Учебное занятие №№ 54-56

Тема 2.1. Понятие о природе леса План изучения темы

1. Понятие о лесе. Дифференциация деревьев.

2. Компоненты лесного фитоценоза

3. Лесоводственно - таксационные признаки древостоя элементы и признаки леса

Понятие «лес». Лес — это элемент географического ландшаф­та, состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, тра­вянистых растений, животных и микроорганизмов, в своем раз­витии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и внешнюю среду (рис. 35).

Аллею или группу деревьев, например, нельзя назвать лесом. Такая совокупность древесных растений не является биологиче­ской, влияние их друг на друга и занятую ими территорию недо­статочно, чтобы воздействовать на рост и развитие отдельных особей, создать специфическую лесную обстановку, в которой бы могли развиваться другие жи­вые организмы и растения, влияю­щие на процесс формирования' леса.

Рис. 35. Компоненты леса

Достаточно сравнить два дерева одной породы и одинакового воз­раста, из которых одно выросло в лесу, а другое вне леса на открытом месте. Несмотря на идентичные ус­ловия местопроизрастания, величи­на и форма деревьев резко отли­чаются. Дерево, выросшее на откры­том месте, имеет небольшую высоту,, шаровидную крону, толстую, тре­щиноватую кору, толстые сучья па всему сбежистому стволу, непригод­ному для получения ценных хозяй­ственных сортиментов. Такое дерево обильно плодоносит, семена его раз­носятся на большие расстояния. У лесного дерева полнодревесный ствол, хорошо очищенный от сучьев,, высокоподнятая вверх компактная пирамидальная крона с тон­кими ветвями, расположенными преимущественно под острым) углом к оси ствола. Нижние ветви отмирали под влиянием за­тенения соседними деревьями. Недостаточная освещенность нижней части древесного полога, температурный режим, повы­шенная влажность воздуха и почвы, безветрие — характерные- показатели лесной среды. Влияя друг на друга и на занятую ими территорию, деревья создают новые, лесные условия для себя и других организмов.

Рис. 36. Дерево, выросшее в лесу (а) и на открытом месте (б)

В лесной среде обитают различные насекомые. Некоторые из них переносят пыльцу с одних цветков дерева на другие. Нор­мальному развитию леса содействуют звери и птицы. Птицы — санитары леса —снижают численность вредных насекомых,. .4 кроты, барсуки и некоторые другие животные уничтожают майского хруща, повреждающего корневые системы молодых; деревьев. Животный мир — полезный компонент лесного биогео­ценоза. Только перенаселенность отдельных видов животных: наносит некоторый вред лесу. Лес создает условия для жизни- животных, а они воздействуют на условия появления и разви­тия леса.

В лесу много бактерий и микроорганизмов. Они живут в почве возле корней, способствуя ее разложению и усвоению пи­тательных веществ. Черви рыхлят верхние слои почвы, тем са­мым улучшая ее структуру и способствуя питанию деревьев.

Таким образом, лес — это совокупность деревьев, растений ,животных и микроорганизмов, находящихся в неразрывной связи и взаимодействии как друг с другом, так и со сре­дой — почвой и атмосферой. Это единство является харак­терной особенностью леса как целостной лесорастительной экосистемы, или биогеоценоза (рис.37).

Рис. 37. Взаимодействие компонентов биогеоценоза (по В. Н. Сукачеву)

Деревья в лесу, взаимодей­ствуя со средой, то снабжа­ются всем необходимым пита­нием для их успешного роста, то ощущают его недостаток. Отличаясь друг от друга био­логическими свойствами и раз­ным отношением к условиям жизни, древесные породы попадают в различные условия — для одних хорошие, для других плохие. Часто их потребности не обеспечиваются условиями среды. В результате — плохой рост деревьев или смена пород.

Со времени от всходов до спелого древостоя многое в лесу изменяется: величина деревьев, их число, форма крон и лесного полога, темп прироста по высоте и диаметру, плодоношение. Меняются взаимосвязанные с этими признаками численность и видовой состав животных, состав напочвенных растений, микро­климат и плодородие почвы. Значит, в лесу нет ничего застыв­шего, неизменного, как нет абсолютного покоя во всей природе.

Лес находится под воздействием непрерывно протекающих естественных процессов, которые обеспечивают его рост и раз­витие, формирование, отмирание и новое возобновление. Знание человеком этих процессов дает возможность направить усилия на улучшение лесов и повышение их продуктивности.

