Влияние света на рост насаждений. Древесные и кустарниковые насаждения нуждаются в свете для разложения углекислоты и образования хлорофилла в листьях. Световые условия влияют на видовой состав и рост пород под пологом насаждения.
Породы древесно-кустарниковой флоры делятся на световые и теневые. По степени требовательности пород к освещению их можно распределить в следующем порядке (шкале), начиная с самой светолюбивой: белая акация, лиственница, ясень, осина, береза, сосна обыкновенная, тополь черный, тополь белый, дуб обыкновенный, ель обыкновенная, липа, пихта, клен остролистный, граб, бук, тисс, самшит.
Одна и та же порода более теневынослива в молодом возрасте, чем в старом, и предъявляет неодинаковые требования к освещению в различных почвенно-климатических зонах.
Приведенная выше шкала имеет большое значение для подбора пород при реконструкции леса в лесопарк, образования многоярусных смешанных насаждений, установления степеней прореживания насаждений и пр.
Отношение лесных пород к температуре. Лес влияет на температуру воздуха и почвы, а температурные условия, складывающиеся в насаждениях, в свою очередь влияют на рост леса.
Температура воздуха в лесу летом и днем обычно ниже, чем в поле, а зимою и ночью, наоборот, выше, причем разность температур иногда достигает 4°, что объясняется задерживанием кронами деревьев части лучистой энергии. Летом температура почвы в лесу ниже, чем в поле, причем разность температур достигает до 6° на глубине 1 м. Зимою, наоборот, в лесу благодаря большей влажности почвы, температура ее несколько выше, чем в поле.
Некоторые из лесных пород очень чувствительны к резким температурным колебаниям и к температурам низким и сильно повышенным. К заморозкам очень чувствительны: ель, пихта, ясень, бук, более выносливы лиственница, сосна и клен. Устойчивы против заморозков береза, осина, ольха.
К высоким температурам чувствительны деревья с гладкой корой: ель, пихта, липа, бук, граб.
Морозостойкость древесных пород определяется способностью их клеток противостоять образованию внутри себя кристаллов льда, разрушающих оболочки и протоплазму клеток и вызывающих гибель растения. Действие высоких температур сопровождается ожогами коры и омертвлением камбия.
Влияние ветра на лес. Роль ветра в жизни лесных и лесопарковых насаждений велика.
Ветер способствует естественному возобновлению насаждений, распространяя пыльцу и семена, уменьшает нагрузку снегом крон деревьев, предотвращая тем самым снеголом и снеговал, регулирует тепловой режим воздуха. Отрицательное действие ветра на лес сказывается в усилении испарения воды с поверхности почвы, сильные ветры вызывают поломку и ветровал деревьев.
Действие зеленых насаждений на ветер заключается в следующем.
Ветер, дующий с открытого пространства по направлению зеленого массива, встречает преграду в виде опушки (наветренная сторона). Перед нею (примерно в расстоянии 30—40 м от нее) происходит уплотнение воздушного потока, причем он разделяется на две части.
Одна часть воздушного потока проникает внутрь массива и по мере углубления в него постепенно теряет скорость вследствие трения о стволы и ветви деревьев. На расстоянии 30—50 м от опушки скорость уменьшается до 30—40% от первоначальной, а на расстоянии 120—140 м от опушки наступает полное затишье. Другая часть воздушного потока устремляется вверх, увеличивая свою скорость на 5—20% против первоначальной, проносится затем над насаждением, теряя здесь до 50% скорости на, трение о вершины деревьев и, наконец, падает вниз с возрастающей скоростью; на расстоянии 150—300 м от задней опушки скорость воздушного потока достигает 110—115% от первоначальной.
Вследствие давления, оказываемого ветром на переднюю опушку (на наветренную сторону) насаждения, на противоположной стороне его у задней (подветренной) опушки создается отрицательное давление, с образованием завихрений; находящиеся здесь слои воздуха под действием разрежения получают поступательное, постепенно ускоряющееся движение и сливаются затем с частью воздушного потока, прошедшего над насаждением.
