Другие компоненты лесного фитоценоза: подрост, подгон, подлесок, живой напочвенный покров.

1. Подрост – это молодое поколение леса древесных растений способное в будущем войти в верхний ярус и войти вместо старого древостоя. Подрост бывает и вегетативного и семенного происхождения.

Подрост семенного естественного происхождения в раннем возрасте но более 1 года называется самосевом. Для хвойных и твердолиственных пород с тяжелыми семенами или налетом семян с легкими семенами.

Растения до одного года семенного происхождения называются всходами.

Подрост делится на мелкий до 50см, средний от 51- 1, 5м и крупный более 1, 5м. по благонадежности классификация Мелехова

Бб – подрост благонадежный физиологически и технически

Бд – подрост благонадежный физиологически, но имеет дефект технический

Сом – сомнительный трудно определить его возможность.

Н – неблагонадежный.

Сух – сухой.

2. Подлесок – кустарники или реже древесные породы не способные образовать древостой.

+ роль) способствует формированию стволов главной породы, очищению их диаметру сучьев, защищает почву от задернения, предотвращает эрозию накапливает азот, задерживает снег.

- роль) при большой густоте препятствует возникновению леса.

4. Живой надпочвенный покров совокупность - лишайников, мхов, трав, кустарников, полукустарников и т. д. покрывающих почву на вырубках и под пологом. ЖНП – часто служит индикатором почвы например: лишайники говорят о сухости и бедности почвы, кукушкин лен говорит о переувлажненных почвах, сфагнум о заболоченных почвах. На богатство почв указывает широколиственное разнотравье.

ЖНП + роль) защищает почву от размыва, препятствует распространению огня и служит кормом для диких животных.

- роль) при большом развитии мешает попаданию семян в почву и росту всходов. В сухом виде способствует распространению огня.

Лесная подстилка – это слой мертвого органического вещества.

Лесная подстилка это основной источник органики азота и зольных элементов.

+ защищает почву от заиления, способствует инфильтрации влаги, снижает испарение, может как способствовать и так и препятствовать прорастанию семян.

 

2.3.4 Горизонтальное (территориальное) разделение лесного фитоценоза.

В зависимости от специфики исследований в понятии «структуре биоценоза» В. В. Мазингом выделяются три направления, разработанные им для фитоценозов.

1. Структура, как синоним состава (видовая, конституционная). В этом смысле говорят о видовой, популяционной, биоморфологической (состав жизненных форм) и других структурах ценоза, имея ввиду лишь одну сторону ценоза — состав в широком смысле. В каждом случае проводится качественный и количественный анализ состава.

2. Структура, как синоним строения (пространственная, или морфоструктура). В любом фитоценозе растения характеризуются определенной приуроченностью к экологическим нишам и занимают определенное пространство. Это относится и к остальным компонентам биогеоценоза. Между частями пространственного расчленения (ярусы, синузии, микрогруппировки и др.) можно достаточно легко и точно провести границы, можно нанести их на план, вычислить площадь, а затем, например, рассчитать ресурсы полезных растений или кормовые ресурсы животных. Только на основе данных по морфоструктуре можно объективно определить точки постановки тех или иных экспериментов. При описании и диагностики сообществ всегда проводится изучение пространственной неоднородности ценозов.

3. Структура, как синоним совокупностей связей между элементами (функциональная). В основе понимания структуры в таком смысле лежит изучение взаимоотношений между видами, в первую очередь изучение прямых связей — биотический коннекс. Это изучение цепей и циклов питания, обеспечивающих круговорот веществ и раскрывающих механизм связей трофических (между животными и растениями) или топических (между растениями — конкуренция за питательные вещества в почве, за свет в надземной сфере, взаимопомощь).

Все три аспекта структуры биологических систем тесно взаимосвязаны на ценотическом уровне: видовой состав, конфигурация и размещение структурных элементов в пространстве являются условием для их функционирования, то есть жизнедеятельности и продуцирования растительной массы, а последнее, в свою очередь, в значительной степени определяет морфологию ценозов. И все указанные аспекты отражает условия среды, в которых формируется биогеоценоз.

