лесоводство шпоры. 1. Понятие о лесе, основные компоненты леса Лес
 Скачать 343.5 Kb.
|
|
1. Понятие о лесе, основные компоненты леса Лес – элемент географического ландшафта, состоящий из совокупности деревьев, занимающих доминирующее положение, кустарников, напочвенного покрова, животных, микроорганизмов, в своем развитии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внешнюю среду (ГОСТ). Характерные черты леса: 1. Взаимное влияние древесных растений друг на друга, взаимодействие с другими типами растений: кустарниками, травами, мхами. 2. Компоненты леса не только зависят от среды, но и сами влияют на нее, создавая свой микроклимат, своеобразное протекание почвенных процессов. 3. Способность леса восстанавливать самого себя, обеспечивать смену поколений. В составе леса выделяют две части: надземную или стромосферу; подземную или ризосферу. К элементам стромосферы относятся: насаждение, древостой, подлесок, подрост, живой напочвенный покров, внеярусная растительность, лесная подстилка и т.п. Насаждение – участок леса, состоящий из древостоя, а также как правило, подроста, подлеска, и живого напочвенного покрова. Насаждение есть лесной фитоценоз однородный по биологическим признакам. Древостой– совокупность деревьев, являющихся основным компонентом насаждения. состав древостоя: главная древесная порода – порода, которая при данных экономических и лесорастительных условиях наилучшим образом соответствует хозяйственным целям; второстепенные древесные породы – породы, которые в меньшей степени соответствуют экономическим и лесорастительным условиям; господствующая порода – порода, которая преобладает в верхнем ярусе древостоя, но часто не бывает главной; сопутствующие древесные породы – породы, благоприятно воздействующие на главную и в конкретных условиях не уступающие ей по хозяйственному значению (например, клен, ясень, липа в дубравах). Подрост – молодое поколение древесных растений естественного происхождения, растущие под пологом леса или на вырубках, гарях и способные сформировать древостой. Подгон– деревья или кустарники, способствующие ускорению роста и улучшению формы ствола главной древесной породы путем создания бокового отенения. Подлесок – кустарники, реже древесные породы, произрастающие под пологом леса и неспособные образовать древостой в данных условиях местопроизрастания. Живой напочвенный покров – совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, произрастающих на покрытых и не покрытых лесом землях. Растительный опад – опавшие в течение года листья, хвоя, ветки, сучья, плоды и другие части лесной растительности. Лесная подстилка - напочвенный слой, образующийся в лесу из растительного опада разной степени разложения. В отличие от опада имеет компактность, слоистость, а иногда (при медленных процессах разложения) и значительную мощность (до 20см). Она служит источником удобрения лесных почв. Отпад– деревья, отмершие в результате естественного изреживания древостоя с возрастом или от заболевания. Внеярусная растительность – совокупность растений разных видов и классов – лианы (плющ, лимонник и др.), лишайники, размещающиеся в разных ярусах древостоя. Ризосфера – корнедоступная толща почвы. 2. Морфология леса Совокупность внешних признаков лесного фитоценоза составляет морфологию леса. Основные морфологические признаки: происхождение, форма древостоя, состав насаждения, сомкнутость, полнота, густота, возраст, бонитет, товарность, тип условий произрастания, тип леса. Происхождение – признак, характеризующий способ размножения деревьев насаждения. Древостои бывают семенного, вегетативного, смешанного, а также естественного и искусственного происхождения. Семенными называются древостои, которые произошли от семян, а вегетативными или порослевыми, - которые произошли от поросли пней, корневых отпрысков и отводков. Семенами размножаются все древесные породы, тогда как вегетативно – преимущественно лиственные. Порослью возобновляется береза, дуб, ясень, клен, липа и другие породы, корневыми отпрысками – осина, акация белая, берест, тополь и др. Отводками могут размножаться ель и пихта, но для лесного хозяйства размножение отводками практического значения не имеет. Семенные древостои вначале растут медленнее порослевых, но в дальнейшем нагоняют их и достигают больших размеров как по высоте, так и по диаметру. Поэтому семенные древостои называются