Лекция 3. Экология леса
План.
1. Классификация экологических факторов.
2. Лес и климат.
Лес и свет.
Тепловой режим в лесу.
Лес и атмосфера.
Лес и влага.
Лес и почва.
1. Классификация экологических факторов.
На рост и развитие растений оказывают влияние факторы внешней среды. Наука, занимающаяся изучением взаимосвязей между организмами и внешней средой, называется экологией.
Лесная экология изучает популяции, биогеоценозы и их взаимодействие с факторами среды обитания.
В лесной экологии все факторы внешней среды группируют следующим образом:
Климатические факторы. Они определяют световой, тепловой, водный и воздушный режимы территории. Климатические факторы распределяют растения по земному шару. И в зависимости от значений показателя климата территория РФ разделяется на лесорастительные округа.
Эдафические и орографические факторы. Они связаны с почвенно-грунтовыми условиями роста растений, с крутизной и экспозицией склона, а также с механическим составом почвы и ее материнской породой.
Биотические факторы. Они характеризуют взаимоотношения организмов растительного, животного и микроорганических царств. В зависимости от вида растений наблюдаются различные взаимоотношения между организмами.
Вмешательство человека в жизнь леса. Он проводит в лесу разнообразные рубки. Затем ведутся лесовосстановительные работы, происходит смена фитоценозов, хвойные леса меняются на лиственные. Лесные пожары уничтожают огромные площади. Все перечисленные факторы приводят к смене фитоценозов и в большинстве случаев ухудшают их качество.
Исторические причины образования фитоценозов. Они в основном, связаны с составом древостоя. Впервые на земле появились хвойные насаждения. Затем из-за изменения климата хвойные насаждения стали сменяться лиственными породами, которые имеют худшее качество древесины, чем хвойные.
Вначале на земном шаре преобладали чистые насаждения. Затем из-за изменения почвенно-образовательных процессов и хозяйственной деятельности человека стали формироваться смешанные насаждения, которые с биологической точки зрения хорошие, а с хозяйственной – имеют низкие показатели.
2. Лес и климат
Климат– это сумма метеофакторов, влияющих на рост и развитие растений. Климат характеризуется:
минимальными, максимальными температурами
количеством солнечной энергии за вегетационный период
количеством выпавших осадков и их испарением
почвообразовательным процессом и др. показателями
С учетом показателей климата территория РФ разделена на лесорастительные округа, которые с севера на юг называются:
а) Тундра характеризуется малым количеством видов. Размеры этих растений малые.
б) Лесотундра. В ней встречаются древесные растения, но из-за сурового климата растения имеют малые размеры.
в) Тайга занимает около 60% площади РФ, поэтому ее разделяют на подзоны:
северная тайга
средняя тайга
южная тайга (СПб, Ленинградская область)
г) Смешанные леса (Москва). Они характеризуются большим разнообразием видов.
д) Лесостепь. В ней встречаются растения, нетребовательные к влаге.
е) Зона пустынь.
В каждой лесорастительной зоне наблюдаются определенные световые и тепловые характеристики воздуха.
Климат определяет биоразнообразие видов в фитоценозе, влияет на продуктивность растений.
Продуктивность определяется либо по бонитеровочной таблице, либо методом математического моделирования. При математическом моделировании используют разные зависимости, чаще всего используется формула шведского эколога Патерсона, которая имеет вид:
,
где к – показатель продуктивности насаждения (либо текущий прирост древесины, либо запас насаждения),
Тт– средняя температура самого теплого месяца,
ОС – количество выпавших осадков за вегетационный период (в мм),
ПВ – продолжительность вегетационного периода (в месяц),
Е – процент солнечной радиации, поступившей к растению,
Т – среднегодовая температура воздуха.
В лесном хозяйстве применяют и другие зависимости. Например, зависимость Парде, зависимость Века, зависимость Лосицкого и др.
С климатом связаны функциональные особенности растений: сроки созревания и опадения семян, сроки цветения растений, сроки посадки и посева растений, а также причины возникновения и распределения лесных пожаров по территории.
Для оценки климата применяют различные показатели:
Гидротермический коэффициент Селянинова. Он определяется как отношение осадков, выпавших за вегетационный период к температурному режиму местности. Если этот коэффициент >1, то регион характеризуется повышенной влажностью. Если <1, то климат благоприятен для произрастания древесных растений.
Радиационный индекс сухости Будыко. Он характеризует радиационный баланс местности и представляет собой отношение радиации, необходимой для испарения влаги, к общему количеству солнечной радиации региона. Этот показатель характеризует условия роста растений и почвенно-грунтовые условия.