Фитоценоз состоит из ряда структурных элементов. Различают горизонтальную и вертикальную структуру фитоценоза. Вертикальная структура представлена ярусами, выделяемыми по визуально определяемым горизонтам концентрации фитомассы. Ярусы состоят из «разновысотных» растений. Примерами ярусов являются 1-й древесный ярус, 2-й древесный ярус, напочвенный покров, мохово-лишайниковый ярус, ярус подлеска и др. Число ярусов может различаться. Эволюция фитоценозов идёт в направлении увеличения числа ярусов, так как это ведёт к ослаблению конкуренции между видами. Поэтому в более древних лесах умеренного пояса Северной Америки число ярусов (8—12) больше, чем в аналогичных более молодых лесах Евразии (4—8).

Горизонтальная структура фитоценоза формируется благодаря наличию пологов деревьев (под которыми формируется среда, несколько отличная от среды в межпологовом пространстве), неоднородностям рельефа (которые обуславливают изменение уровня грунтовых вод, различную экспозицию), видовым особенностям некоторых растений (размножающихся вегетативно и образующих моновидовые «пятна», изменение среды одним видов и реагирование на это другими видами, аллелопатические воздействия на окружающие растения), деятельности животных (например, формирование пятен рудеральной растительности на пороях грызунов).

Закономерно повторяющиеся пятна (мозаики) в фитоценозе, различающиеся составом видов или их количественным соотношением, называются микрогруппировками, а такой фитоценоз — мозаичным.

Неоднородность может также носить случайный характер. В этом случае она называется пестротностью.

 

2.3.5 Распределение фитомассы в насаждениях.

Исследование продуцирования органического вещества растительными сообществами представляет значительный интерес как основа для оценки сложных энергетических связей в экосистемах. В результате весьма неблагоприятного сочетания и взаимодействия основных экологических факторов и напряженного протекания биологических процессов в лесных фитоценозах севера таежной зоны развиваются древостои низкой продуктивности. Прирост и общие запасы биомассы древесной растительности в 1, 5-3 раза меньше, чем в более южных районах лесной зоны. Полученные данные И.С. Мелеховым (1970) показали, что в условиях северной подзоны тайги сосновые насаждения зеленомошной группы типов леса производительнее, чем еловые. Сосновые древостои по сравнению с еловыми используют лучистую энергию солнца более эффективно, даже в случае, когда они моложе по возрасту, органическая масса их больше, чем у ельников. В еловых насаждениях накапливается больше хвои (листьев) и стволовой коры. Биомасса сосняков отличается более высоким содержанием качественно ценного компонента – древесины ствола. Следовательно, в зеленомошных типах леса северной подзоны тайги наиболее целесообразно воспроизводство сосновых лесов, чем еловых. Необходимо также отметить, что двухъярусный сосново-еловый древостой средней подзоны тайги отличается довольно высоким коэффициентом поглощения и использования ФАР и относительно большим накоплением органического вещества.

В России покрыто лесной растительностью земель 645894 тыс.га, из них хвойные леса – 508684 тыс.га, класс бонитета V – 184741 тыс.га (хвойных лесов – 166218 тыс.га), Vа и ниже – 114820 тыс.га (хвойных 105292 тыс.га).

Общая площадь земель лесного фонда РФ ( I, II, III групп) составляет 1110567, 8 тыс.га, из них лесов I группы – 234554, 7 тыс.га, II группы – 960, 7 тыс.га, III группы – 18607, 6 тыс.га

России принадлежит первое место по лесистости территории (771млн.га), т.е. 42% всей территории страны. В лесах России содержится свыше половины ценнейших запасов хвойных пород, они составляют 30 млрд.м3 (в 3 раза больше, чем в США и Канаде). В лесах Росси произрастает около 1500 видов деревьев и кустарников. При заготовке древесины используется в основном перестойная порода (свыше 100 лет) и спелые породы (80-100 лет). Размещение лесных ресурсов на территории России неравномерно. Эксплуатационные леса в основном сосредоточены на территории Сибири, Дальнего востока, Урале и Северном экономическом районе. Основные лесозаготовки идут в Европейской части, где сосредоточена переработка древесины и основной её потребитель.

 

Лекция №3 (2 часа)

3 Тема: «Лес как природная система»

Вопросы лекции:

3.1.1 Понятие о лесном биоценозе.

3.1.2 Биогеоценоз и экосистема.

3.1.3 Понятие о лесном биогеоценозе.

3.1.4 Лес как природная система на уровне биогеоценоза

3.1.5 Роль учения В.Н. Сукачева о лесных биогеоценозах в познании природы леса.

3.2 Литература.

Основная

3.2.1 Сеннов С.Н. Лесоведение и лесоводство.-М.: Лань, 2011.-336 с.

3.2.2 Мартынов А.Н., Мельников Б.С., Ковязин В.Ф., Аникин А.С., Минаев В.Н., Беляев Н.В. Основы лесного хозяйства и таксация леса. Учебное пособие. Санкт Петербург, 2008 г.-372 стр.

 

Дополнительная

3.2.3 Мелехов И.С. Лесоведение. Учебник для ВУЗов. М., Лесная промышленность, 1980, 406 стр.

3.2.4 Луганский Н.А., Залесов СВ., Щавровский В.А., Лесоведение. Учебное пособие для ВУЗов. Екатеринбург, 1996 г.-374 стр.

 

3.3 Краткое содержание вопросов

3.3.1 Понятие о лесном биоценозе.

Лесной фитоценоз отражает очень важные, но не все признаки и особенности леса. Образуя совокупность растительных компонентов в условиях определенной среды, он дает представление о лесе как о растительном сообществе. Однако лес сообщество не только растительное, но и биологическое - биоценоз, в который, кроме растений, входят также многочисленные виды животных и микроорганизмов.

Лес, создавая свою внутреннюю структуру, создает вместе с тем особую биологическую обстановку для животного царства. Он отмечал, что в лесу не только растения приспособлены друг к другу, но и животные к растениям и растения к животным. И все это находится под влиянием внешней среды. Это взаимное приспособление всех живых существ в лесу в тесной связи с внешними географическими условиями создает в этой стихии свой порядок, свою гармонию, свою устойчивость и то подвижное равновесие, какое всюду наблюдается в живой природе, пока в нее не вмешается человек. Такое широкое общежитие живых существ, взаимно приспособленных друг к другу и к окружающей среде, получило в науке - зоогеографии - удачное название биоценозы. Лес есть не что иное, как один из видов такой биоценозы.

Многообразный мир животных и микроорганизмов, являясь важным компонентом леса, играет большую роль в его жизни, в совершающихся в лесу биологических процессах. Представим участок леса площадью 1 га. Это 500 - 1000 взрослых деревьев, образующих важнейший компонент леса - древостой с присущими ему определенными закономерностями строения и влияния на окружающую среду. Здесь одновременно растут сотни, тысячи, иногда и десятки тысяч экземпляров древесных всходов, самосева, подроста, кустарников, сотни тысяч и миллионы особей травянистых растений, мхов и лишайников. Но здесь же обитают и многие сотни тысяч земляных и проволочных червей, миллионы почвенных микроорганизмов, триллионы грибов, актиномицетов, бактерий и других обитателей леса, среди которых многочисленный отряд насекомых, а также лесных зверей и птиц.

 

3.3.2 Биогеоценоз и экосистема. Понятие о лесном биогеоценозе.

Несколько раньше, чем Сукачев разработал представление о биогеоценозе, в 1935 г., английским ботаником А. Тенсли был введен термин «экосистема».

Экосистема, по А. Тенсли, – «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. факторов местообитания в широком смысле». Для экосистем характерен разного рода обмен не только между организмами, но и между организмами и средой их обитания, иначе называемый круговоротом веществ. Эти же качества присущи и биогеоценозу.

