Лесные сукцессии. Их причины, биологическая и хозяйственная оценка.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 11Следующая ⇒

Научные основы учения о смене пород заложил классик отечественного лесоводства Г.Ф.Морозов. Анализ причин динамики состава насаждений, проведенный им, лежит в основе современных взглядов на сукцессионные процессы в лесах.

Основные закономерности смен пород кроются в факторах лесооб-разования, главными из которых являются лесоводственные свойства древесных пород, участвующих в процессе смены. Именно по этим свойствам все породы получили четкую дифференциацию по лесообразующей способности: пионеры, основные лесообразователи и «двуликие Янусы».

Пионеры – породы, обладающие лесоводственными свойствами, позволяющими им захватывать открытые пространства, создавая лес-ную среду и подготавливая территорию для внедрения основных лесо-образователей. К породам пионерам относятся береза, осина, ивы.

Основные лесообразователи – породы, обладающие лесоводствен-ными свойствами, позволяющими им надолго (на несколько поколений) удерживать за собой территории. К породам основным лесообразовате-лям относятся дуб, кедр, ель, пихта.

Пионерные породы обладают ярко выраженной способностью захва-тывать открытые пространства; основные лесообразователи приходят на смену пионерам и удерживают за собой территорию в течение многих поколений; «двуликие Янусы», названные так Г.Ф. Морозовым по име-ни древнегреческого бога дверей, обладают свойствами и пород-пионеров, и основных лесообразователей (табл.12).

Все свойства пород-пионеров свидетельствуют о высокой способно-сти их захватывать открытые пространства, легко перенося неблагоприятные климатические и почвенные условия, быстро выходя из зоны конкурентного влияния напочвенного покрова за счет быстрого роста. Основные лесообразователи внедряются на подготовленную территорию, уже в лесную среду с менее континентальным климатом, находя под пологом пионеров защиту от многих неблагоприятных факторов.

Г.Ф.Морозовым показаны механизмы разнообразных смен пород, в том числе дуба на ель. Разногласия в данном вопросе среди лесоводов и ботаников были устранены тщательным разбором динамических взаи-моотношений между древесными породами, в большей степени неоче-видных и скрытых от невнимательного исследователя.

Для понимания механизмов сукцессий смены пород были условно классифицированы по причинному и временному характеру. Так, сме-ны, обусловленные лесоводственными свойствами пород, слагающих насаждение, и их взаимодействием, получили название эндогенных, или автогенных, т.е. внутренних, примером которых может быть смена бе-резняка на ельник в результате развития елового подроста с постепен-ным выходом его во II, а затем и в I ярусы.

Смены после рубки, пожара и других катастрофичных для леса со-бытий, приводящих к уничтожению лесного полога, принято называть экзогенными, т.е. сменами, происшедшими по причинам, не зависимым от самой природы леса, - внешним по отношению к нему.

По скорости протекания процессов, смены пород делятся на эпо-хальные, вековые и быстрые.

Эпохальные смены - длящиеся тысячелетия, во время которых ме-няется климат Земли и происходят изменения глобального характера. Эти смены можно назвать тысячелетними экзогенными.

Вековые смены - смены, обусловленные взаимовлиянием чаще всего несовместимых пород, обладающих противоположными лесоводствен-ными свойствами. Накопление со временем различий между породами по высоте и количеству стволов (количественные изменения) приводит к переходу количества в качество - меняется полностью состав древо-стоев, а следом за ним и все другие ярусы растительности. Эти смены следует назвать вековыми эндогенными.

Быстрые смены - смены, происходящие за очень короткие интерва-лы времени (несколько лет). Обусловлены они внешними причинами по отношению к лесу, и именуют их, как правило, быстрыми экзогенными. Эти смены наиболее наглядны и хозяйственно значимы. Они чаще всего являются следствием неверного вмешательства человека в жизнь леса: будь то рубки леса или строительство автодороги на уклонах, пере-крывшей поверхностный сток воды и вызвавшей подъем уровня грунто-вых вод, или другие влияния, резко изменившие экологические условия жизни растительности.

