Лес и его компоненты

Размещено на http://www.allbest.ru/

122

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

Практикум

Лесоведение

для студентов лесохозяйственного факультета по очной и заочной формам обучения специальности «250201-Лесное хозяйство»

Брянск - 2012

УДК 63О*2(О,75)

Рецензенты:

И.Н. Глазун, кандидат с/х наук, доцент

Иванов В.П., Нартов Д.И.

Лесоведение

Практикум

для студентов лесохозяйственного факультета очного и заочного обучения специальности «250201 - Лесное хозяйство»

Иванов В.П., Нартов Д.И. -- Брянск: БГИТА, 2012.

Содержание

Введение

1. Лабораторная работа № 1 «Лес и его компоненты»

2. Лабораторная работа № 2 «Лес и свет»

3. Лабораторная работа № 3 «Лес и тепло»

4. Лабораторная работа № 4 «Лес и влага»

5. Лабораторная работа № 5 «Лес и атмосферный воздух»

6. Лабораторная работа № 6 Лес и почва»

7. Лабораторная работа № 7«Учет естественного возобновления»

8. Лабораторная работа № 8 «Составление схем типов леса сосняков и ельников В.Н. Сукачева. Их характеристика»

9. Лабораторная работа № 9 «Построение и анализ эдафической сетки П.С. Погребняка»

10. Лабораторная работа № 10 «Анализ графиков динамики признаков древостоев с возрастом»

11. Лабораторная работа № 11 «Типы леса Брянской области»

Список использованных источников

Введение

В Лесном кодексе Российской Федерации (2006 г.) регламентированы отношения в системе лесного хозяйства и установлены правовые основы рационального использования, воспроизводства, охраны, защиты лесов и повышения их экологического потенциала.

Основная задача дисциплины «лесоведение» - сообщить студенту современные сведения о лесе как биогеоценозе, научить распознавать причины и следствия разных явлений в жизни леса, способствовать формированию биологического разнообразия, повышению продуктивности, биологической устойчивости против различных неблагоприятных факторов.

Настоящий практикум предусматривает освоение студентом комплекса определений, понятий и терминов, связанных с лесом и его компонентами, изучение взаимоотношений между компонентами леса, влияние экологических факторов на лес, изучение лесной типологии, стадий развития и смен древостоев и др.

Порядок освоения дисциплины состоит из ряда этапов. На первом этапе студенты знакомятся с основными понятиями и определениями на лекциях, по учебникам, учебным пособиям, методическим указаниям. Затем они выполняют лабораторные работы по заданиям данного Практикума. Номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки.

Работы оформляются в тетради для лабораторных занятий в виде отчета, где указывается название темы, цель работы, материалы и оборудование, краткое изложение основных понятий и определений, представляется выполнение задания.

После выполнения работы, полученные знания следует закрепить ответами на контрольные вопросы задания.

Отчет студент представляет преподавателю и «защищает» его правильными ответами на контрольные вопросы, изложенные в конце раздела и заданные преподавателем.

1. Лабораторная работа № 1

«Лес и его компоненты» (4 ч)

Цель работы: освоить понятия о лесе, лесном биогеоценозе, изучить компоненты леса и признаки древостоя.

Материалы и оборудование: натурный лес, учебные пособия, тетради, письменные принадлежности, видеофильмы.

Понятия о лесе. Развитие человечества с древних времен связано с лесом. Лесом называют большую совокупность деревьев, географический ландшафт, крупный лесной массив, биоценоз и даже заготовленную древесину. Поэтому существует много определений леса.

Основатель лесоведения, профессор Г.Ф. Морозов лесом назвал «совокупность древесных растений, измененных в своей внешней форме и во внутреннем строении под влиянием их друг на друга, на занятую почву и атмосферу». Он показал, что лес - это сложный комплекс, все компоненты которого взаимосвязаны, влияют друг на друга, и изменение одного из компонентов приводит к изменению всей системы.

Несколько позже профессор В.Г. Нестеров (1954) дал следующее определение: «Лес есть совокупность древесных растений, развивающихся в единстве и противоречии со средой, взаимодействие которых необходимо направлять на быстрое выращивание наибольшего количества высококачественной древесины и получение других продуктов, а также обеспечение положительного влияния на атмосферу, почву, реки и поля». Он ввел в определение хозяйственное использование леса, т.к. в послевоенный период шло интенсивное восстановление экономики государства, выполнение пятилетних планов и т.д.

В 70-е годы XX столетия перед страной стояли другие экономические задачи, и в ГОСТе 18486-73 «Лесоводство. Термины и определения» дано такое определение: «Лес - элемент географического ландшафта, состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травянистых растений, животных и микроорганизмов в своем развитии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внешнюю среду». Определение звучит несколько угловато, но в нем отражается биологическая сущность леса, связанная с географическими условиями.

ОСТ 56-108-98 дает современное определение: «Лес - целостная совокупность лесных древесных растений, земли, животных, микроорганизмов и других природных компонентов, находящихся во взаимосвязи внутренней и с внешней средой». Оно звучит более динамично, охватывая почти все компоненты леса и их взаимосвязи.

Многие ученые-лесоводы уделяли внимание факторам образования и формирования леса. Совокупность факторов лесообразования, представленная Г.Ф. Морозовым в начале ХХ в., являлась достаточно полной. Интересно сравнить, насколько они соответствуют современным условиям образования леса, т.к. еще при жизни он обращал внимание на явную слабость 3 группы факторов (биосоциальные отношения).

Факторы лесообразования Г.Ф. Морозова:

1. Внутренние экологические свойства древесных пород (отношение видов к климату, богатству почвы, продолжительность жизни, особенности роста, размножения и т.д.).

2. Географическая среда (климат, рельеф, почва).

3. Биосоциальные отношения а) между растениями внутри сообщества, б) между растениями и фауной.

4. Историко-географические причины (наступление ледников, землетрясения, селевые потоки, войны и т.д.).

5. Вмешательство человека (вырубки, создание лесных культур, лесные пожары, пастьба скота и др.).

6. Лесные пожары (по естественным причинам).

Структура биогеоценоза. Лес представляет собой биогеоценоз (от греч. bios - жизнь, geo - Земля и koinos - общий) - сложная, незамкнутая система живых и неживых компонентов природы, взаимодействующих путем обмена веществом и энергией в пределах однородного участка земной поверхности. Совокупность биогеоценозов образует биогеоценотический покров Земли (всю биосферу), а отдельный биогеоценоз - ее элементарная единица.

Это понятие ввел советский лесовод, академик В.Н. Сукачёв в 1940 г., и оно получило распространение преимущественно в отечественной литературе. За рубежом в аналогичном значении используется термин «экосистема». Но экосистемы могут иметь разные размеры (от капли воды до биосферы в целом), в то время как биоценоз ограничивается размерами фитоценоза, выделяемого визуально. В лесоведении часто в качестве границ биоценоза принимают границы таксационного выдела.