Наиболее заметные изменения в состоянии биосферы, нарушения экологического равновесия происходят на уровне биогеоценоза. Поэтому большинство ученых в частности Ю. Одум (1975, 1986) и не считают отличия между понятиями " биогеоценоз" и " экосистема" существенными, ставят знак равенства между приведенными понятиями, подразумевая под экосистемой биоценоз, образующий вкупе с биотопом (экотопом) биогеоценоз. Это оправданно еще и тем, что термин «экосистема» широко применяется в смежных науках, особенно природоохранного содержания.

Однако ряд российских ученых не разделяют этого мнения, видя определенные отличия биогеоценоза от экосистемы.

Выделяют по размерам следующие типы экосистем:

микроэкосистемы (подушка лишайника и т. п.);

мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);

макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец,

глобальная экосистема, или экосфера – совокупность всех экосистем мира (биосфера Земли).

Биогеоценозу из перечисленного соответствует среднее положение между микро- и мезоэкосистемой. Он представляет элементарную единицу биосферы; это наименьшая единица, в которой осуществляются в биосфере вещественно-энергетический круговорот. Ни одна из частей биогеоценоза не в состоянии полностью осуществить этот круговорот.

Различия между экосистемой и биогеоценозом можно свести к следующим положениям:

1) биогеоценоз - понятие территориальное, относится к конкретным участкам суши и имеет определенные границы, совпадающие с границами фитоценоза. Характерная особенность биогеоценоза, на которую указывают Н.В. Тимофеев-Ресовский, А.Н. Тюрюканов (1966) – через территорию биогеоценоза не проходит ни одна существенная биоценотическая, почвенно-геохимическая, геоморфологическая и микроклиматическая граница.

- понятие экосистемы шире, чем понятие биогеоценоза; оно применимо к биологическим системам разной сложности и размеров; экосистемы часто не имеют определенного объема и строгих границ;

2) в биогеоценозе органическое вещество всегда продуцируют растения, поэтому основной компонент биогеоценоза – фитоценоз;

- в экосистемах органическое вещество не всегда создается живыми организмами, нередко поступает извне.

(приносится течением – озеро, море; вносится человеком – сельскохозяйственные угодья, переносится ветром или осадками – растительные остатки на эродированных склонах гор).

3) биогеоценоз потенциально бессмертен;

- существование экосистемы может закончиться с прекращением прихода в нее вещества или энергии.

4) экосистема может быть и наземным и водным образованием;

- биогеоценоз всегда наземная или мелководная экосистема.

5) – в биогеоценозе всегда должен быть единый эдификатор (эдификаторная группировка или синузия), определяющий всю жизнь и строй системы.

- В экосистеме их может быть несколько.

На ранних стадиях развития экосистема склона – это будущий лесной ценоз. Она состоит из группировок организмов с разными эдификаторами и довольно неоднородными условиями среды. Лишь в будущем на одну и ту же группировку могут оказывать влияние не только её эдификатор, но и эдификатор ценоза. И второй будет основным.

Таким образом, не каждая экосистема является биогеоценозом, но каждый биогеоценоз – экосистема, полностью соответствующая определению Тенсли.

 

3.3.3 Лес как природная система на уровне биогеоценоза

Человеку в своей повседневности постоянно приходится иметь дело с конкретными участками окружающих его природных комплексов: участками поля, луга, болота, водоема. Любой участок земной поверхности, или природный комплекс, должен рассматриваться как определенное природное единство, где вся растительность, фауна и микроорганизмы, почва и атмосфера тесно взаимосвязаны и взаимодействуют друг с другом. С этим взаимосвязями необходимо считаться при всяком хозяйственном использовании природных ресурсов (растительных, животных, почвенных и др.).

Природные комплексы, в которых полностью сформировалась растительность, и которые могут существовать сами по себе, без вмешательства человека, а если человек или что-то другое, нарушит их, то они будут восстанавливаться, причем по определенным законам. Такие природные комплексы и есть биогеоценозы

Самые сложные и важные природные биогеоценозы – лесные (рис. 3). Ни в одном природном комплексе, ни в одном типе растительности эти взаимосвязи не выражены так резко и так многогранно, как в лесу.

Лес представляет собой наиболее мощную «пленку жизни». Лесам принадлежит доминирующая роль в сложении растительного покрова Земли. Они покрывают почти третью часть суши планеты – 3, 9 млрд. га. Если учесть, что пустыни, полупустыни и тундры занимают около 3, 8 млрд. га, а более 1 млрд. га приходится на бросовые, застроенные и другие непродуктивные земли, то становится очевидным, насколько велико значение лесов в формировании природных комплексов и выполняемой им функции живого вещества на Земле. Масса органического вещества, сосредоточенного в лесах, составляет 1017–1018 т, что в 5–10 раз превышает массу всей травянистой растительности.

 

3.3.4 Роль учения В.Н. Сукачева о лесных биогеоценозах в познании природы леса.

Термин «биогеоценоз» был предложен академиком В.Н. Сукачевым в конце 30-х гг. 20 в. применительно к лесным экосистемам. Но оно правомерно по отношению к любой природной экосистеме в любом географическом районе Земли.

Определение биогеоценоза по В.Н.Сукачеву (1964: 23) считается классическим – «... это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществ и энергией: между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении и развитии …".

В этом определении отражаются все сути биогеоценоза, черты и особенности, присущие только ему:

биогеоценоз должен быть однородным по всем параметрам: живого и неживого вещества: растительности, животному миру, почвенному населению, рельефу, почвообразующей породе, свойствам почвы, глубине и режимам грунтовых вод;

каждому биогеоценозу присуще наличие особого, только ему присущего типа обмена веществ и энергии,

всем компонентам биогеоценоза свойственно единство жизни и ее среды, т.е. особенности и закономерности жизнедеятельности биогеоценоза определяются средой его обитания, таким образом, биогеоценоз представляет собой географическое понятие.

Кроме того, каждый конкретный биогеоценоз должен:

- быть однородным по своей истории;

- быть достаточно долговременным сложившимся образованием;

- ясно отличаться по растительности от соседних биогеоценозов и эти отличия должны быть закономерными и экологически объяснимыми.

Примеры биогеоценозов:

- дубняк разнотравный на подножье делювиального склона южной экспозиции на горной буро-лесной среднесуглинистой почве;

- луг злаковый в лощине на суглинистых оторфованных почвах,

- луг разнотравный на высокой пойме реки на пойменной дерново-глееватой среднесуглинистой почве,

- лиственничник лишайниковый на Al-Fe-гумусово-подзолистых почвах,

- лес смешанный широколиственный с лиановой растительностью на северном склоне на бурых лесных почвах и др.

Более простое определение: " Биогеоценоз – это вся совокупность видов и вся совокупность компонентов неживой природы, определяющих существование данной экосистемы с учетом неизбежного антропогенного воздействия". Последнее добавление с учетом неизбежного антропогенного воздействия – дань современности. Во времена В.Н. Сукачева не было необходимости относить антропогенный фактор к основным средообразующим, каковым он является сейчас.

Область знаний о биогеоценозах называется биогеоценологией. Чтобы управлять природными процессами, надо знать закономерности, которым они подчинены. Эти закономерности изучает ряд наук: метеорология, климатология, геология, почвоведение, гидрология, различные отделы ботаники и зоологии, микробиология и др. Биогеоценология же обобщает, синтезирует результаты перечисленных наук под определенным углом зрения, обращая основное внимание на взаимодействия компонентов биогеоценозов между собой и вскрывая общие закономерности, управляющие этими взаимодействиями.

Объектом изучения биогеоценологии является биогеоценоз.

Предмет изучения биогеоценологии – взаимодействия компонентов биогеоценозов между собой и общие законы, управляющие этими взаимодействиями.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: