Для получения представлений о мощности максимумов 11- летних циклов за последние 7 столетий нами проведен расчет отклонений каждого из них от средней для 5 соседних циклов. Так появилась возможность определить, при каком уровне активности Солнца наблюдается полож ительная аномалия прироста де198 ревьев в горных районах СССР. О казалось, что выдающиеся аномалии прироста приходятся на время, когда активность максимумов была низкой, и, наоборот, в годы наиболее сильных максимумов активности Солнца прирост наименьший. Этот вывод в общих чертах согласуется с данными, полученными при анализе связи прироста хвойных на верхней границе леса с эпохами максимумов 11-летних циклов солнечной активности и с результатами расчетов характеристик геомагнитной и солнечной активности для лет с аномально большими и аномально малыми приростами на верхнем пределе распространения. Это, по-видимому, можно объяснить тем, что в год максимума активности Солнца ультрафиолетовой радиации поступает в 20 раз больше, чем в год минимума (Веркслер, 1958, цит. по: Калесник, 1970). В связи с большим вкладом в спектр изменчивости прироста деревьев на верхней границе леса 24-летнего ритма (см. рис. 80) были рассмотрены индексы прироста обобщенной серии относительно дат экстремумов солнечных пятен с южной полярностью. О казалось, что к датам положительных экстремумов активности солнечных пятен с южной полярностью прирост деревьев увеличивается, а после прохождения их снижается. Это послужило основанием для утверждения, что первопричиной внутривековой изменчивости прироста хвойных на верхнем пределе распространения в Е вразии является солнечная активность (Ловелиус, 1970д, 1972г, 19736, 1973в, 19756, 1978а и др.). А нализ изменений прироста деревьев на северной границе леса п оказал, что они в отличие от верхней границы происходят в 11- летнем цикле синхронно с активностью Солнца, а не в противофазе. Д ля выяснения справедливости соображений о солнечной обусловленности аномалий прироста деревьев и природных процессов (циркуляции атмосферы, полей аномалий температуры, площади льдов и т. д.) проведена обработка данных геомагнитной и солнечной активности для средних месячных и годовых значений в десятилетия противоположных по знаку аномалий прироста хвойных в Субарктике. Результаты расчетов приведены в табл. 50. Все характеристики геомагнитной и солнечной активности в годы аномально больших приростов значительно выше, чем в десятилетие малых приростов. Таким образом, можно заключить, что в 1930-1939 гг., когда в Субарктике наблюдались благоприятные условия для роста древесных растений, повышалась активность Солнца и на ее фоне происходило сокращение площади льда в Балтийском море и Северном Ледовитом океане, значительно преобладала восточная форма циркуляции атмосферы, охват внетропической зоны положительными аномалиями средней месячной температуры достигал в среднем за год 78% площади, при 48% для десятилетия с отрицательной аномальностью прироста (1910 1919 гг.). Третьей строчкой даны отношения средних месячных (и годовых) индексов в годы десятилетий аномальных при ростов деревьев (%V менения гелиогеофизического фона для лет с аномалиями по гордому и северному обобщенным рядам подтверждаются и данными анализа по аномальньш десятилетиям. Д ля выявления связи прироста годичных колец Larix gmelinii самого северного на земле лесного острова Ары-Mac (на Таймыре) с изменениями активности Солнца были использованы данные по геомагнитной и солнечной активности за период с 12-го но 18-й цикл. По графикам связи прирост-солнечные данные по отдельным месяцам и их группам установлено согласование его со всеми характеристиками активности Солнца. Лучше других связь прироста с данными по солнечной активности проявляется для июля. Первоначально это положение вызвало недоумение, так как традиционно прирост сравнивают с данными за период вегетации. Однако исследования сезонного роста лиственницы показали, что формирование большей части побегов (кроны и верхушечного) (до 80% от всего прироста за сезон) происходит за 15-20 дней июля. Ход 6 индексов геомагнитной и солнечной активности и прироста лиственницы (в отклонениях от средней) за период с 12-го по 19-й цикл достаточно согласован. Рассмотренные показатели были объединены для характеристики активности Солнца и названы нами «биоэффективная активность Солнца» (БЭАС). В результате этой обработки теснота связи солнечной активности и прироста лиственницы существенно повысилась. Следовательно, на жизнеспособность древесных растении (и, вероятно, всех живых систем) в условиях Крайнего Севера воздействуют суммарно геомагнитная и солнечная активность. По графику связи построена кривая БЭАС. Анализ показывает, что ее минимальные значения в 14-м цикле активности Солнца были самыми низкими, после минимума начался неуклонный подъем, отражающий внутри гековую теплую фазу начала X X в. - «потепление Арктики». В 18-м цикле наступил перелом в росте лиственницы, по 19-му циклу данные по активности Солнца