Лесной биогеоценоз (рис. 1) состоит из биоценоза (совокупность всех живых организмов) и экотопа (совокупность неживой среды). В свою очередь, биоценоз делиться на фитоценоз (все растительные организмы), зооценоз (млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, земноводные и др.) и микробоценоз (совокупность всех микроорганизмов). В настоящее время ученые выделяют 4 царства живых организмов: прокариоты, грибы, растения и микроорганизмы. Микроорганизмы не рассматриваются как единая группа, поскольку состоит из представителей разных царств

Экотоп включает в себя климатоп (атмосфера и ее особенности) и эдафотоп (почва, уровень грунтовых вод, рельеф). Эдафотоп это неживая часть почвы (твердые частицы почвы, воздух, вода с растворенными в ней веществами) - эдафическая среда с определенными физическими и химическими свойствами, присущими ей режимами (водным, воздушным, тепловым).

Все составные части лесного биогеоценоза влияют друг на друга, и без любой части лес существовать не может. Лесной биогеоценоз неоднороден внутри себя. Деревья разных видов произрастают одиночно или группами, а на свободных местах формируется подрост. Под кронами произрастают травяные растения разных видов, имеются различия и в составе почв. Это создает мозаичность лесного биогеоценоза, т.к. лес - динамическая система, изменяющаяся в пространстве и во времени.

Рис. 1 Структура биогеоценоза

Мелкие участки биогеоценоза, отличные по составу древесных пород, полноте, почве, типу леса, особенностям микрофлоры, были названы советским лесоводом Н.В. Дылисом (1969) биогеоценотическими парцеллами для описания пространственной неоднородности биогеоценоза. Они отражают процессы, происходящие в биогеоценозе (это могут быть остатки прошлого и зачатки нового биогеоценозов). Знание парцелл необходимо для лесовосстановления и прогнозирования развития биогеоценоза.

Более мелкой частью парцеллы является синузия (от греч. synusia - совместное пребывание, сообщество). Это структурная часть фитоценоза определенной экологии с пространственной или временной обособленностью и особой фитоценотической средой, создаваемой растениями данной синузии. Например, синузия лишайников на стволах деревьев.

Ассоциация (растительная) - однородный фитоценоз, возникающий в процессе сезонного развития биогеоценоза или жизни древостоя, при слабом изменении полноты или по другим причинам - основная таксономическая единица в классификации растительного покрова.

Итак, лесной биогеоценоз - динамичная, постоянно изменяющаяся система. Г.Ф. Морозов писал: «Все течет и изменяется, и лес, как бы ни был устойчив в отдельных своих проявлениях, тоже течет и изменяется».

Компоненты леса. В состав леса входят следующие компоненты: насаждение, древостой, подрост, подлесок, подгон, живой напочвенный покров, опад, отпад, лесная подстилка, ризосфера, внеярусная растительность.

Насаждение - участок леса, однородный по древесной, кустарниковой растительности и живому напочвенному покрову. Насаждение включает все деревья, кустарники, травянистую растительность, мхи, лишайники и т.д. - это лесной фитоценоз, однородный по биологическим признакам.

Древостой - совокупность деревьев, иногда кустарников, основной компонент лесного насаждения. По длительности произрастания на участке его разделяют на коренной и производный.

Подрост - естественное молодое поколение древесных растений под пологом древостоя, на вырубках, гарях или лесонепокрытых землях, способное сформировать новый древостой. К подросту относят поколение древесных растений старше 2-5 лет, а в условиях севера - старше 10 лет. Высота подроста не превышает 1/4 высоты материнского полога с диаметром не более 6,0 см.

Подрост - важнейший компонент леса семенного или вегетативного происхождения, может быть представлен породами, входящими и не входящими в материнский ярус. Особое внимание следует уделять его сохранению при проведении рубок, т.к. это экономит средства на создание лесных культур, проведение уходов и сокращает срок выращивания спелого древостоя.

Подлесок - один из нижних ярусов насаждения: кустарники, реже деревья, произрастающие под пологом леса, не способные сформировать древостой в конкретных лесорастительных условиях. Он играет значительную роль в жизни леса - участвует в круговороте веществ, выполняет почвозащитную функцию, препятствует зарастанию почвы травяной растительностью, служит кормовой базой и местом обитания птиц и зверей. Многие породы подлеска имеют пищевое, лекарственное и промышленное значение. К подлеску относятся кустарники: можжевельник обыкновенный, жимолость обыкновенная, смородина черная, бересклет бородавчатый, бузина красная, крушина ломкая, калина красная и др.; деревья: рябина обыкновенная, черемуха птичья, ива козья, в некоторых случаях ольха серая, липа мелколистная и др.

Подлесок может оказывать и негативное влияние - при большой густоте он задерживает рост подроста, препятствует возобновлению леса, может являться промежуточным звеном при переходе низового пожара в верховой. Удаление подлеска в насаждениях может привести к незначительному увеличению прироста материнского полога из-за снижения корневой конкуренции, но полезные функции подлеска более значимы, и делать это не всегда целесообразно.

Подгон - деревья или кустарники, способствующие ускорению роста и улучшению формы ствола главной породы. Он создает боковое отенение главной породы, сдерживает рост нижних ветвей и способствует очищению ствола от сучьев.

В подгоне особенно нуждаются медленно растущие породы, например, дуб, который в молодом возрасте развивает мощную корневую систему. Лесоводы говорят, «дуб любит расти в шубе, но с открытой головой». Подгон, затеняя с боков дуб, создаёт условия для его роста вверх и лучшей очищаемости ствола от сучьев. При рубках ухода особи, обогнавшие и затеняющие главную породу, удаляют. При чрезмерном освещении дуб куститься и плохо растёт в высоту. Подгон обычно подбирают из теневыносливых пород, растущих с одинаковой интенсивностью с главной породой (ель, липа, граб).

Лесоводам следует уделять особое внимание аллелопатическим и иным взаимовлияниям растений друг на друга. Так, для дуба лучшим подгоном являются: липа, клен, лещина, от которых дуб получает питательные вещества. Кроме того, липа, как медоносная и лекарственная порода, может повысить экономическую значимость насаждения.

Живой напочвенный покров (ЖНП) - совокупность травяных растений, мхов, лишайников, полукустарничков и мелких наземных кустарников на лесных почвах, вырубках и гарях. Он влияет на свойства почвы, микроклимат, возобновление леса на ранней стадии, т.к. определяет условия для прорастания семян, развития всходов и формирования корневой системы древесных растений, участвует в круговороте веществ, образовании и формировании насаждения, и сам изменяется под его влиянием. Некоторые виды травяных растений часто приурочены к конкретным условиям произрастания, и используются лесоводами как растения-индикаторы в лесной типологии.

Опад - опавшие в лесу листья, хвоя, ветви, сучья, плоды, отмершие корни. Он влияет на формирование лесной подстилки, круговорот веществ и возобновление леса. Опавшие части растений наиболее богаты зольными веществами и азотом. Плотный опад листьев дуба может сдавливать всходы и препятствовать естественному возобновлению под пологом.

