Хактеристика роли основных компонентов лесного фитоценоза

Климатические характеристики представляют собой статистические выводы из многолетних рядов наблюдений за погодой, прежде всего над следующими основными метеорологическими элементами: атмосферным давлением, скоростью  и направлением ветра, температурой и влажностью воздуха, облачностью  и атмосферными осадками. Учитывают  также продолжительность солнечной  радиации, дальность видимости, температуру  верхних слоев почвы и водоёмов, испарение воды с земной поверхности  в атмосферу, высоту и состояние  снежного покрова, различные атмосферные  явления и наземные гидрометеоры (росу, гололёд, туманы, грозы, метели и  пр.). В XX веке в число климатических  показателей вошли характеристики элементов теплового баланса  земной поверхности, таких, как суммарная  солнечная радиация, радиационный баланс, величины теплообмена между земной поверхностью и атмосферой, затраты тепла на испарение. Многолетние средние значения метеорологических элементов (годовые, сезонные, месячные, суточные и т. д.), их суммы, повторяемости и прочие носят название климатических норм; соответствующие величины для отдельных дней, месяцев, лет и прочее рассматриваются как отклонение от этих норм. Для характеристики климата применяются также комплексные показатели, то есть функции нескольких элементов: различные коэффициенты, факторы, индексы (например, континентальности, засушливости, увлажнения) и пр. Специальные показатели климата применяются в прикладных отраслях климатологии (например, суммы температур вегетационного периода в агроклиматологии, эффективные температуры в биоклиматологии и технической климатологии, градусо-дни в расчётах отопительных систем и пр.). Для оценок будущих изменений климата применяют модели общей циркуляции атмосферы. Процесс формирования климата является очень сложным, потому невозможны точные и долгосрочные прогнозы погоды. Большинство ученых считают, что климат формируется тремя связанными между собой процессами: теплообменом, влагообменом и циркуляцией атмосферы. Теплообмен охватывает все физические процессы, связанные с обменом тепла, начиная от поступления солнечной энергии на земную поверхность, затрат ее на испарение, нагревание почвы и воздуха, возвращение энергии нагретой Земли в холодный космос. Влагообмен охватывает испарение воды с поверхности водоемов, перенесение водяного пара, его конденсацию в атмосфере и образование облаков, выпадения осадков и возвращения воды обратно в океан. Циркуляцией атмосферы считают горизонтальные и вертикальные перемещения воздуха, что во многих случаях играют решающую роль в формировании климатического режима. 

Охарактеризуйте защитную роль леса. 

Наиболее известная  защитная роль леса состоит в том, что он предохраняет берега рек от эрозии (размыва водой), закрепляет склоны, препятствует возникновению  оврагов. Безлесные берега рек и  склоны речных долин легко подвергаются размыву весной, после таяния снега, и во время обильных дождей. Малейшие ложбинки на склонах речных долин  легко превращаются в овраги, каждый из которых вырастает на многие метры, а иногда и на десятки метров в  год. С обезлесенных склонов долин и прилегающих к ним территорий в реки и ручьи с талыми или дождевыми водами сносится большое количество взвешенных частиц, которые постепенно оседают в речном русле. В результате русло реки становится более мелким, вода - более мутной, песком и глиной заносятся нерестилища рыб. Если же склоны речной долины и берега впадающих в реку ручьев покрыты лесом, размыв их происходит в гораздо меньшей степени - корни деревьев и других лесных растений связывают почву, препятствуют образованию глубоких ложбин; толстая лесная подстилка, мхи, лишайники также защищают поверхностный слой почвы; лежащие на поверхности почвы отмершие стволы и ветки, различные микроповышения на поверхности лесной почвы делают пути стока воды более извилистыми, а ее течение замедленным.