Существуют более сложные классификации сукцессий. Так, В.Н.Сукачев выделяет филогенетические, сингенетические и экогенети-ческие смены пород.

Филогенетические смены происходят в геологические эпохи, по су-ти своей это эпохальные смены. Они носят прогрессивный характер, ак-тивизируя отбор наиболее устойчивых и пластичных видов.

Сингенетические смены - смены растительности на новых, не заня-тых лесом почвах (речной аллювий, заброшенные пашни и т.д.). Этот процесс можно лишь условно назвать сменой пород, поскольку речь идет о формировании леса на свободных, не имеющих какой-либо рас-тительности площадях. Длительность сингенетических смен - от десят-ков до нескольких сотен лет.

Экогенетические - наиболее распространенные смены, происходя-щие в силу изменяющихся условий среды, имеющие большое значение для лесоводства.

И.С. Мелехов (1980) справедливо указывает, что толчком к смене пород может служить один фактор, следом за которым меняются дру-гие, например сплошная рубка леса или лесной пожар. Сплошная рубка резко изменяет световую обстановку, а следовательно, и температурный режим воздуха и почвы, влажность среды и т.д. Поэтому, говоря о ве-дущем, определяющем факторе смены, нельзя забывать о тесной взаи-мосвязи его с другими факторами.

Тем не менее, ведущими факторами в выяснении сукцессионных от-ношений между видами (в конкретных типах лесорастительных условий) являются биологические и экологические свойства пород. Поэтому знание их лесоводственных свойств в анализе смен приобретает перво-степенное значение.

Оценка смен пород

Смена пород в лесном фонде явление, которое следует оценивать с многих сторон: с позиций защитных свойств леса, санитарно-гигиенического значения лесов, рекреационного пользования, лесосы-рьевого значения и т.д.

В природе нет вредных видов животных и растений. Все они выпол-няют свою роль в устойчивых экосистемах, нарушение равновесного состояния которых вызывают соответствующие негативные изменения.

С этой точки зрения мелколиственные породы: осина, повислая и пушистая березы являются необходимым элементом наших лесов. Эти породы способны восстанавливать лесную среду на площадях, где возобновление другими древесными растениями происходит медленно или вообще не происходит.

Реабилитацию нарушенных земель можно с успехом проводить, ис-пользуя широкую экологическую амплитуду пород-пионеров. Способ-ность их переносить крайние условия среды обеспечивает появление леса на солонцах, в условиях заболачивания, в холодных условиях кли-мата, на выработанных торфяниках (береза пушистая) и в засушливых условиях на бедных почвах (береза повислая); в то же время эти породы часто обладают достаточно высокой продуктивностью.

С другой стороны, смена хвойных и твердолиственных на березу и осину во многих случаях снижает экологическое значение лесов, их то-варную ценность. И попытки оценивать положительно смену дуба на березу в лесохозяйственном производстве не могут быть приняты. Временный выигрыш сегодня в дальнейшем обернется потерей наиболее ценных лесов, имеющих большое экологическое и сырьевое значение.

10. Практическое значение типов леса. Методика изучения типов леса. (неточный ответ, Саша сам посмотри…)

Лесная типология, или классификация лесов, появилась из практиче-ской необходимости. Все разнообразие лесов необходимо было для ве-дения лесного хозяйства классифицировать по естественным, т.е. выте-кающим из самой природы леса, признакам. Лесная таксация не могла быть основой этой классификации, поскольку все классификации явля-ются искусственными: бонитировочная шкала М.М.Орлова, классы то-варности и т.д., и т.п. Одним словом, нет разницы, в каких единицах из-мерять высоту или диаметр дерева – в метрах, дюймах или «попугаях». Тип леса, в отличие от них, классификация естественная. Искусственная классификация не предает всего разнообразия жизни леса. Она дает лишь представление о количественных связях, но не дает качественной характеристики. Так, например, в лесных массивах можно встретить два лесных выдела (сосняк сфагновый и сосняк лишайниковый), одинако-вых по всем таксационным показателям, но резко отличных по своим природным условиям – почве, влажности их и т.д. Иначе говоря, раз-личные условия роста могут дать одинаковый количественный эффект.

