ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

1. Основные экологические факторы и экологические свойства древесных растений

Экология растений (термин предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1866 г.) — наука, изучающая условия существования растений и взаимоотношения между ними и средой их обитания.

Условия среды (экологические факторы) объединяют в две группы:

1 — абиотические (климатические и почвенные),

2 — биотические (растения, животные, человек).

Эти факторы образуют среду обитания, или условия местопроизрастания растений.

«Условия существования» - это совокупность жизненно необходимых экологических факторов, от которых зависит возможность существования растений (тепло, свет, влага, газовый состав воздуха, эле­менты почвенной среды — рН почвы, элементы питания, механические свойства и т.д.).

Экологическая ниша - это среда обитания, условия существования в которой в максимальной степени соответствуют экологическим свойствам организмов.

Экологическая амплитуда - это способность растений приспосабливаться к различным условиям внешней среды и занимать определенную экологическую нишу.

Экологический диапазон приспособительных возможностей вида, приобретенный в процессе эволюции и закрепленный в генотипе, составляет норму экологической реакции вида.

Экологические факторы по влиянию на растения делят на пять основных групп:

1) климатические;

2) почвенно-грунтовые (эдафические);

3) топографические (орографические) — факторы рельефа;

4) биотические;

5) антропогенные (прямое и косвенное воздействие человека на растения и растительность).

Экотоп - местообитание организмов, характеризующееся определенным сочетанием экологических факторов: почв, грунтов, микроклимата и др. (от греч.Topos – место).

Биотоп — участок земной поверхности, где обитает некоторая совокупность живых организмов однородного состава.

Дендрофлора — совокупность видов древесных растений на определенной территории.

Растительность — совокупность растительных сообществ (фитоценозов), характерных для данной географической зоны.

1. Климатические экологические факторы

Свет.

По отношению к свету растения делят на три группы:

1. светолюбивые (гелиофиты), у которых максимальная интенсивность фотосинтеза (световое насыщение) наблюдается при 25 —33 % (до 50%) от полной освещенности;

2. теневыносливые (факультативные гелиофиты), которые растут и развиваются при достаточно полной освещенности, но могут успешно вегетировать и при слабой освещенности.

3. тенелюбивые (сциофиты), существующие при 10 % освещенности.

Растения различаются по отношению к длине дня и ночи (фотопериодизм) и отвечают на это определенной реакцией.

Расте­ния длинного дня.

Растения короткого дня.

Тепло.

Существуют четыре основных температурных пояса: тропический, субтропический, умеренный и холод­ный.

Существуют северная (по горизонтали) и верхняя (по вертикали) температурные границы, за которые лес не переходит. Это так называемая минимальная лесная термохора.

П. С. Погребняк (1968) делит древесные породы по теплолюбию на четыре группы.

1. Очень теплолюбивые — эвкалипты, кипарисы, пробковый дуб, кедры, саксаулы.

2. Теплолюбивые — каштан съедобный, платан восточный, орех грецкий, гледичия, акация белая, вяз граболистный.

3. Среднетребовательные к теплу — дуб черешчатый, граб обыкновенный, клен остролистный, ясень обыкновенный, бархат амурский, ольха черная.

4. Малотребовательны к теплу - тополя: дрожащий и бальзамический; ольха серая; березы: повислая и пушистая; рябина обыкновенная; пихта сибирская; сосны обыкновенная, сибирская, стланиковая кедровая.

По П. Л. Богданову (1974), естественно растущие и разводимые в России древесные растения классифицируют по отношению к теплу на пять групп.

1. Вполне холодостойкие, без повреждений переносящие низкие температуры до -45 -50⁰С и более, не повреждающиеся поздними весенними заморозками (лиственницы, сосна обыкновенная, ель сибирская, сосны кедровая сибирская и стланиковая, можжевельники, тополь, осина, березы — повислая и пушистая, ольха серая, рябина обыкновенная, ива козья).

2. Холодостойкие, хорошо переносящие суровые зимы, но повреждающиеся при температурах ниже -40 °С. Повреждаются хвоя, покоящиеся почки. Часть из них страдает от поздних весенних заморозков (ель европейская, пихта сибирская, ольха черная, липа мелколистная, вяз гладкий, ильм горный, клен остролистный, тополя — белый и черный).

