Формирование простых и сложных древостоев

Строение древостоев, также как и их состав, напрямую связано с условиями внешней среды, а также с эколого-биологическими особенностями видов. Сложные древостой формируются обычно в почвенногрунтовых условиях, отвечающих требованиям нескольких видов деревьев. При этом нижние ярусы составляют теневыносливые виды, а верхние — светолюбивые. С улучшением климатических и почвенногрунтовых условий строение древостоев усложняется. Древостой таежных лесов представлены одним-двумя, редко тремя ярусами.

Строение древостоев подвержено изменениям, как в пространстве, так и во времени. Причинами этого являются возрастные изменения в самом древостое, а также влияние окружающей среды. В первую очередь это связано с лесными пожарами. Так, в результате низового пожара смешанный сосново-еловый древостой становится чистым сосняком.

Обычно сложные (многоярусные) по строению древостой являются смешанными и по составу. Простые (одноярусные) древостой могут быть как чистыми, так и смешанными. Поэтому преимущества и недостатки простых и сложных древостоев во многом дублируют таковые у чистых и смешанных древостоев. Выявление эталонных древостоев оптимального строения для тех или иных условий местопроизрастания также является актуальной задачей лесной науки.

Возрастные изменения древостоев

Популяции растений существуют тысячелетиями, растения же, составляющие древостой, имеют ограниченный срок жизни. От своего возникновения до отмирания они проходят ряд возрастных этапов (рис. 10.2).

Основные этапы в жизни одновозрастного древостоя [30]

Рис. 10.2. Основные этапы в жизни одновозрастного древостоя [30]

Каждый из возрастных этапов характеризуется особым состоянием древостоя, что, естественно, требует по отношению к нему определенных мер хозяйственного воздействия. На этапе всходов и подроста (в пределах I класса возраста) идет только конкурентная борьба с травами и адаптация к условиям местопроизрастания.

Собственно сам древостой появляется только тогда, когда кроны подроста начинают смыкаться, что происходит на этапе жердняка (II класс возраста). Выживание деревьев в это время определяется наследственными свойствами и индивидуальными условиями их жизни. Размеры деревьев увеличиваются, и начинается внутривидовая конкуренция. Отстающие в росте особи отмирают, что приводит к естественному изреживанию древостоев. Наиболее интенсивно этот процесс идет в возрасте 20—40 лет.

Смыкание крон и корневых систем приводит к усилению влияния деревьев друг на друга и на окружающую среду. В результате этого появляется специфический живой напочвенный покров, формируется лесная подстилка и почвенные условия претерпевают изменения.

Фитоценотическое положение деревьев в пологе леса на протяжении их жизни может изменяться. При этом некоторое число деревьев начинает доминировать, а другая часть, наоборот, переходит в категорию угнетенных. Растения с хорошей наследственностью обычно занимают господствующее положение. Благоприятные условия произрастания содействуют успешной реализации наследственных свойств, а неблагоприятные — тормозят ее. В наихудшем положении оказываются деревья с плохой наследственностью и к тому же попавшие в плохие условия (сильное затенение, мочажины, скальные выходы и пр.).

В среднем возрасте (III класс) интенсивность отпада деревьев уменьшается в связи с ослаблением конкуренции за свет. Скорость роста несколько слабеет, зато начинается генеративное развитие, приводящее к появлению семян (в шишках или плодах).

В приспевающем возрасте (IV класс) интенсивность ростовых процессов еще более замедляется, а семенная продуктивность достигает максимума. Отпад деревьев на этом этапе незначителен и связан уже не с конкуренцией, а с неблагоприятным влиянием абиотических (ветровал, пожары) или биотических факторов (насекомые-вредители, патогенные организмы).

В V—VI классах возраста древостой вступает в возраст спелости. К этому времени ростовые процессы почти полностью прекращаются, а семенная продуктивность начинает быстро угасать. На этом этапе лесной биоценоз отличается максимальной стабильностью и устойчивостью всех своих компонентов, в том числе и древостоя.

Далее начинается период старения (с VII класса возраста и далее). Такой древостой называют перестойным. В это время процессы роста и развития почти полностью прекращаются.

Наконец, приходит период отмирания и гибели древостоя (X класс и старше). При этом крона у деревьев изреживается, а корневая система начинает отмирать. Ослабленные деревья подвергаются усиленному нападению насекомых-вредителей и патогенных организмов. Все это приводит к бурелому и ветровалу старых деревьев.