были неполными, что не позволило рассчитать БЭАС. Таким образом, удалось показать, что ни одна из известных характеристик гелиогеофизического фона не имеет такой тесной согласованности с приростом, как биоэффективная активность Солнца. Результаты расчета отклонений от 11-летпей нормы сезонных значений (V I—V III) волнового индекса В. Ф. Логинова приведены, с которого были сняты даты положительных и отрицательных экстремумов, послужившие основанием для рассмотрения прироста по методу наложенных эпох как но максимумам, так и по минимумам. Абсолютные значения прироста сосны на болоте и в сосняке беломоншо-брусничном рассмотрены относительно дат экстремальных значений волнового индекса через один цикл. Более строгая регулярность экстремальных значений волнового индекса, чем чисел Вольфа, дает основание считать его использование более целесообразным при подобных исследованиях. Он более полно отвечает требованиям, предъявляемым к астрофизическим характеристикам, благодаря регулярности повторения даже его сезонной части, совпадающей с периодом вегетации растений. К ак следует из рис. 97, А, наибольших значений приросты сосны на болоте достигают за 3 -4 года до наступления максимума активности Солнца, что наблюдается в эпоху максимумов 1908, 1929, 1950 годов. К максимумам 1895, 1919, 1939, 1960 годов прирост снижался. Абсолютная симметрия кривых прироста в многолетнем ходе с противоположным знаком представляет собой интересное явление, показывающее регулярность и равенство амплитуд угнетений прироста деревьев и их компенсации. Не меньший интерес представляет и анализ прироста относительно минимальных значений волнового индекса. К ак и в случае с максимумами, анализ относительно минимумов проводился через цикл: прирост возрастал в эпохи минимумов 1903, 1925, 1945 годов, начиная увеличиваться за И лет до минимума, и наибольших значений достигал через 2 года после его прохождения; снижение прироста наблюдалось в эпохи минимумов 1890, 1915, 1935, 1955 годов, а начиналось за 8 лет до минимума, наименьших значений достигая через 2 года после минимума. Полная симметрия в изменении прироста сосны 207 на болоте в эпохи максимумов и минимумов активности Солнца (по волновому индексу Логинова) свидетельствует о четко отлаженном механизме компенсации угнетений в росте деревьев за счет равных по амплитуде и продолжительности фаз увеличения прироста. Полученный результат дает основание утверждать, что связь между процессами на Солнце и приростом деревьев прямая, так как в природе опосредованных зависимостей нет ни одного сколько-нибудь жесткого механизма с такой строгой регулярностью, как в повторяемости и амплитудах угнетений и благоприятствования у деревьев заболоченных мест произрастания. Особого внимания заслуж ивает установление неравнозначности 11-летних циклов активности Солнца, показанное на рис. 97. Максимумы и минимумы четных циклов знаменуют собой увеличение прироста деревьев, а в эпохи нечетных циклов прирост уменьшается. Несмотря на то что механизм выявленных процессов не раскрыт, само явление регулярности снижения и увеличения темпов роста деревьев относительно реперов активности Солнца может служить основой для долгосрочного прогноза направленных изменений прироста древесных растений и поможет при исследовании физики Солнца. Рассмотрение прироста деревьев сосняка бруснично-беломошного (рис. 97, Б) позволяет затронуть еще одну сторону обсуждаемой проблемы. П оявляется возможность оценить изменения прироста при недостатке влаги. Это позволяет оценить значение эдафических факторов при анализе прироста сосны в пределах одного района. Д аже общая оценка распределения прироста сосны в сосняке бруснично-беломошном относительно максимумов активности Солнца показывает сильно выраженную асимметричность в ходе кривых относительно четных и нечетных максимумов 11-летних циклов; правда, увеличение прироста к датам четных циклов и его снижение к нечетным сохраняется и в этом случае, что еще раз подтверждает неслучайность выявленной особенности изменения БЭАС. Вероятно, эти различия в реакции деревьев на суходолах по сравнению с заболоченными местопроизрастаниями на изменения активности Солнца можно объяснить автономностью сосны за счет компенсаторного эффекта более благоприятных условий. Проведенный анализ изменений прироста сосны в разных условиях произрастания относительно максимумов и минимумов активности Солнца дает основание высказать соображение о целесообразности введения понятия «гелиоритмотип». К тем или иным гелиоритмотипам можно отнести древесные растения, по-разному реагирующие на максимумы и минимумы активности Солнца. A priori можно сказать, что те виды, которые появились во время высокой БЭАС, не будут так чутко реагировать на максимумы его активности, но окаж утся чувствительными к минимумам, и наоборот. Отношение древесных растений к изменениям активности Солнца, по-видимому, может служить основой для установления их происхождения при высоком или низком уровне гелиогеофизического фона.