3. Сравнительно теплолюбивые, у которых часть побегов к уходу в зиму не успевает вызреть, и они гибнут. Растения сильно повреждаются низкими температурами и поздневесенними заморозками (дуб черешчатый, ясень обыкновенный, липа крупнолистная, граб, бук лесной, бархатное дерево, орех маньчжурский, бересклет, тополь европейский, канадский).

4. Теплолюбивые с длинным вегетационным периодом и не полностью вызревающими побегами. Часто у растений этой группы в сильные морозы полностью гибнет вся надземная часть, а возобновление идет от спящих почек у шейки корня (тополь итальянский, орех грецкий, каштан съедобный, шелковицы — белая и черная).

5. Очень теплолюбивые, не переносящие продолжительные морозы в -10...-15 °С. Эти породы или полностью погибают, или сильно повреждаются (виды кедра, кипарис, эвкалипт, пробковый дуб, магнолии, шелковая акация).

Морозоустойчивость древесных растений зависит:

- от метео­условий предшествующего сезона вегетации,

- от почвенных условий.

- от этапа онтогенеза.

- от конкретных органов.

Зимостойкость — это устойчивость растений к действию всего комплекса неблагоприятных условий осенне-зимне-вессеннего периодов, когда растения находятся в состоянии покоя.

Заморозкоустойчивость – это способность растений переносить позднеевесенние, ночные летние и раннеосенние заморозки.

Пятибалльная шкала С.Я.Соколова (1951) для оценки повреждаемости древесных растений низкой температурой:

1 — растение вполне зимостойко;

2 — у растения отмерзают концы побегов;

3 — отмерзают крупные ветви;

4 — отмерзает надземная часть до уровня снежного покрова (почвы);

5 — растение не зимует, т.е. вымерзает с корнем.

Влага.

По отношению древесных пород к влаге их делят на три основные экологические группы — гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

По Н. Е. Булыгину и др. (2001), древесные растения по отношению к влаге можно разделить на 9 экологических групп:

1. Ультраксерофиты: солянки, дуб пушистый, саксаулы, эфедры, виды джузгуна.

2. Ксерофиты: тамариксы, можжевельники, робиния лжеакация, гледичия трехколючковая, сумах дубильный, толокнянка, песчаная акация.

3. Ксеромезофиты: вяз низкий, роза колючейшая, абрикос маньчжурский, кизил мужской, кедровый стланик, сосна крымская.

4. Мезоксерофиты: абрикос обыкновенный, айва обыкновенная, вяз гладкий, карагана кустарниковая, клен полевой, лох узколистный.

5. Мезофиты: ель европейская, пихта сибирская, береза даурская, бук лесной, груша обыкновенная, дуб черешчатый, клен остролистный, виды липы, рябина обыкновенная, яблоня лесная, ива ломкая.

6. Мезогигрофиты: береза пушистая, калина обыкновенная, тополь лавролистный, виды ясеня, ива пятитычинковая, смородина черная.

7. Гигромезофиты: ива белая, черемуха обыкновенная, облепиха крушиновая, виноград амурский.

8. Гигрофиты: ольха пушистая, черная, тополя черный, белый, душистый.

9. Ксерофиты — гигрофиты (по С.Я.Соколову, 1977): сосна обыкновенная и горная с широкой экологической амплитудой по отношению к воде.

Таблица. Стойкость к затоплению А. И. Колесников (1974)

Группа	Древесные породы	Допустимая продолжительность затопления, дни
1	Кустарниковые ивы: ломкая, трехтычинковая, пятитычинковая, шелюги желтая, красная	До 80 дней
2	Ива белая, ольха черная, лапина	До 60 дней
3	Тополя — белый, черный, черемуха обыкновенная	До 40 дней
4	Вяз гладкий, тополь (осина)	До 30 дней
5	Дуб черешчатый, ясень пенсильванский, аморфа обыкновенная	До 20 дней
6	Ель обыкновенная, клен остролистный, липа сердцевидная, ясень обыкновенный	До 15 дней

Ветер.

Устойчиво дующие в одном направлении ветры:

- формируют своеобразную флаговую форму кроны деревьев,

- приводят к неравномерному нарастанию древесины,

- формированию призе­мистых и стелющихся жизненных форм.

Ветры ураганной силы вызывают ветровалы и буреломы.