Отпад - отмирание деревьев в результате процесса естественного изреживания насаждений; отмершие и упавшие деревья в процессе роста и дифференциации, а также из-за неблагоприятных факторов. Отпад происходит за счет деревьев низших классов роста, больных и поврежденных.

Лесная подстилка - скопление на поверхности почвы растительного опада, находящегося на разных стадиях разложения. В прошлом крестьяне использовали напочвенный слой из опавшей хвои, листвы, ветвей на подстилку скоту, откуда и произошло названия компонента. От мощности лесной подстилки, состава, влажности, особенностей разложения и гумификации зависит возобновление леса. Она влияет на рост и продуктивность древостоя, физические, химические, биологические свойства и водный режим почвы, предохраняет почву от эрозии. Лесная подстилка служит источником удобрения лесных почв, содержит огромное количество микроорганизмов. Мощная подстилка приводит к зависанию семян и препятствует их прорастанию.

Ризосфера - тонкий слой почвы вокруг корней, равный средней длине корневого волоска (3-4 мм). Она изменена корневыми выделениями растений, и является оптимальной средой для почвенных микроорганизмов.

Внеярусная растительность - совокупность лиан, лишайников и других растений разных ярусов леса.

Признаки древостоя включают: происхождение, состав, форму, ярус, возраст, класс возраста, группы возраста, полноту (абсолютную, относительную), густоту сомкнутость, класс бонитета, средний диаметр, среднюю высоту, запас древесины, класс товарности, тип леса, тип лесорастительных условий.

Происхождение - показатель, характеризующий способ появления древостоя. Различают древостои: естественного происхождения (выросшие без вмешательства человека или с помощью некоторых мер содействия естественному возобновлению), искусственного происхождения (созданные посевом или посадкой), комбинированные (сочетание на одном участке естественного возобновления леса и искусственного в местах его отсутствия), а также семенного происхождения - древостои, выросшее из семян, и вегетативного, - выросшие из пневой поросли, отводков, корневых отпрысков).

Семенами размножаются все древесно-кустарниковые породы. Деревья семенного происхождения считаются более ценными, по сравнению с деревьями вегетативного происхождения из-за большей продолжительности жизни, продуктивности и устойчивости к грибным заболеваниям. Вегетативное размножение присуще чаще лиственным породам. Порослью от пня возобновляются: береза, ясень, дуб, клён, липа и др., корневыми отпрысками - осина, акация белая, тополь и др., отводками - липа, пихта, иногда ель.

Форма - признак, характеризующий вид вертикальной сомкнутости крон в древостое. Древостои по форме делятся на: простые, или одноярусные, с горизонтальной сомкнутостью крон и сложные (многоярусные) - с вертикальной сомкнутостью крон.

Простые древостои, состоящие из небольшого количества видов, обычно растут на бедных почвах (это сосновые или березовые насаждения). Сложные древостои приурочены к более продуктивным условиям: в I-м ярусе произрастают светолюбивые, быстрорастущие породы (осина, береза, сосна, лиственница) во II-м - теневыносливые (ель, липа).

Ярус - совокупность растений, занимающих определенное положение в вертикальной структуре древостоя с соответствующими условиями роста и режимом освещенности. Второй ярус выделяют при относительной полноте 0,3 и более, средняя высота ярусов различается не менее чем на 20%. В остальных случаях древостой таксируется как одноярусный.

Состав - характеристика смешения пород в древостое. По составу различают: чистые древостои, состоящие из одной породы, или с примесью другой породы не более 5%, и смешанные древостои - при наличии двух или более пород.

Породный состав выражается формулой по процентному соотношению долей каждой породы в общем запасе древесины на 1 га, или по сомкнутости или густоте (в молодняках до 10 лет). В формуле приводится сокращенное обозначение породы и доля запаса, выраженная коэффициентом, где за 1 принимается 10% доли породы в общем запасе древесины на 1 га. Если древесная порода составляет в насаждении 2-5%, то её записывают со знаком «+», до 2% - «ед» (единично). Сумма всех коэффициентов состава древостоя должна быть равна 10.

Состав записывают по ярусам. Например, I (ярус) 7Б2Ос1Е+С,Д, ед. Лп, II (ярус) 8Е2Д+Лп. На первом месте в формуле указывают преобладающую или главную породу. Например, формула 7Д2Е1Б характеризует смешанный древостой, в запасе которого 70% дуба, 20% ели и 10% берёзы.

Возраст - показатель, характеризующий абсолютный или относительный возраст древостоя. По возрасту древостои делятся на: одновозрастные и разновозрастные. Различают абсолютно одновозрастные древостои, которые имеют одинаковый возраст (лесные культуры), и условно одновозрастные, где деревья различаются по возрасту не более, чем на один класс возраста. Разновозрастные древостои - те, где более 15% запаса деревьев выходят за класс возраста. Например, 6Е_(121-140)4Е_(61-80), т.е. 60% деревьев ели имеет возраст от 121 года до 140 лет, а 40% - 61-80 лет.

Класс возраста древостоя - возрастной интервал, устанавливаемый в зависимости от биологических особенностей древесных пород для выделения возрастных групп древостоев, характеристики возрастной структуры лесного фонда. Продолжительность одного класса возраста для хвойных и твердолиственных древостоев семенного происхождения составляет 20 лет. Для мягколиственных и твердолиственных древостоев порослевого происхождения - 10 лет, для быстрорастущих пород (тополь, ива, ольха серая) и кустарников - 5 лет.

Древостои по возрасту делят на группы возраста: молодняки, средневозрастные, приспевающие, спелые и перестойные. К молоднякам относятся древостои первых двух классов возраста. Насаждения, достигшие возраста технической спелости, называются спелыми. Возрасты рубок древостоев устанавливают на основании ст. 15 Лесного кодекса РФ (2006) № 200-ФЗ и в соответствии с Приказом Рослесхоза от 19.02.2008 г. № 37 «Об установлении возрастов рубок» по категориям защитности». Старше этого возраста - перестойные древостои. Один класс перед спелыми древостоями занимают - приспевающие. Древостои от III класса возраста до приспевающих относят к средневозрастным (таблица 1).

Таблица 1 - Возрастные группы хвойных и твердолиственных древостоев семенного происхождения в зависимости от установленного возраста рубки

Возраст рубки	Молодняки	Средне-возрастные	Приспевающие	Спелые	Перестойные
81-100	I-II 1-40	III 41-60	IV 61-80	V-VI 81-120	VI и выше 121 и более
121-140	I-II 1-40	III-V 41-100	VI 101-120	VII-VIII 121-160	IX и выше 161 и более

Полнота - показатель, характеризующий степень плотности стояния деревьев и долю использования ими занимаемого пространства. Она определяется по сумме площадей сечений стволов на высоте 1,3 м, выраженная в м², - называется абсолютной полнотой. Относительная полнота - отношение абсолютной полноты конкретного древостоя к табличному значению для этой же породы такой же высоты, выраженное в виде десятичной дроби (табл. 2). Древостои разделяют на: низкополнотные - 0,3-0,5, среднеполнотные - 0,6-0,7 и высокополнотные - 0,8-1,0. Участки леса с полнотой ниже 0,3 теряют черты леса, и называются рединами. Полнота леса определяется отдельно по каждому ярусу.

Густота древостоя - плотность заселения деревьями лесной площади, характеризуется количеством деревьев на 1 га.

Таблица 2. Суммы площадей сечений (м²) и запасов древостоев (м³) при полноте 1,0 для Брянской области

Hср, м	Сосна	Дуб	Береза	Осина	Ольха черная	Липа
	G, м2	М, м3	G, м2	G, м2	G, м2	М, м3	G, м2	М, м3	G, м2	М, м3	G, м2	М, м3
1	2	3	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
3	10,0	20	-	-	7,0	15	-	-	-	-	9,6	22
4	14,3	30	-	-	8,7	20	-	-	-	-	13,2	37
5	17,1	41	10,9	37	10,4	26	11,5	34	-	-	15,5	49
6	19,5	53	12,3	46	12,0	34	13,1	45	8,0	30	17,6	63
7	21,7	66	13,6	55	13,5	43	14,6	68	9,4	40	19,4	78
8	23,6	83	14,9	66	14,9	54	16,2	70	10,7	50	21,2	95
9	25,3	105	16,2	79	16,3	67	17,6	85	12,1	62	22,8	111
10	26,9	135	17,4	92	17,5	82	19,0	100	13,5	75	24,5	130
11	28,4	159	18,6	107	18,7	98	20,2	115	15.0	88	26,0	149
12	29,8	178	19,8	122	19,8	117	21,4	130	16,4	100	27,5	169
13	31,1	197	21,0	138	20,8	138	22,6	148	18,9	118	29,0	190
14	32,3	218	22,1	155	21,7	160	23,8	165	19,4	135	30,5	213
15	33,4	237	23,2	173	22,5	183	24,9	182	21,0	158	31,9	237
16	34,5	257	24,3	191	23,3	205	26,0	200	22,5	180	33,3	261
17	35,5	279	25,4	211	24,1	225	27,0	218	24,2	205	34,7	286
18	36,5	302	26,4	230	24,8	244	28,0	235	25,7	230	36,0	312
19	37,5	326	27,4	251	25,5	262	29,0	258	24,1	260	37,3	339
20	38,5	350	28,4	272	26,1	279	30,0	280	29,0	290	38,6	367
21	39,5	376	29,3	294	26,7	295	31,0	300	30,6	322	39,8	396
22	40,4	401	30,2	316	27,3	310	31,9	320	32,3	355	41,0	424
23	41,3	425	31,1	339	27,8	324	32,8	340	33,9	388	42,2	455
24	42,2	450	32,0	362	28,3	338	33,7	360	35,5	420	43,3	484
25	43,1	476	32,8	386	28,8	351	34,6	382	37,0	458	44,5	516
26	44,0	502	33,6	410	29,3	364	35,4	405	38,6	495	45,6	548
27	44,9	531	34,4	434	29,8	377	36,2	430	40,0	535	46,6	579
28	45,7	558	35,2	459	302	390	37,1	455	41,5	575	47,6	612
29	46,5	585	35,9	484	30,6	402	37,6	480	42,8	610	48,5	644
30	47,3	617	36,6	509	31,0	414	38,2	505	44,1	645	49,3	675

Сомкнутость древостоя - характеризует степень поглощения солнечной радиации - это отношение суммы площадей горизонтальных проекций крон деревьев в древостое (без учёта площади их перекрытия) к общей площади участка, покрытого лесной растительностью, на котором произрастает древостой. Выражается в процентах или десятых долях единицы, соответствующей полной сомкнутости.

Различают сомкнутость древесного полога и сомкнутость крон.

Сомкнутость древесного полога - отношение проекции всего полога к занимаемой площади. Этот показатель не может быть больше 1,0.

Сомкнутость крон - сумма проекций всех крон одной породы, отнесенная к занимаемой площади. За счет перекрытия крон может быть больше 1,0.

Класс бонитета - показатель продуктивности древостоя. Он зависит от качества условий произрастания, определяется по возрасту, средней высоте и происхождению древостоя (таблицы 3, 4). Чем выше древостой при одинаковом возрасте, тем выше его класс бонитета, который обозначается римскими цифрами от I до V, причем древостои I класса бонитета более продуктивны чем древостои V класса.

Для I и V классов бонитета иногда вводятся дополнительные буквенные обозначения «а» и «б» для расширения диапазона крайних классов. Древостой I^a класса бонитета более производителен, чем I, а древостои I^б класса бонитета - более производительны, чем I^а. Но древостои V^a класса бонитета более продуктивны, чем V^б класса.

Класс бонитета устанавливается по бонитировочной шкале, составленной в 1911 г. профессором М.М. Орловым, отдельно для древостоев семенного и порослевого происхождений. За основу деления древостоев на классы бонитета принята их высота в возрасте 100 лет, когда рост в высоту почти прекращается. Класс бонитета в древостое устанавливают по основной части верхнего яруса (полога), в разновозрастных насаждениях его определяют по части древостоя старшего поколения. В молодняках до 10 лет класс бонитета устанавливают по типу лесорастительных условий или типу леса.

Средний диаметр древостоя - среднеквадратический диаметр всех стволов одного элемента леса на высоте груди (1,3 м) или средняя толщина древесных пород (на высоте 1,3 м) в однородном древостое одинакового возраста (таксационный показатель). Он определяется при таксации леса на пробных площадях при сплошном перечете деревьев при отводах древостоев в рубку или научных исследованиях. В смешанных и сложных древостоях средний диаметр устанавливается раздельно по древесным породам и ярусам. Отмечена закономерность: самый тонкий ствол примерно в 2 раза тоньше среднего, а самый толстый - в 1,7 раза толще среднего. Всю совокупность стволов можно характеризовать их средней толщиной.

Средняя высота древостоя - средняя высота совокупности деревьев одной породы в насаждении. Это один из важнейших показателей, характеризующих состояние и производительность древостоя, и качество лесорастительных условий. Определяется глазомерно (при таксации леса) или на пробных площадях высотомером.

Запас древесины, древесный запас - объем древесины, выраженный в плотных кубических метрах. Определяется для ствола отдельного дерева, пробной площади, таксационного выдела, лесного квартала, хозяйственной секции, хозяйства, лесничества, субъекта РФ и страны в целом. Средний запас - это запас древесины на единице площади (га). Основные запасообразующие показатели - высота, сумма площадей поперечных сечений (полнота), видовое число древостоя.

Тип лесорастительных условий (ТЛУ) - лесоводственная классификационная единица, объединяющая сходные лесорастительные условия лесопокрытых и лесонепокрытых земель, обеспечивающие произрастание лесной растительности определённых состава и производительности.