Потребность лесных пород в свете.
Различные древесные породы поразному реагируют на свет. Отношение их к светк определяется биологическими свойствами, которые необходимо знать для того, чтобы усеть правильно регулировать лучшее соотношение древесных пород в лесу, особенно в тот период, когда происходит формирование леса. Все древесные породы по требовательности к свету разделяются на 2 группы:светолюбтвые и теневыносливые. Светолюбивые породы(береза, лиственница, осина, сосна, ива) в отличие от теневыносливых имеют, как правило, мелкие семена и часно плодоносят. Они не боятся заморозков и солнцепека, в молодости растут быстро, хорошо очищаясь от нижних сучьев. Теневыносливые имеют, как правило, мелке семена и часто плодоносят. Они не боятся заморозков и солнцепека, в молодости растут быстро, хорошо очищаясь от нижних сучьев. Теневыносливые древесные породы (пихта, бук, ель, граб, липа и др.) реже плодоносят,медленнее растут, плохо переносят заморозки и солнцепек в молодости, плохо очищаются отсучьев. Теневыносливые породы хорошо развиваются под пологом светолюбивых пород, вытесняя часто деревья основного полога.
Необходимо прорежать леса, чащи способствуют неправильной циркуляции воды, нарушают баланс природы. Я думаю можно будет проследить эту взаимосвязь, на примере внезапных таяний ледников. И раз теневыносливые породы хорошо развиваються только под пологом светолюбивых пород, те деревья которые они вытесняют из основного полога леса необходимо вырубывать.В таким деревьям относятся еловый и пихтовый полог к которому проникает мало света.
Методы определения теневыносливости древесных пород.
Существуют две группы методов определения теневыносливости древесных пород.
I группа методов: определение по внешним (морфологическим) признакам. К ним относятся: густота облиствения, протяженность кроны, освещенность почвы, очищение стволов от сучьев, угнетение подроста под пологом древостоя, быстрота самоизреживания древостоев, толщина и степень трещиноватости коры.
Густота облиствения. У теневыносливых пород более густая крона т.к. их листья жизнеспособны при взаимном затенении. Сквозные, ажурные кроны свойственны светолюбивым породам.
Протяженность крон. Большая протяженность кроны по стволу дерева характерна для теневыносливых пород.
Освещенность почвы под пологом древостоя выше у светолюбивых пород, разница показателя с теневыносливыми породами может достигать 80-90% при одинаковом количестве деревьев на площади. В густых ельниках в солнечный полдень сумеречно и травяной покров отсутствует. В листвинничниках почва освещается более интенсивно, что способствует развитию густого напочвенного покрова из травяных растений.
Очищение стволов от сучьев начинается раньше и происходит быстрее у светолюбивых пород, т.к. затенённые нижние ветви, листья, хвоя, быстро отмирают. Нижние ветви теневыносливых пород способны находиться в затенении длительное время, например, в 20-летних чистых сосняках ветви отмирают полностью на ¾ от комлевой части ствола, а в ельниках того же возраста они покрывают ствол почти до земли.
Угнетение подроста. Подрост светолюбивых пород быстро погибает в затенении, подрост теневыносливых растёт длительное время в угнетенном состоянии.
Быстрота самоизреживания древостоев. Теневыносливые породы довольствуются меньшей площадью питания, у светолюбивых пород изреживание происходит более интенсивно.
Толщина и степень трещиноватости коры. У светолюбивых пород к зрелому возрасту формируется трещиноватая, толстая кора (лиственница, сосна, береза). У теневыносливых - кора гладкая или слаботрещиноватая (бук, ель, пихта).
II группа методов: измерительные методы определения теневыносливости древесных пород.
1) фотометрические (проводят замеры освещения с помощью приборов); 2) фитометрические (измеряют размеры деревьев); 3) анатомические (анализируют анатомическое строение растений); 4) физиологические (изучают физиологические процессы).
В качестве измерительного – используют метод М.К. Турского, который совместно с В.И. Никольским (1882) изучал влияние отенения на рост однолетних сеянцев сосны и ели. Семена были высеяны в грядки, затененные драночными щитами, с просветами разной величины. Изменяя величину просветов, освещение дозировали от 1/2 до 1/3 полного освещения. По окончания опыта определяли длину и вес сухого вещества надземных и подземных частей сеянцев. При затенении средний вес сухого вещества уменьшился у сосны в 5 раз, у ели – в 3 раза, что свидетельствует о ее большей теневыносливости.
