lesovedenie_1980

Часть 1

ЛЕС КАК ПРИРОДНОЕ ЯВЛЕНИЕ

Глава 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПРИРОДЕ ЛЕСА

§ 1. ПОНЯТИЕ О ЛЕСЕ

Значение леса многогранно. Многогранность значения леса вызывает и многообразие понятий о нем. Лес можно рассмат­

ривать в естественно-историческом отношении, т. е. как природ­ ное явление, в техническом, экономическом, аграрном, юриди­

ческом, историческом аспектах, с позиций эстетики и т. д.

Понимание леса нередко ограничивают рассмотрением его

как сырьевого ресурса, природного сырья или даже как мате­

риала (лесоматериал). В последнем случае отождествляются понятия «лес» и «древесина» (принято говорить «заготовка

леса», «лесоз-аготовки», хотя фактически речь идет о заготовке древесины). При строtом научном подходе эти понятия нельзя смешивать. Экономисты подходят к лесу как средству, предмету

ипродукту труда. Широкие круги населения, особенно горо­

жане, рассматривают лес как место отдыха и, оценивая е~о

с этих позиц11й, иногда называют лесом уже небольшой дачный

участок с одиночными деревьями.

Встречаются попытки эклектического определенИя леса, в которое меха­

нически включаются элементы разного nорядка или желаемое выдается за

действительное. Так, даже в учебной литературе по лесоводству можно

встретить определения, в которых лес представляется как природно-хозяй­

ственное единство среды и лесной растительности, всесторонне используемое в народном хозяйстве и подлежащее охране и расширенному воепроизвод· ству. На земном шаре имеются огромные территории с неиспользуемыми лесами, без какого-либо признака расширенного' воспроизводства.

Подобные определения лишают возможности называть эти неисполь­

зуемые пока леса. . . лесами! Если следовать таким определениям, то более 300 млн. га резервных лесов Советского Союза не имеют права называться лесом! Да и леса других категорий, произрастающие в ряде районов страны

(в том числе заповедные), не подходят под эти определения.

10

Таким образом, оnределение лесазадача не nростая.

Однако прежде всего леспроду~т природы и ее составная

часть. Поэтому с каких бы позиции ни подходить к лесу, ис­

ходное, ключевое определение его должно быть прежде всего связано с природой. Лессложное образование природы, яв­ ление биологическое и физика-географическое, составная часть

географического ландшафта и биосферы нашей планеты. Лесо­

ведение изучает'лес как природное явление в первую очередь

для того, чтобы практика ~есоводс;ва могла правильно исполь­

зовать его как объект хозяиственнои деятельности.

Леса бывают естественные и искусственные. Леса естест­

венного происхождения могут быть: а- девственными, т. е.

не тронутыми человеком и стихийными природными бедствиями

(ураганами, пожарами от молнии, вулканической деятельно­ стью); б- естественными, но создаваемыми прирадой при на­

личии стихийных природных и антропогенных влияний (пожары,

ураганы, порубки и прочее), которые сказываются на возник­ новении, жизнедеятельности и росте леса (их можно назвать

стихийно-естественными); в- естественными, создаваемыми и

регулируемыми человеком с использованием сил природы на

основе законов жизни леса, например, проведением рубки спо­

собами, обеспечивающими естественное возобновление подбо­

ром и оставлением семенных деревьев на вырубке, содействием

естественному возобновлению путем создания напочвенной

среды, благоприятной для восприятия семян и т. д. Этона­

правленно-естественные леса, которые в отличие от первых двух

категорий нередко называют в некоторых странах хозяйствен­

ным лесом (ГДР, ФРГ, Австрия и др.).

Леса искусственные, т. е. создаваемые посевом и посадкой

и в полном смысле являющиеся ·хозяйственным лесом, состав­ ляют пока незначительную долю лесов нашей планеты. Но эта

доля и особенно значение их быстро растут. В мировой специ­ альной литературе за последнее время укоренилось название

их как лесов «сделанных человеком» (Man-made forests).

