Читайте также:
|
. водный баланс складывается из прихода в виде осадков и расхода в различных видах испарения, а также стока воды, инфильтрации ее в глубиные горизонты почвы, аккумуляции влаги лесным фитоценозом и потребления ее почвенными микроорганизмами. Формула высоцкого: N= V+A (где а-сток воды, v- суммарное испарение, N – количество выпавших осадков. Влияние леса на осадки. Этот вопрос имеет две стороны: влияние леса на количество выпадших осадков; влияние леса на распределение выпавших осадков. Влияние леса на количество выпадающих осадков(вертикальные осадки снег, дождь, град)- этот вопрос более сложный и он остается дискуссионным. Горизонтальные осадки. Роль леса в образовании горизонтальных осадков (туман, роса, иней) значительна, так как огромная поверхность леса при ее охлаждении способствует надземной конденсации паров влаги из воздуха. влияние леса на распределение выпадающих осадков. При этом имеется в виду влияние его на все виды осадков, включая вертикальные. Распределение осадков 3 типа: осадки в лесу на площади, занятой древостоем; осадки на прогалинах, полянах, вырубках, просеках; осадки на более или менее обширной беслесной территории.
47.Лес и испарение влаги.
Испарение - важнейшая расходная часть водного баланса леса. Оно слагается из 3-х видов: физического испарения влаги, задержанной при выпадении осадков растениями – кронами деревьев, листовой поверхностью нижних ярусов и т. д.; физического испарения с поверхности почвы; транспирация. Влага, задержанная верхним пологом быстро испаряется. Значительное количество влаги расходуется лесом на транспирацию. На ее величину влияют различия в характере леса. В сухой период у древесных пород с глубокой корневой системой транспирационная деятельность меньше нарушается, чем у пород с поверхностной корневой системой, и они легче переносят засуху.
48. Лес и сток воды.
Различают поверхностный и внутренний стоки. Первый может вызывать эрозию почвы, разливы и другие неблагоприятные последствия, второй питает более постоянный сток межени. Большое значение имеет сокращение величины поверхностного стока и перевод части его во внутренний. Оценка влияния леса на сток вод в определенной местности зависит от лесистости, общей площади лесов, их территориального размещения, в том числе расположения по отношению к речным системам. Поверхностный сток воды в лесу уменьшается в следствие неравномерности поверхности почвы, выраженности микрорельефа (наличие кочек, пней, колод и тд.); слабого промерзания почвыо; образования в почве макропустот (на месте сгивших корней, ходов землеройных животных и др.); влияния подстилки, играющей роль фильтра при прохождении влаги сверху вниз и препятствующей ее передвижению в наклонном направлении. Причиной уменьшения стока в лесу является также замедленная интенсивность снеготаяния.
49.Лес и уровень грунтовых вод.
Уровень грунтовых вод – производная многих факторов, в том числе метеорологических условий, рельефа, почвы, времени года. При их различных условиях сочетания влияние чрезвычайно многообразного леса проявляется неодинаково. Постепенно выявляются контуры разных типов взаимодействия леса и грунтовых вод в определенных условиях пространства и времени.
50. Атмосферный воздух и лес.
Воздух как экологический фактор влияет на лес двояко: обусловливает физиологические и биохомические процессы; действует как физический фактор. Первое обычно связано с влиянием состава воздуха, второе – с его движением. Эти две стороны тесно взаимосвязаны: движение воздуха, фактически воздействуя на деревья, может одновременно повлиять на их биологические и физиологические процессы. При рассмотрении воздуха как экологического фактора учитываем физическое состояние ее компонентов – электрических свойств, температуры, влажности и т. д.
50) Атмосферный воздух и лес.
В атмосфере во взвешенном состоянии содержатся такие инородные примеси, как дымовые газы и пылевые выбросы литейных, алюминиевых, цементных, целлюлозных, химических заводов, предприятий по переработке нефти, азотных комбинатов, электростанций и заводов, работающих на буром угле, нефтяные газы (метан, этилен), сернистый газ, серный ангидрид, фтористый водород, фтор, хлористый водород, сероводород, аммиак, окислы азота, окиси углерода, окислы тяжелых металлов и другие соединения. Вредные химические вещества (поллютанты) снижают прирост деревьев и их плодоношение, вызывают суховершинность деревьев, разрушают покровные ткани листьев и хвои, тормозят фотосинтез, изменяют кислотность клеточного сока, нарушают действие ферментов и водный режим растений. Особенно губительны поллютанты для вечнозеленых пород, которые не сбрасывают на зиму листву (хвою) и вместе с ней не освобождаются от большей части поглощенных вредных веществ. Степень устойчивости древесных и кустарниковых пород к вредным газам весьма различна и зависит от вида растений, фазы их развития, концентрации газа, погодных и почвенных условий, густоты насаждения, удаленности от опушки леса. Чувствительность одной и той же породы к вредным газам также неодинакова и зависит от вида и концентрации газа, плодородия почвы, интенсивности фотосинтеза и дыхания, общего содержания воды в листьях, возраста растения, сезона года и состояния древесной породы. По степени газоустойчивости древесные и кустарниковые породы подразделяются на три категории:
• очень устойчивые – ель колючая, туя западная, акация белая и другие;
• средней устойчивости – можжевельник обыкновенный и виргинский,
лиственница сибирская, бархат амурский, береза пушистая и повислая, дуб
черешчатый и красный и другие;
• неустойчивые – ель, пихта, сосна, каштан конский, рябина, ясень.