высокоствольными, а порослевые – низкоствольными. Качество древесины семенных древостоев выше, чем порослевых. Форма древостоя – признак, характеризующий вид сомкнутости крон в древостое. Горизонтальная сомкнутость - древостой простой или одноярусный; вертикальная - сложный, состоящий из двух и более ярусов. Состав – признак смешения пород в древостое. По составу древостои делятся на чистые и смешанные. Если древостой состоит из одной породы или примесь другой породы не превышает 5% общего запаса, он называется чистым. При наличии в составе древостоя нескольких (двух и более) пород он называется смешанным. Породный состав устанавливается по процентному соотношению запасов, составляющих насаждение древесных пород, и записывается формулой. Возраст – признак, характеризующий относительный или абсолютный возраст древостоя. В зависимости от темпов роста древесных пород в лесоводстве принято делить древостои на классы возраста. Класс возраста – период времени, в течение которого древостой считается хозяйственно однородным. Бонитет – показатель продуктивности древостоя. Бонитет определяется по таблице проф. М.М. Орлова по возрасту и средней высоте древостоя, а также происхождению. Установлено пять основных классов бонитета: к I классу относятся древостои высшей продуктивности, к V - низшей. Иногда возникает необходимость выделять Iа и I б классы бонитета – для наиболее высокопродуктивных древостоев и Vа и V б – для самых низкопродуктивных. В молодняках до 10 лет класс бонитета устанавливается по условиям местопроизрастания (типу леса). Полнота – степень плотности стояния деревьев. Различают абсолютную и относительную полноту. Абсолютная полнота определяется отношением суммы площадей сечений древесных стволов на высоте 1,3 м к сумме площадей сечений (табличной) нормального древостоя того же класса возраста и той же высоты. P =  , где Древостои с полнотой 0,8 и выше считаются высокополнотными, 0,6-0,7 – среднеполнотными , 0,4 и ниже – низкополнотными. Участки с полнотой ниже 0,3 (с начала третьего класса возраста) называются рединами. Сомкнутость – определяется суммой площадей проекций крон деревьев, отнесенной к площади, занимаемой древостоем. Густота – количество деревьев на 1 га лесной площади. Она изменяется с возрастом древостоя и связана с лесорастительными условиями. Товарность – экономическая категория качества древостоя, определяемая выходом деловой древесины или количеством деловых стволов. Тип леса– участок леса (или совокупность участков), характеризующийся определенным типом лесорастительных условий, одинаковым составом древесных пород, количеством ярусов, живым напочвенным покровом. Тип лесорастительных условия – совокупность однородных лесорастительных условий на покрытых и не покрытых лесом участках. 3 Экологические факторы, их классификация, взаимное действие на лесные экосистемы Совокупность экологических факторов делят на 3 основные группы: абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические (факторы неорганической природы): - климатические - эдафические - геологические Климатические или атмосферные, или факторы надземной среды: фотосинтетически активная радиация, напряженность света, температурные условия, осадки, влажность воздуха и его состав, ветер и др. компоненты атмосферы. Даже одна древесная порода, произрастающая в разных природных условиях, может сформировать экотипы (рассы). Климатические условия влияют на качество древесины, периодичность плодоношения, качество семян и др. Эдафические факторы (или почвенная среда): влажность почвы и ее характер (недостаточная или избыточная, застойная или проточная), химические свойства почв, физические свойства почв (механический состав, скважистость, аэрация), лесная подстилка. Все эти факторы оказывают влияние на состав, рост и продуктивность древостов. Геологические факторы: рельеф (орографические факторы), материнская порода, поверхностный сток. Однако не только окружающая среда влияет на рост и развитие организмов. Сами живые организмы находятся в постоянных взаимоотношениях между собой. Совокупность таких взаимоотношений, взаимовлияний одних организмов на жизнедеятельность других, а также и на неживую среду обитания носит название биотических факторов. Биотические факторы составляют взаимодействие растений и животных. - фитогенные - зоогенные Фитогенное влияние на лес: травянистой растительности, моховой, лишайниковой, грибной, микроорганизмов, влияние деревьев друг на друга – ценотический фактор Зоогенный фактор: влияние на лес насекомых, птиц и животных. Интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы носит название антропогенного. Антропогенные факторы – влияние на лес человека и его деятельности: рубки леса, посадка леса, сенокошение, выпас скота, загрязнение атмосферы, в том числе и авария на ЧАЭС, мелиорация, пожары, использование леса как места отдыха и т.