Таблица 3 - Классы бонитета древостоев семенного происхождения

Возраст,	Средняя высота насаждений по классам бонитета, м
Лет	Ia	I	II	III	IV	V	Va
1	2	3	4	5	6	7	8
10	6	5	4	3	2	1	-
15	9-8	7-6	5-4	3	2	1	-
20	12-10	9-8	7-6	5	4-3	2	1
25	14-12	11-10	9-8	7-6	5-4	3	2
30	16-14	13-12	11-10	9-8	7-6	5-4	3-2
35	18-16	15-13	12-11	10-9	8-7	6-5	4-3
40	20-18	17-15	14-13	12-10	9-8	7-5	4-3
45	22-20	19-17	16-14	13-11	10-9	8-6	5-4
50	24-21	20-18	17-15	14-12	11-9	8-6	5-4
55	26-22	21-19	18-16	15-13	12-10	9-7	6-5
60	28-24	23-20	19-17	16-14	13-11	10-8	7-5
65	29-25	24-21	20-18	17-15	14-11	10-9	8-6
70	30-26	25-22	21-19	18-16	15-12	11-9	8-6
75	31-27	26-23	22-20	19-17	16-13	12-10	9-7
80	32-28	27-24	23-21	20-17	16-14	13-11	10-7
85	33-29	28-25	24-22	21-18	17-15	14-12	11-8
90	34-30	29-26	25-23	22-19	18-15	14-12	11-8
95	34-30	29-26	25-23	22-19	18-16	15-13	12-9
100	35-31	30-27	26-24	23-20	19-16	15-13	12-9
110	36-32	31-29	28-25	24-21	20-17	16-13	12-10
120	38-34	33-30	29-26	25-22	21-18	17-14	13-10
130	38-34	33-30	29-26	25-22	21-18	17-14	13-10
140	39-35	34-31	30-27	26-23	22-19	17-14	13-10
150	39-35	34-31	30-27	26-23	22-19	18-14	13-10
160	40-36	35-31	30-27	26-23	22-19	18-14	13-10

Таблица 4 - Классы бонитета древостоев порослевого происхождения

Возраст,	Средняя высота насаждений по классам бонитета, м
Лет	Ia	I	II	III	IV	V	Va
1	2	3	4	5	6	7	8
5	5	4	3	2	1	1	-
10	7	6	5	4	3	2	1
15	11	10-9	8-7	6	5	4-3	2-1
20	14	13-12	11-10	9-8	7-6	5-4	3-2
25	16	15-13	12-11	10-9	8-7	6-5	4-3
30	18	17-16	15-13	12-11	10-8	7-6	5-4
35	20	19-17	16-14	13-12	11-10	9-7	6-5
40	21	20-19	18-16	15-13	12-11	10-8	7-5
45	23	22-20	19-17	16-14	13-12	11-9	9-5
50	25	24-21	20-18	17-15	14-12	11-9	8-6
55	26	25-23	22-19	18-16	15-13	12-9	8-6
60	27	26-24	23-20	19-17	16-14	13-10	9-7
65	28	27-25	24-21	20-17	16-14	13-10	9-7
70	29	28-25	24-22	21-18	17-14	13-11	10-7
75	29	28-26	25-22	21-19	18-15	14-11	10-8
80	30	29-26	25-23	22-19	18-15	14-12	11-8
85	31	30-27	26-24	23-20	19-16	15-13	12-8
90	31	30-27	26-24	23-20	19-16	15-13	12-8
100	31	30-28	27-24	23-21	20-16	15-13	12-8
110	32	31-29	28-25	24-21	20-17	16-14	13-9
120	33	32-29	28-26	25-22	21-18	17-14	13-9

Тип леса - лесоводственная классификационная единица, объединяющая леса с однородными лесорастительными условиями определённого типа, с соответствующим им породным составом древостоев, иной растительностью и фауной.

Класс товарности - экономическая категория качества древостоя, определяемая выходом деловой древесины или количеством деловых стволов (таблица 5)

Таблица 5 - Шкала оценки классов товарности древостоев

Класс товарности	Выход деловой древесины и соответствующее ему количество деловых деревьев, %
	Хвойные насаждения, кроме лиственницы	Лиственные насаждения и лиственница
	По запасу	По количеству деревьев	По запасу	По количеству деревьев
1	81 и выше	91 и выше	71 и выше	91 и выше
2	61-80	71-90	51-70	66-90
3	до 60	до 70	31-50	41-65
4	-		до 30	до 40

Задание

1. Изучить материалы таблицы 6, и дать таксационную характеристику древостоя где отразить: форму, состав, класс бонитета, полноту (абсолютную и относительную), среднюю высоту, средний диаметр, происхождение, возраст*, класс возраста, группу возраста, класс товарности, характеристику подроста (при его наличии).

*Возраст спелости для сосны и ели - 81-100 лет; дуба семенного, ясеня 101-120; дуба порослевого, березы, ольхи, липы - 61-70; тополя, осины - 41-50 лет.

Таблица 6 - Исходные данные для расчета таксационной характеристики древостоя.

Вариант	Порода	Происхождение	А, лет	N деревьев, шт.	Средние	M м3/га
				дел.	дров.	H, м	D, см
1	С Е Б Ос	сем. - пор. -	80 40 80 80	211 490 30 15	38 60 15 35	30,1 18,6 30,5 28,5	33,7 15,1 34,2 32,0	332 89 44 46
2	Ос Д Д Е	пор сем пор сем	40 160 40 60	150 40 200 210	54 15 77 42	22,5 30,0 13,8 19,0	20,6 48,5 14,2 18,6	72 140 55 62
3	Ос Олч Д Е	пор пор сем сем	20 20 150 20	980 320 7 900	120 130 10 142	14,0 17,0 25,6 6,7	10,7 14,5 37,5 6,0	67 62 21 12
4	Д Лп Е Кл	сем сем сем сем	80 80 40 15	160 180 410 1460	22 48 54 130	22,7 23,0 12,9 6,9	28,3 27,7 12,0 4,4	122 128 36 10
5	Олч Ос Лп Е	пор пор сем сем	60 60 55 20	180 70 96 1200	53 69 12 160	24,5 24,3 20,5 4,3	28,8 25,2 22,4 4,2	253 78 34 8
6	С Д Е Лп	сем сем сем сем	60 60 30 30	320 120 610 220	64 21 74 54	22,3 18,7 9,2 13,1	23,7 21,5 8,6 12,5	170 46 20 16
7	С Е Д Лп	сем сем сем сем	150 120 160 160	110 36 28 50	28 8 8 14	33,0 31,8 30,0 27,7	44,8 35,0 48,5 39,8	280 64 92 110
8	Лп Д Кл Е	Сем пор сем сем	80 80 80 40	35 90 70 500	35 28 32 100	23,0 24,6 24,2 15,0	27,7 31,1 26,0 13,5	42 102 62 72
9	Е Ос Б Ос	сем пор пор пор	30 30 30 80	580 400 260 70	70 138 94 102	10,6 16,1 15,7 26,2	10,3 13,8 13,6 29,4	30 63 33 130
10	Олч Ос Б Е	пор пор пор сем	20 20 20 20	680 400 120 520	148 120 50 -	17,0 14,0 15,7 6,7	14,5 10,7 13,6 6,0	105 33 17 6

Контрольные вопросы

1. Дать определение леса по Г.Ф. Морозову, В.Г. Нестерову, по ОСТу 56-108-98. В чем их сходство и различие?