Элементы леса. Различают следующие растительные элементы леса: на­саждение, древостой, подрост, подлесок, подгон, живой напоч­венный покров, внеярусная растительность.

Насаждение — лесной фитоценоз, однородный в определенных границах участок леса, занятый древесной и сопутствующей ей другой лесной растительностью. В насаждении выделяют сле­дующие ярусы: древостой, подрост, подлесок, живой напочвен­ный покров, которые вместе с внеярусной растительностью, со­ставляют наземную часть леса. Корни этих растений, многочис­ленные микро- и макроорганизмы, почва, материнская горная порода образуют подземную часть леса. Не каждое насаждение имеет все ярусы.

Древостой — совокупность деревьев, образующих более или менее однородный лесной участок; основной компонент насаж­дения. Древостой различают по составу пород, форме, проис­хождению, возрасту и продуктивности. В древостоях выделяют преобладающую, главную, второстепенную и сопутствующую породы.

Преобладающие породы — древесные породы, которые ко вре­мени таксационного учета насаждения составляют большую часть его запаса или занимают большую часть площади. В пре­делах таксационных выделов преобладающей считают породу, имеющую наибольшую долю участия в составе.

Главная порода — древесная порода, которая в определенных лесорастительных и экономических условиях наиболее отвечает условиям среды и хозяйственным целям. В лесах СССР главные породы — сосна, ель, лиственница, дуб, бук, пихта и др. Хозяйст­венная деятельность в лесу должна быть направлена на расши­рение площади насаждений с преобладанием главных пород, на их размещение, воспроизводство и рациональное использование.

Второстепенные породы — древесные породы, образующие¹ смешанные насаждения с главными породами, но имеющие по сравнению с ними меньшую хозяйственную ценность. Одни вто­ростепенные породы (ольха серая, осина и береза порослевого происхождения и др.) подлежат замене при реконструкции на­саждения, другие оказывают положительное влияние на рост главных пород (липа, клен, ясень в дубово-лиственных, липа в еловых и сосновых насаждениях). К возрасту спелости главных пород примесь второстепенных доводят до минимума. Лесоводственное и хозяйственное значение второстепенных пород опре­деляется их ролью в формировании хозяйственно ценных насаж­дений и экономической ценностью в данном лесном массиве и регионе.

Сопутствующая порода — древесная порода, произрастающая совместно с лесообразующей во 2—3-м ярусах насаждения, а иногда и в подлеске. Типичный спутник дуба, сосны, ели липа мелколистная. Особенно много спутников у дуба. Наряду с ли­пой с ним растут ильмовые, клен, лещина, формируя сложные 3—4-ярусные дубовые древостой.

Подрост — молодое поколение древесных растений под поло­гом леса или на вырубках, способное выйти в 1-й ярус насаж­дения, сменив старый материнский древостой (рис. 38). Подрост бывает семенного и вегетативного происхождения. Однолетний подрост семенного происхождения называют всходами, старше одного года (до 3—5 лет, в условиях севера до 10 лет) —самосе­вом (для хвойных и лиственных пород с тяжелыми семенами) или налетом (для лиственных пород с легкими семенами). Под­рост относят к возрастному периоду молодняка. Жизнеспособ­ность, высота и возраст подроста являются главными показате­лями при оценке естественного возобновления леса. Подрост способствует очищению деревьев старших поколений от сучьев, влияет на окружающую среду. Появлению и сохранению подро­ста уделяют большое внимание при проведении лесоводственных мероприятий.

Подлесок — кустарники, реже древесные породы, произра­стающие под пологом леса и неспособные образовать древостой в данных условиях. Подлесок чаще состоит из теневыносливых пород, но при сильной изреженности верхнего яруса в нем встре­чаются светолюбивые виды. При высокой сомкнутости древес­ного полога подлесок может отсутствовать. Породный состав подлеска обусловливается лесорастительными условиями — кли­матическими, гидрогеологическими, почвенными, а также соста­вом древостоя. Например, в таежных лесах европейской части СССР типичными представителями подлеска в лишайниковой группе типов леса являются ракитник, дрок, можжевельник; в кисличной и сложной группах —рябина, липа, жимолость, ши­повник, бересклет, лещина, калина и др. В лесах Восточной Си­бири распространен также рододендрон даурский. Подлесок имеет большое лесоводственное значение.