д. Многогранное влияние человека на лес проявляется как в стихийной форме, так и в сознательном воздействии. Воздействие экологических факторов может быть как прямым, так и опосредованным. В природе существует комплексное влияние экологических факторов, проявляемое в различных сочетаниях. Изменение одного фактора влечет за собой изменение другого. Изменение условий освещения в лесу сопровождается изменением и теплового режима. Одно и то же количество осадков выпадает в северных таежных районах и в некоторых южных степных районах. Однако в первом случае оно выпадает в условиях преобладания низких температур, повышенной влажности воздуха и почвы, при пониженном испарении влаги, во втором – при обратном сочетании. Отсюда – разные условия и возможности существования леса при одном и том же количестве осадков. В одном случае лесоводу приходится бороться с избытком влаги, с угрозой заболачивания, в другом - изыскивать средства повышения влаги, борьба с засоленностью почв и т.д. Экологические условия – это совокупность перечисленных жизненно важных факторов, которые в естественной природной обстановке находятся в самом разнообразном сочетании, что в свою очередь обусловливает большое разнообразие характера леса даже на относительно малом участке земной поверхности. 4 Влияние света на формирование деревьев, их плодоношение и продуктивность Свет влияет на формирование ствола и кроны деревьев. Если свет падает на молодые деревца с одной стороны, их стволики развиваются в сторону света. Это ведет к неравномерному развитию кроны, способствует образованию эксцентричного ствола, снижающего технические качества древесины. При большом доступе света к стволам деревьев очищение от сучьев происходит медленнее. В лесном хозяйстве для выращивания насаждений с прямыми и полнодревесными стволами создается равномерное боковое отенение деревьев главных пород путем введения подгона. Улучшение световых условий деревьев может вызвать увеличение прироста, но возможно и обратное действие, например, при внезапном выставлении на простор теневыносливых пород, таких как ель или пихта. В общем виде взаимосвязь фотосинтеза и продуктивности выражена Л.А. Ивановым и широко известна как «формула Иванова»: M + m = iPT – aP1 T1 где M – масса растений, m – вес отмерших частей, i - интенсивность фотосинтеза, P - рабочая поверхность листьев, T – время работы фотосинтеза, a – интенсивность дыхания, P1 – масса живых частей, T1 – время работы дыхания. Свет, влияя на развитие крон деревьев, воздействует и на их плодоношение. Деревья хорошо освещаемые, с хорошо развитой кроной плодоносят лучше, чем затененные деревья со слаборазвитыми кронами. Угнетенные деревья практически не плодоносят. В пределах одного дерева в разных частях кроны плодоношение может быть неодинаковым. Плодоносят освещенные части крон. У ели - восточная и юго-восточная части кроны дают большее количество семян и качество их лучше. По данным Капера, отрицательно сказывается на плодоношении сильное освещение верхним светом. Так, у наиболее высоких деревьев максимальное количество шишек образуется в средней части крон. От степени освещенности под пологом леса зависит и успешность естественного возобновления древесных пород. Большинство теневыносливых пород (ель, бук, пихта и др.) превосходно возобновляются при наличии бокового или сквозного освещения; для большинства же светолюбивых пород необходимо верхнее освещение или сочетание его с боковым и сквозным. Сильно затененный подрост древесных пород от преобладающего бокового освещения приобретает зонтикообразную форму, так как в этом случае развиваются главным образом боковые побеги. Внешние признаки светолюбня древесных пород. Наиболее старым, но вместе с тем надежным способом определения светолюбия древесных пород - по внешним признакам дерева и древостоя. На степень светолюбия указывают: плотность и сквозистость крон — древесные породы со