2. Факторы лесообразования Г.Ф. Морозова?

3. Лесной биогеоценоз и его блоки?

4. Фитоценоз, зооценоз, микробоценоз, климатоп, эдафотоп? Привести примеры.

5. Назвать основные черты леса.

6. Компоненты леса и их определения?

7. Подгон, примеры использования пород в качестве подгона?

8. Подлесок и подрост? Примеры подлесочных пород, произрастающих в Брянской области.

9. В каких лесорастительных условиях ель будет подлеском, а в каких - подростом?: а) В₂; б) А₂; в) С₃; г) Д₂; д) В₁.

10. Происхождение и виды древостоев?

11. Состав древостоя, примеры?

12. Написать формулы древостоев, состоящих из: а) ель - 100%; б) ель - 60, сосна - 40%; в) сосна - 97, береза - 3%; г) осина - 50, береза - 30, сосна - 18, ель - 2%; д) дуб - 40, клен - 20, липа - 20, ель - 10, сосна - 6, ясень - 2, вяз - 2%.

13. Различие древостоев по форме?

14. Написать формулы сложных сосново-дубовых, сосново-еловых, еловых древостоев.

15. Сомкнутость древесного полога и сомкнутость крон, их отличие, примеры древостоев с разной сомкнутостью крон?

16. Возраст древостоя, класс возраста, группа возраста. Деление древостоев по возрасту?

17. Составить таблицу возрастных групп для сосновых древостоев с возрастами спелости: а) 81-100 лет; б) 101-120; в) 121-140; с) 141-160 лет.

18. Продолжительность класса возраста для древостоев различного происхождения?

19. Показатель, характеризующий производительность древостоя. Параметры его установления.

20. Абсолютная полнота древостоя, принципы её установления? Что характеризует густота древостоя?

21. Относительная полнота, принципы её расчета. Классификация древостоев по относительной полноте.

22. Бывают ли древостои, у которых относительной полнотой выше 1,0? Если - да, в каких случаях?

23. Класс товарности древостоя. Как он определяется?

24. Средняя высота, средний диаметр древостоя: для чего, где и как их определяют?

25. Тип лесорастительных условий и тип леса?

26. Биологическая парцелла, синузия, ассоциация: необходимость их выделения?

2. Лабораторная работа № 2

«Лес и свет» (2 ч)

Цель работы: расширить представление студентов о значении света в жизни леса, изучить шкалы теневыносливости, внешние признаки светолюбия древесных пород, методы регулирования освещенности в лесу.

Материалы и оборудование: люксметры, плакаты, учебные пособия, тетради, письменные принадлежности.

Значение света в жизни леса. Свет - естественный, необходимый фактор жизни растений. При его участии происходят: образование хлорофилла, процесс фотосинтеза, формирование и рост почек, листьев, цветков, плодов, обмен веществ и т.д.

Фотосинтез высших растений осуществляется в хлоропластах, содержащих фотосинтетические пигменты (хлорофиллы, каротиноиды). Лист поглощает около 90% падающей на него солнечной радиации в пределах спектра 400-700 nm (т.н. фотосинтетически активная радиация - ФАР). С увеличением освещённости интенсивность фотосинтеза возрастает до уровня насыщения (уровня плато или Ф_max). Они различны у разных видов растений, и определяются степенью их светолюбия, световыми условиями произрастания, другими факторами.

Светолюбивые виды растений (берёза, лиственница, сосна) наиболее эффективно используют для фотосинтеза свет высокой интенсивности, в то время как теневыносливые растения (ель, бук, пихта) - низкой. Теневые листья содержат больше хлорофилла, чем световые. Изменение интенсивности фотосинтеза у одного и того же вида растений под влиянием света определяется лабильностью фотосинтетического аппарата (анатомической структурой, содержанием хлорофилла и пр.), что обусловливает возможность его адаптации к условиям освещения. Например, Ф_max у световых и теневых листьев клёна остролистного различается в 9 раз, у берёзы повислой - в 4 раза, у осины - в 1,5 раза.

Солнечный свет в лесу влияет на листообразование, форму и размеры кроны, форму ствола, очищение его от сучьев, на изреживание насаждений, разложение подстилки, прирост и качество древесины, на энергию плодоношения и урожай семян.

Российский учёный К.А. Тимирязев установил, что в процессе фотосинтеза решающую роль играют тепловые лучи - красные, оранжевые, желтые, в меньшей степени - зеленые. Лучи правой части спектра - фиолетовые, синие и голубые участвуют в процессах роста. Транспирация осуществляется под влиянием всех лучей (косвенно), но преимущественно желтых.

Различают прямое солнечное освещение (прямая радиация), исходящее непосредственно от солнца, и рассеянное (диффузное), поступающее на землю, отражённое от небосвода. Растительный мир хорошо приспособлен к рассеянному освещению. К прямой радиации растения вырабатывают различные защитные приспособления, уменьшающие ее влияние. Это изменение наклона плоскости листьев по отношению к прямым солнечным лучам, наличие волосяного покрова на листьях, взаимное затенение листьев на прямом свету, усиление транспирации для снижения температуры листьев и т.д.

В лесу различают следующие типы освещения:

1) верхнее, - падающее сверху на кроны и листья растений (100% от полного освещения в поле);

2) боковое, - падающее косо или горизонтально на вертикальную площадь (на опушечные деревья). Источником бокового освещения могут быть солнце, небо или свет, отраженный от соседних деревьев (20-60% от полного освещения в поле);

3) сквозное - лучи, проникающие внутрь леса сверху через кроны, листья и просветы между ними (верхнее сквозное), или от лесной опушки, через сквозистые «кулисы» из старых деревьев (сквозное - боковое). Сквозное освещение является, как бы, профильтрованным через промежутки между листьями, сучьями, ветвями и стволами древостоя, но оно достаточно для подроста теневыносливых пород (20-40% от полного освещения в поле);

4) нижнее, - отраженное от поверхности почвы или воды (2-10% от полного освещения в поле).

Эти типы освещения важны для лесовода при проведении мероприятий по содействию естественному возобновлению. Так, теневыносливые породы (ель, бук, пихта и др.) хорошо возобновляется при боковом или сквозном освещении. Для большинства светолюбивых пород необходимо верхнее освещение или сочетание его с боковым и сквозным.