В лесоводстве существуют генеральные правила – это ведение хозяйства на зонально-типологической основе. К 1904 году накопилась много фактических данных о взаимосвязях в лесу, появилось учение В. В. Докучаева о почвах и почвообразователь-ном процессе. Обобщая опыт народа и предшественников, теоретиче-ские положения почвоведения, Г. Ф. Морозов создает «Учение о типах насаждений». Идея типов леса оказалась чрезвычайно плодотворной.

Тип насаждения, по Г. Ф. Морозову, есть совокупность насажде-ний, объединенных в одну обширную группу общностью условий местопроизрастания или почвенно-грунтовых условий.

Значение лесной типологии

Значение лесной типологии хорошо выразил в своей работе «Значе-ние типов леса в теории и практике лесного хозяйства» (1929) проф. Л. И. Яшнов: «Лес как растительное сообщество представляет нам разнообразнейшие картины, представляется в бесконечном множестве форм. Чтобы изучить это разнообразие, чтобы подметить закономерно-сти в этом разнообразии, необходимо распределить его в однородные группы лесных комплексов. Только тогда, изучая свойства и особенно-сти этих групп, и можно разобраться в бесконечном разнообразии лес-ных форм и сделать некоторые обобщения, к чему собственно стремит-ся всякая наука». Далее приведем основные положения, высказанные Л. И. Яшновым в этой работе.

«…Эти однородные группы лесных сообществ мы называем типами леса. С логической точки зрения тип есть обобщение, есть комбинация некоторых признаков, которой подходит целый ряд конкретных форм леса. Но понятно, что в каждой конкретной форме наряду с типовыми признаками имеются и привходящие признаки. Подобно тому, как в бо-танике или зоологии возникает вопрос, какие признаки должны обоб-щаться для установления вида, так и в лесоведении приходится решить вопрос - какие признаки лесных сообществ следует обобщить для уста-новления типа леса. Воззрения по этому вопросу различны, а потому мы имеем в настоящее время несколько различных определений лесных ти-пов и несколько классификаций леса по типам.

…Как известно, у нас творцом учения о типах является покойный профессор Ленинградского Лесного Института Г. Ф. Морозов. По его учению, классификация лесных сообществ должна быть основана на совокупности всех факторов лесообразования: 1) экологических свойств древесных пород, 2) географической среды: климата, рельефа и почвен-но-грунтовых условий, 3) биосоциального отношения между растения-ми, составляющими лесное общество и между растениями и фауной, 4) историко-биологических причин и 5) вмешательства человека. Но обоснованную таким образом классификацию он считает только идеа-лом, пока недостижимым, и, суживая принципы объединения, он опре-деляет тип насаждения как совокупность насаждений, объединенных в одну группу общностью условий произрастания или для данной клима-тической области общностью почвенно-грунтовых условий. Г.Ф.Морозов дает в своих трудах прекрасные описания отдельных ти-пов насаждений, иллюстрирующие понятие о типе, но не дает система-тики лесов по типам.

… Первую попытку дать классификацию типов леса сделал А. А. Крюденер. Он, следуя Морозову, основывает классификацию типов леса синтезом наиболее существенных признаков почвенно-грунтовых условий. Я коротко лишь напомню, что Крюденер груп-пирует типы местопроизрастания по следующим существенным признакам: по рельефу – типы суходольные, пойменные и типы, как результат заболачивания, и эту гигрометрическую группу он подраз-деляет далее по характеру и степени увлажнения, различая типы су-хой, свежей, влажной, сырой и мокрой почвы. Субстрат, в котором распространены корни деревьев, он делит на минеральный, сме-шанный, минерально-растительный и растительный. Далее он вводит признак, характеризующий верхний растительный слой почвы, разли-чая мягкий и кислый гумус и признак хорошей и недостаточной аэрации почвы. Сочетая вышеуказанные признаки с главными петро-графическими группами почвы-грунта – песчаным, супесчаным и су-глинистым, он подходит к конкретным типам местопроизрастания, а именно различает:

1) группу типов на песчаном грунте - это семейство боров;

2) группу типов на супесях - так называемые субори;

3) группу типов на суглинках - рамени.

