Лесообразующая роль клена непосредственно связана с особенностями сезонного развития в условиях умеренного пояса нашей страны.
Наиболее ранние сроки наступления фенологических фаз у кленов происходят в южных районах СССР, а поздние — на севере и изменяются в зависимости от характера погодных условий. Выход из состояния покоя начинается в марте при температуре 2—5° С и сопровождается началом сокодвижения, продолжающегося от 20 до 40 дней.
Начало набухания почек происходит во 2-й декаде апреля при температуре 9—11° С и продолжается 25—30 дней. Листья развертываются в первой половине мая. По особенностям вступления в генеративную фазу клены делятся на три группы (Аксенова, 1975). К раннецветущим в апреле — начале мая относятся клены ясенелистный, остролистный, полевой, зеленокорый, сахарный, красный, бородатый и др. Среднецветущие виды в половине мая представлены кленами маньчжурским, желтым, явором, колосистым, ложнознбольдовым. К позднецветущим в июне относятся клены татарский, Гиннала, Семенова и др. Разница в сроках начала цветения у кленов достигает 20—35 дней, листопад и вхождение в состояние покоя происходит в сентябре-октябре.
А. В. Тюрин при изучении сезонного развития дуби и его спутников в европейской части СССР уделял большое внимание клену остролистному как одному из важнейших спутников дуба. На основании фенологических наблюдений сети научно-исследовательских учреждений лесного хозяйства СССР, главным образом лесных опытных станций, внесен ряд предложений, имеющих большое значение для лесохозяйственной практики.
Можно установить ход развития клена остролистного, в частности выявить продолжительность промежутков между отдельными фазами. Период работы зеленых листьев клена остролистного установлен в 1948 и 1949 гг.: Тростянец — 136, 137 дней; Шипов лес —124, 119; Райфа — 119, 115; Юматово — 103, 122; Бобруйск — 127, 131; Горки — 121, 131; Гомель — 128, 133. Период работы зеленых листьев клена остролистного до начала созревания его семян представлен по годам (1948 и 1949) в днях соответственно: Тростянец — 137, 136; Райфа — 127, 115; Юматово — 135, 130; Бобруйск — 168, 123; Гомель — 123, 127.
В насаждениях естественного происхождения клены не занимают господствующего положения. В большинстве случаев они являются сопутствующими породами 2-го и 3-го ярусов в лиственных, хвойных и смешанных лесах. Основные типы леса, в которых принимают участие клены, характеризуются богатым видовым составом деревьев, кустарников и трав, многоярусной структурой и приурочены к плодородным и достаточно увлажненным почвам.
Наибольшее распространение в Советском Союзе имеет клен остролистный, он является одним из лучших теневых спутников для дуба черешчатого. Образуя с дубом в насаждении 2-й ярус, клен остролистный способствует отенению почв. Его опавшие листья благоприятствуют образованию под пологом древостоя сплошного ковра лесной подстилки, что содействует улучшению лесорастительных свойств степных почв.
Там, где есть дубово-кленовые насаждения, улучшаются физические свойства степной почвы, заметно повышается ее водопоглощающая и фильтрационная способность, талые воды, поступающие с верхних частей склонов, интенсивнее проникают в нижние горизонтальные почвы. На южном черноземе под дубово-кленовыми насаждениями глубина максимального промачивания почвы увеличивается не только на опушке леса, но и в лесном массиве. Продукты разложения лесной подстилки играют важную роль в накоплении гумуса, влияют на его качественный состав, что повышает плодородие почвы и продуктивность лесных насаждений.
Советские ученые придают важное значение лесной подстилке не только как аккумулятору органических, азотистых и зольных веществ, но и как регулятору расходования питательных веществ, предохраняющему их от избыточного вымывания.
По содержанию зольных элементов в листьях исследованные клены можно объединить в две группы. К первой группе (содержание золы 10—12,5%) относятся клены остролистный, ясенелистный, колосистый, Шведлера, сахарный, татарский, явор; ко второй (содержание золы до 10%) — клены пенсильванский, красный, серебристый.