Влияние леса на почву. Лес изменяет свойства почвы, а почва, в свою очередь, влияет на рост леса. Древесные породы менее требовательны к минеральному составу почвы, чем травянистые растения, потому что под древостоями почва обогащается разлагающейся лесной подстилкой, содержащей значительное количество зольных веществ.
Минимальное количество золы содержат хвойные породы и наибольшее — лиственные. По содержанию золы в древесине породы могут быть представлены следующим убывающим рядом: белая акация, ильмовые, ясень, бук, дуб, черная ольха, ель, береза, лиственница, сосна обыкновенная.
Содержание золы в годичном приросте насаждения на одном гектаре является показателем потребности пород в зольных веществах, причем усвояемость последних корнями разная. Некоторые породы, обладающие высокой усвояемостью, могут извлекать необходимое им большое количество зольных веществ из почвы, бедных этими веществами. По требовательности пород к зольным веществам почвы древесные породы могут быть представлены следующим убывающим рядом: ильмовые, ясень, клен, бук, граб, дуб, черная ольха, осина, ель, лиственница, береза, белая акация, сосна обыкновенная.
Присутствие органических веществ в лесных почвах улучшает и сохраняет их структуру. Благодаря им лесная подстилка является фильтром, задерживающим взмученные мелкие частицы земли и не позволяющим им заиливать почву, вследствие чего повышается ее водопроницаемость и влагоемкость. Органические вещества, кроме того, смягчают температурные колебания в почвах. Они представлены в виде мертвой подстилки и в виде перегноя или гумуса, который появляется в результате превращения микроорганизмами органических веществ в минеральные соединения. При кислой реакции гумуса он называется грубым, а при нейтральной реакции — мягким или мулем. Грубый или кислый гумус имеет плотно-слоистый внешний вид, слои его как бы прошиты ясно видимыми мицелиями грибов. Он распространен в густых хвойных лесах, где способствует образованию подзолистых почв и их заболачиванию. Для предупреждения этих процессов грубый гумус перемешивают рыхлящими орудиями с минеральным слоем почвы и тогда, лишившись своей плотно-слоистой структуры, он служит в качестве органического удобрения. Примесь к хвойным лиственных пород и осветление почвы прореживанием древостоя устраняет образование грубого гумуса, так же как и известкование почвы, которое особенно благоприятно для лиственницы, ясеня, липы и бука.
Мягкий гумус (муль) свойствен лиственным и хвойнолиственным насаждениям. Он имеет рыхлое зернистое строение, влагоемок и хорошо прогревается; богат азотистыми веществами, что обеспечивает высокую продуктивность насаждений. Накопление гумуса может быть достигнуто разбрасыванием отходов от рубок, введением в насаждения азотособирателей — белой и желтой акации, ольхи, ракитника, а также посевом люпина.
Влияние зеленых насаждений на почву в общем заключается в том, что корни деревьев извлекают растворы зольных элементов почвы из глубоких ее слоев; эти растворы по стволу направляются в листья, которые, опадая, снабжают питательными веществами верхние слои почвы. Такое перекачивание солей из нижних горизонтов в верхние горизонты почвы объясняет причину, почему деревья существуют столетиями на одном и том же месте, не требуя внесения в него удобрений.
Под сосновыми и еловыми насаждениями происходит оподзоливание почвы, заключающееся в том, что органические кислоты разлагают частично почву, приобретающую вследствие химических процессов белесый оттенок. Листва березы служит, благодаря присутствию в ней щелочей, хорошим почвоулучшителем. Белая акация снабжает почву азотом. На юге почвоулучшителями являются: ильмовые породы, граб, бук и некоторые кустарники.
Рост дуба связан с деградацией черноземной почвы — уменьшением гумуса в верхних горизонтах почвы путем сноса его в нижние слои, причем почва приобретает ореховатую структуру, что благоприятно отражается на росте и развитии дуба. Сосна является почвоулучшителем на песках, накапливая в них гумус. Лиственница способствует переводу азота, окиси калия и фосфорной кислоты в легко растворимые соединения, значительно повышающие качество почвы.