В каждой группе (семействе) конкретные типы будут определяться в зависимости от наличия вышеприведенных признаков – влажности, гу-муса, аэрации и т. д. Например, в семействе боров мы будем иметь боры сухие, боры свежие, влажные, заболачиваемые, с подразделением на мягкоперогнойные и кислоперегнойные; также распределяются субори и рамени. Кроме того, А. А. Крюденер имел в виду часто встречающие-ся двухъярусные почвы-грунты, где, например песок или супесь на глубине менее 1, 5 аршин (русская мера длины, 1 аршин = 0, 71 м) подстилается суглинком, т. н. сурамень. Сочетая тип места произрастания с наличием древостоя, мы получаем определенный тип леса.

Таким образом, классификация типов леса А. А. Крюденера постро-ена на сочетании, на синтезе целого ряда признаков почвенно-грунтовых условий, стало быть, для отнесения данного насаждения к тому или иному типу нужно иметь объективную характеристику почвы-грунта по целому комплексу признаков. Крюденер, однако, при описа-нии отдельных типов прибегает к характеристике почвы и по живому почвенному покрову, называя напр. сухой бор - лишайниковым или свежий бор - зеленомошником и т. д., но эта характеристика является лишь вспомогательной; он не считает возможным характеризовать вполне лесную почву - грунт лишь по наличию так называемых харак-терных растений, не изучая объективных признаков самой почвы.

Ботаник, фитосоциолог проф. В. Сукачев, уделяющий большое вни-мание изучению лесных сообществ, приравнивает тип леса к раститель-ной ассоциации, которая объединяет все лесные сообщества с одинако-выми условиями обитания (климатом и почвенно-грунтовыми условия-ми) и одинаковыми экологическими и лесоводственными свойствами.

Таким образом, проф. Сукачев понимает тип леса совершенно оди-наково с проф. Морозовым. Но в, то время как Г.Ф.Морозов выдвинул на первый план почвенно-грунтовые условия (не отрицая, конечно, про-чих трудно определимых фитосоциологических признаков ассоциаций), проф. Сукачев считает, безусловно, необходимым при установлении ти-па принять во внимание и фитосоциальные свойства лесных сообществ, полагая, что классификация по одним почвенно-грунтовым условиям будет не вполне естественной.

… Сравнивая между собой типологию Морозова, Крюденера и Сукачева, мы найдем, что, в сущности, у них понятие о типе леса одинаково, но Крюденер, следуя Морозову, в своей классификации ти-пов выдвинул на первый план объективные признаки почвенно-грунтовых условий, не углубляясь в трудноопределимую фитосоциаль-ную структуру типов; поэтому в типах Крюденера не выявляется доста-точно роль древостоя и биологической структуры типа леса как расти-тельной ассоциации. Эта сторона ярче выступает в типологии Сукачева, где, однако, менее уделено внимания значению свойств почв и объек-тивному их определению. Но, в общем, русские типологи устанавлива-ют типы леса, как ассоциацию лесных сообществ, образуемых как не-раздельное целое всеми ярусами, т. е. древостоем и живым почвенным покровом» (Яшнов, 1929, с. 1-4). В этой же работе Л. И. Яшнов пишет о значении типов леса: « Со-временное лесоводство, базирующееся на лесоведении, тесно с ним свя-занное, связано тем самым и с типами леса, и они помимо вышеуказан-ного чисто научного значения имеют ныне применение и в практике лесного дела. Можно сказать, что в последние 10-15 лет лесная типоло-гия начинает проникать во все стороны лесоводственной, исследова-тельской работы и лесохозяйственной практики.