Лес в значительной степени содействует очищению воздуха от пыли и препятствует дальнейшему ее распространению. Пыль, осевшая на хвое и листьях деревьев, смывается дождем на землю. Один гектар густого лес может ≪отфильтровать≫ из воздуха до 70 т пыли в год.
51) Состав воздуха и его значение в жизни леса.
Главный компонент атмосферного воздуха – азот (78%). Концентрация этого газа поддерживается на одном и том же уровне. Его незначительная часть вовлекается в биологический круговорот, благодаря растениям из семейства бобовые. Около 21% по объему занимает кислород. Он необходим для дыха-
ния растений, животных, микроорганизмов. Снижение или повышение концентрации О2 сказывается на всех процессах жизнедеятельности живых организмов.
На инертные газы приходится около 1% атмосферного воздуха (аргон, ксенон, неон, криптон, гелий). Важнейшим компонентом для растений является СО2. Его концентрация постепенно увеличивается и это оказывает положительное влияние на флору (тепличные хозяйства давно применяют подкормку растений повышенными концентрациями СО2). Под пологом леса кроме СО2 присутствуют и другие углерод содержащие газы, являющиеся продуктами разложения детрита (главным образом метан). Содержание СО2 в пологе древостоев подвержено суточным и сезонным колебаниям. Причем в различных горизонтах древесного полога эти колебания не одинаковы (Мартынюк 1997, Смирнов, Грязькин 2000). По данным И.В.Катрушенко (1983), наибольших колебаний интенсивность фотосинтеза и дыхания достигает в спелых древостоях. Скорость фотосинтеза в верхней части полога всегда выше, чем в нижней. Интенсивность дыхания пропорциональна интенсивности фотосинтеза, т.е. в верхней части полога она почти в два раза выше, чем в нижней. Абсолютные значения концентрации СО2 в пологе ельника зависят от внешних условий и, главным образом, ночью от температуры и влажности воздуха, а днем еще и от освещенности. Установлено, что в ясную погоду наибольшая концентрация углекислого газа ночью была в горизонте с максимальной массой хвои, а в пасмурную погоду – у поверхности почвы за счет дыхания корней и деятельности почвенной биоты. Суточная и сезонная динамика выделения углекислого газа из почвы определяется главным образом температурным режимом. Количество СО2, выделяющегося из почвы, характеризует активность почвенных микроорганизмов и интенсивности дыхания корневых систем фитоценоза. Многие исследователи отмечают строгую зависимость количества выделяемого СО2 от температуры и других показателей микроклимата (Семихатова 1978; Катрушенко 1983; Смирнов, Грязькин 2000). Сезонные колебания интенсивности выделения углекислого газа также связаны с внешними условиями. Максимальные значения отмечаются в летние месяцы. Существенное влияние на режим СО2 в лесу оказывают запасы фитодетрита. Интенсивность разложения мертвого органического вещества под пологом лиственного леса всегда выше, чем под пологом хвойного, который характеризуется более мощным запасом подстилки и бедной микрофлорой.
Роль живого напочвенного покрова в продуцировании СО2 незначительна. В среднем за сутки доля СО2, выделяемого этим компонентом фитоценоза, составляет около 2-9% от общего потока СО2 с поверхности почвы. Более интенсивное выделение углекислого газа отмечается на микроповышениях, которые характеризуются оптимальным режимом температуры и влажности. Здесь богаче видовой состав растительности и фитомасса больше, чем на микропонижениях. Благодаря постоянному потоку СО2 из почвы в течение всего вегетационного периода, создаются благоприятные условия для его ассимиляции растениями нижних ярусов фитоценоза. Недостаток освещенности в нижних ярусах компенсируется оптимальным режимом СО2.
