Лес, как растительное сообщество, представляет собой совокупность древесных растений, которые в своем росте оказывают взаимное влияние друг на друга и на окружающую среду.
Различают леса: лиственные, хвойные, смешанные, произрастающие на болотах, и пр. Распределение их по поверхности земли зависит от ряда условий: влажности, почвенных и физико-географических условий и деятельности человека.
Эти условия называют экологическими факторами, а совокупность их — средой.
Экологические факторы делятся (акад. В. Н. Сукачев) на четыре группы:
I. Климатические и атмосферные — температура, влажность и состав воздуха, свет, ветер.
II. Почвенные — химический состав, температура и влажность почвы, воздушный режим, механические свойства и реакция почвы (нейтральная, щелочная, кислая).
III. Рельеф местности — высота над уровнем моря, крутизна склонов, экспозиция (положение относительно стран света).
IV. Биотические — воздействие человека (вырубка, сенокошение, осушка, орошение, распашка и др.) и растений (накопление перегноя, затенение, перекачивание солей из нижних горизонтов почвы в верхние).
Влияние климатических факторов, особенно температурных, на ход развития растений в пределах вегетационного периода является предметом изучения особой отрасли ботаники — фитофенологии, устанавливающей сроки начала и окончания вегетации, облиствления, цветения, созревания семян, обсеменения и пр.
Установление сроков указанных периодов в жизни растения имеет большое практическое значение для многих лесохозяйственных мероприятий: определения сроков рубки, посева, сбора семян, а также для декоративного оформления разных объектов садово-паркового и лесопаркового строительства (подбор пород для соблюдения непрерывности цветения, его длительности и пр.).
Местоположения, где совокупность перечисленных выше факторов сходно воздействует на растения, вызывая развитие однотипных группировок, называют биологически равноценными.
Экологические факторы, воздействуя на растения, создают необходимые условия для произрастания насаждений. Действие их на растение проявляется комплексно, причем действие одного фактора способствует проявлению других. Так, например, повышенная влажность сказывается на использовании растением минеральных веществ почвы, вытаптывание почвы ухудшает воздушный режим и влажность почвы, что, в свою очередь, неблагоприятно сказывается на почвенных процессах и т. п.
Для роста и развития растений все перечисленные экологические факторы не всегда обязательно необходимы. Поэтому различают среду обитания растения, т. е. наличие всех экологических факторов, и условия существования, т. е. наличие таких экологических факторов, которые необходимы для жизни и развития растения. Согласно учению академика В. Р. Вильямса каждый из экологических факторов имеет самостоятельное значение для развития растений и не может заменяться каким-либо другим, т. е. экологические факторы не являются взаимозаменимыми.
Согласно материалистическому учению И. В. Мичурина и Т. Д. Лысенко растение и среда представляют собой единство. В процессе развития растения условия существования входят в наследственность растительного организма и сами затем становятся причиной, вызывающей ее изменение. В этом лежит разница между передовым материалистическим учением Мичурина — Лысенко и реакционной идеалистической лженаукой вейсманистов, которая рассматривает наследственность живых организмов, как нечто внутреннее, им присущее, неизменное, раз навсегда данное и не зависящее от влияния внешней среды.
Управляя развитием растений методами, разработанными мичуринской биологической наукой, человек способен направлять развитие растительного организма в желательном для себя направлении, вызывать новые свойства и качества, усиливать полезные или наоборот ослаблять проявления нежелательных признаков у развивающегося растения.
Растительный покров состоит из различных сочетаний деревьев, кустарников и травянистой растительности.
В лесу, как и в лесопарке, наряду с одиночными деревьями, древесная растительность собрана в группы на лужайках и массивами, в которых деревья и кустарники растут в тесном стоянии на значительных площадях. В процессе своего роста и развития деревья взаимно влияют друг на друга.
Деревья, выросшие на свободе, отличаются более низким ростом, толстые боковые ветви их сильно разрастаются в длину, образуя густую низко опущенную крону, ствол их, обычно покрытый толстой корой, толстый у основания быстро утоньшается к вершине (конусообразный); такие стволы называются сильно сбежистыми.
Деревья, растущие в условиях тесной сомкнутости крон, отличаются более высоким и стройным стволом, высоко поднятой и узкой кроной и тонкой корой; боковые сучья у таких деревьев начинаются на большой высоте, ствол менее сбежист, приближаясь по форме к цилиндру. Такие стволы называются полнодревесными, дают большой процент выхода деловой древесины; насаждения из этих деревьев высоко ценятся в хозяйственном отношении. В то же время деревья, выросшие при свободном стоянии, пригодны, главным образом, только на дрова, но зато, обладая пышными кронами, более декоративны и, благодаря обширной листовой поверхности, имеют большое санитарно-гигиеническое значение; поэтому в лесопарках особо важны насаждения из таких деревьев, как более декоративных.
Деревья в насаждениях своими кронами образуют так называемый полог или ярус. Если в насаждении имеется несколько пологов, расположенных один над другим, то оно называется многоярусным.
Насаждения при своем развитии оказывают влияние на среду, вызывая изменение условий произрастания.
В лесу, в отличие от смежной открытой местности, создаются особые условия освещения, тепла, влажности воздуха и почвы, особый так называемый лесной микроклимат.
Лесные насаждения, создавая особые условия внутри себя, в свою очередь, сами претерпевают постоянные изменения под влиянием изменяющейся среды.
В своем развитии растительность проходит постепенные смены, начиная с заселения травянистой флоры не занятых растительностью пространств и кончая образованием сложных лесов из деревьев и кустарников. Эти постепенные смены представляют собою сложный процесс развития растительности и зависят от целого ряда причин; основными из них являются внутренние причины, источники которых лежат в самих группировках растений. Вызываемые этими причинами смены называются эндодинамическими. Источники других причин заключаются в изменении внешних условий произрастания. Вызываемые этими причинами смены называются экзодинамическими. Такие смены возникают, например, вследствие общего изменения климата или почвенных условий, от повышения или понижения местности и колебания в связи с этим уровня грунтовых вод, от воздействия человека.
Общим источником экзодинамических смен являются изменения климата. Известно, что в последнюю геологическую эпоху вслед за отступающими к северу ледниками развилась тундровая растительность, окаймлявшая края ледников; ее место заняли полосы березовых и осиновых лесов, вместо которых затем образовались сосновые леса, уступившие, в свою очередь, свои места на севере ели, на юге — дубу, а на западе — буку.
В связи с повышением или понижением местности изменяются и почвенные условия. Постепенное понижение, образование котловин и связанное с этим изменение водного режима ведет к образованию иных почв. Размыв ровной местности с образованием оврагов, способствующих быстрому стоку дождевых и снеговых вод, вредно отражается на степной растительности. Она резко изменяется также на поемных лугах, когда река углубляет свое русло и изменяет как уровень воды в пойме, так и степень затопления вешними водами.
Условия местопроизрастания и деятельность человека определяют состав, характер распределения и формы тех растительных группировок, которые естественно возникли и развились на разных участках данной лесной территории.
Особенно сильные изменения растительности вызывает деятельность человека, оказывающего глубокое влияние на переделку естественной растительности (создание искусственных насаждений, лугов на месте бывших лесов, выведение новых растений и т. д.). Большое влияние на изменение растительности оказывает распашка земель. Изменение растительных группировок вызывают также вырубки и лесные пожары.