сквозистыми кронами более светолюбивы, чем с плотными. К первым относятся, например, береза, сосна, лиственница, ко вторым — ель, бук, пихта;протяженность (глубина) кроны по стволу— породы с кронами значительной глубины (пихта, ель) являются теневыносливыми, с неглубокими (береза, осина) — светолюбивыми;толщина коры— теневыносливые породы (ель, пихта, бук) имеют тонкую кору, светолюбивые (сосна, лиственница) — более толстую; быстрота роста в первую половину жизни — светолюбивые породы растут обычно быстрее, чем, обладающие медленным ростом, теневыносливые;быстрота очищения стволов от сучьев— установлено, что очищение стволов от сучьев идет быстрее у светолюбивых пород;быстрота естественного изреживания— естественное изреживание с возрастом древостоев из светолюбивых пород идет быстрее, чем теневыносливых;степень успешности и продолжительности выживания подроста под пологом густого древостоя— подрост светолюбивых пород быстро погибает в затенении, теневыносливых существует длительное время, хотя и в угнетенном состоянии; степень освещенности почвы под пологом древостоя— у светолюбивых она больше, а у теневыносливых — меньше. Разница в степени освещенности может достигать 80—90 % при одинаковом количестве деревьев на площади; 5 Отношение древесных пород к теплу, отношение к заморозкам Все породы по требовательности к теплу разделяются в основном на две группы: теплолюбивые и холодостойкие. Объективным показателем степени теплолюбия древесной породы является область ее естественного распространения (ареал). На этом основании Г.Ф. Морозов установил следующую шкалу (начиная от теплолюбивых пород и кончая зимостойкими): каштан, дуб, ясень, ильмовые, граб, сосна приморская, сосна австрийская, сосна обыкновенная, рябина, ольха, береза, пихта, ель, кедр, лиственница. П.С. Погребняк составил шкалу требовательности к теплу с учетом географического распространения древесных пород, минимальных термохор, сроков распускания и окончания вегетации. Он выделил 4 группы пород: очень теплолюбивые (эвкалипты, приморская сосна, пробковый дуб, кипарисы и др.), теплолюбивые (съедобный каштан, айлант, восточный платан, грецкий орех и др.), среднетребовательные (черешчатый поздний дуб, граб, клены, ильм, вяз, ясень, горный (скальный) дуб и др.) и малотребовательные (осина, бальзамический тополь, серая ольха, береза, рябина, ель и др.) к теплу. Следует различать два понятия холодостойкости: в географическом, или общеклиматическом, смысле, в смысле географического ареала древесной породы; в смысле реакции древесной породы на низкие температуры в пределах ареала, сопоставления ее холодостойкости с другими породами в границах общего ареала. Эти понятия могут совпадать, например, лиственницы (даурская, сибирская, Сукачева) являются холодостойкими и в том и в другом смысле. В лесоводстве различают: поздние, или весенние, заморозки и ранние, или осенние. Заморозки вызывают:
Внезапное наступление заморозков весной, когда растения уже тронулись в рост, наиболее губительно для них, т.к. повреждают тронувшиеся в рост, но неокрепшие еще побеги, листву, хвою (например, бука, осины, ели). Они наносят повреждения древесным растениям при их цветении, что сказывается на урожае семян. Неожиданное наступление заморозков в начале осени приводит к побиванию неодревесневших побегов, особенно порослевых. К заморозкам очень чувствительны ясень, бук, пихта, ель, устойчивы — ольха, береза, рябина, сосна, лиственница. Выжимание морозом из почвы молодых древесных растений (всходов, самосева, сеянцев) чаще всего бывает на сырых и тяжелых почвах. рывы корней. Довольно часто встречаются продольные (морозобойные) трещины. Это явление—результат резкого снижения температуры приземного слоя воздуха. Древесина дерева вследствие малой теплопроводности сжимается внутри медленнее, чем снаружи, и происходит разрыв вдоль наружной части ствола. Морозобойные трещины чаще всего бывают у деревьев с малоэластичной корой (дуб, ясень, бук, ильмовые). Технические качества такой древесины снижаются, в трещинах поселяются вредные насекомые, попадают споры грибов-дереворазрушителей. Морозобою подвержены многие хвойные и лиственные породы. Сильно повреждаются морозобоем деревья дуба, произрастающие в поймах рек. Другую опасность для леса представляют крайне высокие температуры воздуха, которые приводят к двум распространенным повреждениям: ожогу коры