52) Влияние леса на состав воздуха.
Фитонциды – это образуемые высшими растениями летучие биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Фитонциды содержаться в эфирных маслах, смолах, дубильных веществах и других соединениях. Многие фитонциды образуются в растениях лишь при повреждении тканей. При этом количество фитонцидов быстро возрастает до необходимого для защиты открытых тканей. Хвойные деревья выделяют фитонциды в течение всего года, а лиственные, главным образом, летом. Наибольшее количество фитонцидов выделяется с мая по октябрь. По степени фитонцидности древесные и кустарниковые породы подразделяются:
1) на очень сильно фитонцидные – пихта сибирская; дуб черешчатый,
клен остролистный;
2) сильно фитонцидные – береза повислая, береза пушистая, сосна обыкновенная, ель, осина, лещина, черемуха, можжевельник обыкновенный;
3) средне фитонцидные – лиственница сибирская, ясень обыкновенный, липа мелколистная, ольха черная, кедр сибирский, рябина, желтая акация, сирень обыкновенная, жимолость татарская;
4) слабо фитонцидные – вяз, бересклет бородавчатый;
5) наименее фитонцидные – бузина красная, крушина слабительная.
Из кустарничков и травянистых растений высокими фитонцидными свойствами обладают (в порядке убывания) багульник, крапива двудомная, ландыш.
53) Влияние ветра на лес.
Причиной движения воздушных масс – ветра является неравномерный нагрев земной поверхности солнечными лучами и, в связи с этим, изменение атмосферного давления, плотности воздуха. Ветер оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на лес.
С помощью ветра разносится пыльца. Особенно большое значение это имеет для хвойных и сережчатых лиственных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты, сосны кедровой, березы, осины, ольхи, дуба и др.), так как способствует их перекрестному опылению. С помощью ветра распространяются семена большинства древесных растений. Многие из них имеют специальные приспособления (крылышки, пуховые зонтики и т.п.) для увеличения дальности разлета. Слабый ветер содействует газообмену, притоку углекислого газа к кронам деревьев и при скорости до 3 м/с повышает интенсивность фотосинтеза, регулирует транспирацию, способствует лучшему водообмену внутри растений. Ветер способствует перемешиванию охлажденных масс воздуха с более теплыми и тем самым уменьшает опас ность образования радиационных заморозков. Раскачивание стволов де ревьев ветром положительно влияет на развитие корневой системы. Ветер освобождает кроны от снежного покрова и перераспределяет снег на местности.
Отрицательная роль ветра начинает проявляться при его скорости более 5 м/с. Сильный ветер так усиливает транспирацию, что вода из почвы не успевает доходить до вершин деревьев. В результате гибнет их ассимиляционный аппарат (листья и хвоя) и образуется суховершинность.
Ветер формирует внешний вид деревьев. Там, где ветер дует в одном направлении, у деревьев флагообразные кроны, изогнутые стволы. Под влиянием постоянно дующего ветра годичные кольца вытягиваются по направлению движения ветра, в результате чего сердцевина оказывается не в центре ствола. Ствол становится в сечении не круглым, а овальным. Под влиянием сильного ветра у деревьев снижается скорость роста в высоту и усиливается прирост по диаметру, особенно в комлевой части. Поэтому деревья формируются кряжистыми, с резким переходом диаметра от комлевой части к вершинной, что характерно для деревьев, растущих на опушке.
Значительный вред лесу причиняет ветер, раскачивая деревья, когда ветви одного дерева охлестывают ветви другого, изреживая его крону. Особенно сильно охлестываются ветви сосны и ели ветвями березы. При сильном ветре у некоторых деревьев возможно обламывание веток (у тополя, черемухи, клена ясенелистного и др.).
Отрицательная роль ветра проявляется в таких явлениях, как бурелом (стволы деревьев ломаются) и ветровал (деревья вываливаются с корнями). Часто ветровалы наблюдаются среди еловых древостоев, если те произрастают на мелких почвах. Причина этого в поверхностной корневой системе ели. Но на рыхлых, дренированных почвах ель развивает глубокую корневую систему и устойчива к ветровалу. Сосна имеет глубокий стержневой корень и на богатых почвах редко вываливается ветром. На заболоченных же участках или в местах с незначительной мощностью почвы она может вываливаться вместе с корнем. Ветровалу также подвержены взрослые деревья, выросшие в лесу, но затем, после рубки леса, оказавшиеся на открытом месте. Такие деревья уже не могут приспособиться к новым условиям. От бурелома чаще страдают деревья древесных пород с рыхлой и хрупкой древесиной (осина, липа, ольха, ель, пихта), а также деревья, пораженные грибными болезнями. Наиболее уязвимы спелые и перестойные древостои. В результате бурелома леса захламляются валежником, в них возникает пожарная опасность. При скорости ветра свыше 6 м/с резко усиливается скорость распространения огня в лесу, низовые пожары переходят в верховые.