Растительные группировки, возникающие на вырубках и пожарищах, можно разделить на две категории: коренные и производные. Коренные группировки развиваются без влияния человека; возникновение их обязано только климату и почвенно-грунтовым условиям. К настоящему времени коренных, неизмененных человеком, группировок осталось очень мало. Большинство группировок относится к производным, обязанным своим существованием человеку; к этой категории относятся и все искусственно созданные насаждения (полезащитные полосы, посевы, посадки леса).
Производные группировки разделяются на три рода:
1. Кратковременные, возвращающиеся к коренному типу через одно поколение (не более 150 лет), например, осинники, березняки и ольшанники на вырубках и пожарищах, где были еловые, сосновые или дубовые леса.
2. Длительно-временные, удерживающие за собою территорию более 150 лет, например, сосновые насаждения, являющиеся производными из еловых под влиянием пожара.
3. Устойчиво-производные, не возвращающиеся к коренному типу (например, сосняки с дубовым ярусом переходят, после вырубки сосны, в тип дубового леса и сосна в него не возвращается) .
Самоизреживание насаждений. С возрастом деревья увеличиваются по высоте, толщине, объему, размерам кроны и объему корневой системы. Это создает тесноту, недостаток пространства; поэтому развитие всех возникших на данной площади молодых деревьев становится невозможным. В результате часть растений одного вида, выполнив свои функции в процессе развития, отмирает, создавая тем самым для остальных представителей данного вида наилучшие условия дальнейшего развития. Насаждение таким образом самоизреживается.
Следовательно, самоизреживание играет положительную роль в дальнейшем развитии насаждения.
На основе изучения процесса самоизреживания деревья в насаждениях делят на пять классов. Первые три класса составляют главный полог, а остальные два — подчиненный полог насаждения.
В главный полог насаждения входят:
- деревья наиболее развитые, с большими кронами, вершины которых поднимаются вверх над общей поверхностью полога; таких деревьев в насаждении сравнительно немного (класс I);
- деревья хорошего развития; в насаждении они составляют большинство и образуют основу главного полога (класс II);
- деревья, входящие в главный полог, но с кронами, несколько сдавленными кронами соседних деревьев (класс III).
В подчиненный полог входят:
- деревья заглушенные, со сдавленной кроной, помещающейся в нижней части главного полога (класс IV-a);
- деревья с однобокою кроною, вклинивающейся снизу в главный полог только вершиною (класс IV-б);
- деревья, кроны которых находятся целиком под главным пологом; одни из них еще живут, другие уже засохли (класс V).
Самоизреживание насаждения происходит в течение всей его жизни, причем процесс этот разделяется на несколько периодов. Первый период — от начала роста до смыкания крон деревьев;
второй период — от возраста смыкания до времени наибольшего прироста деревьев в высоту—15—30 лет (наибольший отпад); третий период — в возрасте от 30 до 60 лет (отпад сильный, но меньший, чем во втором периоде); четвертый период — от возраста 60 лет и выше, когда выпад уменьшается и зависит от старения отдельных деревьев. За всю жизнь насаждения из него выпадает примерно половина запаса древесной массы в спелом состоянии леса.
Состав насаждений. По составу насаждения разделяются на чистые и смешанные. Чистые насаждения состоят из одной какой-либо породы деревьев, а смешанные — из двух и более пород. В природе встречаются обычно смешанные насаждения. Чистые насаждения возникают в условиях, менее благоприятных для роста, — на бедных, сухих и засоленных почвах или в условиях избыточного увлажнения вследствие выпадения некоторых пород. Чистые насаждения могут быть и временные, например, березовые, сосновые насаждения после пожаров.
В природных условиях чистые насаждения могут переходить в смешанные. Например, вследствие постоянного накопления сосновым чистым бором перегноя, создаются условия для поселения ели под пологом сосны; в своей дальнейшей жизни ель проходит несколько стадий развития: от единичных вкрапленных деревцев, которые соединяются в группы, составляя подрост, она входит сначала во второй, а затем и в первый ярус соснового насаждения, которое из чистого превращается в смешанное. То же происходит с другими породами.
Смешанные насаждения также способны переходить в чистые, что вызывается неодинаковой долговечностью пород, участвующих в смешанном насаждении. Например, молодая ель, поселившаяся под взрослым насаждением из сосны и березы, будет жить, развиваться и останется, образовав чистое еловое насаждение, в то время когда сосна и береза выпадут за дряхлостью из состава насаждения.
Чистые насаждения наиболее обычны на песках, солонцах и в специальных культурах, например, в ивовых плантациях для получения прутьев на корзиночные изделия.
Состав насаждений зависит от природных факторов и от воздействия человека. Насаждения смешанные образуются вследствие неодинакового отношения древесных пород к свету, теплу, влаге и составу почвы. Например, под пологом чистого соснового насаждения может поселиться теневыносливая ель, где она находит благоприятные условия защиты от утренников, побивающих ее молодые побеги; такую же роль могут сыграть для ели осина и береза.
Нахождение ели под сосною ведет также к более равномерному распределению между ними почвенной влаги: сосна использует влагу более глубоких горизонтов почвы, а ель, имеющая поверхностную корневую систему, питается влагою верхних слоев почвы. В более благоприятных климатических и почвенных условиях состав насаждений богаче.
Смешанные насаждения имеют некоторые преимущества перед чистыми. Подстилка (опавшая листва, хвоя, мелкие ветви) в смешанных насаждениях разнообразнее и потому из нее образуются лучшие по свойствам почвы. Продуктивность сметанных насаждений выше, деревья их обладают лучшим качеством древесины. Смешанные насаждения более успешно противостоят болезням и нападению вредителей, сильнее сопротивляются вредным влияниям ветров.
Особо важное значение для лесопарков, с декоративной точки зрения, имеют смешанные насаждения. Каждая порода дает свои эффекты и вносит в насаждение разнообразие по форме крон, по раскраске и фактуре листьев, по игре света и тени и другим качествам, которым должны отвечать насаждения лесопарков.
Для определения степени участия каждой породы или, как говорят лесоводы, для определения пропорции смешения пород в насаждении, служит объем древесной массы стволов или запас насаждения; общий запас принимается за 10, а участие каждой породы в его образовании выражается долями этой цифры; обозначение долей ставится в виде коэффициентов перед названиями пород.
Например, если дана формула смешения 5С3Е2Б, то это значит, что насаждение состоит из сосны (С), ели (Е) и березы (Б), причем стволовой массы древесина сосны имеет пять долей, ели — три доли и березы — две доли из общего запаса стволовой части всего насаждения.
Преобладающая по запасу порода в насаждениях называется господствующей, а порода, наиболее желательная в хозяйстве, — главной породой. Установление главной породы составляет задачу плана хозяйства данного леса. Деление пород на господствующие и главные в лесном хозяйстве связано с определенными лесотехническими приемами, обеспечивающими воспитание более ценных пород для получения товарной продукции. Для лесопаркового хозяйства получение такой продукции несущественно.
Происхождение насаждений. Насаждения, возникающие от посева или налета семян, называются семенными, а насаждения, образующиеся от пней срубленных деревьев, дающие поросль из запасных почек или из отпрысков корней и отводок, — порослевыми. Порослевые насаждения часто поражаются сердцевидной гнилью.
Характерными внешними признаками насаждения порослевого происхождения является групповое размещение деревьев в молодом возрасте по территории. Позднее этот признак утрачивается, но сохраняется другой внешний признак — саблевидный изгиб ствола у материнского пня.
Имея готовые запасы питательных веществ в корнях материнского пня, деревья порослевого насаждения сначала растут во много раз быстрее, чем деревья семенного насаждения, но по мере истощения готовых запасов они замедляют свой рост в высоту и не достигают размеров семенных деревьев. Поэтому порослевые насаждения называются низкоствольными, а такое хозяйство — низкоствольным; семенные насаждения называются высокоствольными, а хозяйство — высокоствольным. Хозяйства, имеющие дело с деревьями как семенного, так и порослевого происхождения, называются средними.