Верхнее освещение способствует образованию густой листвы на вертикально и косо-вертикально растущих ветвях. В верхней части кроны, где господствует этот тип освещения, формируются наиболее продуктивные световые листья. Они более толстые (кожистые), способны использовать прямую радиацию и выдерживать значительный перегрев.

Остальные виды освещения способствуют: 1) более редкому облиствению, 2) горизонтальному росту ветвей, 3) особому мозаичному взаиморасположению листьев в одной плоскости без наложения друг на друга, экономичному использованию освещения, 4) образованию тонких и нежных теневых листьев.

Полог леса в полуденные часы летом в средних широтах получает радиацию в количестве 1-0,9 ккал на 1 см²/мин. На транспирацию и испарение расходуется около 0,5-0,7 кал; 0,2-0,3 кал - на турбулентный теплообмен в атмосфере; 0,02-0,04 кал - на теплообмен в почве и 0,01-0,02 кал - на фотосинтез.

Древесные породы различаются по степени теневыносливости. Иногда в литературе можно встретить высказывания, что ель, пихта, бук и др. - тенелюбивые породы. Однако это не так, они не «любят» тень, а способны переносить недостаточное освещение, т.е. они теневыносливы. При хорошей освещенности все физиологические процессы у древесно-кустарниковых растений протекают более интенсивно, чем в затенении.

Методы определения теневыносливости древесных пород

Существуют две группы методов определения теневыносливости древесных пород.

I группа методов: определение по внешним (морфологическим) признакам. К ним относятся: густота облиствения, протяженность кроны, освещенность почвы, очищение стволов от сучьев, угнетение подроста под пологом древостоя, быстрота самоизреживания древостоев, толщина и степень трещиноватости коры.

Густота облиствения. У теневыносливых пород более густая крона т.к. их листья жизнеспособны при взаимном затенении. Сквозные, ажурные кроны свойственны светолюбивым породам.

Протяженность крон. Большая протяженность кроны по стволу дерева характерна для теневыносливых пород.

Освещенность почвы под пологом древостоя выше у светолюбивых пород, разница показателя с теневыносливыми породами может достигать 80-90% при одинаковом количестве деревьев на площади. В густых ельниках в солнечный полдень сумеречно и травяной покров отсутствует. В листвинничниках почва освещается более интенсивно, что способствует развитию густого напочвенного покрова из травяных растений.

Очищение стволов от сучьев начинается раньше и происходит быстрее у светолюбивых пород, т.к. затенённые нижние ветви, листья, хвоя, быстро отмирают. Нижние ветви теневыносливых пород способны находиться в затенении длительное время, например, в 20-летних чистых сосняках ветви отмирают полностью на ѕ от комлевой части ствола, а в ельниках того же возраста они покрывают ствол почти до земли.

Угнетение подроста. Подрост светолюбивых пород быстро погибает в затенении, подрост теневыносливых растёт длительное время в угнетенном состоянии.

Быстрота самоизреживания древостоев. Теневыносливые породы довольствуются меньшей площадью питания, у светолюбивых пород изреживание происходит более интенсивно.

Толщина и степень трещиноватости коры. У светолюбивых пород к зрелому возрасту формируется трещиноватая, толстая кора (лиственница, сосна, береза). У теневыносливых - кора гладкая или слаботрещиноватая (бук, ель, пихта).

II группа методов: измерительные методы определения теневыносливости древесных пород.

1) фотометрические (проводят замеры освещения с помощью приборов); 2) фитометрические (измеряют размеры деревьев); 3) анатомические (анализируют анатомическое строение растений); 4) физиологические (изучают физиологические процессы).

В качестве измерительного - используют метод М.К. Турского, который совместно с В.И. Никольским (1882) изучал влияние отенения на рост однолетних сеянцев сосны и ели. Семена были высеяны в грядки, затененные драночными щитами, с просветами разной величины. Изменяя величину просветов, освещение дозировали от 1/2 до 1/3 полного освещения. По окончания опыта определяли длину и вес сухого вещества надземных и подземных частей сеянцев. При затенении средний вес сухого вещества уменьшился у сосны в 5 раз, у ели - в 3 раза, что свидетельствует о ее большей теневыносливости.

Шкалы светолюбия древесных пород

Профессор М.К. Турский (1891), на основе изучения лесов России, разработал классификацию древесных пород по степени нарастания теневыносливости: лиственница европейская, береза повислая, сосна обыкновенная, осина, ивы, дуб черешчатый, ясень обыкновенный, клен остролистный, ольха черная, ильмовые, сосна крымская, ольха серая, липа мелколистная, граб обыкновенный, ель европейская, бук лесной, пихта сибирская.

Для лесов европейской части В.П. Григорьев (1989) предложил шкалу светолюбия древесных пород.

1) Световые породы: сосна обыкновенная, лиственница европейская, ива белая, береза повислая, осина, ольха серая, береза пушистая.

2) Относительно светолюбивые породы: ясень обыкновенный, дуб черешчатый, рябина обыкновенная.

3) Промежуточные или средние: ольха черная.

4) Относительно теневые породы: вяз голый, вяз обыкновенный, клен полевой.

5) Теневые породы: ель европейская, клен остролистный, граб обыкновенный, липа крупнолистная, липа мелколистная.

Теневыносливость деревьев изменяется с возрастом. А.Ф. Рудзкий и М.К. Турский (1891) установили, что молодые деревья более теневыносливы, чем старые. Светолюбивый ясень в молодости более теневынослив, чем клен явор и липа, а молодой дуб по теневыносливости близок к ели. Однако при исследованиях не была сделана поправка на повышенное содержание углекислого газа в приземном слое воздуха, на высоте произрастания подроста, который увеличивает его теневыносливость.

Молодой подрост вегетативного происхождения (на пне, от корневых отпрысков) более теневынослив, т.к. не теряет связи с материнским растением и пользуется запасом пластических веществ.

Регулирование освещенности в лесу.

Свет - фактор, наиболее регулируемый лесоводами. Изреживание густого леса увеличивает прирост в толщину оставляемых деревьев и количество подроста под пологом. Создавая окна в пологе леса, можно получать нужный состав группового подроста. Сплошная рубка увеличивает поступление солнечной радиации для роста самосева и подроста. Правильная ориентация лесных культур по сторонам света позволяет регулировать их освещенность. Формирование смешанных древостоев из светолюбивых и теневыносливых пород способствует более полному использованию солнечной энергии. Рубки разной интенсивности влияют на освещенность древостоев и качество выращиваемой древесины.

Задание

1. Определить отношение древесных пород к свету, используя фотометрический метод М.К. Турского и данные таблицы 7; расположить породы по степени возрастания теневыносливости.