54) Влияние леса на ветер.
Лес препятствует движению ветра в приземном слое воздуха. Ветер, встречая на своем пути лесной массив, резко снижает скорость вследствие соприкосновения и трения о кроны деревьев, стволы и другие растения, произрастающие в лесу. Снижение скорости ветра зависит от густоты деревьев, их высоты и возраста: чем гуще и выше деревья в лесу, тем заметнее снижается скорость ветра.
По данным Нестерова, в сосновом лесу с густым дубовым подростом и подлеском из лещины скорость ветра на расстоянии 34 м от опушки составляет 55—78 % скорости ветра на открытом месте; на расстоянии 77 м от опушки в глубь леса скорость ветра снижается до 23—27 % и из расстоянии 228 м до 2—5 % скорости ветра в открытом поле. Скорость ветра в лесу над почвой на высоте 1 м составляет около 30 % скорости ветра над кронами.
Влияние леса на скорость ветра становится заметным при ветре в сторону леса уже на расстоянии 250 м, а при направлении ветра от леса — на расстоянии до 1500 м. Скорость ветра в лесу едва достигает 1 м/с. Положительное действие леса на снижение скорости ветра широко используется в сельском и лесном хозяйстве в лесостепных и степных районах нашей страны. Здесь издавна создаются полезащитные лесные полосы различных конструкций.
Система полезащитных лесных полос была создана на огромной территории европейской части России, начиная от берегов Днестра до Урала. Туда, где выполняют свою роль защитные насаждения, в летнее время не врываются юго-восточные горячие сухие ветры, называемые суховеями. Они не высушивают хлебные культуры, не образуют черные бури, способные выдувать вместе с хлебами плодородные частицы почвы. Черные бури в южных районах наносили большой ушерб vpoжаям, вызывали заносы пылью населенных пунктов, садов, посевов, дорог, рек и других объектов.
Научное обоснование степному лесоразведению было дано В. В. Докучаевым. В 1893 г. в Каменной степи были заложены первые лесные полосы, а спустя некоторое время создано Каменно-Степное опытное лесничество, где работали известные ученые.
В течение 12 лет работал по созданию лесных полос в Великом Анадоле Г. Н. Высоцкий. Он и многие другие отечественные ученые обобщили свой опыт, а также другие работы и предложили различные конструкции лесных полос.
Для задержания влаги на полях и предохранения почвы от водной эрозии создают широкие водорегулирующие полосы, а против ветровой эрозии — узкие и по-разному продуваемые лесные полосы. Узкие лесные полосы называют иногда ветроломными. Их создают преимущественно в равнинных условиях для защиты посевов от суховеев и для задержания снега на полях. Различают плотные, ажурные, продуваемые и крупносетчатые конструкции лесных полос.
Лесные полосы в любое время года снижают скорость ветра. Однако степень снижения скорости и расстояние, на которое влияют лесные полосы, зависят от структуры лесополос, их ширины, а главное — от высоты деревьев. Замедление скорости ветра и отложение снега происходят с подветренной стороны на расстоянии 15—20-кратной высоты полосы. Чем выше лесная полоса, тем на большее расстояние она оказывает свое положительное влияние. Лесная полоса, кроме снижения скорости ветра, влияет на распределение снежного покрова, глубину промерзания и скорость оттаивания почвы в полосах и межполосных полях, улучшает влажность почвы и микроклимат в межполосных пространствах, служит средством борьбы с ветровой эрозией, суховеями и засухой и в конечном итоге повышает урожай на плодородных, но маловлажных степных просторах.
Вредные воздействия ветра на лес могут быть в значительной мере предотвращены путем повышения ветроустойчивости пород. Ветроустойчивость деревьев зависит от строения и структуры древостоев, а также гибкости их ветвей и расположения корней. Ветроустойчивость древостоев можно повысить созданием ветроупорных опушек, выращиванием многоярусных насаждений. Своевременные рубки ухода за лесом с оставлением на корню оптимальной численности деревьев на единице площади обеспечивают условия, при которых деревья получают необходимое развитие нужных признаков.
55) Влияние почвы на лес.