Таким образом, соответственно происхождению насаждений, различают хозяйства: высокоствольное, среднее и порослевое; для каждого из них имеются свои особые приемы и методы хозяйствования.
В лесном хозяйстве возобновление насаждений происходит от налета древесных семян на вырубленные площади или путем искусственного посева семян, а также посадки сеянцев и саженцев.
В лесопарках в большинстве случаев применяется посадка саженцами, выращенными в питомниках. Это способствует быстрейшему эффекту озеленения и дает более легкую возможность получить насаждения требуемого состава.
Форма насаждений. Как уже указывалось, по форме насаждения разделяются на простые и сложные.
Простыми называются насаждения, кроны деревьев которых находятся примерно на одинаковой высоте от поверхности земли, составляя один полог или ярус.
Сложными называются насаждения с кронами деревьев, расположенных ярусами один над другим; таких ярусов может быть два, три и более.
Второй ярус обычно достигает более половины высоты первого яруса. Двухъярусные насаждения в природных условиях образуются или вследствие изреживания чистых молодняков или из смешанных одноярусных насаждений, вследствие отставания в росте одной породы от другой. Состав пород второго яруса зависит от климата: в северных широтах он состоит из ели под сосной, южнее она заменяется липой, еще южнее — дубом; на западе во втором ярусе находится под сосной бук; в дубовых насаждениях лесостепи второй ярус составляют липа и клен, которые по направлению к западу сменяются грабом.
В сложных формах насаждений растения лучше используют свет, тепло, влагу и питательные вещества почвы. В лесопарках и водоохранных зонах наибольший интерес представляет сложная форма насаждений с вертикальной сомкнутостью пологов, как наиболее декоративная. К тому же такая форма насаждения наилучшим образом обеспечивает минимальный поверхностный сток и максимальное просачивание воды в почву и грунт с равномерным внутренним стоком.
Ярусность создает усиленную игру света и теней в насаждениях, позволяет вводить в насаждения, без увеличения их площади, большее количество пород с различными требованиями к условиям среды. Сложная форма насаждений поэтому, высоко ценится в лесопарках. Она также удовлетворяет требованиям, предъявляемым к защитным и водоохранным насаждениям.
Разные породы, составляющие насаждение, разновременно проходят отдельные фазы своего развития в течение вегетационного периода. В то время как одни растения еще не тронулись в рост, другие начинают распускать листья, а третьи цветут. Сочетание древесной растительности с различными фазами развития травянистой растительности создает определенные изменения картины ландшафта. Это явление получило название периодической смены аспектов. Например, в дубовом лесу, когда деревья еще не покрылись листьями и стоят обнаженными, многие травянистые растения, пользуясь хорошим освещением, уже цветут, но летом, когда распустившаяся листва деревьев затенит почву, цветут лишь немногие представители травянистой флоры.
Смена аспектов вносит разнообразие в насаждения, усиливает красоту и привлекательность растительных группировок. Используя явления смены аспектов, можно поддерживать постоянное цветение насаждений. Кроме естественных, можно создавать искусственные аспекты. Например, путем умелого подбора цветущих травянистых растений и кустарников можно достигнуть непрерывного цветения их, со сменами по сезонам.
Часть леса, однородная по составу и форме насаждения, возрасту и происхождению, называется участком, который обычно резко отличается от соседних частей леса. Выделение таких участков в натуре составляет задачу лесной таксации. В лесопарках применяется ландшафтная таксация, сущность и приемы которой изложены ниже.
Подрост. Так называется молодой лес, растущий под пологом старого и состоящий из пород деревьев, способных впоследствии образовать новое насаждение вместо старого. Не получая достаточно света, подрост мало прирастает в толщину и в высоту; деревья подроста обычно дают более удлиненные (сравнительно с верхушечным побегом) боковые побеги, образуя зонтикообразную крону, придающую растению приземистый вид.
Подрост обычно значительно ниже второго яруса и поэтому не участвует в очистке от живых сучьев деревьев первого яруса. Подрост, искусственно вводимый в насаждения, называется подгоном; он побуждает деревья второго яруса быстрее расти в высоту.
Возраст и количество подроста учитывается глазомерно; по густоте он разделяется на три степени: редкий, средний и густой, а по размещению на две: равномерный и групповой.
При расчете на естественное возобновление насаждений очень важно при описании их указывать, может ли имеющийся в них подрост образовать новое насаждение.
Подлесок. Подлеском называют кустарники, растущие под пологом насаждения.
Подлесок встречается чаще всего в сложных древостоях, где верхние ярусы представлены светолюбивыми породами, а подлесок образуют теневыносливые кустарники.
К числу кустарников, встречающихся в подлеске, относятся лещина, акация желтая, жимолость татарская, бересклеты, крушина, бузина, красная и черная смородина, кизил, бирючина, облепиха, городовина, рододендроны, лох узколистный и др.
В естественной обстановке подлесок образуется путем заноса семян, а в насаждениях искусственных, где он является необходимым, его создают искусственно — посевом семян или, например, в лесопарке, — посадкой саженцев.
В жизни леса подлесок играет в основном почвозащитную роль. В насаждениях молодых он является подгоном, а в более старых — средством защиты почвы от задернения. В лесопарках он, кроме того, имеет декоративное значение.
Особенно важна роль подлеска для борьбы с сорняками.
Известно, что сорная растительность, заглушая Молодые всходы, возникшие от налета семян, препятствует естественному лесовозобновлению и, кроме того, является опасным конкурентом и для молодняка древесных пород; подлесок обильным опадом листьев и плодов способствует образованию подстилки — мертвого почвенного покрова, обогащающего почву органическими и минеральными питательными веществами, поддерживает почву в рыхлом и влажном состоянии. Являясь снегонакопителем, кустарниковый или другой подлесок обеспечивает накопление и сохранение почвенной влаги, что особенно важно в водоохранных и агролесомелиоративных насаждениях.
Смягчая неравномерный поверхностный сток, подлесок предотвращает процесс водной эрозии (смыв и размыв почвы), защищает почву от ветровой эрозии (выдувания).
Подлесок различают по видовому составу, густоте, характеру размещения и степени его развития.
В подлесок могут вводиться породы, имеющие разное значение: пищевое — лещина, кедровый сланец, кизил, облепиха, малина, смородина, рябина, жимолость и др.; ценные дубители — боярышник, кизил, лавровишня, рододендрон, можжевельник; ценный гуттаперченос — бересклет бородавчатый и др.; породы, привлекающие полезных птиц, что важно для охраны лесопарковых насаждений от вредителей леса.
Развитие подлеска тесно связано с ростом и развитием главных древесных пород насаждения.
Так, в молодом насаждении подлесок хорошо растет и развивается, но по мере роста насаждения развитие подлеска ухудшается; с изреживанием древостоя развитие его улучшается снова. Как было указано выше, в сложных насаждениях, в состав которых входят теневые породы, подлесок угнетается или его совсем не имеется.
Без направляющего влияния человека, когда подлесок не регулируется уходом, роль его может оказаться отрицательной для развития главных пород. Так, на сухих и бедных почвах кустарники, развивая поверхностную корневую систему, иссушают почву и затрудняют естественное возобновление, например, желтая акация и таволога в сосновых борах Западной Сибири. При большой густоте и без периодического прореживания подлесок, оказывает вредное влияние на развитие главных пород.