Шкалы светолюбия древесных пород
Профессор М.К. Турский (1891), на основе изучения лесов России, разработал классификацию древесных пород по степени нарастания теневыносливости: лиственница европейская, береза повислая, сосна обыкновенная, осина, ивы, дуб черешчатый, ясень обыкновенный, клен остролистный, ольха черная, ильмовые, сосна крымская, ольха серая, липа мелколистная, граб обыкновенный, ель европейская, бук лесной, пихта сибирская.
Для лесов европейской части В.П. Григорьев (1989) предложил шкалу светолюбия древесных пород.
1) Световые породы: сосна обыкновенная, лиственница европейская, ива белая, береза повислая, осина, ольха серая, береза пушистая.
2) Относительно светолюбивые породы: ясень обыкновенный, дуб черешчатый, рябина обыкновенная.
3) Промежуточные или средние: ольха черная.
4) Относительно теневые породы: вяз голый, вяз обыкновенный, клен полевой.
5) Теневые породы: ель европейская, клен остролистный, граб обыкновенный, липа крупнолистная, липа мелколистная.
Теневыносливость деревьев изменяется с возрастом. А.Ф. Рудзкий и М.К. Турский (1891) установили, что молодые деревья более теневыносливы, чем старые. Светолюбивый ясень в молодости более теневынослив, чем клен явор и липа, а молодой дуб по теневыносливости близок к ели. Однако при исследованиях не была сделана поправка на повышенное содержание углекислого газа в приземном слое воздуха, на высоте произрастания подроста, который увеличивает его теневыносливость.
Молодой подрост вегетативного происхождения (на пне, от корневых отпрысков) более теневынослив, т.к. не теряет связи с материнским растением и пользуется запасом пластических веществ.
КЛАССИФИКАЦИЯ КРАФТА
Согласно классификации Крафта, в одновозрастном лесонасаждении надо отличать пять классов по так называемому господству и угнетенности деревьев.
I класс — деревья исключительно господствующие, прегосподствующие, имеющие толстый ствол, хотя и не всегда самые высокие, но обладающие широкой раскидистой, мощной кроной, чаще всего с толстыми сучьями, расположенными почти от самого основания ствола. Эти деревья пользуются огромным притоком солнечной энергии, развивают мощную корневую систему и извлекают из почвы много воды и питательных веществ. Они встречаются в лесу единично.
II класс — деревья господствующие, обычно самые высокие или почти самые высокие, но с более тонким стволом и не такой мощной кроной, как предыдущие. Они составляют наряду с деревьями III класса основную часть всякого нормального древостоя.
III класс — деревья согосподствующие, более мелкие, но еще имеющие открытую для солнца вершину. Они также преобладают в лесу.
IV класс — деревья угнетенные, мелкие, тонкие, ущемленные в пологе, часто совсем почти не получающие прямого солнечного света. Среди них выделяются две категории особей: а — равномерно угнетенные со всех сторон и имеющие узкие во все стороны расходящиеся кроны; б — флагообразные, с кроной, развитой лишь в одну сторону ввиду чрезмерного угнетения соседями с других сторон.
V класс — деревья отмирающие и мертвые. Первые числятся под рубрикой а, вторые составляют особую категорию б. Это деревья сильно отставшие в росте, попавшие под полог господствующих деревьев, не имеющие непосредственного доступа света, причем первые из них еще живые, на них есть остатки недоразвитой хвои и мелких листьев, вторые уже мертвые, представляющие собой сухостой, который, падая, образует валеж.
В этой классификации классы деревьев в лесу уподоблялись классам людей в обществе и явления в лесу рассматривались с реакционных позиций социального дарвинизма. Лес представлялся как арена социальной борьбы деревьев, управляющих, подобно человеку, своими условиями и благами жизни. Схемой Крафта заканчиваем обозрение старых классификаций деревьев леса.Источник: https://lesa-rossii.ru/lesnie-kulturi/klassifikatsiya-krafta
Считаю, что особое влияние оказывает на процессы в природе светотень. Этот принцип необходимо учитывать при вырубке деревьев. И прореживать деревья третьего полога, убирая четвёртый и пятый.
Из за образования чащ лесов,которые необходимо прореживать формируется неправильная циркуляция воздуха. Это способствует таянию ледников, так как формируются не те воздушные саммы над ними.