Особенно заметна  защитная роль леса в период таяния снега. Лес, особенно хвойный или  смешанный, существенно замедляет  таяние снега весной - в наиболее густых лесах снег может стаивать на месяц позже, чем на открытых безлесных  участках. Таяние снега в лесу оказывается  значительно более растянутым по времени, в результате талая вода стекает в реки и ручьи постепенно, не так быстро, как при таянии снега на открытых участках. Соответственно - уменьшается эрозия, большая доля талой воды успевает впитаться в  почву. Более позднее и растянутое по времени таяние снега делает весенние паводки менее интенсивными, а  реки после паводка дольше сохраняется  высокий уровень воды. К тому же леса и даже узкие лесополосы способствуют тому, чтобы снег более равномерно распределялся по площади, не сносился ветром с водоразделов в овраги и речные долины. Это также увеличивает долю талой воды, которая впитывается в почву, а не стекает сразу в реки (во многом именно для этого высаживаются защитные лесополосы среди массивов сельскохозяйственных угодий). Сведение лесов на больших площадях, замена коренных хвойных лесов лиственными в результате неразумного хозяйства - важнейшие причины участившихся катастрофических паводков, особенно в горных и предгорных районах (где таяние снега на открытых пространствах может происходить наиболее интенсивно).

Наконец, лес может  существенно влиять на количество осадков - дождя и снега. Доказано, что  лес, способствуя более турбулентному движению воздушных масс, способствует тем самым и выпадению большего количества осадков - в лесистых бассейнах рек может выпадать существенно больше дождя и снега, чем в безлесных. Еще лес способен испарять значительно больше воды, чем травянистая растительность (причем деревья могут извлекать эту воду из значительно более глубоких почвенных горизонтов, чем травы) - а значит, часть воды возвращается лесом в атмосферный круговорот, поэтому воздух в лесу и его окрестностях в засушливую погоду оказывается более влажным, чем на открытых безлесных пространствах.

Особо следует отметить роль старых, отмирающих и вываливающихся деревьев в прибрежных полосах малых  рек и ручьев. Принято считать, что если старые деревья, растущие по берегам рек, падают в воду - это безусловно плохо и с этим надо бороться. То есть - ухаживать за прибрежными лесными полосами таким образом, чтобы в них не было старых деревьев, способных упасть в воду, перегородить русло реки или ручья. На самом же попадание старых деревьев в воду - вполне естественный процесс, тысячелетиями происходивший в природе и не приводивший к каким-либо неблагоприятным последствиям. Падающие поперек ручьев и мелких рек стволы деревьев даже способствуют чистоте воды - они служат естественными препятствиями, снижающими скорость воды, а соответственно и степень размыва берегов и дна, образующиеся вокруг упавших стволов водовороты способствуют насыщению воды кислородом. Соответственно - меньше взвешенных веществ попадает в воду, она остается более чистой, более прозрачной. Так что естественная гибель старых деревьев по берегам рек - нормальный природный процесс.

В чем заключаются  различные типы леса и типа лесорастительных условий? Каково их значение в лесоводстве? 

Лесоводственная классификационная единица покрытых и не покрытых лесной растительностью земель со сходными лесорастительными условиями, потенциально обеспечивающими произрастание лесной растительности определенного состава и производительности. Применяется преимущественно для характеристики лесорастительных условий участков при лесовосстановлении и лесоразведении на землях, ранее не занятых лесной растительностью, и как показатель в дополнение к типу леса на землях, занятых лесной растительностью или временно лишенных ее вследствие рубки леса или пожара. Тип лесорастительных условий характеризует качество древесины и продуктивность древостоев, урожайность грибов и ягод, видовой состав фауны.