Исследованиями в Тульских засеках было установлено, что молодые культуры дуба, защищенные от солнцепека и заморозков лещиной и порослью спутников дуба, в 2—3 раза растут быстрее открытых дубков. В дальнейшем, если не производился уход, лещина через 4—5 лет разрасталась и губила дуб. Отсюда был сделан правильный вывод о практическом значении орешникового подлеска в дубовых лесах: при регулировании подлеска и периодическом изреживании его для осветления дуба лещина полезна, в противном случае она оказывается вредной.
Буковый подлесок на тощих почвах в умеренных количествах оказывает полезное влияние на главную породу, например, сосну, а при большей густоте приносит вред.
Некоторые виды подлеска иногда являются передатчиками грибных заболеваний древесным породам или сельскохозяйственным растениям. Ржавчинный гриб, например, передается со смородины веймутовой сосне, с черемухи шишкам ели, с крушины слабительной — овсу. Это часто сопровождается гибелью растений. На севере, северо-западе и в центральной части Европейской полосы СССР считается недопустимым совместное произрастание сосны и осины, так как осина передает сосне заболевание грибом — сосновым вертуном, тогда как в области сухого лесоводства, в сухих восточных борах Европейской части и в западно-сибирских борах осиновый подлесок не причиняет вреда сосне, наоборот, он содействует возобновлению последней.
Подобно желтой акации, ильмовые породы также могут служить примером того, как один и тот же подлесок в разных климатических и почвенно-топографических условиях и при разной степени сгущения может влиять то положительно, то отрицательно на рост главных пород.
В северной полосе Европейской части СССР подлесок из ильмовых можно использовать при воспитании сосны на песчаных свежих почвах, но на юге, при недостатке влаги в почве, густой ильмовый подлесок на песчаных почвах задерживает развитие сосны.
В лесопарках подлесок является также важной составной частью насаждений и требует неослабного внимания и ухода. Поэтому при искусственном введении подлеска или использовании естественно возникшего он, при вступлении в фазу вредного влияния, должен своевременно изреживаться или вырубаться.
Как положительное, так и отрицательное влияние подлеска особенно важно учитывать в лесопарковых насаждениях при их реконструкции или при создании вновь искусственных массивов и темных групп, о приемах построения которых говорится далее.
Подлесок в лесопарковых насаждениях должен включать кустарники разнообразного видового состава, особенно там, где он располагается на опушках, вблизи прогулочных дорог и дорожек, причем ассортимент составляется из кустарников красиво цветущих, группы которых дают цветение по сезонам.
Учет подлеска по возрасту, густоте и размещению в насаждениях производится, как и учет подроста.
Почвенный покров. Почвенный покров, состоящий из трав, называется травянистым или живым, а покров, образовавшийся из опавших с деревьев листьев, хвои, веток, — мертвым.
Видовой состав и густота живого почвенного покрова зависят от возраста насаждений, качества почвы и степени освещенности ее под пологом насаждения. В молодых насаждениях живой покров состоит преимущественно из цветковых растений. При увеличении затенения почвы с возрастом деревьев, световые растения сменяются теневыми, которые, в свою очередь, уступают место световым при изреживании насаждения; позднее, с появлением и развитием в насаждении подроста, сильно затеняющего почву, она снова покрывается теневыми растениями.
Густой живой покров, образующий плотную дернину, иссушает почву и препятствует развитию всходов древесных растений, обеспечивающих образование нового поколения леса.
Сезонные колебания в освещенности почвы, зависящие от развития листвы на деревьях, резко отражаются на цветущем составе живого покрова, вызывая явление смены аспектов, имеющее, как уже упоминалось, большое декоративное значение в лесопарках.
Состав и характер почвенного живого покрова при данном климате определяется, главным образом, почвенно-топографическими условиями и отчасти характером леса.
На мощных, дренированных суглинках и супесях в еловых лесах таежной зоны Европейской части Советского Союза в состав почвенного покрова входят мхи и преобладает кислица; при плохом дренаже кислица заменяется черникой, а при застое воды на первый план выступает мох — кукушкин лен.
В приручейниковых ельниках буйно развивается таволга, сныть, папоротники, селезеночник.
На почвах благоприятных произрастают светолюбивые виды — злаки, мотыльковые, колокольчики, герань кровяно-красная, Иван-да-Марья, поселяясь на прогалинах и в местах с малой полнотой насаждения, в то время как тенелюбивые виды: кислица, копытень, перелеска, вороний глаз, чина весенняя появляются в насаждениях с высокой полнотой.
В чистых борах на сухих песчаных буграх в живом покрове наблюдаются разные виды лишайников, заячья капуста, очиток острый, молодил, единично вейник, а также толокнянка или медвежьи ягоды.
На ровных и свежих песках преобладают олений лишайник, толокнянка, вейник, песчаная гвоздика, сонтрава; в западных и северо-западных районах на таких почвах растут богородская трава, вероника, белоус, ястребинка, вереск; на юго-востоке к ним прибавляется песчаный василек, кислица, звездчатка большая, не встречается на таких почвах копытень европейский и сочевичник.
На почвах, образующих мягкий перегной (муль), развиваются ячменник пахучий, медуница, ландыш, ежа, перловник, просяник и мхи. Показателями грубого гумуса являются луговик, черника, брусника, вереск и мох — кукушкин лен.
На почвах, где идет усиленная нитрификация, пышно и в больших количествах растут — кипрей, малина, крапива, чистец лесной, одуванчик, татарники. Эти растения не усваивают азот из воздуха, подобно мотыльковым, но накопляют в своих тканях селитру, образовавшуюся в почве; большинство из них поселяется на горах.
На почвах известковых развиваются коротконожка лесная и хорошо растет копытень.
Наличие в почвенном покрове сфагнума указывает на отсутствие извести в почве.
Супесчаные почвы предоставляют наилучшие условия для развития папоротника — орляка; он селится также и на почвах, богатых калием.
Для наивысшего развития ландыша требуются исключительно богатые почвы; на них он достигает 25 см высоты, образуя округлояйцевидные листья с восковым налетом.
В некоторых случаях виды травяного покрова являются частыми спутниками определенных древесных пород, например, копытень европейский на востоке Европейской части СССР сопутствует дубу. Древесные породы, однако, не создают своим спутникам особых условий для роста и развития, последние сопутствуют определенной древесной породе потому, что данные экологические условия соответствуют как древесной породе, так и ее спутнику.
В южной части лесостепной области на деградированном черноземе под дубом преобладают гулявник чесночный, на серых суглинках — осока, а в дубравах на элювиальном суглинке — крапива и сныть. Живой покров оказывает влияние на изменение физических свойств и баланс питательных элементов почвы, на микроклимат местности, а тем самым на процесс лесовозобновления и на общий запас и прирост древостоев.
Живой покров служит кормовым ресурсом для скота и диких представителей фауны; во многих случаях растения покрова являются лекарственными, пищевыми и техническими, а красиво цветущие его представители украшают ландшафты лесопарков.
Одни и те же виды живого покрова могут оказывать положительное и отрицательное влияние на рост и развитие насаждения. Необходимо поэтому, использовав те или иные преимущества представителей живого покрова, не допустить их до такого разрастания, когда они становятся вредными для насаждений.
Многие представители живого покрова являются хорошими медоносами, например, кипрец, татарник, клевера, ледвенец рогатый, чина лесная, живучка, голубика, черника, медуница, марьяник, яснотка белая, герани, пролеска многолетняя, вероника, ласточники, мать и мачеха, мята лесная.
