Лекция 12.

УЧЕНИЕ О СМЕНЕ ПОРОД

1. Общее понятие о смене пород.

2. Учение о смене пород Г.Ф.Морозова. 3. Классификация смен пород.

4. Примеры смены пород.

5. Оценка смен пород.

1. Общее понятие о смене пород

Вопрос о смене пород возник сразу же после зарождения научного лесоводства. В 1843 году лесовод А.Длатовский писал о смене пород: "Так называемое перерождение лесов, т.е. самородная смена одной породы другою происходит преимущественно от изменения почвы или вследствие дурного хозяйства".

В условиях экстенсивного лесного хозяйства нежелательные смены пород случаются чаще всего при нарушении законов жизни и развития леса. "Творческая задача лесоводов..., писал Г.Ф.Морозов, - суметь законы жизни леса превратить в принципы хозяйственной деятельности".

Однако не только отсутствие творческого подхода к ведению лесного хозяйства приводит к нежелательным явлениям. Существуют и другие причины - пожары, широкое распространение сплошных концентрированных рубок в прошлом, особенно в конце ХVIII и первой половине XIX века. Вырубки и гари, имея свои, отличные от лесопокрытых площадей, микроклиматические условия, не способствуют восстановлению ели, пихты, дуба и даже сосны и заселяются в первую очередь березой и осиной.

По учету лесного фонда на 1.01.1993 года доля мелколиственных лесов в России составляла 87,7 млн. га, из которых 77,5% занимали березовые леса с запасом в 6,1 млрд. куб. м.

На территории Среднего Поволжья, например, к середине девятнадцатого века участие мелколиственных в лесном фонде не превышало 15% (В.П. Тарасенко, 1972). К настоящему времени их доля возросла в отдельных областях до 30...40%. В целом же по региону только березняки занимают 31,2% лесопокрытой площади (Лесной фонд России, 1995). Часто до сих пор традиционно считают, что смена хвойных на березу повислую или пушистую это замена на малоценную породу. Между тем, березы играют существенную роль в смене пород, и знать их лесоводственные свойства необходимо.

С другой стороны, с совершенствованием технологий по переработке древесины значение березы как сырья все более возрастает. Уже се-

99

годня березовая древесина используется весьма широко, а крупномерные сортименты ее стали дефицитны. Широкое распространение в настоящее время имеет в России экспорт березовой древесины за рубеж. Все шире применяется береза в качестве посадочного материала при озеленении на насыпных и намывных почвах, при рекультивации засоленных, нарушенных земель и отвалов, различных горнообогатительных и металлургических производств.

Таким образом, весьма актуальными стали, с одной стороны, проблема нежелательных (дигрессивных) смен пород и их предотвращение, или, по крайней мере, смягчение, а с другой - проблема реабилитации нарушенных земель, которую часто решают с помощью тех же мелколиственных пород, имеющих широкую экологическую амплитуду. Тем не менее, следует отметить, что процесс смены хвойных на мелколиственные, действительно, часто ведет к снижению качественного состава лесов. Лесоводу в своем хозяйстве необходимо знать те причины, которые приводят к таким нежелательным изменениям состава леса, определить пути их предотвращения и дать им экологическую и хозяйственную оценку.

Но дигрессивные сукцессии происходят в разных условиях и по разным причинам, по-разному их следует и оценивать.

Грамотное предупреждение нежелательных смен пород предопределяет хорошее знание как объекта, так и явления. Следует отметить дискуссионность отношения лесоводов к смене пород, а также новый взгляд на смену хвойных березой в ряде случаев как на экологически и эволюционно необходимый процесс.

Таким образом, знание основных закономерностей смены древесной растительности дает в руки лесоводов ключ, которым с успехом можно пользоваться при творческом, разумном подходе к ведению лесного хозяйства на принципах непрерывного и неистощительного пользования лесом, увеличивая его экологическое и сырьевое значение.

Наиболее заметными изменениями, происходящими в случае нарушения динамического равновесия, единства леса и среды, являются смены породного состава лесов, которые в лесоведении часто называют просто сменой пород, или сукцессиями. Однако сукцессии – это смена растительного покрова, и этот термин применим не только к древостою, но и травянистым сообществам. Мы же будем иметь в виду лишь смены лесные - смены пород.

100

2. Учение о смене пород Г.Ф.Морозова

Научные основы учения о смене пород заложил классик отечественного лесоводства Г.Ф.Морозов. Анализ причин динамики состава насаждений, проведенный им, лежит в основе современных взглядов на сукцессионные процессы в лесах.

Основные закономерности смен пород кроются в факторах лесообразования, главными из которых являются лесоводственные свойства древесных пород, участвующих в процессе смены. Именно по этим свойствам все породы получили четкую дифференциацию по лесообразующей способности: пионеры, основные лесообразователи и «двуликие Янусы».

Пионеры – породы, обладающие лесоводственными свойствами, позволяющими им захватывать открытые пространства, создавая лесную среду и подготавливая территорию для внедрения основных лесообразователей. К породам пионерам относятся береза, осина, ивы.

Основные лесообразователи – породы, обладающие лесоводственными свойствами, позволяющими им надолго (на несколько поколений) удерживать за собой территории. К породам основным лесообразователям относятся дуб, кедр, ель, пихта.

Пионерные породы обладают ярко выраженной способностью захватывать открытые пространства; основные лесообразователи приходят на смену пионерам и удерживают за собой территорию в течение многих поколений; «двуликие Янусы», названные так Г.Ф. Морозовым по имени древнегреческого бога дверей, обладают свойствами и породпионеров, и основных лесообразователей (табл.12).

Все свойства пород-пионеров свидетельствуют о высокой способности их захватывать открытые пространства, легко перенося неблагоприятные климатические и почвенные условия, быстро выходя из зоны конкурентного влияния напочвенного покрова за счет быстрого роста. Основные лесообразователи внедряются на подготовленную территорию, уже в лесную среду с менее континентальным климатом, находя под пологом пионеров защиту от многих неблагоприятных факторов.

Г.Ф.Морозовым показаны механизмы разнообразных смен пород, в том числе дуба на ель. Разногласия в данном вопросе среди лесоводов и ботаников были устранены тщательным разбором динамических взаимоотношений между древесными породами, в большей степени неочевидных и скрытых от невнимательного исследователя.

101

Таблица 12. Основные свойства пород по их способности к лесообразованию

3. Классификация смен пород

Для понимания механизмов сукцессий смены пород были условно классифицированы по причинному и временному характеру. Так, смены, обусловленные лесоводственными свойствами пород, слагающих насаждение, и их взаимодействием, получили название эндогенных, или автогенных, т.е. внутренних, примером которых может быть смена березняка на ельник в результате развития елового подроста с постепенным выходом его во II, а затем и в I ярусы.

Смены после рубки, пожара и других катастрофичных для леса событий, приводящих к уничтожению лесного полога, принято называть экзогенными, т.е. сменами, происшедшими по причинам, не зависимым от самой природы леса, - внешним по отношению к нему.

По скорости протекания процессов, смены пород делятся на эпохальные, вековые и быстрые.

Эпохальные смены - длящиеся тысячелетия, во время которых меняется климат Земли и происходят изменения глобального характера.

Эти смены можно назвать тысячелетними экзогенными.

102

Вековые смены - смены, обусловленные взаимовлиянием чаще всего несовместимых пород, обладающих противоположными лесоводственными свойствами. Накопление со временем различий между породами по высоте и количеству стволов (количественные изменения) приводит к переходу количества в качество - меняется полностью состав древостоев, а следом за ним и все другие ярусы растительности. Эти смены следует назвать вековыми эндогенными.

Быстрые смены - смены, происходящие за очень короткие интервалы времени (несколько лет). Обусловлены они внешними причинами по отношению к лесу, и именуют их, как правило, быстрыми экзогенными. Эти смены наиболее наглядны и хозяйственно значимы. Они чаще всего являются следствием неверного вмешательства человека в жизнь леса: будь то рубки леса или строительство автодороги на уклонах, перекрывшей поверхностный сток воды и вызвавшей подъем уровня грунтовых вод, или другие влияния, резко изменившие экологические условия жизни растительности.

Существуют более сложные классификации сукцессий. Так, В.Н.Сукачев выделяет филогенетические, сингенетические и экогенетические смены пород.

Филогенетические смены происходят в геологические эпохи, по сути своей это эпохальные смены. Они носят прогрессивный характер, активизируя отбор наиболее устойчивых и пластичных видов.

Сингенетические смены - смены растительности на новых, не занятых лесом почвах (речной аллювий, заброшенные пашни и т.д.). Этот процесс можно лишь условно назвать сменой пород, поскольку речь идет о формировании леса на свободных, не имеющих какой-либо растительности площадях. Длительность сингенетических смен - от десятков до нескольких сотен лет.

Экогенетические - наиболее распространенные смены, происходящие в силу изменяющихся условий среды, имеющие большое значение для лесоводства.

И.С. Мелехов (1980) справедливо указывает, что толчком к смене пород может служить один фактор, следом за которым меняются другие, например сплошная рубка леса или лесной пожар. Сплошная рубка резко изменяет световую обстановку, а следовательно, и температурный режим воздуха и почвы, влажность среды и т.д. Поэтому, говоря о ведущем, определяющем факторе смены, нельзя забывать о тесной взаимосвязи его с другими факторами.

Тем не менее, ведущими факторами в выяснении сукцессионных отношений между видами (в конкретных типах лесорастительных усло-

103

вий) являются биологические и экологические свойства пород. Поэтому знание их лесоводственных свойств в анализе смен приобретает первостепенное значение.

Роль пород-пионеров в развитии лесной растительности важна. Так, березовые леса приходят на смену породам - основным лесообразователям в критических ситуациях, обусловленных различными внешними по отношению к самому лесу и его природе причинами, а потому смена на березу всегда будет экзогенной.

Береза играла в периоды глобальных экологических кризисов (ледниковые периоды) очень важную лесообразующую роль. Она выступала, с одной стороны, в роли авангарда, первой следуя за тающими ледниками, подготавливая почву для основных сил лесной растительности - ели, сосны, широколиственных пород, а с другой стороны в роли заслона, уходя последней непосредственно перед фронтом наступающих льдов. В межледниковые периоды береза повислая и береза пушистая уступали господство другим древесным породам, входя в состав еловых, сосновых, кедровых и широколиственных лесов. На протяжении последних 12…18 тысяч лет виды березы повислая и пушистая, видимо, прошли новый этап в своей эволюции, повысив пластичность и устойчивость (толерантности). Высокая адаптация к существованию в составе большинства насаждений в качестве незначительной примеси, а также широкая экологическая амплитуда с огромной репродуктивной способностью дает возможность рассматриваемым видам березы постоянно появляться там, откуда другие породы «уходят». Наличие некоторой примеси березы даже в широколиственных лесах оценивается как положительный и эволюционно объяснимый момент их жизни, увеличивающий общую устойчивость лесов как растительной формации.

Многообразное прямое и косвенное антропогенное влияние в современный период (современный голоцен) приводит к смене хвойных и широколиственных пород на огромных площадях. Антропогенный фактор стал уже глобальным. И сегодня роль березы на этом фоне также возрастает до глобальных размеров. Хотя можно и дискутировать на эту тему, данные породы фактически предупреждают смену лесных формаций на травянистые или, по крайней мере, снижают такую опасность, являясь "лекарями" нарушенных земель и ландшафтов.

В настоящее время считается, что биоразнообразие, в данном случае смешанные леса, является фактором устойчивости живых систем. И с этим нельзя в принципе не согласиться, хотя существуют и определенные исключения из правила (сосняки лишайниковые, ольшаники топяные, солонцовые дубравы). Отсюда следует, что присутствие берез в со-

104