В начале XX в. Г. Ф. Морозов предложил рассматривать тип леса отдельно от типа лесорастительных условий. Обилие местных названий типа лесорастительных условий на огромной территории России затрудняло их использование, вызывало необходимость разработки обобщенной классификации типа лесорастительных условий. Первую классификацию типов лесорастительных условий для лесов европейской части России составил в начале XX в. А. А. Крюденер. В дальнейшем ее совершенствовали Е. В. Алексеев, Д. В. Воробьев, П. С. Погребняк, П. П. Кожевников и др. В практике лесного хозяйства для лесостепной и степной зон применяется объединенная схема типов лесорастительных условий П. С. Погребняка и П. П. Кожевникова, основанная на ряде важнейших показателей -- богатства и влажности почвы. По богатству почвы типы лесорастительных условий разделены на 7 рядов: А -- очень бедные (песчаные и избыточно увлажненные суглинистые), В -- малоплодородные (песчаные с прослойками супеси и суглинка, легкие супеси и избыточно увлажненные различного механического состава), С – среднеплодородные (песчаные на супесях или суглинках, супесчаные и песчаные с проточным увлажнением), D -- богатые (серые лесные и черноземные), Е – понижено-плодородные (деградированные черноземы и переходные к ним слабосолонцеватые суглинки), F -- малоплодородные солонцеватые (слабо и среднедеградированные черноземы, солоди и слабосолонцеватые аллювиальные почвы пойм), G -- низкоплодородные (солонцеватые суглинистые (солоди) и солонцеватые аллювиальные почвы пойм). По влажности типы лесорастительных условий разделены на 6 рядов: 0 -- очень сухие, 1 -- сухие, 2 -- свежие, 3 -- влажные, 4 -- сырые, 5 -- мокрые. Типы лесорастительных условий обозначают знаками А0, А4, В2, С3, D2 и т. д. По характеру лесной подстилки и встречаемости индикаторных растений каждый почвенный ряд имеет общее название -- в лесной зоне: боры (А1 -- А5), субори (В2 -- В5), сложные субори и сурамени (С2 -- С5), дубравы и ольшаники (D2 -- D5); в лесостепной и степной зонах: боры чистые (А0 -- А2), боры с дубом (В1 --В3), боры сложные и судубравы (С1 -- С3), сложные дубравы и ольшаники (D0 -- D5), кленово-кустарниковые дубравы (Е0 иЕ1) и ольшаники (Е5), кустарниковая растительность (F0 -- F4), мелкокустарниковая растительность и ветляники (G0 -- G5). На основе типов лесорастительных условий проектируют работы по лесоразведению и восстановлению леса, рекультивации нарушенных промышленной деятельностью земель и гидролесомелиорации. 
 

Дайте сравнительную оценку семенному и вегетативному  возобновлению леса. 

В лесном фонде любого лесничества имеются древостои семенного и вегетотивного происхождения. Таксация их должна производиться по различным таблицам уже вследствие того, что ход их роста различен. Обладая мощной материнской корневой системой, поросль от пня растет чрезвычайно быстро, в то время как семенные экземпляры той же породы должны сформировать собственную корневую систему, на что уходит более десятка лет. Обычно чем крупнее была материнская особь, тем быстрее рост поросли или корневого отпрыска. 
      Казалось бы, выгодность выращивания порослевых (низкоствольных) древостоев очевидна: быстрота роста в молодости, что выгодно при производстве мелкотоварной древесины; больший запас её в раннем возрасте; не нужны мероприятия по лесовосстановлению; простота ведения хозяйства; полная передача генетической информации новому поколению. 
      Однако существует ряд недостатков: 

начинается вырождение - снижается скорость роста и продуктивность древостоев, если древостой порослевого  происхождения и имеет уже  не первую генерацию;

повышенная ветровальность порослевых древостоев, обусловленную поверхностными корневыми системами деревьев порослевого происхождения. Так, еще Г.Н. Высоцкий указывал, что если полезащитная полоса устарела, то выгоднее в степных условиях ее срубить и создать вновь семенным путем.

деревья приобретают  не только изгиб у основания ствола, но и неравномерную ширину годичных приростов в силу гнездового расположения стволов, наличия между ними конкуренции. Из-за этого образуется эксцентричность  ствола, проявляется «крень» - порок древесины, вызывающий коробление пиломатериалов, полученных из таких стволов;

формируются толстые, долго не отмирающие сучья, как результат  бурного роста поросли в молодости  при отсутствии затенения с боков. Это снижает выход деловой древесины;

снижается товарность вегетативных древостоев (порослевого  и корнеотпрыскового происхождения) за счет гнилей и других болезней.            

Таким образом, вегетативным способом возобновления целесообразно  пользоваться преимущественно при  коротком периоде выращивания мелкотоварной  древесины – до 30…40 лет. При больших  сроках выращивания целесообразно  создавать древостои семенным путем. 
 
 
 

Охарактеризуйте процесс смены  ели мягко лиственными породами после сплошных механизированных рубок леса.

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 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.