Подгон — древесные породы, реже кустарники, способствую­щие ускорению роста и улучшению формы ствола главной поро­ды. Подгон более эффективен при равномерном боковом зате­нении стволов главной породы, благодаря чему стволы очища­ются от сучьев, улучшается их форма, ускоряется рост в высоту. В качестве подгона используют растения с относительно медлен­ным ростом и густыми кронами — липу, ильмовые, клены остро­листный, полевой и татарский, лещину, жимолость и др. Для дуба хорошим подгоном может быть ель, пихта, граб семенного происхождения, ильмовые, клен остролистный. Чтобы не допу­стить затенения крон главной породы, подгон обезвершинивают или прореживают.

Живой напочвенный покров — совокупность мхов, лишайни­ков, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом леса, на вырубках и гарях; один из ярусов насаждения. Он влияет на многие свойства почвы в лесу (физи­ческие свойства, кислотность, содержание органического веще­ства), микроклимат (смягчает или усиливает заморозки на по­верхности почвы, ослабляет ветер), возобновление и развитие леса.

Внеярусная растительность — совокупность растений в расти­тельном обществе, в том числе лесном, которые не связаны с оп­ределенным ярусом фитоценоза. Внеярусными растениями мо­гут быть поселяющиеся на стволах деревьев водоросли, грибы- паразиты, мхи, лишайники и лианы.

Признаки леса. Важнейшие признаки леса — происхождение, форма, состав, бонитет, возраст, полнота, густота, товарность, тип леса, продуктивность.

Происхождение насаждений — это способ их возникновения. Оно может быть естественным и искусственным. Как естествен­ные, так и искусственные насаждения бывают семенного и веге­тативного происхождения. Семенные насаждения возникли из семян. Вегетативный процесс размножения включает поросле­вое, корнеотпрысковое, отводковое возобновление леса, а также корневищами — многолетними подземными побегами. На месте срубленных естественных лесов все чаще появляются искусст­венные, посаженные или посеянные при непосредственном уча­стии человека. Определить происхождение леса, особенно моло­дого березового или осинового, не всегда легко. Чаще всего групповое размещение и саблевидность ствола у шейки корня березы или изогнутость стволика дуба у корня свидетельствуют о порослевом их происхождении.

Форма насаждения — совокупность ярусов древостоя» характеризующих его строение. По форме различают простые и сложные древостой. У простых кроны деревьев образуют один? сомкнутый ярус. Высота отдельных деревьев в таких насажде­ниях может варьировать в пределах 10—15% средней высоты яруса, образуя горизонтальный полог. Если кроны деревьев по высоте составляют отдельные ярусы, легко выделяемые визуаль­но, то перед нами сложное по форме насаждение, образующее вертикальный или ступенчатый полог.

Одновозрастные чистые сосновые насаждения на песчаной почве образуют простые по форме насаждения. На более бога­тых почвах можно встретить простые по форме, но смешанные по составу насаждения. Сложными по форме могут быть чистые насаждения, когда образованные ярусы одной и той же породы, относятся к разным классам возраста. Чаще всего встречаются сложные по форме древостой из нескольких ярусов различных пород. Дубрава на серых лесных почвах, в 1-м ярусе которой дуб с липой, во 2-м клен с ясенем, а в 3-м лещина, может служить примером сложного смешанного насаждения.

Высота 2-го яруса составляет половину высоты древостоя. При проведении в древесном пологе экономически целесообраз­ных лесохозяйственных мероприятий необходимо руководство­ваться показателем запаса древесины нижнего яруса, который должен быть более 30 м³/га и не менее 20% запаса 1-го яруса. При меньшем запасе древесины выделение нижнего яруса хо­зяйственно нецелесообразно. Исключение могут составлять толь­ко насаждения, в которых нижний ярус с запасом менее 30 м³/га сформирован ценными древесными породами, например дубом.

Для каждого яруса определяют состав деревьев, средние диа­метр и высоту, возраст и класс возраста преобладающей породы,., полноту и запас древесины. Сложные древостой в целом более- производительны по сравнению с простыми и дают выход разно­образной древесной продукции, устойчивее против стихийных, бедствий, различных вредителей и болезней.

Состав насаждения — перечень древесных пород с указанием долевого участия каждой из них в запасе древостоя.- Состав определяют для каждого яруса древостоя по соотноше­нию запасов составляющих его пород и записывают формулой, в> которой указывают заглавными буквами породу и в целых чис­лах коэффициент участия породы в общем запасе древостоя. Сумма всех числовых коэффициентов должна быть равна 10. На­пример, формула 6С4Б характеризует смешанный древостой, в< запасе которого 60% сосны и 40% березы. Если в этом древо­стое имеется от 2 до 5% осины, формула древостоя будет иметь вид 6С4Б-|-Ос. Если в этом же древостое осина составляет ме­нее 2%, то формула примет следующий вид: 6С4Б ед. Ос, т. е. осина встречается единично. В молодняках коэффициенты фор­мулы устанавливают по числу отдельных деревьев или соотно­шению сумм площадей сечений в м² на высоте 1,3 м на единице площади. В формуле состава разновозрастного насаждения ука­зывают возраст (число лет) каждой породы, например 8 С(60) 2 Е(40).

Рис. 39. Сосновые насаждения разных классов бонитета в 100-летнем возрасте

Бонитет насаждения — это показатель их продуктив­ности, зависящий от богатства (добротности) почвы или условий местопроизрастания. Различия в условиях местопроизрастания, а значит, и в бонитетах леса характеризуются пятью основными классами бонитета, которые обозначаются римскими цифрами. Лучшие условия местопроизрастания, а следовательно, наибо­лее высокопродуктивный лес соответствует I классу бонитета; худшие условия, где произрастают низкопроизводительные на­саждения— V классу бонитета (рис. 39). Для определения клас­са бонитета необходимо знать высоту и возраст насаждения. По ним, учитывая происхождение, с помощью бонитировочной шка­лы проф. М. М. Орлова устанавливают класс бонитета (табл. 13).

Однако встречаются условия, когда продуктивность насаж­дений выше I или ниже V класса. В этих случаях применяют индексы «а» и «б»: 1а и Va, 16 и V6. Таким образом, установле­но 7 основных классов бонитета насаждений. Если насаждения классов 1а и Va классов занимают незначительную площадь, они объединяются соответственно с I и V классами. Для определе­ния класса бонитета семенных и порослевых насаждений уста­новлены отдельные шкалы, так как интенсивность их роста не­одинакова (семенные в раннем возрасте растут медленнее). В разновозрастных насаждениях при установлении бонитета на­саждений за основное принимают старшее поколение деревьев, даже если их запас меньше, чем младших поколений.

13. Распределение насаждений семенного происхождения по классам бонитета на основании возраста и высоты (по М. М. Орлову)

Средний возраст насажде­ний, лет	Высота насаждений по классам бонитета, м
	1а	I	II	III	IV	V	Vа
10	6-5	5-4	4-3	3-2	2-1	-	-
20	12-10	9-8	7-6	6-5	4-3	2	1
30	16-14	13-12	11-10	9-8	7-6	5-4	3-2
40	20-18	17-15	14-13	12-10	9-8	7-5	4-3
50	24-21	20-18	17-15	14-12	11-9	8-6	5-4
60	28-24	23-20	19-17	16-14	13-11	10-8	7-5
70	30-26	25-22	21-19	18-16	15-12	11-9	8-6
80	32-28	27-24	23-21	20-17	16-14	13-11	10-7
90	34-30	29-26	25-23	22-19	18-15	14-12	11-8
100	35-31	30-27	26-24	23-20	19-16	15-13	12-9

Возраст насаждения — один из основных таксацион­ных показателей, характеризующих насаждение. По возрасту на­саждения делят на классы и соответствующие им группы возра­ста (молодняк, жердняк, средневозрастное, приспевающее, спе­лое и перестойное насаждения). Для хвойных и твердолиствен- ных семенных насаждений установлены классы возраста продол­жительностью 20 лет, для мягколиственных и твердолиственных порослевых насаждений—10 лет, для кустарников — 5 лет. Классы возраста также обозначают римскими цифрами. Если де­ревья в насаждении имеют разницу в возрасте, не превышаю­щую длительности одного класса, такое насаждение считают одновозрастным, при большей разнице — разновозрастным. В разновозрастном насаждении полог леса образуют деревья разной высоты. Такое насаждение формируется обычно из наи­более теневыносливых пород.

