22. Лес и почва. Значение почвы для леса. Влияние леса на почвы. Круговорот азота и зольных элементов в лесу. Отношение древесных пород к почве. Состав и типы живого напочвенного покрова в лесу.

Жизнь леса всецело связана с поч вой. Почва для раст-й явл-ся механической опорой, средой обитания фауны, вместилищем питательных в-в, хранителем спор и семян, резервуаром влаги, ста билизатором теплового, воздушного и гидрологичес кого режимов. Под почвой след. понимать естествен ное тело, образовавшееся из верхнего слоя земной коры под влиянием климата, материнской горной по роды, рельефа, раст-й, животных и возраста местнос ти. Эти факторы оказывают влияние на почву однов ременно, но сила воздействия оказывается различ ной. В горных условиях определяющее место играет рельеф, в равнинных – климатические условия. Под влиянием почвы формируются структура, продуктив ность и кач-во древесины, и непосредственно на эти рез-ты оказывает воздействие плодородие почвы. Плодородие это способность почвы удовлетворять потребности раст-й в элементах питания, воде, кисло роде воздуха. Плодородие складывается из многих факторов: мощности, мех-го состава т-рного и влаж ностного режимов, плотности, аэрации, уровня кис лотности, уровня грунтовых вод, биологической ак тивности почвенной фауны. Чем ближе к оптимуму каждый фактор, тем кач-веннее лесное насаждение. Вместе с повышением плодородия почвы повышают ся видовое разнообразие экосистемы, усложнение морфологической структуры насаждения, развитие

фауны. Из почвы раст-я берут значительную часть различных в-в, идущих на образование орг-го в-ва: воду,содержащую кислород и водород, минеральные питательные в-ва - соединения азота, фосфора, ка лия, микроэлементы -медь, молибден, бор, марганец и др. Но много больше из почвы поглощается воды, идущей главным образом на транспирацию. Одним из компонентов лесной экосистемы явл-ся лесная

подстилка. Основная ее часть состоит из листвы и плодов (до 65%), при ее разложении возвращается в почву 90% зольных эл-тов и азота. Она служит пи щей для редуцентов, и почва вновь получает питате льные в-ва. В отличие от травянистой растит-ти дре весная растит-ть своими корнями проникает в почву на глубину до 6 м и более и поэтому в кругооборот минеральных в-в вовлекается их большее кол-во.

Переработкой органики в лесной подстилке активно занимаются дождевые черви, бактерии, микробы и др. простейшие организмы. Гумус – это невыделяе мый физическими методами комплекс органоминера льных соединений, образующихся из органических остатков путем их разложения микроорганизмами и

Грибами. По суммарному влиянию на почвы почвоу лучшающими древесными породами явл-ся береза, ильмовые, граб, бук, лещина, лиственница, а к почво ухудшающим относятся пихта, ель. Раст-я в почве не м. обходиться без кислорода, он попадает в порядке аэрации, с грунтовыми и дождевыми водами. При не достатке кислорода корни раст-й не проникают в обо гащенные водой слои почвы и отмирают.Обогащают почву атмосферным свободным азотом породы, име ющие клубеньки на корнях – акации желтая и белая, дрок, ракитник, ольха, лох, облепиха и др. Большин ство древ-х пород имеют прочную связь с грибами (симбиоз), гифы кот.проникают в межклеточные про стр-ва и даже в клетки ростовой части корня. Из кор ня гриб получает необходимую для ж/деят-ти энерг ию в виде орг-ких в-в, а взамен способствует перево ду недоступных мин-ных в-в в доступные для раст-я. Хар-р почвы сказывается на технических кач-вах дре весины. Сосняки и ельники дают наилучшую по кач-ву древесину на супесчаных и легкосуглинистых по чвах. Технические кач-ва опр-ся соотношением ран ней рыхлой и поздней плотной частями годичного кольца. В сосняках и ельниках удельный вес поздней древесины составляет 22-25%, а на богатых почвах он снижается до 10-12%. Гранулометрический сос тав почвы сказывается на морфологическом строе нии корневой системы. При недостатке пит-ных в-в и воды корни проникают в почву до 5-6 м, а на избы точно увлажненных или маломощных скелетных поч вах к. с. распол-ся поверхностно, что явл-ся причи ной повышенной ветровальности деревьев. У деревь ев различают поверхностный тип к. с., когда преобла дают горизонтально ориентированные корни, стерж невой тип, при кот. главные корни идут по вертика ли, и якорный тип, при кот. якорные корни отходят от поверхностных корней. Сосна на глубоких бога тых почвах, а также и на глубоких песках формирует мощную к. с. стержневого типа. Ель хар-ся как поро да с менее пластичной к. с., ее деревья формируют поверхностную к. с. В горных условиях на маломощ ных почвах поверх-ю к. с. формирует кедр сибирс кий с расположением основной массы корней в верх нем 25-см слое почвы. Гранулометрический состав почвы зависит от соотношения песчаной и глинис той фракций. По этому соотношению почвы подраз дел-ся по удельному весу песчаной фракции на пес чаные (100,0-90,0%), супесчаные (89,9-80,0%), легко суглинистые (79,9-70,0%), среднесуглинистые (69,1-55,0%), тяжелосуглинистые (54,9-40,0%) и глинис тые (39,9-20,0%). Плотность почвы в значительной степени обуславливает такие ее св-ва, как аэрация, скважность, фильтрационная способность, влагоем кость. Увел-е плотности вызывает снижение плодо родия почвы. Основную долю влаги древесная расти т-ть получает из почвы, и опт-ным уровнем влажнос ти почвы явл-ся 60-80% от полной полевой влагоем кости. По запасам влаги почвы бывают оптимально го, избыточного и недостаточного увлажнения. Наи более вредным для леса явл-ся застойное избыточ ное увлажнение, кот. ведет к недостатку кислорода в почве и к концентрации токсических эл-тов. Недоста ток влаги в почве также вреден. Это ведет к сниже нию процессов метаболизма раст-й, роста и устойчи вости их к различным неблагоприятным факторам. На общую обводненность почв влияет уровень зале гания грунтовых вод. Почвенная кислотность хар-ет пищевой режим, определяющий рост и развитие раст-й. По отношению к кислотности почвы древес ные породы подразделяются на нейтрофильные (рН 6,7-7,0 лиственница сибирская), базифильные (рН бо лее 7,0 липа, береза, дуб) и оксифильные (рН менее 6,7 ель сибирская, сосна об-я). Нормальная жизнь Ра ст-й м. протекать только при условии получения из почвы эл-тов мин-го питания в доступной форме (р-римых солей анионов и катионов). В связи с этим ра зличают у древесных пород потребность в мин-ных эл-тах – это способность раст-й извлекать из почвы нужные эл-ты в необх-мых кол-вах для нормальной ж/деят-ти. При недостатке азота раст-я медленно рас тут, разрушается хлорофилл, сокращается вег-ный период. Зольные элементы – это эл-ты, остающиеся в золе после сжигания орг-го в-ва, кроме улетучиваю щихся в процессе горения (кислород, водород, угле род, азот). Доля золы по отношению к орг-му в-ву де ревьев в абсолютно сухом состоянии достигают до 7,0%, причем наибольшее ее кол-во содержится в ас симиляционных органах. У сосны в древесине содер жится зольных элементов 0,30%, в ветвях и корнях – 0,94, в хвое – 3,10%. Хвойные породы поглощают ме ньше зольных элементов в сравнении с лиственны ми. Древ-е породы по-разному относятся к богатству и влажности почвы. Такие породы, как дуб, липа, осина треб-ны к богатству почвы и опт-му увлажне нию. Такие породы, как сосна, акация белая тоже ну ждаются в большом кол-ве пит-ных в-в, но получают их за счет мощно развитой корневой системы, и поэ тому считаются породами, не требовательными к бо гатству почвы. Есть породы, предпочитающие карбо натные, известковые почвы (лиственница), мирящи еся с засолением (лох, облепиха), выдерживающие периодическое затопление (многие виды ив, тополя), предпочитающие проточное увлажнение (ольха).