Влияние леса на микроклимат. Внутри леса создаются специфические условия распределения выпавших осадков, теплового режима, движения воздуха, его влажности, состава и пр. Иначе говоря, внутри лесных массивов образуются особые климатические условия (микроклимат). Лесной микроклимат зависит от формы леса, характера распределения в пространстве лесных насаждений и их состава.
Влияние леса на состав фауны. Состав и характер типов леса определяет состав фауны, создавая необходимую обстановку для отдельных видов животных как в отношении кормовых ресурсов, так и в отношении защиты и условий для развития молодняка.
Одни виды животных связаны с хвойными лесами, другие с лиственными и третьи — со смешанными. Например, в черной тайге обитают медведи, соболи, белки, рябчики; в осинах и березняках — лоси; в тополе — олени; в лиственных и хвойно-лиственных молодняках — зайцы. На пространствах, где чередуются чернолесье с полями и лугами, — тетерева, косули; в буковых лесах — козы; в осинниках, ольшанниках и ивняках — бобры; в поймах рек — кабаны; в сосняках и березняках — белая куропатка. Глухари предпочитают типы леса, переходные к сфагновым болотам.
Муравьиные кучи особенно обильны в кисличных ельниках на хорошо дренированных почвах.
Гусеницы сибирского шелкопряда не переходят в леса с близким залеганием грунтовых вод.
Большой пестрый дятел в Заволжье обитает в густых ольшанниках, в поймах хвойных и сосновых древостоев, питаясь в гнездовой период насекомыми; после вывода птенцов он перелетает в сухие сосновые боры, где питается семенами сосны. Белка в Сибири весною и летом живет в лиственничных лесах, поедая семена лиственницы, ягоды, грибы, а осенью уходит в заросли кедрового сланца, где питается орешками.
Пожары, длительное затопление водой, понижение уровня грунтовых вод вызывают ослабление древостоев, что связано с появлением в лесах вредителей. Для борьбы с ними, для оживления лесов и лесопарков необходимо привлекать в насаждения пернатых путем раскладывания соответственной подкормки и устройства на деревьях искусственных гнезд.
Из всего указанного о значении леса и влиянии его на внешние условия среды следует, что создаваемые по Сталинскому плану полезащитного лесоразведения государственные лесные полосы и лесопосадки на полях колхозов и совхозов окажут громадное преобразующее влияние на природно-климатические условия огромных и богатейших пространств Юга и Юго-Востока нашей Родины.
Значение полезащитных лесопосадок, являющихся составной частью единого комплекса мероприятий, осуществляемых советским народом в соответствии с постановлением Совета Министров СССР и ЦК ВКП(б) в октябре 1948 г. «О плане полезащитных лесонасаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоемов для обеспечения высоких и устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах европейской части СССР», огромно. Они будут защищать плодородные земли этих обширных пространств от губительного действия сухих ветров (или суховеев), способствуя равномерному накоплению снега и регулируя сток воды, будут содействовать накоплению почвенной влаги и предохранять почвы от излишнего испарения, повысят влажность воздуха, улучшат состав и структуру почв, положительно изменят климатические условия этих районов. На обширных территориях нашей Родины будут созданы все условия для развития цветущего сельского хозяйства.
Примыкая к городам и поселкам, они послужат основой для создания вокруг них лесопарковой зоны, что в свою очередь улучшит микроклимат населенных пунктов, расположенных в степных и лесостепных районах Европейской части СССР.
Советский народ по праву назвал указанное выше постановление правительства и партии великим Сталинским планом преобразования природы и успешно претворяет его в жизнь.
Распределение лесов. Распределение и состав лесов зависят от природных условий и влияния человека.
В Европейской части СССР леса начинаются от безлесной тундры таежною полосою из ели и сосны; за этой полосой следует полоса хвойно-лиственных лесов из сосны, ели, березы и осины; эти смешанные леса южнее переходят в леса лиственные из дуба с примесью ясеня, клена, липы и кустарников; далее к югу начинается безлесная степь, граничащая с полупустынями и пустынями.
В азиатской части СССР леса расположены в Арало-Каспийской низменности. Благодаря почвенным условиям, леса занимают здесь небольшие площади, но включают богатый видовой состав. В пустынях Средней Азии произрастают саксаульники и распространены заросли песчаных кустарников; по долинам рек— тополя, ивы, лох, гребенщик; в гористых местах — фисташка, орехи, яблони, клены и выше в горах — ельники, можжевельник; в культурах растут тополя, карагач и шелковицы.
На Дальнем Востоке, вдоль берегов Тихого океана, большие пространства занимают леса из разнообразных хвойных и лиственных пород.
Покрытая лесами площадь СССР состоит, главным образом, из хвойных лесов (387 млн. га); лиственные леса занимают 97 млн. га.
Дендрологические богатства Советского Союза огромны. Вследствие обширности страны в ней представлены самые разнообразные климаты, рельеф, почвы, обеспечивающие произрастание многочисленных пород деревьев и кустарников в лесах.
Если приурочить это разнообразие пород к геоботаническим зонам, то в их лесах растут следующие породны (по В. Н. Сукачеву).
В северной лесной зоне произрастают: ель обыкновенная, ель сибирская, пихта, сибирский кедр, рябина, ива козья, жимолости, крушины, волчье лыко, зеленая ольха, можжевельник обыкновенный, красная бузина, сосна обыкновенная, лиственницы (сибирская, даурская и японская), рододендроны, береза (три вида), осина, ольха (черная и белая), тополь белый, черный, пирамидальный, душистый, лавролистный, ива (ломкая, белая, чернотал, серая, ушастая, пурпурная, корзиночная, каспийская, белотал), шиповник, смородина (черная, красная), спирея (рябинолистная, средняя, иволистная), акация желтая и др.
В степной зоне произрастают: дуб летний, клен остролистный, ясень, липа мелколистная, граб, ильмовые породы, яблоня дикая, груша дикая, клен полевой, черемуха, лещина, бересклет европейский, клен татарский, крушина слабительная, боярышник (сибирский, колючий, однокосточковый), бузина черная, жимолость татарская, калина, дерен сибирский, дерен красный, кизил, терн, степная вишня, бобовник, ирга, кизильник, шиповник, бирючина, дереза, ракитник, барбарис.
В состав кавказских и крымских лесов входят такие породы, как: дубы (зимний, армянский, черешчатый, иберийский, имеретинский, восточный, пушистый, каштанолистный, длинночерешчатый, золотистый, черешчатоцветный, араксинский, чороский, длиннолистный, дуб Козловского, понтийский), бук, каштан, самшит, железное дерево, дзелькова, ольха, яблоня, груша, ильм, явор, клены (бархатный, красный, чирканский, высокогорный), липа, каркас, грабинник, фисташка, хмелеграб, черешня, алыча, хурма, лавр, платан, лапина, шелковая акация, медвежий орех, берека, рябина круглолистная, мушмула, береза, пихта кавказская, ель восточная, сосны (крымская, пицундская, эльдарская, сосна Станкевича, пиния), тисс, можжевельник высокий, сумах, рододендрон, азалея, лавровишня, падуб, кизил, держи-дерево, бирючина, городовина, ломонос, плющ.
В Средней Азии произрастают: саксаулы, джузгуны, акация песчаная, чемыш, гребенщики, солянки, тополя (семь видов), лох узколистный, облепиха, орехи, клены (три вида), бересклета (туркестанский, густой), вяз Андросова, березы (туркестанская и изогнутая), шелковица белая и черная, фисташка, можжевельник, ель тянынанская и др.
В лесах Дальневосточного края — ель аянская, пихта амурская, чезения, тополь душистый, ольха, береза каменная, кедр корейский, пихта цельнолистная, тисс, береза желтая, бархат, орех белый, клены (мелколистный, манчжурский, желтый), липа амурская, береза даурская, дуб монгольский, орех манчжурский, ясень манчжурский, граб приморский, клен зеленокорый, черемуха, акация амурская, лещина амурская и разнолистная, аралия, свободосемянник, чубушник, виноград амурский, лимонник, кишмиш, груша уссурийская, крушина даурская, сирень амурская, черноклен, акантопанакс и др.