Интенсивность разложения и минерализация листового опада разных древесных пород различны и зависят от их химического состава и условий произрастания. Так, Д. Ф. Соколов показал, что листья дуба в чистом насаждении разлагаются и минерализуются медленнее, чем листья других древесных и кустарниковых пород, в смеси с листьями кленов этот процесс происходит обычно интенсивнее.
По содержанию важнейших биогенных элементов (азота и фосфора) листья различных видов клена делятся на три не совпадающих по богатству этими элементами группы. К первой (содержание азота больше 1,5%) из исследованных кленов относится ясенелистный; ко второй (азота от 1,20 до 1,49%) — серебристый и Шведлера; к третьей (азота 0,7—1,18%) — явор, татарский, остролистный, пенсильванский, колосистый, сахарный, Гиннала, красный. По содержанию фосфора исследованные клены можно также разделить на три группы: к первой (фосфора 0,42—0,60%) относятся листья кленов пенсильванского, красного и ясенелистного; ко второй (фосфора 0,2—0,4%) — серебристого, явора, остролистного, сахарного; к третьей (фосфора менее 0,2%) — Шведлера, татарского, колосистого. Листья клена остролистного не отличаются высоким содержанием азота (III группа) и фосфора (II группа).
На Деркульской опытной станции под 59-летним дубово-кленовым насаждением (с преобладанием до 70% клена остролистного) во всем почвенном профиле обыкновенного чернозема (на глубине до 90 см) было накоплено значительно больше гумусовых веществ, чем в том же черноземе под чистым дубовым древостоем.
Таким образом, водорастворимые продукты разложения в кленовом насаждении активизируют биохимические процессы, содействуют обогащению гумусом и улучшают азотный режим почвы в сравнении с той же почвой под дубом или ясенем.
В степных условиях лесная подстилка кленов остролистного и полевого под пологом смешанных дубово-кленовых насаждений повышает содержание в почве гумуса, азота и зольного вещества, что положительно сказывается на росте дуба черешчатого и ведет к повышению общей продуктивности дубово-кленовых насаждений, в сравнении с чистыми дубовыми и другими насаждениями (ясеневыми), и к повышению защитной роли степных насаждений.
Клен остролистный является породой, отзывчивой к изменению плодородия и влажности почв. Поэтому в различных условиях произрастания он по-разному выполняет роль сопутствующей породы. Так, в северных районах лесостепной зоны обыкновенных черноземов (Каменная степь) на равнинных местоположениях по показателям роста в высоту до 25—30 м он соответствует I бонитету, а с 25—30 м — II.
По данным Е. С. Павловского (1905), к лучшим насаждениям в Каменной степи относятся посадки дуба с липой и кленом остролистным, а не с ясенем и вязом. Например, высота 50-летнего дуба здесь (на опытной лесополосе № 40) составляла около 23 м, диаметр 26,7—28,3 см, запас 303,1—307,9 м3/га. Обе породы (липа и клен остролистный) образуют в насаждении 2-й ярус, имеющий высокий текущий прирост по запасу, превышающий средний в 2 раза. Эти насаждения отличаются высокой товарностью (60— 80% деревьев отнесены к I—II классам добротности), а также хорошим очищением стволов от сучьев, наибольшим количеством стволов с нормально развитыми кронами.
На участке дуба с кленом остролистным той же опытной лесополосы № 40 имеется 3-й ярус из крупного семенного подроста клена остролистного (563 шт/га) высотой Ими диаметром до 10 см, а также редкий подлесок из бузины, ирги и черемухи. Почвенный покров мертвый, мощный, рыхлый. Введение сопутствующих и кустарниковых пород имеет весьма существенное значение для образования биологически устойчивых и долговечных насаждений.
На маломощных черноземных почвах склонов той же зоны рост клена значительно хуже: до 25—30 лет он растет по III, а с 25—30 лет по IV бонитету. Суховершинность наступает здесь в 50—55 лет. На обыкновенных черноземах УССР клен остролистный успешно произрастает в пониженных местоположениях и потяжинах, до 25—30 лет он растет здесь по I, а с 25—30 лет по II бонитету. В плакорных условиях интенсивность роста клена остролистного снижается; его бонитет до 25—30 лет соответствует II, а с 25—30 лет — III.