Таблица 7 - Зависимость годичного прироста от освещённости

Древесные породы	Годичный прирост сухого вещества 100 сеянцев (г) при освещенности:
	100%	50%
Лиственница Гмелина	75,8	28,0
Береза повислая	234,7	141,2
Пихта сибирская	57,0	56,0
Сосна обыкновенная	165,0	102,0
Клен татарский	99,4	80,6
Дуб черешчатый	370,0	238,0
Лиственница сибирская	71,8	28,0
Ясень ланцетный	176,3	118,4
Липа мелколистная	233,7	213,0
Бук восточный	400,0	390,0
Береза пушистая	236,1	143,0
Ясень пенсильванский	175,0	114,0
Осина	304,0	193,0

2. Дать анализ изменения освещения под пологом древостоя с возрастом. Указать возраст древостоя с минимальным освещением под пологом. Какие древесные породы растут под пологом древостоя?

Построить график изменения относительного освещения под пологом древостоя с возрастом по данным таблицы 8.

Таблица 8 - Относительное освещение под пологом древостоя (в % от освещения открытого пространства)

Вариант	Возраст, лет
	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
1	14	12	13	15	17	20	25	27	28	28	28
2	17	13	14	15	20	21	24	26	29	28	28
3	13	10	12	14	16	19	24	26	27	28	27
4	15	11	12	14	16	19	24	26	27	28	27
5	15	17	11	12	16	18	19	26	28	27	30
6	16	17	12	14	17	18	18	26	27	26	28
7	16	11	13	15	16	20	26	28	29	28	29
8	15	10	13	15	17	20	25	27	28	29	28
9	16	11	13	17	18	19	25	26	26	27	27
10	15	19	12	14	15	16	26	26	28	27	28

3. Определить относительное световое довольствие и составить шкалу теневыносливости древесных пород, используя данные таблицы 9.

Таблица 9 - Освещенность древесных пород в разных условиях

Порода	Освещенность, тыс. люкс	Относительное световое довольствие
	над кроной	на границе облиственной и необлиственной частей кроны
Сосна обыкновенная	46,0	4,5
Дуб черешчатый	32,0	3,1
Ель европейская	58,0	1,9
Осина	47,0	5,9
Лиственница европейская	42,0	8,5
Липа мелколистная	35,0	0,9
Береза повислая	22,0	4,2
Пихта сибирская	22,0	0,5
Тополь канадский	75,0	5,0
Тис ягодный	50,0	0,5

4. Под пологом спелых, равномерно сомкнутых древостоев произрастает 10-летний еловый подрост: I вариант - 10Е; II вариант - 10Б. Где подрост будет иметь лучшее состояние и почему?

Контрольные вопросы

1. Роль света в жизни леса?

2. Типы освещения в лесу?

3. Признаки светолюбивых и теневыносливых деревьев?

4. Методы определения теневыносливости древесных пород?

5. Шкала теневыносливости М.К. Турского?

6. Какие группы составляют шкалу светолюбия древесных пород по В.П. Григорьеву? Примеры для каждого класса.

7. Влияние света на качество и прирост древесины?

8. Изменение теневыносливости подроста с возрастом?

9. Происхождения подроста на его теневыносливость?

10. В каких условиях формируется «дерево-торчок»?

11. Влияние освещенности под пологом леса на подрост?

12. Какие породы могут быть в качестве подроста, подгона, подлеска в сосновых насаждениях: ель, лиственница, дуб, липа, вяз, береза, осина?

13. Почему дуб лучше растет «в шубе, но с открытой головой»?

14. Способы регулирования освещенности в лесу?

3. Лабораторная работа № 3

«Лес и тепло» (2 ч)

Цель работы: уяснить значение тепла в жизни леса, шкалы теплолюбия древесно-кустарниковых растений, положительное и отрицательное влияние высоких и низких температур на лес; изучить способы регулирования температурного режима в лесу.

Материалы и оборудование: плакаты, учебные пособия, тетради, письменные принадлежности.

Значение тепла в жизни леса

Тепло, как экологический фактор, определяет условия произрастания леса, и оказывают влияние на лес в целом и отдельные его компоненты.

Универсальный источник тепла для растений - солнечная радиация. Показателем связи между древесными породами и тепловыми условиями на земной поверхности являются географические закономерности распределения лесов на планете. Северная граница распространения лесов совпадает с июльской изотермой 10⁰С.

У большинства деревьев умеренного пояса жизнедеятельность начинается после зимнего покоя при переходе температуры воздуха через отметку 0⁰С. Начинаются движение пасоки (сока), а внешний признак начала вегетации - раскрытие почек проявляется лишь после перехода температуры через отметку 10⁰С и продолжительного обогрева дерева. Фотосинтез происходит при температуре от 0 до 40-50⁰С с оптимумом около 20-30⁰С. Оптимум может колебаться в зависимости от экологических условий и биологии древесных пород.

В молодости древесные породы более требовательны к теплу и очень чувствительны к низким температурам. Потребность в тепле изменяется по сезонам: весной и в начале лета, когда идет интенсивный рост, она выше.

Рост и развитие деревьев и кустарников в умеренных широтах тесно связаны с вегетационным периодом, определяемым условно от начала распускания почек весной до изменения окраски листьев осенью. Началом вегетационного периода принято считать время, когда среднесуточная температура воздуха достигает 10⁰С, а почвы 5⁰С.

Распределение тепла в лесу

Полог леса аккумулирует летом 20-45% радиации - на 10-15% больше, чем открытое пространство. Расход солнечной радиации в лесу за вегетационный период можно выразить формулой: В=Ф+ИФ+Т+Р+А, где

Ф - расход тепла на фотосинтез (1-3%);

ИФ - расход тепла на физическое испарение осадков, задержанных кронами, травостоем, воды с поверхности почвы (10-30%);

Т - расход на транспирацию (40-60%)

Р - расход тепла на турбулентный воздухообмен между лесом и открытым пространством или проходящими воздушными массами (10-50%);

А - аккумуляция тепла в почве и надземной биомассе Тепло в почве при охлаждении воздуха расходуется на его нагрев, в среднем его баланс за год равна нулю.

Итак, основной расход солнечного тепла идет на транспирацию, т.к. суммарная транспирирующая поверхность в лесу выше, чем на лугу, вырубке или болоте.

Расход тепла на турбулентный воздухообмен в лесу примерно на 10% ниже, чем на лугу, потому что древесный полог затрудняет вертикальный обмен, создавая особый воздушный и тепловой режимы (микроклимат).

На фотосинтез расходуется незначительная часть тепла.

Отношение древесных пород к теплу

П.С. Погребняк составил шкалу требовательности к теплу с учетом географического распространения древесных пород, минимальных термохор, сроков распускания и окончания вегетации. Он выделил следующие группы растений:

Очень теплолюбивые - эвкалипты, приморская сосна, пробковый дуб, кипарисы, секвойя, кедры.

Теплолюбивые - каштан посевной, айлант высочайший, платан восточный, дуб пушистый, орех грецкий, акация белая, гледичия, вяз граболистный, тополь белый.

Среднетребовательные к теплу - дуб черешчатый, граб обыкновенный, клёны, ильм, вяз обыкновенный, ясень обыкновенный, бук восточный, бархат амурский, липа мелколистная, ольха черная.