Анализируя особенности процессов роста и развития деревьев на разных возрастных этапах можно отметить, что кульминация их прироста по высоте имеет место в стадии жердняка. Далее с возрастом его темпы неуклонно падают и к моменту отмирания составляют всего несколько сантиметров в год. Рост ствола по диаметру продолжается всю жизнь дерева и к перестойному возрасту также резко замедляется (до долей миллиметра).

Возрастные изменения в древостоях напрямую обуславливают их эди- фикаторную роль. В стадии жердняка кроны, смыкаясь, образуют столь сильное затенение, что травяно-кустарничковый ярус иногда полностью отсутствует. В дальнейшем конкурентное изреживание древостоя усиливает проникновение света под полог, и тогда появляется растения нижних ярусов. В возрасте спелости средообразующее влияние древостоя достигает максимума. Это связано с тем, что эдификатор занял максимально возможный объем среды, а растения фитоценоза накопили максимальный запас живого и мертвого органического вещества. Изреживание древесного полога в перестойном возрасте способствует образованию так называемыз «окон возобновления» и повышению биоразнообразия травяно-кустарничкового яруса.

За период существования древостоя показатели, характеризующие его строение, изменяются очень сильно. Меняется его густота, высота и диаметр стволов, размеры крон, мощность корневой системы и подстилки, что сказывается на световом, водном и тепловом режимах среды обитания. Все это существенным образом отражается на составе и строении нижних ярусов и успешности возобновления лесообразующего вида.

С возрастными изменениями фитоценозов связана жизнь и других компонентов биоценоза. Каждый возрастной этап древостоя сопровождается изменением лесной среды, что отражается на видовом составе и численности зооценоза и микробоценоза.

Возрастная структура древостоя определяется его происхождением, особенностями формирования и эколого-биологическими свойствами. Характеризуя возрастную структуру, выделяют одновозрастные и разновозрастные древостоев. Одновозрастные древостой отличаются горизонтальной сомкнутостью крон, а разновозрастные — вертикальной сомкнутостью крон (рис. 10.3).

Абсолютно одновозрастные древостой возникают после лесного пожара, сплошной рубки или в результате искусственного возобновления. При этом возраст всех деревьев оказывается абсолютно одинаковым. В связи с тем, что налет семян происходит постоянно, а значит, появляются все новые и новые растения, абсолютно одновозрастных древостоев относительно немного. Большая часть естественных лесов представлена условно одновозрастными и разновозрастными древостоями.

Возрастная структура древостоев [30]

Рис. 10.3. Возрастная структура древостоев [30]:

а — сосновый одновозрастный; б — еловый разновозрастный; в — сосновый

из двух одновозрастных поколений; г — сосновый из трех одновозрастных

поколений

Смешанные древостой обычно бывают разновозрастным, так как образующие их деревья разных видов относятся к разным поколениям.

Возрастная структура древостоев со временем может существенно меняться. Например, в одновозрастном древостое могут появиться молодые особи, которые со временем сформируют второй ярус, и древостой станет разновозрастным. В будущем деревья первого яруса отомрут, и древостой тогда опять перейдет в категорию одновозрастного.

Сосновые древостой таежной зоны являются преимущественно одновозрастными. Это явление связано главным образом с лесными пожарами, благодаря которым возникают гари, где в семенной год происходит дружное восстановление сосны обыкновенной. Таким же образом возникают одновозрастные древостой и на местах сплошных рубок.

Разновозрастные сосняки формируются на избыточно увлажненных почвах, редко проходимых пожарами. Кроме того, разновозрастность древостоев из светолюбивых видов может возникать и по вине часто повторяющихся низовых пожаров.

Разновозрастность в первую очередь присуща древостоям, образованных теневыносливыми лесообразователями (виды Ели, Пихты, Бука, Граба и сосны сибирской). Разновозрастные древостой подразделяют на три категории: условно-одновозрастные (различия в возрасте 30—40 лет); разновозрастные (различия в возрасте не более 80 лет), абсолютно разновозрастные (различия в возрасте более 80 лет).

Деревья разных возрастных групп могут размещаться по площади равномерно или куртинами. Равномерное размещением особей теневыносливых видов деревьев по площади возникает в результате смены светолюбивых видов теневыносливыми, поселяющимися под их пологом, длительного существования теневыносливых видов на данной территории, а также под влиянием выборочных рубок.