Рост дуба черешчатого с кленом остролистным, как отмечает Ф. Н. Харитонович (1968), зависит от характера и расстояния их посадочных мест и при чередовании дуба с кленом остролистным в одном ряду (на расстоянии ближе 1 м). Клен остролистный в густых посадках задерживает рост дуба, что отрицательно сказывается на продуктивности и устойчивости дубово-кленового насаждения.
С учетом особенностей межвидовых взаимоотношений необходимо клен остролистный вводить в состав дубовых насаждений на обыкновенных черноземах степных районов европейской части СССР, располагая его не ближе чем на 2,5—3 м от дуба. В Велико-Анадольском лесном массиве наилучшим ростом характеризуются дубово-кленовые насаждения. Например, в кв. 78 (посадки 1897 г.) дуб в 52-летнем возрасте имеет среднюю высоту 20,6 м, а клен остролистный во 2-м ярусе 17,6 м. Под насаждением образовалась мощная лесная подстилка, травянистый покров отсутствует.
Широко распространен клен остролистный на Кавказе, где он встречается в качестве примеси в дубовых, грабовых, буковых, хвойных и смешанных насаждениях в первом и втором ярусах на высоте от 600 до 1800 м над ур. м. Начинает плодоносить в 10—15 лет. Хорошо возобновляется семенами в разреженных древостоях с сомкнутостью полога 0,4—0,6 или в окнах и на полянах, где количество подроста составляет от 2400 до 10000 шт. на 1 га. Интенсивно размножается порослевым путем, сохраняя эту способность до возраста 160 лет. Развивает мощную корневую систему. Переносит мороз свыше —20° С.
На южных черноземах в степи клен остролистный растет более или менее удовлетворительно в лучших условиях увлажнения (III—IV бонитеты), но начинает суховершинить в возрасте 40—45 лет.
В условиях степи клен остролистный формирует устойчивые чистые насаждения. Примером этому могут служить кленовые массивы, созданные на южных черноземах в совхозе «Белые Пруды» Вязовского района Волгоградской обл., полосы и колки на тех же почвах в Сальской даче Ростовской обл.
В северной части Волгоградской обл. в Козловской водораздельной полосе лучшим состоянием характеризуются дубово-кленовые насаждения. По сообщению Ф. И. Травеня (1968), здесь дуб в окружении клена остролистного отличается прямоствольностью и имеет в 58-летнем возрасте высоту 22 м и диаметр 24 см. Клен же остролистный в этом насаждении растет во 2-м ярусе, прекрасно отеняет почву, создает благоприятные условия для образования лесной подстилки. В прогалинах (окнах) этого древостоя, имеется обильный кленовый самосев, местами жизнеспособный подрост. Реже встречается самосев дуба в виде «торчков». Запас древесины чистого кленового насаждения в возрасте 60 лет высотой 14,5 м составляет 168,3 м3/га, а дубово-кленового — 158,2 м3/га.
В широких водораздельных лесных полосах, «розданных в Заволжских степях в период 1886—1906 гг. под руководством лесовода Г. К. Генко, установлено, что и в этих сравнительно суровых климатических условиях лучшим спутником дуба является клен остролистный. Этот вывод подтверждается современным хорошим состоянием сохранившихся дубово-кленовых насаждений. Так, по данным В. М. Котова, в Дубово-Уметском лесничестве Куйбышевского лесхоза 26-летнее дубово-кленовое насаждение, созданное посадкой, характеризуется следующими показателями: на 1 га 540 стволов, в том числе дуба —180, клена остролистного — 294 и береста — 66. Средняя высота дуба 15,5 м, клена остролистного — 11,5 м; средний диаметр дуба — 23,2 см, клена остролистного—18,4 и береста — 15,2 см. Деревья дуба отличаются прямоствольностью и хорошим очищением от сучьев (первый живой сук расположен на высоте 5 м). Наибольшей продуктивностью характеризуется чистое дубовое насаждение — 52 м3/га, в смешанных ясенево-кленово-дубовых культурах с акацией желтой запасы древесины меньше. В зоне переходных почв от предкавказских южных к темно-каштановым (Степное лесничество Ставропольского края) рост клена остролистного соответствует II классу бонитета, причем суховершинности начинаются здесь уже с 20—25-летнего возраста. В этих условиях клен остролистный устойчив в полезащитных лесных полосах, где имеется дополнительное увлажнение.