Влияние леса на почву многообразно и подразделяет ся на 4 группы. Биофизическое влияние –регулиро вание т-рного режима почвы, перераспределение оса дков, влияние на промерзание. Механическое – под держание почвы в рыхлом состоянии за счет раскачи вания деревьев, разрушения материнской горной по роды, образования каналов от отмерших корней. Хи мическое влияние – обогащение почвы эл-тами пи тания за счет лесной подстилки, формирование уров ня кислотности. Биотическое влияние – за счет воз действия животных, микрофлоры и микрофауны пу тем минерализации орг-го в-ва, фиксацией азота из атмосферы. Одним из факторов почвообразования явл-ся рельеф.По отношению к богатству почвы все древесные породы можно разделить на три группы:

1) олиготрофы (могут произрастать на бедных почвах – сосна, мож-

жевельник, некоторые виды кустарниковых ив);

2) мезотрофы (среднетребовательные к плодородию почвы – основ-

ная часть лесообразующих пород);

3) мегатрофы (породы, предпочитающие богатые почвы – ель, пихта,

дуб, ясень, ильмовые).

22.

Лес - хранитель вод и регулятор почвенной влаги. Ле са защищают почвы от водной и ветровой эрозии, се лей, оползней, разрушения берегов и др. неблагопри ятных геологических процессов; Сущность биологи ческого круговорота закл-ся в поглощении из почвы зольных веществ и азота, образовании с их пом-ю орг-го в-ва клеток и тканей, перемещении этого орг-го в-ва с опадом и отпадом в почву, разложении до минеральных соединений и но-вом поглощении рас т-ем. Биол-кий круговорот осущ-ся след. образом. Поступивший на пов-ть почвы опад (листья, хвоя, шишки и др.) подвергается первичному разрушению почвенной мезофауной (червями, моллюсками, чле нистоногими, кротами, землеройками и др. животны ми). Затем происходит разложение опада фермента ми, выделяемыми микроорганизмами (бактериями, грибами, актиномицетами). На этом этапе мертвые орг-кие остатки превращаются в хим-кие соединения – амино-кислоты, сахариды, глицерин. Они вступа ют в разнообразные реакции между собой и почвен ным р-ром. Синтезируются новые в-ва. В процессе полимеризации орг-го в-ва образ-ся гумус, кот.посте пенно разрушается до ионов. Они попадают в почвен ный р-р и накапливаются на пов-ти почвенных коло идов. Затем ионы поступают в корни, переходят в растит-ю массу и накапливаются в клеточном соке. Далее, орг-кие в-ва снова поступают в почву с опа дом, и цикл биокруговорота повторяется. Эл-ты ми нерального питания м. поступать в почву также с до ждевой водой, кот. стекает с пов-ти листьев и коры. Лишайникам для сущ-ния достаточно зольных эл- тов и азота из дождевой воды. Круговорот азота про исходит по той же схеме, но он (в отличие от золь ных эл-тов) менее замкнут. Азот теряется в виде газо образного NH3 и приобретается с дождевой водой из атмосферы. Кроме того, большой вклад в пополне ние азота вносят бактерии – азотофиксаторы. Почва для раст-й явл-ся источником азота и зольных пит-ных в-в. Почвы различают по мощности: мелкие (до 30 см), средние (до 60 см) и глубокие (свыше 60 см). С увеличением мощности в почвах возрастает запас пит-ных в-в и общая влажность, повышается их пло дородие. Ограничителями мощности почвы (ее кор недоступной толщи) явл-ся горные породы и водоно сные горизонты. Чем мельче почвы, тем они беднее и суше. По требовательности к плодородию почвы древесные породы делятся на:- высокотребователь ные (мегатрофы): клены остролистный и полевой, явор, граб, бук, пихта, осокорь, ива белая, вяз или ильм, ясень, орех грецкий; - среднетребовательные (мезотрофы): береза пушистая, осина, сосна Вейму това, лиственница, рябина, ольха черная, дуб череш чатый; - малотребовательные (олиготрофы): можже вельник, сосны об-ная и черная, береза бородавча тая, робиния лжеакация или акация белая.Устойчивы ми (в убывающей последовательности):- к кислой ре акции почвы явл-ся - ель об-ная, сосна Веймутова, пихта, лиственница сибирская, береза бородавчатая, осина, рябина, граб; - к щелочной реакции – береск лет, робиния лжеакация или акация белая, сосна кры мская, сосна об-ная, сосна меловая, бирючина, скум пия, кедр ливанский, кедр гималайский; - к засоле нию - лох, облепиха, шелковица, клен татарский, ай лант, акация белая (робиния лжеакация), гледичия, груша, дуб черешчатый. Растения для глинистых почв Деревья:граб,груша,дуб черешчатый, ива, клен, ольха, тополь.Кустарники: барбарис, барвинок, боя рышник, вейгела, дерен, калина, кизильник, лещина.

Растения для известковых почв Деревья: сосна мело вая, береза, бобовник или "золотой дождь", боярыш ник, бук, вяз или ильм, гледичия, граб, груша, дуб, ива, катальпа, каштан конский, клен, лещина, липа, ясень. Кустарники: аукуба, барбарис, барвинок, Бере склет, бирючина, будлея, бузина, вейгела, дейция, де рен мужской, кизильник, лаванда, лох, магония. Для большинства древесных и кустарниковых пород наи более благоприятна слабокислая, нейтральная или слабощелочная реакция почвенного р-ра(pH 5,5-7,5). При кислой почве м. внести в нее известь или мел. В щелочную почву можно внести торф. Систематичес кое переувлажнение почвы (чрезмерный полив) м. привести к закислению почвы. ЖИВОЙ НАПОЧВЕН НЫЙ ПОКРОВ, совокупность мхов, лишайников, травя нистых раст-й и полукустарников, покрывающих по чву под пологом леса, на вырубках и гарях; один из ярусов насаждения. Ж. н. п. влияет на мн. св-ва поч вы в лесу (напр., на её физич. свойства, кислотность, содержание органич. в-ва), микроклимат (смягчает или усиливает заморозки на пов-ти почвы, ослабляет ветер), возобновление леса и его развитие. Напр., по кров из злаков (мятли-ковых), к-рый образует плот ную дер-ницу, отрицательно влияет на возобновле ние древесных пород (препятствует прорастанию се мян и росту всходов). На пов-ти почвы, занятой зла ковой растит-тью, кол-во заморозков и их сила значи тельно больше, чем на участках с широколистными травами. В покрове из кукушкина льна и зелёных мхов семена древесных пород нередко зависают меж ду отд. раст-ми, и хотя они м. образовать проростки, но последние, не имея опоры и благоприятного субс трата, часто погибают. Одни виды Ж. н. п. относятся к сильным иссушителям почвы (злаки), др. потреб ляют сравнительно мало влаги и не явл-ся в этом от ношении значит, конкурентами древесных пород (ме лколепестник, кипрей), третьи способствуют забола чиванию почвы (кукушкин лён, сфагнум). Нек-рые виды Ж. н. п. при пожарах усиливают распр-ние ог ня (лишайники, вереск, вейник), а нек-рые сдержива ют его (широколистные травы, толокнянка, кошачья лапка). Среди Ж. н. п. имеются ценные пищевые, ле карств., дубильные раст-я. Ж. н. п. является резервом кормовых ресурсов не только для промысловых, но и для с.-х. животных.

23. Лес - единство организмов и среды. Понятие и учение В.Н. Сукачева о биогеоценозе. Биоценоз и его компоненты. Экотоп. Значение света для ле са. Отношение древесных пород к свету. Свето вой режим в лесу. Биоценоз представляет собой—совок-ть раст-й, животных, грибов и микроорганиз мов, совместно населяющих участок земной пов-ти и хар-щихся определенными отношениями как др. с др., так и с совок-тью абиотических факторов. Соста вными частями биоценоза явл-ся фитоценоз (совоку пность раст-й), зооценоз (совок-ть животных), мико ценоз (совок-ть грибов) и микробоценоз (совок-ть микpoopганизмов). Синоним биоценоза – сообщест во. Помимо разнообразия видового состава биоцено зы хар-ся сложной структурой. Рассмотрим биоце ноз лиственного леса. Раст-я в лесу различаются по высоте их наземных частей. В связи с этим в растит-ных сообществах выделяют несколько ярусов. 1й яр ус - древесный - составляют самые светолюбивые виды - дуб, липа. 2й ярус включает менее светолюби вые и более низкорослые деревья - грушу, клен, ябло ню.3й ярус состоит из кустарников - лещины, береск лета и др. 4й ярус - травянистый. Такими же "этажа ми" распределены в почве и корни раст-й. Ярусность позволяет раст-ям лучше исп-ть солнечный свет и минеральные запасы почвы. Отличается неоднород ностью и горизонтальная структура фитоценоза. Наб людается мозаичность, объясняемая разнообразием состава древостоев, групповым размещением дере вьев, неоднородностью микрорельефа и почвы. Био геоценоз делят на биоценоз и экотоп. В свою очере дь биоценоз состоит из фитоценоза, зооценоза и мик робиоценоза, а экотоп из климатопа и эдафотопа. “Лес – эл-нт географического ландшафта, состоящий из совокупности деревьев, занимающих доминирую щее положение, кустарников, напочвенного покрова, животных и микроорганизмов, в своем развитии био логически взаимосвязанных, влияющих др. на др. и на внешнюю среду” Солнечный свет – практически единственный источник энергии, обеспечивающий рост и развитие раст-й, причем кол-во получаемой Землей энергии от Солнца выражается величиной 15,3х1020 кДж/год. Но до пов-ти Земли доходит не вся лучистая энергия, часть ее поглощается в атмос фере парами воды, углекислым газом, азотом, кисло родом и в средних широтах к поверхности почвы проникает не более 60-65% энергии. При гористом рельефе склоны северных экспозиций получают сол нечной энергии в два раза меньше в сравнении с юж ными. Это отражается на распр-нии древесной рас тит-ти. Освещение земной пов-ти во многом зависит от облачности. При одинаковой высоте Солнца обла чность м. снижать освещенность на пов-ти почвы до 8 раз. Белый свет представляет смесь различных цве тов, определяемых длиной волны.Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 200-390 нм сильно поглощают ся атмосферой, и до Земли их доходит 4-5%. Види мые лучи охватывают все семь цветов радуги и име ют длину волны 400-700 нм, а невидимые – инфрак расные, с длиной волны 701-1000 нм. Видимую сол нечную радиацию принято называть фотосинтетиче ски активной (ФАР), т. к. за счет нее протекает фото синтез в зеленых раст-х. Солнечная радиация подраз деляется на отраженную и поглощенную. Удельный вес той или иной радиации всецело зависит от хар-ра воспринимаемой пов-ти. Так, от свежевыпавшего снега отражается 90% энергии, морской воды – 2,

покрытого травой луга – 35, березового леса – 30, сомкнутого елового леса – 18%. Листва, хвоя, трава меньше всего отражают оранжево-красные лучи и больше лучей зеленого цвета с длиной волны 525-570 нм. Отраженная часть радиации уходит в кос мос, и для Земли она потеряна, а поглощенная часть служит источником энергии для фотосинтеза, транс пирации, физического испарения с почвы и крон. В объектах неживой природы поглощенная часть ради ации переходит в тепло, вызывая нагрев тел. Под по лог леса проникает в среднем от 10 до 20% солнеч ной энергии, но в темнохвойных лесах много мень ше – до 3-4%. Кол-во проникающего под полог света зависит от состава древостоя и сомкнутости полога. Под полог соснового древостоя проникает больше света, чем под полог елового, поскольку крона сос ны более разрежена, а крона ели более густая, в том числе за счет большей продолжительности жизни хвои. В высокополнотном лесу более темно, чем в низкополнотном. Потребность различных древесных пород в свете неодинакова. Светолюбивые породы требуют для своего развития большего освещения и плохо переносят затенение. Ряд древесных пород м. произрастать в условиях меньшей освещенности, они способны ее переносить, не погибая. Но нет по род тенелюбивых, все древесные и кустарниковые породы хорошо растут и развиваются при полном солнечном освещении. Среди лесных травянистых

раст-й есть такие виды, кот. при выставлении на свет погибают (кислица, майник, мох Шребера и др.).

По имеющимся данным о светолюбии древесных по род в различных лесорастит-ных условиях шкала пот ребности пород к свету выглядит след. образом (в по рядке убывания светолюбия): акация белая – листвен ница – береза повислая – береза пушистая – сосна об-я – осина – сосна крымская – ольха серая – ясень – дуб – клен остролистный – сосна кедровая, кедр – липа – бук – ель – пихта – тис. Требовательность по род к свету неизменно находит отражение в морфо логии дерева, особенно в листьях и кроне. Это указы вает на их способность обходиться меньшим кол-вом света, а значит и крона становится более густой, и нижние сучья от недостатка света не отмирают. Бо лее высокое содержание хлорофилла в хвое у пихты, ели, тиса, листьях бука. Для светолюбивых пород (со сна, лиственница, береза) хар-рны более ажурные кроны, хвоя светло-зеленого цвета, хорошая очища емость стволов от сучьев, более толстая кора. Под рост темнохвойных пород способен длительное вре мя (до 50-70 лет) расти под пологом леса, в то время как подрост светолюбивых пород при таком затене нии погибает. Под пологом сосны м. всегда встре тить подрост пихты или ели, а под пологом пихты подроста сосны не бывает. Степень жизнеспособнос ти подроста зависит от величины проникающей ра диации. Световой минимум изменяется с возрастом раст-я. Подрост под пологом леса переносит затене ние в связи с тем, что у земли выше концентрация углекислого газа, и фотосинтез протекает более инте нсивно при меньшем кол-ве энергии. При повыше нии концентрации углекислого газа до 0,09% интен сивность фотосинтеза возрастает в 3 раза. Регулиро вание светового режима насаждений лесоводствен ными приемами явл-ся мощным рычагом, с пом-ю кот. можно влиять на его рост и продуктивность. Из реживание полога леса адекватно вызывает измене ния в поступлении тепла, что усиливает микробиоло гическую деят-ть в почве и лесной подстилке, и тем самым ускоряется круговорот в-в. Приспособления раст-й к использованию световой энергии чрезвыча йно разнообразны. Во-первых, стремление более по лно исп-ть энергию проявл-ся через развитие листо вой пов-ти. Отношение площади всех листьев и хвои к площади занимаемой ими тер-рии, наз-ся индексом листовой пов-ти. В оптимальных условиях площадь листьев с/хоз-х раст-й достигает 10 га, а древесных –30-35 га. Лучшее поглощение и усвоение лучистой энергии достигается большим кол-вом хлороплас тов. Так, общая пов-ть хлоропластов в листьях бука в 200 раз превышает пов-ть листьев, а в перечисле нии на 1 га площадь пов-ти хлоропластов достигает 500 га. Концентрация хлорофилла –важнейшее прис пособление раст-й к разнообразным условиям осве щения. Как правило, с увеличением силы света кон центрация хлорофилла снижается. Минимальная ко нцентрация присуща светолюбивым древесным по родам. Затенение одних листьев др. уменьшается благодаря их мозаике, при кот. листья на побеге рас полаг-ся на одной плоскости за счет различной дли ны черешков, неодинаковых листовых пластинок. Относительный минимум света (Lmin) –это такой минимум проникающей радиации, при кот. образова ние орг-го в-ва становится равным его расходу на дыхание. При уменьшении относительного миниму ма раст-е погибает. Lmin опр-ся в 2х крайних точках (открытое место и густая крона, где начинается ги бель сучьев; выражается дробью, например, 1/10). Чем больше разница между min и max, тем теневы носливее раст-е.

24. Типология леса. Темнохвойные, светлохвойные широколиственные, мелколиственные леса. Тип леса по Морозову. Основные, временные типы леса. Коренные, производные типы леса. Типология леса Сукачева. Типология лесных участков Погребняка. Значение лесной типологии.

Коренные типы леса развиваются в природе без влияния человека или природных катастроф. Производные типы леса сменяют коренные в результате воздействия этих факторов.