Лекция 3.

ЛЕС И СВЕТ

1.Роль света в жизни леса и уровни светолюбия пород.

2.Влияние леса на световой режим под пологом.

Климат – результат взаимодействия солнечной радиации и атмосферы. Более всего поглощают солнечную радиацию земная поверхность, твердые тела на ней. Поэтому большая часть нагревания атмосферы происходит за счет прогрева воздуха на границе между атмосферой и твердыми телами. В лесу этими границами следует считать поверхность полога леса, а затем поверхность почвы под пологом.

Солнечная радиация является главным фактором, обеспечивающим жизнь зеленых растений и жизнь на Земле. И лес накапливает в своей древесине (биомассе) энергию Солнца с помощью фотосинтеза (ассимиляции). В связи с этим рациональное ведение лесного хозяйства должно быть направлено на эффективное использование света, его регулирование в целях выращивания качественной древесины.

1. Роль света в жизни леса и уровни светолюбия пород.

Свет необходим для протекания таких важных фаз в жизни леса, как плодоношение. Наиболее освещенные части крон деревьев дают, как правило, и больше семян. Так, О. Г. Капером установлено для сосны, а Л. Ф. Правдиным для ели, что юго-восточная часть крон дают семена повышенного качества. Особенно важен свет для процесса естественного возобновления древесных пород под пологом. Недостаток света часто является лимитирующим фактором процесса естественного возобновления леса.

Значительную роль играет свет в явлении фотопериодизма. Так, И. Н. Никитин и В. П. Мальчевский при непрерывном освещении (3…3,5 тыс. люкс) всходов дуба в течение 10 дней подряд и 5 месяцев после их высадки в грунт получили дубки высотой в 2,5 м. Дубки начали плодоносить в возрасте 7 лет. Ещѐ больший эффект был получен этими лесоводами в эксперименте с лиственницей. После снятия непрерывного освещения деревца сохранили интенсивный рост.

Зависимость прироста древесины физиолог Л. А. Иванов выражал формулой:

M = f*p*t-a*p`*t`- m,

где M – урожай древесины или запас насаждения;

22

f – интенсивность фотосинтеза (количество органического вещества, созданного единицей поверхности листа в единицу времени;

р – площадь листвы;

t – время протекания фотосинтеза; a – интенсивность дыхания;

p`– площадь дыхания листвы; t` – время дыхания;

m – урожай древесной массы, уходящей в отпад.

Анализируя формулу, следует заключить, что урожай древесной массы равен продуктивности фотосинтеза, минус траты на дыхание и отпад. Отсюда вытекает практический вывод. При увеличении ассимилирующей поверхности листвы древесного полога и увеличении времени фотосинтеза с одновременным уменьшением трат на дыхание и отпад можно значительно повысить продуктивность древостоев. Это может сделать лесовод с помощью хорошо организованных рубок ухода.

Свет участвует в формировании стволов и крон, отложении древесины на стволе. Это выражается в форме ствола дерева, его эксцентричности, степени очищения стволов от сучьев.

Очищение ствола при сильном свете происходит плохо. Создается большая сучковатость, на стволах лиственных пород появляются «волчки», вторичная крона, что снижает выход деловой древесины. Если же свет падает только сверху, кроны формируются редкие и на самой вершине. При одностороннем действии света (опушечные деревья), кроны становятся флагообразными, вытягиваясь в сторону большей освещенности. Ствол также изгибается в сторону большей освещенности. Со стороны света откладываются более узкие годичные кольца, тогда как с затененной – более широкие. Образуется креневая древесина, оцениваемая в древесиноведении как порок.

Угол ветвления на вершине более острый, чем внизу. Распростертые ветви перехватывают больше света.

2. Влияние леса на световой режим под пологом

Лес оказывает влияние только на свет, упавший на поверхность лесного полога. В лесу следует различать свет по его направлению. Так свет, падающий сверху на полог называют «верхним», «нижний» свет – свет отраженный вверх поверхностью почвы или живого напочвенного покрова под пологом леса. «Передний» свет – свет, поступающий в лес с его опушки. «Задний» свет – отраженный свет, попавший под полог, от противоположной стены леса на вырубке.

23

Свет, проходя через полог леса, меняет свой спектральный состав. Свет обогащается в 1,5…3 раза ближними инфракрасными лучами. Это объясняется многократностью отражения света множеством поверхностей (ветви, стволы, и т.д.). Чем гуще древостой, тем больше свет обогащен инфракрасными лучами.

При очень плотном горизонтальном строении полога, например в густых ельниках, количество света, проникающее до поверхности почвы, иногда оказывается настолько небольшим (0,4…0,8%), что формируется мертвый покров из опавшей хвои. В отличие от ельников, сосняки, березняки и осинники пропускают под полог света больше – до 30% от того его количества, который поступает на поверхность полога.

В целом полог леса поглощает 60…80% солнечной радиации в видимой и инфракрасной частях спектра. Отражение составляет 20…25%.

Древесные породы имеют разную требовательность к свету. Это их экологическая особенность. Эволюционно с этим свойством связано биологическое свойство – скорость роста.

Древесные породы, способные существовать в условиях затенения без значительного снижения интенсивности роста – теневыносливые породы. Светолюбивые породы, в отличие от теневыносливых, резко снижают интенсивность роста при недостатке света.

Таким образом, светолюбивые породы для своего выживания при конкуренции должны обладать быстрым ростом, по крайней мере, на этапе борьбы за свет с травяно-кустарниковой растительностью. Теневыносливые виды наших древесных пород способны со временем внедряться в верхний полог и постепенно занимать в нем ведущие позиции.

Одна и та же порода в разные периоды своей жизни по-разному требовательна к свету. Так, минимальная потребность в свете наблюдается у всходов, затем у самосева. Подрост древесных пород требует уже полного освещения. В этом случае он растет лучше. Однако если не предоставить подросту достаточное количество света, то некоторые светолюбивые виды могут выжить, приспособившись к этому, изменив свою жизненную форму.

Так, подрост дуба при недостатке света превращается в кустовидную форму. Осевой (терминальный) побег гибнет от недостатка света. Его замещают побеги, образовавшиеся из спящих почек. Это продолжается в течение длительного времени – до 10…15 лет. В результате такие дубки приобретают кустовидную форму. Такой же процесс происходит и с березой повислой в сосняках на песчаных свежих почвах.

Древесно-кустарниковые породы нижних ярусов являются теневыносливыми, поскольку эволюционно приспособлены к существованию

24

под пологом леса. Такими видами являются черемуха, смородина, рябина и другие.

В условиях мягкого климата, богатых почв и достаточного водоснабжения древесные породы способны выдерживать большее затенение. Иначе говоря, чем благоприятнее условия роста древесной породы, тем большую теневыносливость она обнаруживает - происходит частичная компенсация света как экологического фактора. Кроме того, в лесоводственной литературе отмечается, что деревья порослевого происхождения более теневыносливы.

Лесоводами выявлены признаки светолюбия древесных пород: гу-

стота и плотность крон, густота древостоев, скорость изреживания древостоев, очищаемость стволов от сучьев, наличие и накопление подроста материнской породы под пологом, быстрота роста в молодости, толщина коры.

На этой основе предложена шкала светолюбия от наиболее светолюбивой породы к более теневыносливым:

Эта шкала имеет и практическое значение. Зная еѐ, можно более точно оценить динамику смены пород, вероятность успешного их роста или естественного возобновления, прогнозировать развитие и взаимовлияние пород в смешанных древостоях.

25