В зоне каштановых почв (Камышинский опорный пункт ВНИАЛМИ) клен остролистный является неустойчивой и малопродуктивной породой. Весьма показательными в этом отношении являются дубово-кленовые культуры, созданные в 1924 г. в кв. 3. В 33-летнем возрасте клен остролистный имел средний диаметр 3,5 см, среднюю высоту 3,5 м. Если в первых двух опушечных рядах отпад клена составил 28%, то в середине насаждения сохранилось всего 11 % деревьев. Почти аналогичная закономерность наблюдается и по дубу.
В Оренбургской обл., особенно к юго-востоку от г. Оренбурга (по направлению к г. Орску), клен остролистный в молодом возрасте, так же как и дуб, часто страдает от сильных морозов и поздних весенних заморозков, в результате чего нет оснований рекомендовать его здесь для широкого внедрения в защитные насаждения.
В условиях Южного Зауралья, по наблюдениям Ф. И. Травеня (1968), клен остролистный единично встречается в старых лесопарках и окрестностях г. Троицка (юг Челябинской обл.). Однако здесь он представлен деревьями, имеющими следы обмерзаний кроны, что происходит в отдельные суровые зимы. Как установлено в Троицком железнодорожном питомнике, неоднократные попытки выращивания сеянцев клена остролистного в этих условиях заканчивались неудачами в результате почти сплошной гибели всходов от поздних заморозков.
Как показал опыт, наиболее успешного роста и развития клен остролистный достигает в населенных пунктах только в крупных по площади посадках, защищенных от вытаптывания и уплотнения почвы, выпаса скота, воздействия дыма и газа. Наиболее успешно клен растет и развивается в загородных лесопарках под пологом разреженных насаждений во 2-м ярусе. Он предпочитает открытые поляны, прогалины и опушки с достаточно увлажненной и рыхлой почвой. В этих условиях он характеризуется раскидистой, густооблиственной кроной, обильно плодоносит и дает массовый самосев. Хороший вид имеют группы деревьев клена или свободно стоящие деревья. Красиво расцвеченная осенью крона контрастно выделяется на зеленом фоне хвойных и лиственных пород.
Сходную с кленом остролистным лесообразующую роль в лесах европейской части СССР выполняет клен полевой. Он успешно отеняет почву и является хорошим подгоном для дуба. Возобновляется порослью на вырубках. Удовлетворительно растет в защитных и озеленительных посадках, являясь газоустойчивым растением. По засухоустойчивости он несколько превышает клен остролистный. Это дерево второй величины, достигающее высоты 16 м; в худших условиях иногда растет в виде низкого деревца или кустарника, в лучших условиях высота этого клена достигает до 25 м.
Клен полевой растет в твердолиственных насаждениях и по их границам, где кустится, образуя лесные опушки. Относительно засухоустойчив, предпочитает места с достаточно увлажненной плодородной почвой, не выдерживает застойного увлажнения, но неплохо растет и на худших почвах, даже слабосолонцеватых, Устойчив в лесостепной зоне и в центральных областях зоны хвойно-широколиственных, легко переносит зиму в степной части Украины, заморозков не боится.
Корневая система поверхностная, горизонтально стелющаяся, сильно разветвленная. В начальном периоде роста до 10 лет клен полевой — довольно быстрорастущая порода, не уступающая в росте клену остролистному. Затем рост его несколько замедляется. Имея довольно густую крону с горизонтальным расположением листьев, клен полевой хорошо отеняет почву, являясь весьма ценной сопутствующей и почвозащитной породой при создании лесных насаждений из дуба, ясеня, березы бородавчатой, белой акации и др. Хорошо возобновляется вегетативным путем — отводками, порослью от пня, корневыми отпрысками. Поросль его в начальном 3—5-летнем периоде жизни отличается бурным ростом.
Клен полевой довольно хорошо плодоносит, как правило, с 12—25 лет; порослевый начиная с 7—10-летнего возроста. Семена его созревают осенью в конце августа — сентябре и частично остаются висеть на деревьях до зимы. Семена клена полевого можно высевать без предварительной стратификации за 50—75 дней до наступления морозов, и тогда дружные всходы его появляются весной следующего года. Для весеннего же посева семена его необходимо предварительно стратифицировать в течение 160—180 дней при +3—5°С. На лесокультурную площадь клен полевой высаживается стандартными двухлетними сеянцами.
В молодом возрасте клен полевой отличается слаборазвитой кроной с сильно вытянутой вершиной. Нижние его ветви расстилаются над поверхностью почвы, образуя прикорневую розетку. При достаточном увлажнении почвы эти ветви укореняются и дают отводки. Слабое развитие кроны восполняется наличием нижних ветвей, обеспечивающих хорошее отенение почвы (Логгинов, 1961), что очень важно в борьбе с сорной растительностью в степи. Таким образом, клен полевой является одной из лучших подгоночных пород в степном лесоразведении.
В относительно жестких условиях Камышинского опорного пункта Института агролесомелиорации клен полевой в 52-летнем возрасте достиг высоты 8,5—11 м и диаметра 15—20 см на высоте груди. На Кавказе он встречается в дубовых, грабовых, хвойных и смешанных лесах на высотах от 400 до 1600 м над ур. м. Его участие в запасе древесины в этих лесах изменяется от 14 до 125 м3/га. Под пологом леса сомкнутостью 0,5—0,7 количество всходов и подрост достигнут 3700 шт. на 1 га. Порослевая способность клена сохраняется до возраста 40 лет. Изредка он образует корневые отпрыски диаметром 0,8—3 см, залегающие на глубине до 4 см от поверхности почвы.
Ф. Н. Харитонович (1968) сообщает, что в полосе № 21 Мариупольской агролесомелиоративной опытной станции в условиях достаточного увлажнения в 34-летнем возрасте клен полевой имел среднюю высоту 10,2 м и средний диаметр 16,6 см. Отдельные деревья клена полевого в этом возрасте здесь достигали в высоту 12 м ив диаметре 20 см. Теневынослив не менее, чем клен остролистный. Его поросль и самосев под пологом сомкнутого дубового насаждения чувствуют себя неплохо. Клен полевой переносит трудные условия города (дым, копоть, газы и др.), в связи с тем часто применяется в зеленом строительстве, в одиночной и групповой посадке парков и скверов. Может служить для создания живой защиты от ветра и пыли в качестве изгородей для снегозадержания, пригоден для лесопарков, озеленения дорог, каналов и др. Он хорошо переносит стрижку и вследствие густоты кущения широко используется для создания живых изгородей. В группах деревьев клена полевого создается хорошая обстановка для гнездования птиц.
В дендросаду Тимирязевской сельскохозяйственной академии примерно 75—80 лет назад было высажено 29 деревьев клена полевого. Они плодоносят, достигли высоты 15—18 м, диаметра 18—20 см на высоте груди. Этот вид клена — относительно хороший сахаронос. Ветки и листья могут быть использованы в качестве веточного корма, они охотно поедаются овцами и козами.
Большое значение в лесах и защитных насаждениях засушливых районов на южных черноземах и каштановых почвах имеет клен татарский. Располагаясь во 2-м ярусе и в подлеске, он в результате своей засухоустойчивости и солеустойчивости способствует улучшению лесорастительных свойств почвы для дуба, березы, акации белой и др.
Клен татарский в первые годы по быстроте роста опережает дуб черешчатый. Большой прирост дает также его поросль, достигающая на третий год высоты 3,2 м. Поэтому его можно рекомендовать для широкого применения в качестве дерева 2-го яруса в полезащитных полосах степных районов на южных черноземах и темно-каштановых почвах, где число пригодных для выращивания древесных пород ограничено.
Благодаря хорошему развитию кроны, особенно у поросли, клен татарский эффективно используется как дерево 2-го яруса и как подлесок даже в наиболее подверженных задернению белоакациевых насаждениях. Клен татарский зимостоек, хорошо возобновляется порослью даже при многократной рубке; в насаждениях Мариупольской опытной станции рубка клена татарского производилась уже 8—10 раз (Логгинов, 1961).
В суровых лесорастительных условиях степных районов Южного Зауралья и Западной Сибири лучшим заменителем клена остролистного следует считать клен татарский, который из всех видов клена наиболее морозостойкий и засухоустойчивый. Одновременно он малотребователен к почве, сравнительно легко переносит некоторую солонцеватость южных черноземов и каштановых почв, неплохо предохраняя их от задернения. Поэтому клен татарский рекомендуется в указанных условиях в качестве лучшей сопутствующей породы при защитном лесоразведении на юге Челябинской обл. и в засушливых районах Кулундинской степи, где преобладают почвы каштанового типа (пониженной лесопригодности).
В таких тяжелых лесорастительных условиях клен татарский особенно полезен в смешении с березой плакучей — бородавчатой и вязом мелколистным. Об этом свидетельствует опыт челябинских лесоводов-железнодорожников, широко применявших посадку березы бородавчатой в сочетании с кленом татарским при создании защитных полос вдоль железных дорог. Здесь клен татарский хорошо растет даже на солонцеватой почве, неплохо отеняет ее под пологом древостоя из светолюбивой березы.
В последние годы клен татарский успешно применяется алтайскими лесоводами в качестве сопутствующей породы при создании государственных лесных полос в Кулундинской степи, где на почвах каштанового типа в качестве главной породы запроектирована береза бородавчатая и реже — вяз мелколистный.
В условиях крайнего юго-востока клен татарский в первые годы растет медленно, затем начинает расти быстрее. Чтобы помочь лучшему и более быстрому росту клена татарского, М. А. Орлов рекомендует с первого года посадки обрезать его надземную часть, т. е. сажать его «на пень», а затем через каждые 2—3 года рубить для получения поросли.
В засушливых условиях Заволжья на каштановых почвах клен татарский получил широкое распространение в защитных насаждениях, заменяя наряду с вязом мелколистным выпавшие культуры дуба черешчатого, ясеня зеленого, березы бородавчатой. Зимостойкость клена татарского позволила расширить его ареал в культурах Сибири и Северного Казахстана.
Очень распространен клен татарский в озеленительных посадках нашей страны. Почти в каждом парке, сквере можно встретить этот клен в виде небольших деревьев и кустарников, привлекающих внимание красными крылатками, а осенью желтыми и красными листьями. Следует отметить еще одну положительную особенность этого вида — санитарно-гигиеническое значение. Его листья выделяют в воздух особые вещества — фитонциды, убивающие болезнетворные микроорганизмы и тем самым способствующие санитарному оздоровлению окружающей среды.
Клен ясенелистный, отличаясь интенсивным ростом в первом десятилетии после посадки, является антагонистом других пород, в том числе дуба. В соседстве с ним задерживается также рост ясеня, груши, абрикоса, других древесных и кустарниковых пород, вплоть до полного их отмирания.
Во втором десятилетнии и в последующие годы клен ясенелистный снижает быстроту роста и биологическую устойчивость. В восточных лесостепных и степных районах страны он нередко сильно обмерзает, особенно в Зауралье, Западной Сибири, в том числе в районах засушливой Кулундинской степи (Алтайский край). Может применяться при посадке в восточных районах страны в приовражных лесонасаждениях (крайних к овражной бровке рядах), откуда он обычно легко расселяется самосевом на прилегающие откосы и русла оврагов. Такое явление можно наблюдать в настоящее время на многих придонских овражных системах, например в Богучарском лесхозе Воронежской обл., на Клетском овражном опытном пункте ВНИАЛМИ и в других местах. Следовательно, при недостатке других, более ценных пород клен ясенелистный может быть использован при создании защитных полос и в озеленении в степных и полупустынных районах на востоке и юго-востоке страны.
Большая часть видов клена, в том числе интродуцированных, относится к зимостойким растениям. Однако такие клены, как бородатый, серебристый, красный, колосистый и другие, будучи введены в посадки таежной зоны в суровые зимы при температурах —25° С, обмерзают, теряя часть годичного прироста, кустятся и приобретают кустообразную форму. Такие виды, как клен дланевидный, завитой, зеленокорый, слабозимостойки и для разведения в таежной зоне нуждаются в укрытиях на зиму.
К видам, удовлетворительно переносящим загазованность и задымленность атмосферы, относятся клены полевой, красный, сахарный, ясенелистный, татарский.