lesovedenie_1980

здесь точнее было бы называть буревалом, а сломленные вполне

оправдывают названне бурелома. Однако в лесной практике

укоревились понятия ветровал и бурелом независимо от СИЛЬ! ветра и ·размера повреждений, поэтому можно пользоваться

Последствия каждого урагана необходимо своевременно ВЬI­ являть и принимать необх6димые меры по их ликвидации. Про­

медление с использованием поврежденных лесов грозит боль­

шими потерями и тяжелыми последствиями для окружающих

лесов, незатронутых ураганом.

О размерах бедствий, nричиняемых ураганами лесному хозяйству, свиде­

тельствуют следующие nримеры. 12 ноября 1972 г. в Заnадной Евроnе ураган

пронесся со скоростью до 200 км/ч, причинив огромные разрушения лесам

Голландии, ФРГ, ГДРбыло повалено деревьев общим объемом 25 млн. м3.

Особенно nострадали леса Нижней Саксонии (ФРГ), где за несколько часов лес был выведен из строя на nлощади 100 тыс. га с запасом 17 млн. м3•

и Румынии, где особенно сильные ураганы прошли в первой nоловине 60-х го­

дов). Некоторые страны разрабатывают совместные мероприятия по ликви­ дации последствий ураганов_ в пограничных лесах и улучшению в них сани­

тарного состояния.

Степень повреждения леса ветром зависит также от харак­ тера движения, которое бывает равномерным или неравномер­ ным. Наиболее опасны порывистые, вихреобразные движения

ветра.

В ре м я г о д а. С ним связаны господствующее направление

и сила ветра, состояние почвы. На сухой и промерзшей почве

опасность ветровала меньше, чем на влажной и непромерзшей,

хотя опасность ветровала и бурелома не исключается и в пер­

вом случае. Особенно характерны осенние ветровалы и буре­

ломы.

Д р е в е с н а я п о р о д а. Каждой древесной породе свойст­

венны особенности строения подземной и надземной частей

(корневой системы, характера кроны, формы ствола), которые

по-разному сказываются и на опасности повреждения ветром.

Устойчивые против ветровала породы имеют глубокую корне­

вую систему. К таким породам относятся: дуб, лиственница,

сосна, пихты сибирская и европейская, ясень, клен и граб. По­

роды с поверхностной, корневой системой, такие, как ель, бук,

береза, пихта кавказская, сосна веймутова, обычно ветровальны.

Ветровальнасти ели и некоторых других пород .способствует

также густая и плотная крона, испытывающая большее давле­

ние ветра. Ветролому наиболее подвержены древесные породЬI с мягкой древесиной (например, пихта, осина и липа) и породЬI

с относительно глубоким укоренением. Однако не при всех ус­

ловиях деревья одной и той же древесной породы являются

160

ветроустойчивы по сравнению с чистыми, особенно если послед­

ние представлены петровальными породами.

Уровень л е с н о г о х о з я й с т в а. Опасность поврежде­

ния леса ветром и их последствия во многом определяются спо­

собами рубок и порядком их проведения, санитарными меро­

приятиями, состоянием охраны лесов от пожаров и т. д. Важ­

ное значение имеют как профилактические мероприятия, так и

своевременные меры по ликвидации последствий разрушитель­

ного действия ветра. Необходимо выявлять и изучать опасные направления ветра в данной местности и с учетом этого наме­

чать лесоводетвенно-технические мероприятия.

В наших лесах характерно охлестывание ели березой: тонкие

и в то же время прочные ветви .(прутья) березы при раскачи­

вании наносят сильные удары по ветвям ели, в результате крона

ели при таком соседстве может заметно изреживаться. От охле­

стывания березой страдают иногда сосна и некоторые другие

породы.

Ветер ослабляет жизнеспособность леса также через выду­ вание почвы (ветровая эрозия), обнажая корни деревьев.

§5. ВЛИЯНИЕ ЛЕСА НА ВЕТЕР

Влесу ослабляются сила и скорость ветра. Влияние леса

сказывается и на направлении ветра, на перемещении воздуш­

ных потоков. Опушечная часть леса влияет на поведение ветра

на смежных открытых участках, образуя наветренную и завет­

ренную стороны. По некоторым данным, лес воздействует и

на средние величины скорости ветра в масштабе крупных ре­

гионов.

В е т ер вблизи л е с а. Местное влияние леса на ветер на­

чало изучаться во второй половине XIX столетия (Шатилов,

1893; Бычихин, 1893). Первые экспериментальные исследования

по изучению влияния леса на ветер, ставшие классическими,

были проведены Н. С. Нестеровым в 1904-1906 гг. под Москвой

(Нестеров, 1908). Он определил изменение скорости ветра пе­

ред лесом, в лесу и за лесом. Установил образование воздуш­ ного прибоя вблизи леса при движении ветра с открытого места к лесу и воздухопада вблизи заветренной стороны леса. Данные

Н. С. Нестерова показали, что если скорость ветра открытого

места принять за 100, скорость его при приближении к лесу ме·

няется следующим образом: на расстоянии 110 м- 100%, 76 м-84%, 30 м-98%. Часть воздушных масс поднимается

вверх, часть входит в лес. При вхождении в лес ветер ослабляет

силу. На противоположной, заветренной стороне, с удалением от

Jieca скорость постепенно увеличивается, и, по данным Н. С. Не·

162

rерова, на расстоянии 50-кратной высоты древостоя ветер при­

с6 етает такую же силу, какую он имел перед лесом.

0 рв отдельных случаях это расстояние увеличивается до 60-

. l оо-кратной высоты (Бодров, 1937). По исследованиям Г. Н. Вы-

оuкоrо (1930), наиболее действенное умеряющее влияние леса

~растирается на расстояние, равное 10-20-кратной высоте леса.

nоследующие исследования (Матякин, 1952; Панфилов, 1936; Бянлович, 1939; Смалько, 1963) позволяют в качестве средней

практической придержки для использования ее в полезащитном

лесоразведении назвать 30-40-кратную высоту лесной полосы. Расстояние, на котором может проявляться защитное действие

леса, зависит не только от высоты насаждения, но также от силы и скорости ветра, характера леса, его протяженности

в глубину и по длине, пространствеиного расположения лесных

полос и их структуры.

Вполезащитном лесоразведении наиболее эффективными

при повышенных скоростях ветра, являются полосы с продувае­

мой и ажурной структурой, обеспечивающие наибольшую даль­ ность ветрозащитного действия. Плотные (непродуваемые) по­

полос эффективна при защите дорог от снежных и песчаных за­

носов.

В вертикальном разрезе зона ветрозащитного влияния со­ стоит из двух слоев: верхнего с усиленным и нижнего с ослаб­

ленным турбулентным обменом. В начале 50-х годов М. И. Юдин,

М. И. Будыко, Д. Л. Лайхтман установили, что лесные полосы

наряду со снижением скорости ветра уменьшают и интенсив­

ность вертикального турбулентного обмена в приземном слое

воздуха (Смалько, 1963).

Лесные полосы влияют не только на ветровой ре"жим и тур­ булентный обмен, но через них и в цеJюм на микрокЛимат меж­

полосного пространства. Воздействуя на движение воздуха, они определяют и отложение снегового покрова, а значит и прома­ чиваемостЬ почвы. Значитель1;1а роль системы ·полезащитных

лесных полос в комплексе мероприятий по борьбе с ветровой эрозией почв во время пыльных бурь. Ветровой режим и свя­

занный с ним перенос мелкозема зависят от ветропроницаемости лесных полос, расстояния между ними и степени шероховатостИ

поверхности поля между полосами. С учетом этих показателей

Разработаны некоторые принципы расчета максимально допу­ ~тимых расстояний между полезащитными лесными полосами

б*

163

скорость ветра, чем древостои из светолюбивых пород с их узкими

и высокоприподнятыми кронами при отсутствии нижних ярусов.

Данные Н. С. Нестерова ( 1908) показывают, что в сложном сосновом насаждении с густым дубовым подростом и подлеском из лещины на расстоянии 50-55 м от опушки ветер теряет по­ ловину своей скорости (по сравнению с открытым местом).

В густом 35-38-летнем ельнике потеря скорости составляет

около 90% уже на первых 30-40 м от опушки. В разреженном

одtюярусном сосновом древостое даже в 75 м от нее скорость

ветра в приземном слое воздуха понижается всего лишь на

5-6%.

9. ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ВЕТРА ПО ВЕРТИКАЛИ В СОСНОВОМ

ДРЕВОСТОЕ (ГЕЙГЕР, \960)

крон

В лесу сила и скорость ветра различны на разных уровнях над повер_хностью почвы. Характер движения воздуха в лесу иной, чем на открытой ровно~ поверхности. В лесу больше вы­ ражена сила трения: верхняя часть полога представляет собой

очень неровную повер_хность .вследствие неодинаковой высоты

деревьев, различной ширины и густоты крон; несколько ниже

кроны плотно смыкаются; еще ниже образуется пространство, занятое стволами деревьев и свободными промежутками; внизу

расположены ярусы из подроста, подлеска и .напочвенного по­

крова. Все это в отдельности и совокупности затрудняет и ви­

доизменяет движение воздуха в лесу. Наиболее резко скорость

ветра снижается в зоне нижних ярусов леса, у поверхности

почвы, где она может снизиться до 1% скорости ветра на от­

крытом месте.

Верхняя часть лесного полога ослабляет силу и скорость

ветра в меньшей степени. Его неровная поверхность способ­

ствует образованию турбулентных движений воздуха. Так как

леса по своему характеру очень различны, то показатели скоро~ сти и силы ветра в лесу на разных уровнях существенно отли­

чаются в .зависимqсти от конкретных условий (табл. 9).

Ветер наиболее сильно тормозится в пределах крон, ниже наблюдается рднородное дви~ение воз_ду.ха, на поверхности

164

чвы скорость ветра падает до О. Изменение ветра с высотой

прежде всего от облиствения: скорость ветра внутри леса за­

метно снижается при полном облиствении.

таким образом, лесной полог наиболее·сильно преобразует

ветер. На воздушном режиме в лесу сказывается и влияние

1111жних ярусов леса. Некоторые особенности в ветровой режим

11110сят поляны и прогалины в лесу, но и здесь большое влияние оказывает характер окружающего леса: древостой с высокопод­

нятыми кронами и отсутствием сомкнутых ярусов внизу способ­ ствует более активному обмену ВО:;Jдуха между поляной и ле­ сом, плотная же стена леса, окружающая поляну, наоборот, пре­

пятствует этому, создает опасность застоя холодного воздуха и

образования утренников.

Наскольке лес влияет на ветер в масштабе больших терри­

торий, достаточно полных экспериментальных материалов не­

~шого. Однако нет оснований отрицать такое влияние. Так, еще проф. М. Е. Подтягин ( 1935) приводил среднюю скорость ветра для лесных районов СССР 3,1-3,4 м/с, для юга-восточных степ­ ных районов- 4,1 м/с, объясняя разницу тем, что неровная по­

верхность лесов тормозит движ~ние ветра.

Многие стороны влияния леса на климат, в том числе на ве­

тер и турбулентный обмен, в глобальном разрезе предстоит

выяснить науке, используя открывшиеся возможности в связи

с освоением космоса.

Г л а в а 10

ВЛИЯНИЕ ПОЧВЫ НА ЛЕС

§ 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ВЗАИМОСВЯЗИ ЛЕСА И ПОЧВЫ

Почва наряду с климатом--- важнейший экологический фак­

тор, определяющий существование леса. Внутри климатического

региона роль почвы как фактора внешней среды является ре­

Шающей. В то же время она составляет неотъемлемую часть леса как биогеоценоза или экосистемы. Взаимодействуя с дру­

гими компонентами лесадревостоем, его нижними ярусами, вл~яя на .них, почва сама находится под их постоянным воз­

деиствием. Лес, таким образом, можно рассматривать и как

один из факторов почвообразования. Взаимодействиепочва­

1'65

В лесоводстве чаще, чем в сельскохозяйственном растение­

водстве, приходится учитывать геологические условия, счи­

таться с материнской горной породой, рельефом, его происхож­ дением, климата- и почваобразующей ролью, разбираться в бо­

лее глубокой толще земли. Через древостой лес непосредственно

связан не только с почвенными горизонтами, но и с материнской

породой: корни отделыrых лесных древесных пород проникают

глубоко в грунт, выходя за пределы собственно почвы в клас­

сическом ее понимании. Нередко рубежом, определяющим глу­ бину распространения древесных корней в глубь грунта, явля­

ется уровень грунтовых вод. Более наглядны контакты расти­

тельных компонентов леса с материнской горной породой при ее

неглубоком залегании, особенно при выходе на дневную поверх­ ность. В природе можно наблюдать примеры поселения и дли­

тельного существования сосны на месте выхода~ кристалличе­

ских пород, где корни ее распространяются по поверхности скал,

проникают в их расселины и растут при слабой выраженности

почвообразования. Хорошо приспосабливаются к этой обста­

новке другие растительные компонентылишайники, мхи, не­ которые кустарники, способствующие постепенному образова­ нию почвы и дальнейшему укреплению позиций леса.

Подстилающая материнская порода может не только кос­ венночерез формирование почвы, но и непосредственно,

а в конечном счете комплексно влиять на состав древостоя и его

продуктивность. Так, на европейском северо-востоке в районах

близкого залегания известняков высокопродуктивные листвен­ ничные древостои могут давать запасы до 600-700 м3/га, в то

время как на песках ледникового происхождения растут сос­

няки, продуктивность которых в 3-3,5 раза меньше. Эта раз­ ница, помимо различий в непосредственном влиянии почваоб­ разующих пород на древостои, обусловлена и разным уровнем

плодородия развивающихся на них почв: в первом случае фор­ мируются почвы, богатые гумусом и питательными веществами, во второмбедные подзолистые песчаные почвы.

Понятие почвы в связи с лесом приобретает некоторые осо­ бенности, ему может быть придан более широкий смысл. Поч­

вой теперь признается слой земли на всю глубину проникнове­

ния корней деревьев, например, на 5-10 или даже 20-30 м,

поскольку этот слой подвергается влиянию растительности через корни и играет роль в обеспечении ее влагой и элементами пи­

тания (Ткаченко, 1939, 1955; Зонн, 1964; и др.). Надо, однако,

учитывать, что степень взаимовлияний на разных глубинах не­ одинакова и процесс почвообразования на них находится на

разных стадиях. Слои пород на глубинах более 5-10 м играют

обычно незначительную роль в непосредственном обеспечении

растительности элементами питания.

С глубиной, после определенного рубежа, биологическая ак­ тивность лочв111, ее экологическая роль снижаются. Для лесов

166

мереиного пояса, особенно таежной зоны, они обычно более вы­

у ;1/l<еНЫ в слое до глубины 1-1,5, иногда 2-2,5 м. В зависимо­ ~1;0 от климатических условий, особенностей матерJ:Iнской по-

оды и рельефа, состава древесных пород, других растительных

~ животных организмов г~аницы эти могут значительно ме­

няться. Достаточно сопоставить темно-серые лесные суглини­

стые почвы Украины с глубоким укоренением дуба (до 5-6 м

11 более) на них и мерзло-таежные почвы лиственничных лесов

восточной Сибири, где границы биологической активности

почвы значительно суживаются.

Лес нередко служит индикатором полезных ископаемых, за­

легающих на большой глубине. Видовой состав и состояние ра­

стений отражают оказываемое на них влияние горными nоро­

л,ами. Вода, проникая сверху к горной породе, вступает с нею

в реакцию, а затем в виде своеобразного водно-химического rаствора попадает в растения, что и накладывает на них свой отпечаток. Этим пользуется современная геология, опираясь на

биогеохимический метод поиска полезных ископаемых.

Одна из наиболее отличительных особенностей лесной

почвынакопление ею органического вещества за счет лесного

опада в виде листвы, хвои, древесной массы, отмирания других

растительных и животных организмов, приводящего к глубоким

нзменениям в почве. Составляя подземную часть леса, в кото­

гой размещены корни растений, а также являясь средой обита­ ния различных организмов, создающих в свою очередь особую

бногенную обстановку,, характеризуясь определенным вод"ным,

солевым, тепловым и воздушным режимами, почва обеспечивает

лес водой и элементами питаниЯ, влияя на рост и развитие дре­

востоя и других компонентов. Большое значение имеет глубина

почвы, мощность корнеобитаемого слоя, от которых зависит не

только водно-питательный режим, но и характер корневой си­

стемы. С почвой связана устойчивость деревьев, она дает им

Физическую опору. Степень этой устойчивости неодинакова на

разных почвах.

Почва оказывает влияние на состав растений всех ярусов

Jiссного сообществаот напочвенного покрова до древостоя. От

зобновление леса как косвенно, например, через изменение со­

става лесных растений, так и непосредственно (как субстрат

~ пр.)· При подборе древесных пород в целях выращивания леса

!{ажное, часто определяющее значение имеет их отношение

почве.

почвлияя на рост и развитие леса, на его' состав и строение,

При~: в значительной мере определяет и продуктивность леса,

общ "мфне только количественную в виде древесных запасов или

связ~и итомассы, но и качественную. Качество древесины тесно

но с характером почвы. Например, на севере у сосны на

167

болотных торфяных почвах мелкослойпая древесина, но с ма­

лым содержанием поздних трахеид, т. е. древесина низкого ка­

чества, в отличие от сосны на минеральных субстратах, где фор­ мируется древесина с большим содержанием толстостенных

поздних трахеид в годичных слоях, т. е. с высокими физико-ме­ ханическими свойствами.

По'}:ва может использоваться в качестве одного из диагности­

ческих и классификационных признаков леса. Так, при Врrделе­

нии типов леса, типов условий его произрастания, по почве не­

редко приходится восстанавливать картину прошлого леса, осо·

бенно когда он подвергалея многократным рубК<!..М, исказившим его первоначальный облик до неузнаваемости. Почвафактор, поддающийся изменениючеловеком. Осушением избыточно ув­ лажненных почв или, наоборот, орошением почв с дефицитом

влаги, а также внесением удобрений, сочетанием их с осуши­

тельной или оросительной мелиорацией можно повысить плодо­ родие почв и таким образом воздействовать на продуктивность

существующего леса или создаваемых вновь насаждений.

Как ранее, при рассмотрении климатических факторов, учи­

тывали различное или совместное влияние их с почвенными, так

и теперь - при рассмотрении почвы небходимо иметь в виду влияние климатических и других факторов. Тем более, тесно

связаны и переплетаются влияния различных свойств почвы на

лесее физических и механических свойств, химизма, биопоги­ ческих особенностей. Многие особенности почвы, как и климата, связаны с рельефом и экспозицией склонов.

§ 2. ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА

Рельеф влияет на водный и тепловой режимы почвы. С ним

связаны перераспределение выпавших а-тмосферных осадков,

грунтовых вод, перемещение почвенных частиц, изменения

в мощности и составе почвы, тепловой энергии и т. д. Все эти

изменения накладывают отпечаток на характер леса.

Исследования, проведеиные Н. С. Шингаревой (1930) на северо-западе европейской части СССР, показали, что на вершинах всхолмлений увлажнены

только верхние горизонты н воз_можность использования насаждением I·рун­

товых вод исключеRа, так как они опускаются ниже 3 м. На склонах увлаж·

иены не только верхние горизонты, но близко подходят и грунтовые воды, залегая на глубине 1 м. У подножия вся толща почвы увлажнена. Получен· ные результаты явились одной из первых уточняющих поправок к известным

в рельефе и выраженности миграции веществ на следующие

группы (рис. 10): элювиальную; транзитную и надводно-подвод­

ную. Почвы элювиальной группы формируются на водоразделах

168

характеризуются 'nоступлением вещества и энергии только

~·рочсны к склонам с характер~ым для них"перераспределением

~днх биогеоценозов, а таюк-е дополнительнон аккумуляциеи ве­

тесrв из грунтовых вод.

Почвы надводно-подводных лесных биогеоценозов приуро­ чены к отрицательным формам рельефа, регулярно или периоди­ чески затопляемым водами. Для этих почв характерны: периоди­

ческое обогащение веществами с поверхности, выщелачивание

цессов, а также не только различия, но и в"заимную зависимость

почв при их различном расположении. Она отражает характер­ ные особенности рельефа и связанных с ним почв примени­ тельно к равнинным лесам. В природе возможны различные от­ клонения. Так, водоразделы в тайге на огромных пространствах вередко представлены пониженно-равнинным рельефом с избы­

точно-увлажненными торфянистыми почвами, занятыми заболо-

Повышенным местоположениям свойственна элювиальная

группа почв с их глубоким стоянием грунтовых вод и другими

особенностями. Здесь формируются леса обычно средней или

низшей продуктивности, связанной с недостатком влаги в почве

и бедностью в ней элементов питания. Однако бывает и так, что

на _вершине сухое местоположение представлено лишь неболь­ Шои бровкой, а за нею на «плато» вся территория занята избы­

точно увлажненными, даже болотными почвами с низкобонитет­ ными заболоченн~:s~ми древостоями. Это происходит обычно ·при

неглубоком залегании плотной водонепроницаемой материнской nороды в виде глины или ;Цаже гранита и затруднении бокового

стока.

169