…Основатель русской лесной типологии профессор Морозов еще в начале развития своего учения указывал, что типы насаждений суть те основные лесоводственные единицы, к которым должны быть при-урочены в практике лесоводства хозяйственные мероприятия, и различные методы возобновления должно приурочивать к типам насаждений. Это указание Г. Ф. Морозова и выполняется у нас некото-рыми лесоустроителями, которые в основу планов хозяйства полагают установленные для данной дачи типы леса. Наиболее ярким примером применения лесных типов к решению вопроса о методах естественного возобновления, т. е. о приемах рубки леса, является доклад Крюденера о сплошных и семено-лесосечных рубках в сосновых насаждениях При-волжских губерний лесостепной области, доклад, читанный в 1910 г. в соединенном заседании Вольно-Экономического и Лесного общества.

На основании весьма обстоятельного описания типов леса и их лесо-водственных свойств Крюденер дает ряд тезисов о применимости по-степенных и сплошных рубок в каждом из указанных им типов. Тезисы эти изложены в категорической форме, например: семенные рубки, без-условно, не пригодны в борах беломошниках, мало пригодны в зелено-мошниках, условно пригодны везде в долгомошниках, пригодны в ти-пах с подлеском с лесоводственной точки зрения, но по хозяйственно-экономическим соображениям сплошь да рядом не практичны. Наибо-лее практичным и соответствующим естественным условиям успешного произрастания всходов являются узкие лесосеки, закладываемые с запа-да на восток.

Как ни ценны эти указания, а также проекты лесоустроителей о ме-тодах рубки, даваемые при установлении планов хозяйства, все же они требуют ограничения со стороны их категоричности и обязательности…

Но с другой стороны, без классификации лесов по типам мы затеря-емся в изучении частностей и никогда не создадим науки о лесе.

В каком же направлении должны изучаться типы? С точки зрения чисто научной, естественноисторической - типы будут изучаться по принципам фитосоциологии, как и прочие растительные ассоциации. Но типология должна служить и лесоводству, а для этого типы лесные должны изучаться и с лесохозяйственной стороны; при этом собственно изучению подлежат те явления, которые происходят в типе леса при хо-зяйственном вмешательстве человека или, короче говоря, реакция типа на вмешательство человека. Это уже ведет нас в область изучения форм леса, происходящих при разного рода рубках. Очевидна отсюда связь форм леса с типами, связь типов леса с методами рубок.

В результате нашего обозрения мы видим, что типология проникает в лесоводство, она проникла уже в учение о продукции леса, в учение об организации хозяйства. Да и более частные прикладные знания - лесная энтомология, лесная фитопатология - теперь связываются с типами леса.

Словом, плодотворная идея типа леса становится центральной идеей в сфере лесных знаний, она является связующим звеном отдельных лес-ных дисциплин, и несомненно, что на основе лесных типов будет по-строена стройная система лесных знаний» (Яшнов, 1929, с. 6-11)1.

11. Причины неоднородности лесов. Распространение и производительность лесов в связи с климатом (Высоцкий, Селянинов, Будыко, Патерсон, Лосицкий, Чуенков).

Формирование возрастной структуры древостоев зависит от лесообразователей. Так, лесоводственные свойства пород влияют следующим образом: светолюбивые породы и быстрорастущие смолоду - береза, осина, сосна, лиственница - чаще образуют одновозрастные древостои или древостои из четко отграниченных поколений.

Наоборот, теневыносливые, медленно растущие смолоду - липа, ель, пихта, кедр - часто образуют разновозрастные древостои с размытыми поколениями.

Внешняя среда влияет следующим образом: почвы, имеющие резко выраженную односторонность (сухость, заболоченность, засоленность, значительная каменистость почв), стимулируют развитие разновозраст-ных древостоев. При этом складываются неблагоприятные условия лесо-возобновления, что растягивает процесс формирования насаждений.

Лесохозяйственная деятельность человека также оказывает влияние на формирование возрастной структуры. Сплошные рубки приводят к формированию, как правило, одновозрастных, а выборочные - разно-возрастных древостоев.