Встречаются и леса, сочетающие в себе элементы и естествен­

ного, и искусственного. происхождения.

Рассматривая лес в естественно-историческом смысле, можно

заметить, что и в этом случае понятие «лес» не является одно­

значным, оно может иметь несколько разных по объему зна­

чений. В современную эпохуэпоху космических кораблей и

сверхскоростных самолетов, новейших методов съемки из кос· моса, позволяющих охватывать огромные территории нашей планеты с ее лесами, океанами и морями, полями и городами,

пустынями и болотами, тундрой и лесотундрой, степями и лесо­

степьюстановится естественным, закономерным широкий

глобальный взгляд на лес. Тема «космос и лес»- уже сегодня не область фантастики. Необходимость планетарного подхода

к лесу в настоящее время вызывается и явлениями загрязнения

11

Рис. 1. Иерархическая схема леса

атмосферы и воды, выходя­

щими за пределы локаль­

ных явлений, и за пределы

отдельных стран.

От этого наиболее широ­

кого понимания леса как

составной части нашей пла­

неты, как одного из основ­

ных типов ее растительного

покрова необходимо перей­

ти к рассмотрению леса

в более узких границах. Но

и в этих границах встре­

тимся с разными объемами

понятия елее», рассматри­

вая его как зонально-геогра­

фическое, или региональное

явление, как вид ландшафта и т. д., пока не подойдем к пониманию леса в более тесном смысле, в смысле осязаемом, конкретном, т. е. войдя в сам лес и познакомившись с ним в натуре. Разнородность понятий

о лесе в естественно-историческом отношении не означает,

что они не связаны между собой. Напротив, они дают возмож­ ность рассмотреть разные аспекты в единой природной си­

стеме. В рамках этой системы, идя от общего к частномуот глобального к региональному, а в пределах региона- к еще более дробным таксономическим подразделениям, можно вы­ делить несколько ступеней, иллюстрируя их схемой (рис. 1).

Все леса планеты как в целом, так и каждый их небольшой участок в отдельности являются составной частью биосферы. Это не означает и не может означать, разумеется, что плане­ тарная роль всех лесов земного шара и какого-либо отдельного

участка леса равнозначна. Но надо иметь в виду и то, что,

во-первых, из этих отдельных больших и малых лесных объ­

ектов слагается суммарная величина лесов мира, во-вторых,

нельзя отрицать существенного влияния леса на биосферу и

в локальном разрезе. Поэтому понятие леса как составной части

биосферы является наиболее широким и всеобъемлющим.

Рассматривая лес в разрезе природной зональности и про­

винциально-регионального деления, прежде всего подходим

к лесу как явлению географическому. В качестве отдельных

примеров природной зональности лесов можно назвать таежные

леса с преобладанием хвойных пород, занимающие огромные

территории холодной зоны в северном полушарии; смешанные

хвойно-лиственные и лиственные летне-зеленые 'леса умеренной

12

зоны северного же полушария; экваториальные до~девые леса,

аридные редколесь51 и т. д. Внутри зон и провинции леса могут

быть разделены на подзоны, подпровинции и более мелкие при;

родные регионы, исходя из сост~ва леса, геоморфологических

. и других природных особенностеи. Лес может рассматриваться и как растительная формация (например, сосновые леса, ело-

Лесной массивэто территория с древеснои и инои леснон

растительностью, заметно обособленная от соседней естествен­

ными границами, например, окруженная степью или полями

(островной массив), разделенная рекой (правобережный мас­

сив, левобережный массив), горным кряжем и т. д. Лесной мас­

сив как урочище может соседствовать с другими лесными

массивами, скажем, на обширной территории тайги. В современ­

ных условиях в осваиваемых районах границы лесных часси­

вон могут намечаться и искусственно совпадать с новыми пу­

тями транспорта и т. д.

Понятие лесной массив в некоторой мере приближает нас к понятию лес в собственном, более тесном смысле. Недаром в практике и в литературе фигурируют названия: «Шипов лес», «Брянский лес», «Черный лес» и др. Однако и лесной массив не настолько однороден, чтобы его МОЖf!О было принимать за

элементарную таксономическую категорию леса, позволяющую

понять его изначальную природу. Надо подойти к лесу еще

ближе, подойти к нему как к природному явлению, рассматри­

ваемому в относительно более однородных условиях. Лес яв­ ляется сложным образованием и в этом, более тесном, более

прямом смысле.

Определение леса начало оформляться в XIX в. Полное

научное раскрытие этого нонятия произошло позднее, в начале

ХХ столетия, и принадлежит оно выдающемуся русскому уче­

ному Г. Ф. Морозову, подошедшему к лесу как к совокупности

друг на друга, на занятую почву и атмосферу. Этот подход по­

лучил отклик в мировой лесоводетвенной литературе.

Проф. М. Е. Ткаченко понимает под лесом «своеобразный

элемент географического ландшафта в виде большой совокуп­

ности деревьев, в своем развИтии биологически взаимосвязан­

ных и влияющих на окружающую среду на более или менее

(\Jgn~m);. G- среда (gremium); Р- влияние леса на среду (pertment1a); Н- влияние человека на лес (Homo). В этой формуле, отражающей морозовекое понимание леса, представ­

лены еще не все компоненты леса. Имеются и другие опреде-

13

ления. В современный ГОСТ (18486-73) вошло следующее

определение леса: «Лесэлемент географического ландшафта,

состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травя­ нистых растений, животных и микроорганизмов, в своем раз­ витии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга

и на внешнюю среду».

Итак, теперь лес можно рассматривать как сложный при­ родный комплекс, занимающий определенную территорию, со­

стоящий не только из деревьев, но и других компонентов ра­ стительного, животного и другого происхождения, биологиче­

ски связанных со средой и взаимным влиянием друг на друга. Лес как элемент ландшафта и составная часть биосферы ока­ зывает влияние на окружающую среду. Сказанным не исчерпы­ вается сложность природы леса. Лес надо рассматривать не

только в пространстве, но и во времени, в развитии. В лесу

происходят борьба за существование, естественный отбор, не­ прерывно идут процессы обмена веществ и энергии, происходит биологический круговорот, непрерывное обновление.

Ознакомившись в общих чертах с лесом, следует раскрыть

его природу, руководствуясь принцином--=- от простого к слож­

ному. Главный внешний признак леса, его основное начало, выражается прежде всего наличием древесной растительности,

лесных деревьев. С них и начнем знакомство с лесом в натуре,

сзаконами его жизни.

§2. ОСОБЕННОСТИ ЛЕСНЫХ ДЕРЕВЬЕВ. ХАРАКТЕРНЫЕ

ЧЕРТЫ ЛЕСА

Для леса наиболее характерна древесная растительность,

однако не всегда присутствие древесных растений свидетель­

ствует о наличии леса. Одиноко растущие сосны, раскинувшиеся

среди полей и лугов не означают соснового леса. Также и бе­

резы или липы, посаженные цепочкой вдоль дороги или в саду,

еще не образуют березового или липового леса. Эти деревья

заметно отличаются от деревьев тех же пород, но выросших

в . лесу. Дерево, росшее всю жизнь одиноко, имеет широкую

раскидистую крону, толстые сучья и ветви, спускающиеся почти

до земли, закомелистый ствол, т. е. сильно утолщенный у ос­

нования (рис. 2, а). Обилие света здесь содействует интенсив­ ному фотосинтезу даже в нижних частях кроны. Одиночные

деревья нередко привлекают внимание внешним красивым об­

ликом, но древесина их оценивается хозяйством, как правило,

низко. Дерево же, выросшее в тесном соседстве с другими де­ ревьями, имеет большую высоту, гладкий не суковатый ствол,

приближающийся по форме к цилиндру, сучья имеются только в верхней части дерева, крона занимает небольшую часть

(рис. 2, 6). Древесина такого дерева расценивается высоко, она идет на постройки, пиловочник, фанеру, целлюлозу и т. д.

14

Рис. 2. Деревья, выросшие: а - на просторе; б - в necy

---------------------------

Таким образом, лес состоит

не просто из древесных расте­

ний, а из большого количества

их, и не просто из большого

скопления д~ревьев, а из де­

ревьев, тесно взаимодействую­

щих друг с другом. В резуль­

тате этого взаимодействия

и проявляются резкие отличия

лесных деревьев от деревьев,

между древесными растениями (а таhже и другими раститель­

ными организмами), слагающими лес, чрезвычайно сложна. Де­

ревья в лесу не только разнообразно влияют друг на друга, но

и на занятую этими деревьями среду, т. е. на почву и окружаю­

щий воздух. В результате изменения среды особенно сильно про­

является влияние деревьев друг на друга и на другие орга­

низмы. Под сомкнутыми кронами деревьев в лесу наблюдается

и иной характер почвенной среды, светового и теплового режи­

мов, и другая растительность по сравнению с растительностью на открытых пространствах.

Таким образом, сочетание древесных и других растительных

(и не только растительных, как увиДим далее) организмов

образует качественно новое явлениелес. А отсюда, говоря

о лесе как о комплексе древесных растений и других организ­ мов, находящихся в различных взаимодействиях, можно гово­ рить о жизни леса в целом, о совершающихся в нем биологи­ ческих процессах. Лесявление динамическое. Лес рождается, живет, его деревья умирают (если человек не приходит свое­ временно с жатвой), нарождаются новые. Чтобы понять лес,

надо изучить его в пространстве и во времени, изучить на раз­

ных этапах его жизни. Для леса характерно явление естествен­

ной убыли деревьев с возрастом («естественное изреживание»),

характерна значительная дифференциация деревьев. В лесу

отчетливо проявляются законы борьбы за существование и есте­

ственного отбора.

§ 3. БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ В ЛЕСУ

По выражению В. Н. Сукачева, «жизнь леса есть бес­

прерывная борьба за существование». В чем же проявляется

борьба за существование в лесу? Чтобы яснее представить

ее, необходимо рассмотреть лес в развитии, начиная с момента

15

его возникновения. Представим себе небольшой обезлесенный участок посреди леса (обезлесение могло произойти вследствие

рубки, пожара или по другим причинам). Но безлесье это

может быть недолговечным. С соседних лесных участков сюда налетают древесные семена. В урожайный год они могут вы­ пасть в огромных количествах: на 1 га площади выпадают

иногда миллионы семян. Но не все они прорастают. Из мил­

лионов могут прорасти сотни тысяч всходов. По мере роста

число их резко сокращается и в результате во взрослом лесу,

сформировавшемся на месте обезлесенного участка, остаются

на 1 га лишь несколько сотен растущих деревьев. Остальные в процессе роста погибли, отnали. Отпали, очевидно, прежде

всего более слабые, которые не смогли преодолеть многочис­ ленные природные воздействия, затруднявшие их развитие. Однако и выжившие деревья неодинаковы по своему росту и

развитию: одни сильные, здоровые, наиболее крупные деревья,

другиеслабые, отс1авшие в росте. Причины дифференциа­

ции, ослабления и отпада заключаются и в наследственности,

индивидуальной изменчивости и в непосредственном взаим­ ном влиянии деревьев, и в условиях среды, особенно среды,

создаваемой самими деревьями.

В сложном биологическом процессе, охватывающем жизнь

целого поколения леса, можно выделить ряд этапов. Для про­

стоты рассмотрения ограничимся выделением трех наиболее

существенно отличающихся и в то же время взаимосвязанных

этапов (для поколения, пронешедшего из семян):

1 этаппоявление всходов и формирование древесных

растений до их смыкания, иными словамиэто этап возоб­

новления или возникновения леса, характеризующийся много­ стадийностью процесса;

11 этапвыраженное взаимодействие между древесными растениями, формирование лесных деревьев и образование лесного сообщества. Этот этап начинается со времени смыка­

ния молодняка и заканчивается наступлением старости;

111 этапстарение и связанное с ним отмирание старых

деревьев.

В пределах этих этапов, а, также вне их можно выделить дополнительные возрастные и иные биологические ступени

(о них будет сказано). На каждом из приведеиных этапов

по-своему проявляются явления ·дифференциации и отпада древесных растений. Для 1 -этапа характерны не внутривидо­ вые, а межвидовые отношения. На этом этапе юное поколе­

ние леса в виде всходов и несомкнувшегося самосева живет

еще преимущественно индивидуальной жизнью, существенно

не влияя друг на друга и на занимаемую им среду. Наоборот,

оно значительно зависит от этой среды, борется за жизнь с не­

благоприятными внешними условиями, с особями других ви­

дов. Исход борьбы, различия в росте и состоянии древесных

16

страдают и в первую очередь отмирают растения с плохои наследственностью и попавшие к тому же в наихудшие усло­ вия среды. Между этими полярными случаями в природе су-

Из внешних условии определяющее значение для жизни

всходов и самосева имеют напочвенные условия, особенно ха­ рактер напочвенного покрова, микрорельеф, а также верхние горизонты почвы. Юные древесные растения наиболее под­

вержены различным грибным или бактериаль~;~ым заболева­ ниям, внешним неблагаприятным воздействиям (действию

низких и высоких температур), повреждению насекомыми

и т. д. В борьбе юного поколения леса с особями других ви_"

дов, с неблагаприятными внешними условиями нельз-я отри­

цать и приспособительного, защитного значения самого факта множественности древесных растений. Однако победа леса над

«нелесом» наиболее отчетливо проявляется с наступлением

сомкнутости, т. е. новой фазыобразования и формирования

лесного сообщества, безраздельного господства леса.

На 11 этапе усиливается конкуренция между деревьями за

свет, за элементы почвенного питания, за влагу, возрастает

средаобразующая роль лесных деревьев: сомкнувшиеся дере­ вья оказывают большое влияние на внешнюю среду, а через нее и друг на друга, а также и на другие организмы. Уже в моло­

дом возрасте, по мере смыкания крон древесных растений,

начинается взаимное вытеснение, конкуренция, борьба за жиз­

ненное пространствоза свет, влагу, почвенное питание. Ра­

стения, оказавшисся более слабыми, отстают в росте, лишаются

света, питательных веществ почвы, подавляются соседями.

Влияние всех этих факторов взаимосвязанно: действие одного

из них зависит от состояния других. Так, конкуренция за свет зависит от уровня снабжения водой и минеральнымw: вещест­

вами и наоборот. При лучшем режиме почвенного питания растения какое-то время могут довольствоваться меньшим ко­

личеством света.

Таким образом, древесные растения, оказавшисся более

слабыми по, своим внутренним, наследственным свойствам или

вследствие небл.агоприятных условий роста (недостатка света, питательных веществ в почве, тепла, недостатка или избытка

влаги и т. п.), или в результате совокупности этих причин, по­ rибают, происходит процесс так называемого естественного

·Изреживания. Деревья, отмершие в результате естественого из­ реживания, составляют отпад (ГОСТ 18486-73). Основная

17

причина отпада на этом этапеконкуренция, взаимное тесне­

ние древесных растений, образование ими неблагоприятной

среды.

Итак, отпад, или смертность, лесных деревьев является одним из основных · последствий борьбы за существование. Смертность в естественном лесу велика. На протяжении жизни древесных растений, начиная со стадии сомкнутого молодняка

до наступления момента их естественной старости, в процессе

борьбы за существование отмирает более 95% деревьев. Если

исчислить отпад, начиная с самого Юного возраста, т. е. с мо­

мента появления всходов, то эта цифра увеличива-ется до

99,9% и даже более, иначе говоря, выживает лишь одно из

10 тыс. древесных растений.

Изменения количества деревьев с возрастом, характеризующие интенсив­

ность процесса изреживания, давно изучаются лесоводами и отражены

в «Таблицах хода роста нормальных насаждений».

Некоторое общее представление об убыли деревьев с возрастом дают

следующие данные проф. А. В. Тюрина (1913), относящиесяк сосновым лесам Архангельской области:

Однако таблица не включает деревья, резко отставшие в росте. При включении их показатели интенсивности отпада деревьев былн бы более полными. Отпад деревьев происходит с неодинаковой интенсивностью на раз­ ных этапах жизни леса. Об этом свидетельствуют вышеприведенные цифры:

наибольший отпад, а, следовательно, и наиболее острая борьба за суще­

ствование происходит в молодом возрасте, примерно до 40-60 лет. Это можно еще более наглядно представить, если интенсивность отпада в раз­ личные периоды выразить в отиосительщ.Iх цифрах.

Таким образом, наибольшая интенсивность отпада в сосн~вом лесу при­

урочивается к 40 годам (около 80%). Период сравнительно высокого отпада

на Севере наблюдается примерно до 60 лет.

У разных древесных пород, в различных географических ус­

ловиях периоды наиболее обостренной конкуренции не совпа­

дают: на юге та же сосна «взрослеет» раньше. Но в общем кар-

18

заселяются новыми поколениями. Вследствие этого может уси­

литься конкуренция м·ежду особями нового поколения, а т~кже

(хотя и в ином виде) между ними и дере~ьями старой генера­

цш1. При этом деревья старших поколении могут сrrльно угне­

тать особи молодого поколения через корневую конкуренцию,

персхватывая у них почвенную влагу и пищу, затеняя сверху и

лишая их нормальных условий воздушного питания. Заб~гая

вперед, скажем, что старые деревья оказывают и благоприят­

ное влияние на молодое поколение леса.

Рассмотрим III этап. Природа отпада деревьев в старом воз­

расте отличается от предыдущих этапов: отпад здесь в основ­

ном связан с естественным старением и наступающей вслед за

ним гибелью. Но и в этом случае предшествующая жизнь де­ ревьев при их совместном произрастании сказывается в той или

иной степени на продолжительности жизни и времени отпада.

Рассмотренные взаимные отношения деревьев относятся к де­

ревьям одной породы. Конкуренция между ними на определен­

ных отрезках жизни бывает чрезвычайно острой, но она не

приводит обычно к исчезновению вида.

Отношения деревьев разных пород, т. е. межвидовые отноше­

ния, имея немало общего с внутривидовыми, характеризуются

и специфическими особенностями. Возьмем, например, сосну

и ель. Эти породы произрастают часто в одной местност~

вследствие чего между ними неизбежна взаимная борьба. Но

они по-разному нуждаются в питательных веществах почвы, неодинаково их извлекают, неодинаково подвержены опасно­ стям, поэтому на определенных этапах между ними может от­

сутствовать сильное отрицательное взаимовлия.ние.

Однако следует напомнить о сложности взаимосвязей между

различными древесными породами, о большой изменяемости их

конкурирующего взаимодействия в связи с многими факторами.

Так, и взаимовлияния сосны и ели неодинаковы при разных

условиях, на разных этапах существования леса. Длительное совместное существование двух пород вередко приводит к вы­

теснению одной из них. Например, в природе ель часто вытес­ I~яет березу, осину и сосну. Межвидовые отношения в лесу н~ ограниЧиваются взаимоотношениями только между древесными nородами. Они проявляются также . между деревьями и

19