В лесопарковых насаждениях живой покров является важным декоративным фактором, придающим красоту ландшафтам. Одни виды травяного покрова, отличаясь прекрасным цветением, создают разнообразие колеров: звездчатки, гравилат, герани, золотая роза, гвоздики, ветряницы и др.; другие, имея замечательную фактуру больших листьев, могут служить декоративно-лиственными растениями (папоротники, татарники и др.). Красивый однородный фон у подножия деревьев дают злаки.
Мертвый покров имеет свойство легко пропускать в почву воду и удерживать ее там; в нем развиваются микроорганизмы и грибки, способствующие образованию перегноя (нитрофикация); он часто имеет кислую реакцию, вредно действующую на развитие корней; в таких случаях применяется известкование почвы.
При описании насаждений в таксационных целях указывается: для живого покрова — видовой состав и степень густоты его — густой, средний, редкий, а для мертвого покрова — характер и мощность его слоя.
Возраст насаждения. Возраст насаждения в целом определяется по классам возрастов, величина которых обычно принимается в 20 и 10 лет.
Двадцатилетние классы применяются для насаждений из хвойных и из семенных лиственных с твердой древесиной (дуб, ясень, клен, ильмовые, бук, граб): первый класс — от 1 до 20 лет, второй класс — от 21 до 40, третий класс — от 41 до 60 лет и т. д.
Десятилетние классы применяются в насаждениях порослевых и в насаждениях из лиственных пород с мягкой древесиной (береза, осина, ольха, липа): первый класс — от 1 до 10 лет, второй — от 11 до 20 лет, третий — от 21 до 30 лет и т. д.
Насаждения первого класса возраста называются молодняками, второго класса — жердняками, третьего класса — средневозрастными, затем — приспевающими и, наконец, когда насаждения достигают установленного возраста для их рубки,— спелыми.
Старые деревья и насаждения, уже закончившие рост и перешедшие возраст рубки, а также дуплистые деревья называются перестойными.
Понятие о деревьях приспевающих, спелых и перестойных связанное в лесном хозяйстве с жесткими сроками вырубки их по возрастным показателям, обеспечивающим наивысший процент выхода товарной продукции, не совпадает с понятием о деревьях, подлежащих удалению из насаждений лесопарков. Критерием для рубки в лесопарках является не возрастной признак насаждений, а целесообразность такой реконструкции их, которая наилучшим образом обеспечивает необходимые условия для отдыха. С этой точки зрения на корне может быть оставлено, например, даже старое дуплистое, но внешне живописное дерево, что совершенно недопустимо в эксплуатационном лесу.
Возраст отдельных деревьев можно определить по числу отлагаемых деревом годовых колец, ясно видных на пне срубленного дерева, прибавляя к этому числу от одного до пяти лет на пень. Счет годовых колец можно производить и на цилиндрике, толщиною в карандаш, получаемом посредством полого бурава, просверливающего ствол дерева до сердцевины. Возраст хвойных, за исключением лиственницы, определяется счетом мутовок, образующихся ежегодно сопряжением боковых ветвей; счет мутовок начинают от вершины ствола или с концов боковых ветвей с переходом затем на ствол. Возраст молодых лиственных деревьев определяется по числу валиков, образуемых на стволике опавшими чешуями верхушечных почек; валики остаются заметными примерно в течение 10 лет.
Полнота насаждения. Густота древостоя в лесопарках определяется степенью сомкнутости крон деревьев насаждения, что называется его полнотою. Насаждение относится к полным, когда кроны его соприкасаются, почти не давая просветов в пологе; полнота такого насаждения выражается целой единицей. Другие степени полноты выражаются в долях этой единицы. Например, при просветах в пологе, составляющих 0,1 от общей площади полога, полнота насаждения выразится 0,9; при просветах в 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 от общей площади полога полнота насаждений выразится соответственно: 0,8; 0,7; 0,6; 0,5. Насаждения с полнотами 0,4—0,3 характеризуются незначительным взаимовлиянием деревьев ввиду удаленности их друг от друга; такие насаждения называются рединами. Полнота 0,2 и 0,1 характеризует уже не насаждения, а скорее одиночно стоящие деревья, совершенно лишенные возможности влиять друг на друга в отношении своего роста и развития; при таксационных работах такие деревья отмечаются как одиноко стоящие.
В лесном хозяйстве полнота насаждений имеет важное значение, так как от нее зависят запас и технические качества их. Определение полноты в лесных насаждениях следует производить точно. Выражается она как отношение площади сечения стволов данного насаждения к площади сечения стволов полного насаждения, принимаемого за образец. Эти данные приводятся в опытных таблицах хода роста насаждений в лесных справочниках.
Типичными для лесопарка являются здоровые полнодревесные массивы с полнотой 0,6—0,7, говорящие о силе и красоте природы, предназначенные для целей тихого прогулочного отдыха, сбора грибов, ягод. Эти массивы красивы и почти не требуют каких-либо мер по реконструкции их. Однако вблизи городов чаще встречаются участки пригородных лесов небольшой полноты (0,4—0,5), а также редины. Эти леса также имеют значение при строительстве лесопарков и могут быть использованы в качестве основы для создания желаемых ландшафтов путем образования искусственных небольших массивов, групп и солитеров, с применением красочного почвенного покрова из многолетних цветущих растений.
Качество или товарность насаждения. В лесном хозяйстве стремятся образовать насаждения с высокими техническими достоинствами. Оценка насаждений производится глазомерно, по количеству имеющихся в нем строевых и дровяных деревьев. Хвойные насаждения с наличием 50% и выше строевых деревьев относятся к первому классу товарности; с наличием 30—50% деревьев — ко второму классу; менее 30% деревьев — к третьему классу. Лиственные насаждения при наличии более 40% деловых деревьев относятся к первому классу, при наличии 10—40% деревьев — ко второму классу и менее 10% — к третьему классу товарности. Чем полнее насаждение, тем больше его высота, очистка от сучьев ствола, прямизна стволов и полнодревесность.
В лесопарковом хозяйстве, имеющем совершенно другую целевую установку, чем лесное, качество или добротность деревьев следует устанавливать путем подеревного перечета, с отнесением деревьев к пяти классам добротности, характеристика которых приведена в главе о ландшафтной таксации.
Бонитет насаждения. Бонитетом называется показатель производительности почвы при данных условиях местопроизрастания насаждения. Мерилом производительности служит запас насаждения, т. е. объем древесной массы, накапливаемой насаждением к известному возрасту. Для исчисления древесной массы необходимо устанавливать среднюю высоту не менее, чем на трех стволах насаждения, характерных для его роста в высоту: Практически, ввиду затруднительности быстрого определения производительности по запасу насаждения, она определяется по его бонитету, т. е. по средней высоте, которая в достаточной степени хорошо отражает климатические и почвенно-грунтовые условия роста и развития данного насаждения.
Установлено пять классов бонитета (I, II, III, IV, V) для насаждений порослевого и семенного происхождения, причем лучшие условия роста соответствуют первому классу, а худшие — пятому. Первый и пятый классы имеют подразделения: I-а — самый высший и V-a — самый низший класс бонитета; таким образом получается, что шкала бонитета имеет, в сущности, семь классов, разница между которыми по высоте колеблется в пределах 4 м.
Зная возраст насаждения и среднюю высоту господствующего полога, определяют класс бонитета, причем в одном бонитете объединяются насаждения с одинаковыми высотой и возрастом, но находящиеся в различных условиях произрастания. Например, сосна на каменистых почвах и сосна на болоте объединяется в один бонитет, хотя она растет в резко различных условиях.
Типы леса. Типом леса называется совокупность насаждений с однородными лесоводственными и почвенно-грунтовыми условиями, главным образом, с одинаковой влажностью почвы.
Сосновые насаждения делятся на шесть типов:
1. Сосняки лишайниковые, беломошники.
Почва сухая, песчаная; почвенный покров — обильные лишайники. Рост сосны медленный; отсутствуют второй ярус и подрост; подлесок редкий.
2. Сосняки зеленомошники.
Почва песчаная, но более влажная, чем в борах беломошниках. Рост сосны лучше, чем в таких борах; примесь березы; подлеска нет или он очень редкий. В зависимости от степени влажности почвы различаются: боры брусничники — на суховатых почвах; боры кисличники — на несколько более влажных почвах; боры черничники — на влажных почвах; боры черничники — на влажных почвах с малопроточною водою.
3. Сосняки долгомошники.
Почва заболоченная; сплошной почвенный моховой покров из кукушкина льна. Рост сосны медленный. Этот тип леса распространен в северной половине европейской части СССР.
4. Сосняки сфагновые.
Почвы сильно заболочены. Рост сосны очень медленный. Тип леса распространен на севере.
5. Сосняки травяно-болотные.
Почвы плодородные и влажные, что обеспечивает хороший рост сосны при густом травянистом почвенном покрове. Этот тип леса имеет широкое распространение.
6. Сосняки сложные.
Наиболее плодородные почвы обеспечивают в этом типе леса богатый видовой состав пород; имеется второй ярус, подрост и. подлесок лиственных пород; обильный и разнообразный травяной покров. Производительность насаждений высокая.
Еловые насаждения разделяются на пять типов.
1. Ельники — зеленомошники.
Почвенный покров из сложного ковра блестящих мхов; почва — незаболоченные глины, суглинки и супеси. Насаждения одноярусные из ели с примесью березы и осины; подлесок редкий.
2. Ельники долгомошники.
Почвы, как и в первом типе леса, но несколько заболоченные сильно оподзоленные. Стволы деревьев сбежистые, незначительные по высоте; насаждения одноярусные, с примесью к ели березы; мощный моховой покров из кукушкина льна. Этот тип распространен на севере.
3. Ельники сфагновые.
Почвенный покров — болотные травы и мощный слой мхов, почва заболочена. Рост ели задержан, к ней иногда примешивается береза и сосна.
4. Ельники болотно-травяные.
Тип леса встречается по дну речных долин и ручьев на почвах избыточной влажности, но с проточною водою. Древостой редкий, с значительною примесью к ели березы и густым подлеском; почвенный покров из высоких и густых трав; моховой покров; развит слабо. Этот тип иногда называется приречьевым.
5. Ельники сложные.
Богатые хорошо дренированные почвы, с близким залеганием: известняков, обеспечивают быстрый рост ели; к ней примешивается дуб с его спутниками — липой, кленом, ясенем, вязом; встречается и примесь березы. Подрост чаще из липы и дубка; подлесок густой и разнообразный; развитие травяного и мохового покрова умеренное.
Временные типы лесов в полосе хвойных. После вырубок материнских пород — сосны, ели, дуба, вместо них нередко появляются насаждения из березы и осины, представляющие собой временные типы. Появление их объясняется неправильностью рубок и непринятием мер по возобновлению вырубок материнскими породами.
Описанные типы пород располагаются в зоне хвойных и хвойнолиственных лесов. Южнее этих лесов расположена лесостепная зона, состоящая из широколиственных лесов, с преобладанием в насаждениях дуба (дубравы). Дубравы по составу пород отличаются большим разнообразием. В первом ярусе находится дуб с примесью остролистного клена, ясеня, ильма, вяза, иногда березы. Второй ярус состоит обычно из клена полевого, дикой яблони и дикой груши; подлесок представлен лещиной, бересклетом бородавчатым и европейским, крушиной слабительной, татарским кленом, жимолостью, красной бузиною и др.; травянистый почвенный покров состоит из большого количества видов, цветущих как весною, так и летом. Особенно декоративны синяя пролеска и лиловая хохлатка, цветущие весною. Моховой покров незначителен.
Распределение дубрав по типам производится в зависимости от видового состава их. Состав примеси к дубу приурочен к почвенно-грунтовым условиям местности. Площади с дубравами чередуются с открытыми степными пространствами, вследствие чего этой зоне присвоено название лесостепной.
Значение и лесопарковая годность типов леса. Не каждый тип леса пригоден для лесопаркового строительства. Типы леса, пригодные для лесопарков, должны иметь определенные ресурсы в виде основных растительных фондов, из которых путем реконструкции и других мероприятий можно получить насаждения, отвечающие эстетическим и прочим требованиям, предъявляемым к лесопарку. К таким типам лесов можно отнести: сложные сосняки, сложные ельники, дубравы, а также весьма декоративный лиственнично-рододендровый тип. В последнем господствует лиственница с примесью пихты, ели, сосны и кедра; в подлеске имеются богато цветущие сибирские рододендроны.
В северной лесной зоне к типам, годным для лесопарков, можно отнести: ельник-кисличник, ельник-лог (представитель болотно-травяных ельников), сосняки-зеленомошники, сосняки травяно-болотные.
Генетические ряды типов леса указывают обычные направления смен одних типов леса другими. Эти направления изображены на схемах для ельников и сосняков.
Ельники. На схеме видно, что типы лесов размещены в двух пересекающихся рядах — в горизонтальном и вертикальном. Точкой пересечения служит тип кисличного ельника, принятого за центр. В горизонтальном ряду типы леса размещены так, что условия существования насаждений и, следовательно, смена одних типов другими ухудшаются в направлении справа налево на всем протяжении горизонтали; в этом же направлении идет и понижение класса бонитета насаждений. В вертикальном ряду ухудшение условий существования леса, вызывающее смены типов его, характеризуется направлением снизу вверх и сопровождается падением бонитета.
Причины, вызывающие последовательную смену типов леса, объясняются тем, что переход от дубового ельника через липовый к кисличному ельнику связан с изменением содержания в почве минеральных питательных веществ при отсутствии избыточного увлажнения почвы. Это происходит под влиянием растительности самих смен, постепенно обедняющих почву.
Смена типов от кисличника через черничник и долгомошник к сфагновому ельнику и далее к болоту происходит вследствие постепенно нарастающей застойной заболоченности почв, оканчивающейся образованием чистого болота. Такие смены типов происходят также в силу воздействия растительности смен на почву. Смена типов от кисличника к брусничнику вызывается уменьшением влажности почвы, а смена типов от кисличного ельника к типу приручьевого ельника — изменением внешних факторов существования. Например, в случае развития типа ручьевого леса оно идет параллельно выработке долины ручья и углублению им своего русла; при этом следует ожидать, как результат, смену типа ручьевого ельника типом ельника кисличного, представляющего типы, связанные с избыточной, но проточной влажностью почвы. Но если жизнь ручейного типа ельника связана не с обсыханием почвы, а с недостаточной проточностью почвенной воды, с постепенным заторфованием, то получится ряд смен ельника ручейного по направлению к ельнику сфагновому и далее к болоту, как это показано на схеме пунктирною линией.
Сосняки. Генетические ряды типов сосняков могут быть представлены, по аналогии с ельниками, по следующей схеме.
В центре помещен тип кисличного бора А, от которого расходятся четыре ряда типов.
Ряд А—Б. Направлен в сторону увеличивающейся сухости почвы: типы кисличный — брусничный — лишайниковый.
Ряд А—В. Характеризуется нарастающим заболачиванием почвы: типы кисличный — черничный — долгомошник — сфагновое болото — чистое болото.