Распространение и производительность лесов в связи с климатом

Леса и их растительные элементы, находясь в прямом взаимодей-ствии с внешней средой, являются еѐ отражением. Классик российского лесоводства Г.Ф.Морозов неоднократно подчеркивал, что «лес – явле-ние географическое».

Так, в северной тайге произрастают еловые и елово-березовые леса, в средней тайге – сосново-еловые, в южной – елово-пихтовые и сосно-вые леса, а на востоке южной европейской тайги - пихта, лиственница, кедр сибирский.

В зоне смешанных лесов распространены не только сосновые, ело-вые, но березовые и осиновые леса. Несколько реже встречаются дубо-вые и липовые насаждения.

В лесостепной зоне преобладание переходит к твердолиственным породам и сосне.

Здесь проявляется так называемая «экологическая амплитуда вида». Так, береза повислая присутствует в разных лесорастительных зонах – от тайги до лесостепи. То же самое относится и к сосне обыкновенной. Меньшую экологическую амплитуду имеют, например, ольха черная, дуб черешчатый.

Для оценки пригодности климата росту леса Г.Н.Высоцкий (1930) предложил использовать соотношение (К) между количеством осадков и количеством влаги, испарившейся с открытой водной поверхности. Для таежной зоны К> 1 - климат влажный. Для лесостепи К=1. В полу-пустыне климат сухой, К< =0, 5.

С аналогичным подходом к оценке климата для сельскохозяйствен-ных целей выступил Г.Т.Селянинов (1933):

ГТК=ос. за вегетац. период10/ ttС за вегетац. период

ГТК< 1 – дефицит влаги (недостаточное увлажнение);

ГТК=1…1, 3 – достаточная влажность климата;

ГТК > 1, 3 – чрезмерная влажность климата.

М.И.Будыко (1956) для определения пригодности климата росту сельскохозяйственных культур предложил вычислять радиационный индекс сухости как отношение радиационного баланса к количеству тепла, необходимого для испарения годового количества осадков;

К = R / Lr,

где К - комплексный индекс сухости климата;

R - радиационный баланс, ккал/см2/год;

L - 2, 512 кДж/см2 - число больших калорий тепла, необходимого для испарения воды;

r - годовая сумма осадков, см.

Для Среднего Поволжья R изменяется от 0, 6 (север Кировской обл. – ср. тайга) до 1, 6 (Самарская обл. - лесостепь, степь).

Значения РИС могут быть основой лесорастительного районирова-ния. Так, 0, 2…0, 3 – тундра, 0, 3…0, 6 – северная и средняя тайга, 0, 6…0, 8 – южная тайга, 0, 8…1, 0 – широколиственные леса и лесостепь, 1, 0…2, 0 – степь, 2, 0…3, 0 – полупустыня, > 3 – пустыни.

С.Патерсон (1956) предложил определять потенциальный прирост древесины в лесах по основным климатическим факторам в виде индек-са CPV (C – климат, V – растительность, Р – продуктивность):

CVP=(T/Ta)*P*(G/12)*(E/200),

где: Т среднемесячная температура наиболее жаркого месяца, оС;

Та – разница между среднемесячными toС наиболее жаркого и наиболее холодного месяцев;

Р – среднегодовое количество осадков, мм;

G – продолжительность вегетационного периода, мес.;

Е – местная солнечная радиация.

Вегетационный период – период года, в который по метеорологиче-ским условиям возможны рост и развитие растений. Активный вегета-ционный период период, обеспеченный не только теплом, но и влагой.

Фенологические границы вегетационного периода - вегетационный период примерно соответствует промежутку времени от начала соко-движения до конца листопада.

Тепловые границы вегетационного периода приняты условно – с момента перехода среднесуточных температур через пороговые значе-ния означает начало или окончание вегетационного периода. Поскольку растения находятся в приземном слое воздуха (надземная часть расте-ний) и в почве (корневая система), то границей вегетационного периода приняты переходы среднесуточных температур воздуха через +10оС и почвы +5оС.

13. Ведение лесохозяйственных мероприятий на зонально-типологической основе.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