и опалу корневой шейки. В результате действия высокой температуры у взрослых деревьев наблюдается ожог коры, при котором камбий погибает и кора отслаивается от ствола. Это способствует заражению дерева грибными болезнями. Ожог чаще всего наблюдается у древесных пород с тонкой, гладкой, темноцветной корой (пихта, бук, ель, граб, ясень и др.). Опал шейки корня происходит при высокой температуре (50—60 °С) поверхности почвы. Камбий в месте соприкосновения шейки корня с перегретой почвой отмирает. Растения, не страдающие от вымерзания и благоприятно переносящие неблагоприятные условия зимы называют зимостойкие, а хорошо переносящие действие низких температур – морозостойкие. 6 Значение влаги в жизни леса, влияние леса на осадки, влажность воздуха и почвы Вода – это строительный материал для клеток и тканей. Она необходима для жизнедеятельности плазмы, поддержания клеточного тургора, для усвоения и передвижения поглощенных корнями из почвы минеральных веществ в ствол и крону, перемещения пластических веществ для транспирации. Растения потребляют зольные элементы и азот в виде водного раствора из почвы. Только при наличии воды могут протекать биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен, обмен веществ и энергии и другие жизненно важные процессы. Недостаток воды – один из факторов, задерживающих рост и снижающих продуктивность лесов. Потребность в воде и ее количество в растениях непостоянны и зависят от фазы роста и развития любого вида растений, климатических и почвенных условий. Для каждой фазы роста и развития характерен критический период, когда недостаток воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности растений. Атмосферная засуха особенно проявляется при высоких летних температурах, почвенная – при уменьшении массы доступной для растений почвенной влаги. Недостаток влаги и колебание ее запасов в воздухе и почве лимитирует численность и распространение видов на земном шаре, приводит к снижению уровня и качества семян, прироста и продуктивности насаждений. Основным источником влаги для растений являются: атмосферные осадки – дождь, снег, град; конденсационные осадки – роса, иней, изморозь, гололед, туман; грунтовые воды; почвенная влага. Вода осадков пополняет запасы почвенной влаги и грунтовых вод. Влияние осадков на лес зависит от времени их выпадения, интенсивности и продолжительности, температуры и влажности воздуха, свойств почвы, рельефа и обусловлено действием совокупности различных факторов. Наиболее эффективными считаются продолжительные осадки небольшой интенсивности. Осадки большой интенсивности при низких температурах малоэффективны: почва не в состоянии их впитать и вода накапливается на поверхности или стекает. К твердым осадкам относятся: снег, снежная крупа, ледяная крупа, ожеледь. Они оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на основные компоненты леса. Положительное влияние снега заключается в том, что он служит источником увлажнения почвы, теплоизолятором, предохраняют почву от глубокого промерзания, а корневые системы растений, семена, всходы, подрост, почвенную фауну – от повреждения морозом. Снег содействует распространению семян древесных пород (по снежному насту семена распространяются на несколько километров), способствует гибели вредителей. Отрицательное влияние снега в том, что, скапливаясь на кронах деревьев, под действием своей тяжести он вызывает снеголомы и снеговалы, а также деформацию стволов у молодых деревьев. Особенно подвержены снеголомам сосна, а также осина и тополь. Молодые деревца высотой до 4-5 м после сброса снега выпрямляются, а более высокие приходится убирать из-за необратимой деформации механических тканей. Огромный вред питомникам и культурам наносит град. Снегопады в конце весны губительно отражаются на цветении, плодоношении, общем состоянии молодых растений и фауны. Град и ожеледь повреждают листья, цветки, плоды. Приход влаги в лесные экосистемы не ограничивается лишь выпадающими вертикальными осадками и поглощенными почвой парами воды из атмосферы. Это и конденсация паров воды из воздуха на кронах и стволах деревьев во всех ярусах древостоя – так называемые горизонтальные осадки. В лесу образуется больше росы, чем в поле. Водоохранное и водорегулирующее значение лесов заключается в накоплении ими влаги и регулировании ее расхода на сток, увеличение внутрипочвенного (грунтового) стока