7. Смена пород в лесах таежной зоны. Основные виды, причины и последствия.

Резкие нарушения в жизни леса, связанные с внешними воздействиями, вызывают смену теневыносливых более светолюбивыми породами, обладающими быстротой роста, устойчивостью против неблагоприятных влияний внешней среды и повышенной репродуктивной способностью.

Изменение состава древостоев, происходящее по ряду причин, в лесоводстве принято называть сменой пород. Различают вековые смены, эволюцию и современные смены. Вековые смены происходят вследствие изменения климата, геологического выветривания, эрозии почвы, изменения гидрологического режима рек. Эволюция – это процесс образования новых видов вследствие генных мутаций и естественного отбора. Причинами современных смен, которые называют сукцессиями, являются стрессовые ситуации, связанные с колебаниями климата (например, с засухой) и влиянием человека. Кроме того, сукцессии происходят вследствие движения экосистем и устойчивому состоянию равновесия с внешней средой – климаксу. Такие сукцессии называют эндогенными в отличие от экзогенных сукцессий, вызываемых изменением внешних условий. Часто эти виды сукцессий протекают одновременно.

Восстановление фитоценоза после сплошной рубки или пожара называют восстановительной сменой или демутацией, а смену с отрицательным результатом, иногда приводящую к полному распаду древостоя, – дигрессией. Смену после пожаров выделяют в категорию пирогенных смен. Иногда смены делят на стихийные (после пожаров, бурь, засух, болезней) и антропогенные, вызываемые деятельностью человека (рубками, осушением, пастьбой скота, рекреацией и др.). Пожары в большинстве случаев можно отнести к причинам антропогенных смен. Наиболее распространены смены пород, вызываемые сплошными рубками леса.

Смена ели мягколиственными породами. На вырубках и гарях ель часто сменяют береза, осина, ольха серая. Эти древесные породы называют пионерными из-за обильного плодоношения, дальности распространения семян, способности возобновляться вегетативным путем, быстрого роста в первые годы, устойчивости к экстремальным погодным условиям и конкуренции трав. Ель в первые годы растет медленно. Если ель появилась на вырубке или гари одновременно с лиственными или позже их, она неизбежно попадает под полог осины или березы (рис. 49) и не выходит в первый ярус даже по прошествии 100 лет. В этом случае необходимы активные меры по уходу за елью. Лишь в том случае, если ель значительно старше лиственных, она может самостоятельно выйти в первый ярус.

При использовании тяжелой лесозаготовительной техники подрост ели, растущий под пологом материнского древостоя, гибнет или сильно повреждается. Последующее возобновление ели на вырубках с богатыми почвами затруднено из-за конкуренции трав, в первую очередь, светолюбивых

злаков. Поэтому смена ели мягколиственными породами является одной из наиболее распространенных в таежной зоне. Зачастую приходится прибегать к лесным культурам. Но самый надежный способ восстановления ельников – замена сплошных рубок постепенными.

Смена сосны березой менее распространена, чем смена ели лиственными породами, поскольку сосна растет быстро, а на сухих и мокрых почвах – быстрее березы. Вероятность смены сосны березой во многом зависит от особых обстоятельств – от семенного года, погоды, низового пожара, способа очистки лесосек, типа леса. В сосняках брусничных сосна в большинстве случаев восстанавливается, в черничных она конкурирует с березой менее успешно, а в сосняках кисличных и сложных происходит смена пород. Судьба сосны во многом зависит от длительности периода ее возобновления по сравнению с периодом возобновления березы, от разницы в возрасте этих пород. При одновременном появлении сосны в большом количестве она успешнее выдерживает конкуренцию березы. Если на относительно богатых почвах в верхний полог после смыкания крон выходит 1,5–2 тыс. экземпляров сосны, смены не будет. В противном случае, начинается массовый отпад сосны.

После этапа жердняка при своевременном уходе примесь березы к сосне может быть полезна, поскольку способствует улучшению почвы, а в южных районах – и снегонакоплению.

Смена сосны елью происходит на относительно богатых почвах. Считают, что наличие ели в подросте, втором и первом ярусах – это последовательные стадии смен ею сосны, а обратные смены возможны только благодаря пожарам. Но существуют и устойчивые сочетания сосны и ели. На боровых почвах ель остается подлеском, а на средних почвах (в суборях) успешно произрастают смешанные сосново-еловые древостои. Такие древостои продуктивнее чистых. Позиции ели усиливаются постепенными и выборочными рубками, а также охраной леса от пожаров. В то же время пожары могут способствовать распространению ели. Это наблюдается в ельниках, расположенных в логах, поймах рек и ручьев, где ель после низовых пожаров сохраняется и может сыграть роль обсеменителя расположенных рядом гарей.

Смена дуба другими породами происходит преимущественно по различным антропогенным причинам, связанным со сплошными рубками, мелиорацией, нерегулируемой пастьбой скота, промышленными эмиссиями. Кроме того, культуры и самосев дуба повреждаются морозом и дикими животными, заглушаются травой.

Смена дуба березой и осиной типична для свежих и особенно влажных и сырых дубрав, где дуб сменяется также ивой козьей и ольхой черной. Причиной смен на сырых почвах является ветровал дуба, образующего здесь поверхностную корневую систему. В сухих дубравах на юге смены дуба другими породами не наблюдается.

Смена дуба его спутниками (грабом, кленом и др.) происходит из-за их частого плодоношения и быстрого роста поросли. Сплошные рубки после неурожая желудей приводят к господству граба с примесью других спутников. Но граб недолговечен и выпадает из состава насаждений в 100–200 -летнем возрасте. Если есть урожай желудей, дуб обильно возобновляется на прогалинах и сохраняет за собой площадь. Так возникли грабовые дубравы, поражающие величием и стройностью стволов дуба. В них дуб воспитывается в грабовой «шубе», которая отеняет его с боков, подгоняет в росте и способствует очищению ствола от сучьев.

На Украине после сплошных рубок многие сосново-дубовые древостои сменились чистыми дубравами. Это наблюдалось в том случае, если в рубку шли древостои, в которых не было подроста сосны. Но сосна в суборях долговечнее дуба, и если есть источник ее семян, она рано или поздно восстанавливает свое господство.

В дубравах с елью во втором ярусе в северной части ареала дуба он уступает позиции ели. В лесостепи смены елью дуба не происходит. Для центральных районов в зоне хвойно-широколиственных лесов характерно длительное совместное произрастание дуба и ели.

8. В чем заключаются водоохранные и водорегулирующие функции леса?

Леса смягчают наводнения во время ливней, сохраняют почвенную влагу, уменьшают паводки, защищают от смыва берега водоемов. Сохраняют чистоту воды, улучшают рыбное хозяйство.

9. Экологические группировки древесных пород по отношению к свету, водному режиму и плодородию.

10. Лимитирующие факторы роста в основных типах таежных лесов.

11. Виды и преимущества постепенных рубок.

Равномерно-постепенные

Группово-постепенные

Длительно-постепенные

Черезполосно-постепенные

Преимущества

-сохранение лесной среды

-сохранение почвенного плодородия

-выполнение природоохранных функций

-сохранение биоразнообразия и экотипов

-предварительное и естественное возобновление

-новые насаждения более устойчивы

-снижается срок выращивания на 20-30 лет

-меньше уход за молодняками

-увеличивается выход древесины с площади

Недостатки

-сложные подготовительные работы и технология

-клеймение

-повреждение деревьев и ветровалы

-снижение качества древесины

-нужны легкие колесные машины и квалифицированный персонал