Ряд А—Г. Характеризуется постепенным увеличением богатства почвы: типы кисличный — липовый — лещинный и дубовый, приводящие к типам широколиственных лесов.
Ряд А—Д. Характеризуется постепенным увеличением влажности почвы, но без застаивания виды, и улучшением почвенных условий.
Бонитеты повышаются в горизонтальном направлении слева направо и в вертикальном — сверху вниз.
Рост насаждений, ветвей и побегов. Рост дерева начинается весною из зимующей стадии годового побега — почки.
Почки начинают распускаться у разных пород в разное время. Например, ивы распускаются до стаивания снега, ольха и орешник несколько позже, сосна (под Москвой) — в конце апреля, ель — во второй половине мая; дуб трогается в рост позже других пород. Как правило, древесные породы распускаются тем раньше, чем южнее они находятся.
Цветение разных пород происходит также в разное время. У некоторых пород цветы развиваются раньше листьев (ильмовые, тополя, многие виды ивы, орешник), у других одновременно (дуб, береза, клены, многие кустарники), у третьих цветы появляются позднее развития листьев (липа).
Прирост побегов в течение вегетационного периода иногда задерживается из-за понижения температуры, засухи, недостатка света и усиливается благодаря обилию осадков, света, повышению температуры; при благоприятных условиях наблюдается, что из почек, которые должны дать побеги в следующем году, развиваются побеги в то же лето; в этом случае развиваются два побега, причем второй не достигает полного развития (очень часто у дуба и бука).
Опадающие покровные чешуйки образуют у лиственных пород рубцы, служащие границами годовых побегов, что дает возможность определять их возраст. У хвойных пород границы годовых побегов отмечаются скоплением боковых ветвей, называемых мутовками. Расстояние между рубцами или между мутовками выражает длину годичного побега. Некоторые породы энергично прирастают в высоту, другие — медленно (самшит, тисс).
Наибольшая длина годичного побега связана с возрастом и широтою места произрастания. В средней полосе СССР сосновый побег достигает максимальной длины в 25-летнем возрасте дерева, а в северных областях — в 40-летнем и позже.
На длину верхушечного побега, т. е. на прирост дерева в высоту, влияют почва, погода и положение его среди других деревьев в насаждении: чем лучше почва, чем обильнее осадки, больше света и тепла, тем длиннее годичные побеги.
В насаждениях прирост годичных побегов деревьев в высоту, может под влиянием их друг на друга или увеличиваться или уменьшаться. Прирост в высоту насаждения в целом рассматривается как средний из приростов отдельных деревьев, составляющих насаждение.
Прямолинейное примыкание верхушечных побегов друг к другу образует ствол, являющийся отличительным признаком дерева. Ствол тонкий, прямой, очистившийся от сучьев на большую высоту, дает строевые деревья.
Признаком кустарников является их порослевая многоствольность, что придает им раскидистый вид. При благоприятных условиях кустарники иногда образуют небольшие деревца; в свою очередь и деревья при неблагоприятных условиях переходят от древовидной формы к кустарниковой.
Удлинение главных побегов обусловливает рост ствола дерева в высоту, а удлинение боковых побегов обеспечивает развитие кроны дерева. Соотношение между длиной тех и других побегов определяет внешний вид или габитус деревьев.
Увеличение длины побегов от вершины к основанию ствола придает дереву коническую форму (ель), а нахождение длинных ветвей в середине ствола — овальную форму. Угол, под которым ветви отходят от ствола, также влияет на габитус дерева; обычно верхние ветви составляют со стволом более острый угол, чем нижние. Полное свисание ветвей образует «плакучие» формы (ивы); малый угол отхождения ветвей от ствола; обусловливающий направление их вверх, создает формы пирамидальных крон (тополь, дуб). Эти формы при подборе древесных пород в парки и лесопарки особенно ценятся за свои декоративные качества.
Прирост в толщину. В центральной части ствола находится сердцевина, состоящая из рыхлой клетчатой ткани темного цвета. Между сердцевиной и корой среди основной ткани заложены проводящие сосудисто-волокнистые пучки; промежутки между ними называются первичными сердцевинными лучами. Они начинаются от сердцевины и доходят до коры; те из них, которые не доходят до коры и не начинаются у сердцевины, называются вторичными. В сердцевинных лучах скопляются запасы крахмала и масла.
Высота сердцевинных лучей различна: от 9 см (у дуба) до 1 мм и меньше (у клена).
Смыкание сосудисто-волокнистых пучков образует сплошное кольцо камбия, который ежегодно откладывает внутрь ствола древесину, составляющую годичный прирост. Начало работы камбия характеризуется легким отделением коры от дерева.
На поперечном сечении ствола видна древесина, называемая вторичной, состоящая из годичных колец; первичной древесиной называется лишь та, которая на разрезе представлена сердцевиной в виде небольшого кружка и сердцевинными лучами.
Древесина хвойных пород состоит из веретенообразных клеток (трахеид), которые сообщаются между собою порами. Весною образуются трахеиды с тонкими стенками и широкими просветами, а летом — с толстыми стенками и узкими просветами, что ясно выражено на поперечном срезе дерева и позволяет определять возраст его счетом годовых колец. Двоякий вид трахеид связан с их функциями: весенние способствуют быстрому водоснабжению верхних частей дерева, а летние обеспечивают прочные механические свойства его. По летней древесине хвойных, кроме пихты, пролегают смоляные ходы, из которых, в случае обнажения их, стекает смола. Искусственное ранение древесины или подсочка дает возможность получать смолу в промышленном количестве.
У лиственных пород древесина состоит из сосудов, образующихся от слияния вертикального ряда клеток. Весной образуются широкие сосуды, быстро проводящие воду по стволу. На поперечном срезе, как например у дуба, ясеня, каштана, эти сосуды видны простым глазом; у ореха они рассеяны по всему слою, У березы, клена, липы, ивы крупных сосудов не образуется; годичное кольцо у них состоит из узких сосудов, рассеянных равномерно по слою.
Прирост в толщину связан с природными свойствами древесных пород и с условиями их роста. Быстро прирастают по диаметру лиственница, сосна, береза, тополь, осина; медленно — ель, пихта, липа, клен.
У одиночно растущих деревьев с низкоопущенной кроной широкие годичные слои откладываются в нижней части ствола, что придает стволу конусообразную форму. Деревья, растущие в густом насаждении, образуют годичные широкие слои в своих верхних частях, что приближает их стволы к цилиндрической форме. При вырубке вокруг таких деревьев соседних деревьев, т. е. при осветлении их, в нижней части начинается усиленное отложение древесины. Рубки такого рода в насаждениях называются рубками на световой прирост.
Некоторые породы с 20—25-летнего возраста образуют из внутренних годичных слоев темноокрашенное ядро, так как они пропитываются красящими веществами, причем наружные слои: древесины, называемые заболонью, сохраняют свой первоначальньй светлый цвет.
Прирост дерева по диаметру увеличивает площадь поперечного сечения дерева. Сильный прирост площади сечения происходит в начальный период жизни дерева, с возрастом он увеличивается и далее проходит равномерно. В насаждениях из теневых пород прирост по площади сечения прекращается при возрасте их 60—70 лет, а в насаждениях из световых пород — приблизительно при возрасте в 40 лет. Наибольшая площадь сечения у полных и здоровых так называемых нормальных, 90-летних насаждений составляет на 1 га: для ели — 68 м2, сосны — 53 м2, березы — 34 м2. Следовательно, площадь сечения стволов по отношению к общей площади, занятой насаждением, очень незначительна и составляет менее 1 %.
Объемный прирост. Прирост дерева по объему складывается из прироста в высоту и в толщину. Объемный прирост насаждения заключает прирост всех его стволов. В насаждении или в стволе отдельного дерева различают средний, периодический и годичный приросты.
Средний прирост ствола определяется разделением его объема на его возраст. Средний прирост насаждения получается разделением его объема, так называемого запаса, на его возраст.
Периодическим приростом называется прирост объема ствола или насаждения за 5—10 лет. Для определения периодического прироста нужно получить разность объемов ствола или насаждения в настоящем возрасте и в возрасте 5—10 лет назад.
Годичный текущий прирост получают как разность между объемом ствола в настоящем возрасте и объемом его год назад в насаждении он будет равен сумме текущих приростов всех стволов за один год на одном гектаре. Объемный прирост стволов насаждения за один год определяется как средний из периодического текущего за 5 или 10 лет. Период максимального объемного прироста связан с наибольшим развитием листовой поверхности дерева или насаждения и зависит от породы и внешних условий. В средней полосе СССР максимальный прирост наступает у сосны в 40—50 лет, а у ели в 60—70 лет. На севере этот период бывает позднее, чем на юге. Засухи и холода задерживают прирост, а увеличение влаги и тепла, наоборот, ускоряют его.
Лесохозяйственные мероприятия должны быть направлены на увеличение текущего прироста насаждений. В частности, это достигается рубками ухода в насаждениях, мелиоративными мерами и пр. Наступление периода наибольшего объемного среднего прироста насаждения наблюдается позднее, чем наступление периода максимального текущего прироста. Период максимального текущего объемного прироста наблюдается на севере позднее, чем на юге.
Схема показывает, что начальный период жизни насаждения характеризуется увеличением как текущего, так и среднего прироста. Затем текущий прирост (между 50 и 60 годами) резко падает, между тем, как средний прирост продолжает повышаться, оставаясь, однако, ниже кривой текущего прироста. Далее обе кривые сравниваются, что отмечено точкой пересечения их. После точки пересечения текущий прирост становится ниже среднего прироста. В этот период насаждение достигает высшей производительности, т. е. дает наибольшее количество древесины.
Изучение соотношения между ходом текущего и среднего объемного прироста позволяет установить необходимые хозяйственные мероприятия по эксплуатации или содержанию насаждений. Для получения дров, если хозяйство не имеет задачей получение строевого леса, рубка насаждения производится в период, когда средний прирост равен текущему, в насаждениях же, назначенных для получения строевого леса, она производится после периода наибольшего среднего прироста, когда улучшаются технические свойства древесины.
Сравнение текущего и среднего объемного приростов показывает продуктивность насаждения. Продуктивность может быть выражена также и в процентах прироста насаждений. Средний прирост дерева или насаждения исчисляется путем деления объема (м) на возраст (n). Если выразить этот прирост в процентах от объема дерева или насаждения, то процент среднего прироста составит 100 : n. Следовательно, средний прирост однолетнего дерева или насаждений будет равен 100%, двухлетнего— 50%, двадцатилетнего — 5 % и т. д. Таким образом, процент среднего прироста в одном и том же возрасте одинаков повсюду для всех пород.
Как указывалось выше, текущий годичный объемный прирост определяется разностью между объемом дерева в данном возрасте и объемом его к началу изучаемого периода, с последующим разделением этой разности объемов на число лет в периоде. Процент текущего прироста исчисляется или от исходного объема или от конечного объема дерева. В первом случае он будет несколько преувеличенным, а во втором случае — преуменьшенным. В практике процент годичного прироста насаждения исчисляется по отношению к среднему объему между конечным и начальным объемами. Упрощая далее вычисление, вместо объемных пользуются линейными величинами, т. е. соответствующими высотами и диаметрами дерева. Для этого измеряют в лесу прирост его в высоту и по диаметру (высотомером и мерной вилкой), а по таблицам, помещаемым в лесных справочниках, определяют процент текущего прироста насаждения на стоящих и срубленных деревьях. Сопоставление полученных процентов текущего и среднего приростов дает возможность судить о количественном приросте насаждения.
Из суммы объемов всех стволов насаждения составляется запас древесины в нем, выражаемый в плотных кубических метрах. В молодых насаждениях он быстро увеличивается, по мере роста насаждения увеличение запаса замедляется, а в старых насаждениях он почти не увеличивается. Если к существующему запасу прибавить сумму объемов всех засохших деревьев в насаждении, то получится общая его продуктивность.
В насаждениях, кроме количественного прироста, следует различать качественный прирост. Он вырабатывается в результате изменения с возрастом технической ценности одного кубического метра древесины. Так, в возрасте 10—15 лет древесина насаждения может давать главным образом хворост, позднее, по мере роста, жерди, круглые и колотые дрова, кряжи для распиловки на доски и пр.
Возраст спелости насаждения, т. е. возраст, в котором оно поступает в рубку, зависит от требований, которые предъявляются хозяйством. Насаждения, получающиеся при естественном возобновлении от налета семян, следует вырубать в возрасте, обеспечивающем обильные урожаи семян хорошего качества, а при порослевом возобновлении от пней — в возрасте, когда пни от срубленных деревьев дают максимальное количество побегов.
Большинство деревьев отмирает в возрасте 200—300 лет; этот возраст называется возрастом естественной спелости. В этом возрасте происходит медленное усыхание или загнивание отдельных частей дерева и наступает период, когда текущий прирост дерева или насаждения становится меньшим, чем объем отмирающей древесины. Почва, климат, болезни могут сильно сокращать возраст естественной спелости. Обычно, не ожидая срока наступления естественной спелости, деревья вырубают ранее, за исключением случаев, когда они служат для лесопаркового хозяйства.
Опытные таблицы роста насаждений. В жизни насаждений происходит постоянная убыль деревьев или самоизреживание.
Выработано три способа изучения жизни и роста лесных насаждений: опытный, статистический и аналитический.
При опытном способе ведут периодические измерения деревьев и наблюдения над ними в одном и том же насаждении через определенный ряд лет (5—10 лет). Этот способ точен, но требует продолжительного времени, так как о результатах учета измерений и наблюдений можно судить лишь к концу жизни насаждений.
Статистический способ заключается в том, что для характеристики изучаемых явлений выбирают несколько типичных насаждений и сравнивают с ними изучаемые насаждения. Этот способ представляет некоторые трудности в выборе типичных насаждений.
Аналитический способ состоит в том, что для изучения берут несколько однохарактерных насаждений, резко отличающихся между собою по возрасту (например, 20, 50 и 80 лет); для этого может быть взято также одно и то же насаждение, но в различные возрасты своей жизни. Выбранные насаждения исследуются через каждые 5—10 лет, в результате получаются данные, характеризующие как бы одно и то же насаждение за всю его жизнь.
Аналитический способ, применявшийся в прошлом столетии, послужил основой для составления так называемых опытных таблиц. Они содержат важные данные о росте леса в высоту и толщину, запасе древесины и ее приросте в зависимости от древесной породы, возраста, широты места и бонитета.
Опытные таблицы показывают продуктивность нормальных, здоровых и полных насаждений, дающих максимальное количество стволовой древесины. Таблицы служат для сравнения с таксационными величинами, получаемыми для отдельных данных насаждений. Полные опытные данные помещены в главнейших лесных справочниках. В сокращенном виде опытные таблицы хода роста насаждений для главных пород СССР помещены в учебнике по лесоводству проф. Г. Р. Эйтингена, изд. 1949 г.