Из курса почвоведения известно, что почвы формируются при участии биотических факторов – растений и животных, грибов и микроорганизмов (почва по определению В.В.Докучаева – верхний слой земной коры, образовавшийся в результате совокупной деятельности и взаимовлияния факторов почвообразования). Разнообразие типов почв объясняется различными сочетаниями перечисленных факторов. Конкретному климатическому поясу присущи определенные типы (или тип) почвы. С другой стороны в пределах одной климатической зоны разнообразие лесных формаций определяется в первую очередь почвенно-грунтовыми условиями. На богатых почвах формируются смешаные по составу, сложные по строению древостои, обладающие высокой производительностью (I-II классов бонитета). На бедных почвах произрастают, как правило, чистые по составу, низкопроизводительные фитоценозы (V-IV классов бонитета). Почва в отличие от материнской горной породы обладает уникальным свойством – плодородием, способностью обеспечивать растения элементами питания и водой. Из почвы растения получают все необходимые элементы для обеспечения нормальной жизнедеятельности, это и неудивительно, т.к. растения, грибы и микроорганизмы – активные участники почвообразовательного процесса. Биологический круговорот веществ в лесу (процесс почвообразования, в первую очередь образование гумуса) обеспечивают все царства живой природы, они поставляют в биогеоценоз органическое вещество. Лесорастительная зона определяет общий облик лесов, потенциальную продуктивность и набор видов. От почвенных условий конкретной территории зависит состав древостоев и их производительность, качество древесины и скорость его нарастания, тип леса и условия возобновления. Почва используется в качестве классификационного признака при определении типа леса и условий произрастания (см. главу 3), так как в ней фиксируется история развития данной территории. Почва регулирует состав растительности. Строение корневой системы древесных пород также зависит от почвенных характеристик. На богатых хорошо дренированных почвах формируется глубокая корневая система, на переувлажненных почвах, на почвах с преобладанием тяжелых суглинков корневая система деревьев, независимо от породы – поверхностная. Механический состав почвы определяет многие характеристики древостоев и древесины. На богатых почвах формируются широкие годичные слои, такая древесина имеет небольшую плотность, подвержена значительным деформациям (особенно в пиломатериалах), не устойчива к гниению. На сухих и заболоченных бедных почвах формируется древесина, обладающая высокой плотностью и прочностью.
По отношению к богатству почвы все древесные породы можно раз- делить на три группы:
1) олиготрофы (могут произрастать на бедных почвах – сосна, можжевельник, некоторые виды кустарниковых ив);
2) мезотрофы (среднетребовательные к плодородию почвы – основная часть лесообразующих пород);
3) мегатрофы (породы, предпочитающие богатые почвы – ель, пихта, дуб, ясень, ильмовые).
56) Влияние рельефа на лес.
Рельеф – это фактор перераспределения света, тепла, влаги атмосферных осадков и биогенных элементов. Обычно выделяют мегарельеф (горные страны, равнины), мезорельеф (овраги, моренные холмы) и микро- или нанорельеф (кочки, валеж, гнилые пни и др.).
В таежной зоне на элювиальных почвах (элювий – продукт выветривания горных пород, остающийся на месте своего образования) чаще всего произрастают сосняки низкой производительности. На делювиальных почвах, состоящих из продуктов выветривания горных пород, смытых талыми и дождевыми водами, растут смешанные леса повышенного бонитета. В лесотундре и северной тайге ель растет на вершинах холмов, где почва теплее. В нижних частях склонов из-за повышенного увлажнения почвы грунтовыми или поверхностными водами могут преобладать леса из гигрофитов (ольхи черной, ивы). Бонитет зависит от проточности или застойности почвенных вод. В поймах рек и ручьев он может быть высоким, в закрытых западинах образуются болота, бонитет падает или лес исчезает совсем. Вниз по склону обычно увеличиваются мощность почвы и содержание мелкозема, возрастает и бонитет. Большим разнообразием древостоев отличаются горные леса. Состав древостоя здесь зависит от высоты над уровнем моря и от экспозиции склона. На Северном Кавказе бук чаще растет на северных склонах, дуб – на южных. В Восточной Сибири на южных склонах обычно встречаются древостои сосны, на северных – лиственницы. От материнской горной породы зависит минералогический и гранулометрический состав почвы, обеспеченность ее зольными элементами. Так, если в песчаной почве имеется глинистая прослойка, то в сосняках появляется примесь ели. На почвах с очень низким содержанием фосфора и калия растут только чистые сосняки, при увеличении содержания этих элементов появляются смешанные с сосной дубравы и ельники, или сосна совсем исчезает из состава древостоев. Однако участие той или иной древесной породы, того или иного вида трав и мхов существенно зависит от конкуренции: сосна могла бы расти успешнее, если бы ее не вытесняла ель.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 169 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |