При оценке светопотребности древесных растений надо учитывать климатические и почвенные условия, конкуренцию за влагу и питательные вещества, возраст самих растений, а также какой из данных факторов находится в минимуме.
Отношение древесной породы к свету в пределах ее ареала существенно зависит от широты местности и высоты над уровнем моря. Ель на севере более светолюбива, чем на юге. Расположенные на высоких освещенных местах ельники редкостойны. Сосновый подрост на юге растет в затененных местах.
В одной и той же климатической зоне отношение древесных пород к свету зависит от эдафических факторов. В борах с лишайниковым покровом древостой разрежены, а рост плохой. Лимитирующим фактором является здесь не свет и не влажность почвы, а бедность ее минерального состава. На бедных и сухих песках редкостойность сосны объясняется конкуренцией поверхностных корней.
Теневыносливость зависит от возраста дерева. У ели в возрасте до пяти лет минимальная потребность в освещенности составляет 1% от полной, далее она постепенно увеличивается до 30%. Осина и ясень в молодом возрасте теневыносливы. Это объясняется тем, что хвоя и листья в ювенильном периоде обладают высокой адаптационной способностью. Впоследствии эта способность теряется.
Наряду со световым режимом большую роль в жизни леса играет конкуренция за воду и элементы питания. Поэтому, разреживая верхний ярус древостоя при рубках ухода, мы не только улучшаем световой режим для нижних ярусов более ценных пород, удлиняем их вегетационный период, но и ослабляем корневую конкуренцию.
Один из важнейших факторов в жизни леса — свет, понимаемый как лучистая энергия солнца, или солнечная радиация. Без солнечной радиации не идет процесс фотосинтеза, т. е. прекращается рост и развитие древесных растений, не образуется органическое вещество — древесина.
Свет, падающий на лес, может быть двух видов: прямой и рассеянный, отраженный от голубого неба, облаков, земной и водной поверхности. Однако, рассматривая свет, следует отметить, что солнечные лучи, воспринимаемые глазом и делающие окружающий мир видимым, составляют только часть солнечной радиации. Причем наибольшее значение для протекания физиологических процессов и прежде всего для усвоения углекислоты и образования хлорофилла имеет спектральный состав света. Ультрафиолетовые (длина волны менее 0,29 мкм) и инфракрасные (длина волны более 0,80 мкм) лучи в большом количестве играют отрицательную роль в жизни древесных растений. Небольшое количество ультрафиолетовых лучей улучшает рост и развитие древесных растений, а инфракрасные лучи выделяют в основном тепло.
Особое значение принадлежит видимым лучам с длиной волны 0,38—0,71 мкм. Это видимое излучение есть фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая поглощается деревьями, кустарниками и другими растениями. Для усвоения углекислоты и образования хлорофилла большую роль играют красные, оранжевые и желтые лучи солнечной радиации. Фиолетовые, синие и голубые лучи оказывают решающее действие на рост и образование почек, а также других частей деревьев и кустарников.
Велика роль света в возобновлении леса. Установлено, что деревья, которые после рубки оставлены отдельными группами или в одиночку, как правило," увеличивают количество семян. Процесс возобновления тесно связан со светом. Всходы прорастают и выживают чаще всего в «окнах» древесного полога, образуя в последующем групповое размещение подроста. Из-за недостатка света практически нет возобновления сосны под пологом еловых древостоев.
Все древесные породы по-разному относятся к свету. В практике лесоводства их разделяют на светолюбивые и теневыносливые. Светолюбивые деревья растут нормально и развиваются на открытых солнечных местах, а теневыносливые мирятся с недостаточным количеством солнечной радиации. По внешнему признаку дерева можно судить о его отношении к свету. Лесоводы обратили внимание на то, что чем гуще крона дерева, растущего в лесу, тем меньшим количеством света довольствуются листья, которые находятся в глубине кроны—следовательно, порода теневыносливая. Чем рыхлее, сквозистее крона, тем порода светолюбивее. О светолюбии и теневыносливости деревьев можно судить по быстроте очищения ствола от нижних ветвей. После того как молодой древостой сомкнется, деревья начинают испытывать взаимное боковое отенение. Нижние ветви будут получать значительно меньшее количество солнечной радиации, чем верхние. Поэтому, чем дольше будут держаться нижние ветви на дереве, тем порода будет теневыносливее. Некоторые древесные породы настолько светолюбивы (например, сосна и лиственница), что и при редком стоянии лишаются нижних ветвей.
О светолюбии и теневыносливости деревьев можно судить по быстроте изреживания древостоя, т. е. по быстроте убывания числа стволов с возрастом. Чем быстрее протекает изреживание в лесу, тем порода светолюбивее.
Таксационные, анатомические, физиологические, фотометрические исследования светолюбия и теневыносливости древесных пород, а также наблюдения за внешним их видом и природой леса позволили лесоводам предложить шкалы, классифицировать их отношение к свету. В итоге, по требовательности к свету, к светолюбивым древесным породам относят березу, лиственницу, осину, сосну и др., а к теневыносливым — пихту, бук, ель, граб, липу и др.
Наиболее благоприятное значение для жизни деревьев и кустарников имеет рассеянная радиация, которая потребляется ими в пределах всего лишь до 2 %. Эта лучистая энергия солнца используется для фотосинтеза. Поэтому проблема более полного использования освещенности деревьями и кустарниками — одна из важнейших.
Проникновение света под полог леса, кроме таких факторов, как высота стояния солнца, особенности рельефа и прозрачность атмосферы, будет зависеть от биологических свойств древесных пород и их облиствения. Деревья с густой кроной (липа, ель, пихта) пропускают света значительно меньше, чем деревья с редкой сквозистой кроной (береза, осина). Цвет кроны, размер и пространственное расположение листьев также будут сказываться на проникновении света под полог древостоя. В связи с этим состав древостоя играет важную роль в поступлении солнечной радиации к поверхности почвы в лесу.
На проникновение лучистой энергии к поверхности почвы в лесу большое влияние оказывает форма и возрастное строение древостоя. Сложные древостой пропускают света " всегда меньше, чем простые. Молодняки задерживают солнечной радиации больше, чем перестойные древостой. Высокосомкнутые и густые древостой пропускают света значительно меньше, чем слабосомкнутые и редкие. На поступление света к поверхности почвы в лесу оказывают влияние подлесок, подрост и живой напочвенный покров. Лес коренным образом влияет на интенсивность и качество света, поступающего прежде всего к его нижним ярусам и поверхности почвы. В итоге в зависимости от строения и структуры насаждение задерживает 35—75 % солнечной радиации, отражает 20—25 % и пропускает под полог 5—40 % • Поэтому человек в своей хозяйственной деятельности может регулировать поступление света под полог древостоя. Изменяя состав древостоя, разреживая его, содействуя естественному возобновлению леса и т. п., лесовод делает иными условиявнешней среды и, как следствие, воздействует на почву, тепло, влагу, живой напочвенный покров, на жизнедеятельность микроорганизмов. Вместе с тем нельзя сводить роль света к решающему фактору,в жизни леса. Он должен рассматриваться в неразрывной связи с другими условиями внешней среды.