за счет уменьшения поверхностного в результате высоких инфильтрационных свойств лесных почв. Планирование и проведение лесохозяйственных мероприятий в лесах должно учитывать его водоохранную и защитную роль. 7 Потребность и требовательность древесных пород к почвенным условиям, роль лесной подстилки в обеспечении насаждений элементами питания Древесные породы обладают разной способностью извлекать из почвы нужное количество азота и зольных элементов. В связи с этим Г. Ф. Морозов предложил различать такие понятия, как «потребность» и «требовательность» древесных пород к элементам питания. Потребность растений в азоте и зольных элементах питания — это то количество азота и зольных элементов, которое необходимо лесу для его нормальной жизнедеятельности. Потребность определяется процентом зольности листьев или количеством золы в годичном приросте насаждения на единице площади. Требовательность — это способность растений мириться с определенным плодородием почвы и извлекать из нее необходимое количество питательных веществ. В этой связи Г. Ф. Морозов предложил шкалы потребности и требовательности древесных пород к почве. Шкала потребности: акация белая, ильм, ясень, бук, дуб, ольха черная, ель, береза, лиственница, сосна обыкновенная, сосна Веймутова. Шкала требовательности: ильм, ясень, клен, бук, граб, дуб, ольха черная, липа, осина, сосна Веймутова, лиственница, береза, акация белая, сосна обыкновенная. Древесные породы по-разному требовательны к общему плодородию почвы и в этом плане подразделяются на малотребовательные, или олиготрофы (можжевельник, сосна горная н обыкновенная, береза бородавчатая, акация белая, сосна черная), умеренно требовательные, или мезотрофы (береза пушистая, осина, ель, сосна Веймутова, лиственница сибирская, рябина, ива козья, дуб красный, дуб черешчатый, ольха черная, каштан съедобный), и требовательные, или мегатрофы (клен остролистный, клен явор, граб, бук, пихта, осокорь, клен полевой, бархат амурский, ива ломкая и белая, ильм, ясень). Древесные породы чувствительны к реакции почвы. Породы, устойчивые к кислой реакции почвы, называются ацидифилами (ель, сосна обыкновенная, сосна кедровая, пихта, лиственница, береза, осина, рябина, каштан съедобный). В лесных почвах мало свободноживущих микробов-азотфиксаторов поэтому исключительно велико значение бобовых и других растений- азотсобирателей в круговороте азота лесных почв. На корнях этих растений (акация белая, желтая, песчаная, ольха серая, черная, зеленая) находятся клубеньковые бактерии — самые продуктивные из всех микробов-азотфиксаторов, что дает возможность применять многие из этих растений для биологической мелиорации лесов. Влияние леса на почву проявляется главным образом через лесную подстилку, образующуюся из опада листьев, хвои, почек, семян, ветвей, коры, отмирающих частей живого напочвенного покрова. Лесная подстилка накапливается постепенно, образуясь в молодом лесу, по мере увеличения опада она достигает потом большой мощности. Три периода динамики запасов: период интенсивного увеличения подстилки (ежегодный прирост ее 0,5-0,8 т на га); период максимального веса или стабилизации; период медленного уменьшения веса. Наряду с накоплением происходит и процесс разложения. В различных лесах образуются разные типы подстилок и образуемого ими гумуса. Различают три основных типа лесной подстилки, или перегноя.1. Мулль—мягкая, рыхлая, быстро разлагающаяся подстилка из опада широколиственных пород и кустарников. Богата азотом и зольными веществами. Почвы с таким типом подстилки содержат до 10 % гумуса в верхнем горизонте и имеют водопроводную мелкокомковатую структуру и нейтральную реакцию. Муллевые подстилки, в отличие от грубых, характеризуются выраженнным процессом нитрификации, приводят к минерализации азота, переходящего в доступные растениям соединения.2. Модер — перегной промежуточного типа с мощностью подстилки 3—5 см. Распространен под лиственными породами или в смешанных хвойно-лиственных древостоях, состоит из трех слоев разной степени разложения. Реакция слабокислая, обмен веществ между древостоем и почвой замедлен. 3. Mop — грубая подстилка. Образуется главным образом в хвойных насаждениях в условиях недостатка кислорода и состоит из трех медленно разлагающихся слоев. 8 Взаимодействие между компонентами лесного фитоценоза, лес как источник питания и экологическая среда для фауны |