Куртинная разновозрастность характерна для светолюбивых видов деревьев и возникает из-за периодически повторяющихся пожаров, реже ветровалов. Объясняется это рядом причин. В зрелом возрасте сравнительно крупные особи Сосны и Лиственницы противостоят низовым пожарам благодаря толстой корке и глубокой стержневой корневой системе. У сравнительно молодых особей тонкая корка не может защитить камбий от огня, и они погибают. В результате под пологом крупных деревьев образуются окна с подготовленной огнем почвой, в которых куртинами появляется подрост.

Разновозрастная структура древостоя может сохраняться неограниченно долгое время, если не будет подвержена верховому пожару, массовому ветровалу или сплошной рубке. Для таежных ельников разновозрастность является характерной чертой. Такие девственные ненарушенные леса являются перестойными. Однако это совершенно не предвещает их скорую гибель. Объясняется это тем, что в разновозрастных древостоях по численности преобладают молодые особи, которые со временем заменят старые материнские деревья. После отмирания последних световой режим и условия минерального питания для роста молодых деревьев значительно улучшаются. Поэтому запас древесины в разновозрастных лесах поддерживается на одном уровне и лесной биоценоз без перерыва выполняет свои биосферные функции. Отмирание старых деревьев приводит к ежегодному отчуждению некоторой части запаса древесины (до 2 м3/га), которая выборочными рубками могла бы быть вовлечена в народное хозяйство.

Продуктивность одновозрастных и разновозрастных древостоев существенно различается. Установлено, что продуктивность разновозрастных древостоев ниже, чем одновозрастных на 25—30 %. Объясняется это тем, что подавляющая часть деревьев находится в тени высоких и потому угнетена. Однако если в разновозрастных древостоях своевременно проводить выборочные рубки, в процессе которых убираются спелые и перестойные деревья, то продуктивность их значительно повышается (на 20—30 %) по сравнению с одновозрастнымие. Если же в одновозрастных древостоях проводить рубки ухода (прореживания и проходные рубки), то выход древесины здесь по сравнению с разновозрастными увеличивается на 20—30 %.

Немаловажное значение для экономики имеет не только количество, но качество заготавливаемой древесины. По техническим качествам древесины одновозрастные древостой значительно опережают разновозрастные, благодаря хорошей очищаемости стволов от сучьев. Между тем устойчивость разновозрастных древостоев к энтомовреди- телям и патогенным организмам выше, благодаря наличию большего числа их врагов (хищные насекомые, сверхпаразиты и т. д.).

Подавляющая часть разновозрастных древостоев образовалась естественным путем. До середины XX в. этому содействовали и подневольно-выборочные рубки, при которых вырубались самые крупные деревья. Впоследствии стали преобладать сплошные рубки, способствующие образованию одновозрастных древостоев.

В защитных лесах, призванных осуществлять свои функции неограниченно долгое время, совершенно необходимо поддерживать разново- зрастность древостоев посредством добровольно-выборочных и санитарных рубок.

Знание возрастной структуры древостоев позволяет правильно устанавливать возрасты и способы рубки, эффективно проводить различные лесохозяйственные мероприятия, в том числе и лесовосстановительные.

Вопросы для повторения и самоподготовки

  • 1. В чем заключаются достоинства чистых хвойных древостоев?
  • 2. В чем состоят недостатков чистых хвойных древостоев?
  • 3. В чем заключаются преимущества смешанных (хвойно-лиственных) древостоев?
  • 4. В чем состоят недостатки смешанных (хвойно-лиственных) древостоев?
  • 5. Какие лесообразующие виды чаще образуют разновозрастные древостой?
  • 6. Какие лесообразующие виды чаще образуют одновозрастные древостой?
  • 7. Какие факторы среды способствуют формированию одновозрастных древостоев?
  • 8. По каким техническим качествам древесины одновозрастные древостой опережают разновозрастные?
  • 9. Какие по составу и возрасту древостой демонстрирую наибольшую устойчивость древостоев к энтомовредителям и патогенным организмам?
  • 10. Какой возрастной структуре древостоев способствуют сплошные рубки?
  • 11. Какие состав и возрастную структуру необходимо поддерживать в защитных лесах, призванных осуществлять свои функции неограниченно долгое время?

Темы рефератов и докладов

  • 1. Преимущества и недостатки чистых древостоев.
  • 2. Преимущества и недостатки смешанных древостоев.
  • 3. Формирование простых и сложных древостоев.
  • 4. Возрастные категории древостоев.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >