проявляется в характере почвообразовательного процесса, протекающего под пологом различных насаждений.

Еловые насаждения благоприятствуют проявлению подзолообразования. Именно под такими лесами в тайге наблюдаются сильно оподзоленные почвы и даже подзолы. Под дубовыми природными лесами обычны достаточно плодородные слабооподзоленные и серые лесные почвы и буроземы.

Исследованиями Н. П. Ремезова была выявлена исключительная роль в почвообразовательном процессе лесной подстилки.

Больше всего зольных веществ содержится в хвое, листьях, мелких ветках и корнях и значительно меньше в стволах деревьев.

Древесные растения резко реагируют на плодородие почвы.

Знание распределения зольных веществ в растениях и породах позволяет сознательно вмешиваться в почвообразовательный процесс, намечать смену одних пород другими. В целом все лиственные породы более требовательны к почвенному плодородию, хвойные — менее требовательны. Отдельные древесные и кустарниковые породы в насаждениях этих двух групп также неодинаково относятся к содержанию питательных веществ в почве.

Лес и животный мир. Жизнь леса тесно связана с населяющим его животным миром. Лес дает животным пищу и все другие условия существования. В свою очередь, животный мир также оказывает на лес многообразное влияние. Каждый тип леса имеет свой зооценоз.

Из 350 промысловых видов животных, имеющихся в СССР, преобладающая часть обитает в лесу. По количеству доставляемой ценной пушнины никакие другие угодья не могут сравниться с лесными.

Эдафон леса состоит из червей, моллюсков, членистоногих и хордовых. Кроме того, лес и его почва населены миллиардами микроорганизмов: простейших, грибов,, актиномицетов, бактерий. Живые организмы, населяющие лес, находятся с ним в сложном взаимодействии. Они могут быть полезными и вредными для его жизни. Дождевые черви за один год пропускают через свой пищевой тракт до 40 т земли на 1 га, тем самым улучшают структуру почвы, ее водо- и воздухопроницаемость, обогащают питательными веществами. Неоценимую пользу приносят муравьи. Муравьи — это санитары леса. Кроме того, подобно червям, они делают ходы в почве, улучшая ее физические свойства.

Лучшим другом леса являются птицы, из которых следует отметить кукушку, поползня, пищуху, иволгу, скворца, дятла, синиц. Очень полезны многие хищные птицы, такие, как кобчик, сова, сарыч, пустельга, уничтожающие мышей и многих крупных вредных насекомых.

Из млекопитающих значительную полезную роль играют ежи, кроты, землеройки. Они уничтожают мышей, полевок и насекомых. Но животные могут иногда наносить и вред (чаще всего мало значительный). Так, сильно размножившиеся лоси вредят посадкам и порослям сосны и некоторым другим породам. Бобры при постройке запруд подгрызают деревья. Рябчики склевывают почки березы, ивы, ольхи. Но в целом отрицательное действие животных ограниченно.

В последнее время во многих странах определилась необходимость охраны животного мира лесов.

В землеустройстве этот вопрос, возникает при организации территории лесных массивов, создании лесных полос - зеленых «зонтов», насаждений по балкам, оврагам.

Лес в наше время имеет огромное значение в сохранении редких видов животных в природе.

Из всего изложенного выше очевидно, что лес и окружающая среда представляют собой сложное, крайне динамичное единство. Только глубокое знание этого единства даст возможность землеустроителю при проектирований и учете земель сделать правильные выводы для создания культурного ландшафта. Допущенная ошибка в учете и оценке природных факторов ведет к бесцельной трате средств при осуществлении идей, зало­женных в проекте организации территории, и вредным, часто необратимым изменениям окружающей среды.

Дата добавления: 2015-11-30