Внешними признаками, характеризующими возраст деревьев,, являются: размеры деревьев, цвет хвои, форма кроны, цвет и строение коры. У старых деревьев хвойных пород хвоя более светлая, у молодых — темно-зеленая, крупная. У старых деревь­ев, прекращающих рост в высоту, крона закругленная, куполо­образная, комлевая (нижняя) часть ствола покрыта толстой корой, в трещинах которой образуются наросты из водорослей и других низших растений. Для молодых деревьев характерен усиленный рост в высоту, островершинная крона, гладкая, глян­цеватая светлоокрашенная кора.

Полнота — степень плотности стояния деревьев на едини­це площади. Сомкнутость крон деревьев или полога в целом ха- бактеризует лесоводственную полноту, которая определяется визуально. Для более точного определения полноты древостоя на "отграниченном участке (пробной площади) измеряют проекции крон деревьев и вычисляют общую площадь проекций крон. От­ношение этой величины к общей площади участка, выраженное в долях единицы, укажет на полноту насаждения. В тех случаях, когда полнота составляет 0,3 и менее, участки называют реди­нами.

Различают полноту абсолютную и относительную. Абсолют­ная полнота — это сумма площадей поперечных сечений всех де­ревьев на 1 га на высоте 1,3 м, выраженная в м². Сумма площа­дей сечений всех деревьев (м²) на 1 га, отнесенная к сумме пло­щадей сечений нормальных (сомкнутых) насаждений, указывает относительную полноту. Профессор М. М. Орлов назвал нор­мальным такое насаждение, которое является наиболее совер­шенным, т. е. высокопродуктивным.

В сложных и смешанных насаждениях значение полноты дре­востоя находят как сумму полнот отдельных ярусов и древес­ных пород.

Густота — число деревьев на единице площади. Густота древостоев сильно изменяется с их возрастом: в 10 лет нормаль­ное число деревьев на 1 га составляют 5—10 тыс., но бывает и 15—20 тыс. К 40—50 годам оно снижается до 1500—2000, а в 100 лет — до 500—700 деревьев на 1 га.

Товарность л е с а — качество древесного запаса насаж­дений с точки зрения его народнохозяйственного использования. Товарность леса определяется соотношением деловых и дровя­ных стволов и последующим разделением запаса на качествен­ные и количественные категории (деловая древесина по катего­риям крупности и сортам; сырье для технологической переработ­ки, дрова, отходы). Для установления товарности леса при так­сации приспевающих, спелых и перестойных насаждений используют специальный таксационный показатель — класс то­варности, определяемый в зависимости от доли процента дело­вой древесины в общем запасе (табл. 14) либо при глазомерной таксации леса — по проценту деловых деревьев.

Класс товарности	Выход деловой древесины, 0	, к запасу древостоя
	Хвойные	Лиственные
1	Более 81	Более 71
2	61—80	51—70
3	До 60	До 50

Продуктивность насаждения — запас стволовой древесины, сучьев, ветвей, листьев и корней основного древостоя обычно в возрасте спелости, а также подроста, подлеска и живо­го напочвенного покрова на единице площади (чаще на 1 га). Продуктивность насаждения — важнейший показатель, исполь­зуемый для количественной и сравнительной оценки насаждения и древостоя. Выражается в объемных (м³) единицах массы (т). Наиболее существенная часть продуктивности насаждения — продуктивность древостоя, при рассмотрении которой чаще все­го ограничиваются определением запаса древесины. Продуктив­ность древостоя зависит от древесной породы, географического района, условий местопроизрастания, полноты и густоты. Пока­затель относительной продуктивности насаждения и продуктив­ности древостоя — класс бонитета. Тип леса — участок леса или их совокупность, которые характеризуются общим типом лесорастительных условий, сходным составом древесных пород и растений нижних ярусов, близ­кой фауной и требуют одних и тех же лесохозяйственных меро­приятий при равных экономических условиях; основная клас­сификационная единица лесной типологии.

Зная элементы и признаки леса, мы можем познавать лес, отличать один участок леса от другого. Однако этого оказывает­ся недостаточно, чтобы активно влиять на процесс его формиро­вания. Надо уметь распознавать те сложные взаимоотношения со средой, которые присущи лесу, лесной экосистеме, лесному биогеоценозу.