Как отмечено выше, одним из компонентов биогеоценоза является фитоценоз, или, иначе, растительное сообщество, а в нашем случае – лесное насаждение. Именно анализируя фитоценоз, мы во многом получаем представление о биогеоценозе.
При характеристике леса как растительного сообщества, в нем выделяют компоненты: древостой, подрост, подлесок, подгон, живой напочвенный покров, внеярусная растительность, лесная подстилка, ризосфера. Знание их позволяет ориентироваться в структуре лесного насаждения, учитывать его особенности, присущие различным участкам, при планировании и проведении хозяйственных мероприятий и осуществлении видов лесопользования, учете лесного фонда, составлении государственного лесного кадастра, лесном мониторинге.
1) Древостой – совокупность деревьев, являющихся наиболее важным компонентом леса, его основной составной частью.
По хозяйственному значению древесные породы делятся на главные, второстепенные, нежелательные, преобладающие.
Главная древесная порода – порода, которая в определенных лесорастительных и экономических условиях наилучшим образом отвечает хозяйственным целям.
Второстепенная древесная порода имеет меньшую хозяйственную ценность, чем главная порода. Для условий Беларуси к главным древесным породам относят сосну, ель и дуб, к второстепенным – березу повислую, или бородавчатую, осину, или тополь дрожащий, ольху серую. В некоторых конкретных условиях вышеперечисленные второстепенные древесные породы можно отнести к главным.
Нежелательная порода – древесная порода, которая не соответствует хозяйственным целям в определенных лесорастительных и экономических условиях.
Главная порода является преобладающей, если ее запас в средневозрастных, приспевающих, спелых и перестойных насаждениях составляет не менее 5/10, а для дуба, ясеня обыкновенного, или высокого – 4/10 общего запаса насаждения (яруса). Например, при следующем составе формула записывается 4Д6Б, а не 6Б4Д. В молодняках преобладающими породами считаются главные породы при доле участия в составе насаждения во втором классе возраста на 1/10, а в первом классе возраста – на 2/10 менее, чем приведено выше. Так, формула смешанного сосново-березового насаждения 30-летнего возраста 4С6Б, а не наоборот; в насаждении 20-летнего возраста – 3С7Б.
Различают коренные и производные древостои. Появление коренных древостоев не было инициировано активным влиянием человека и такими экстремальными воздействиями, как, например, катастрофическим нападением вредителей, болезнями, пожаром, ветровалом или буреломом. Своим возникновением, основанным на естественном возобновлении, они обязаны, главным образом, климату и почвенно-гидрологическим условиям. Антропогенный фактор в процессе их развития, конечно же, присутствовал, но он существенно не изменил их основных качеств. 30 Производный древостой формируется на месте коренного в условиях, нарушенных в результате деятельности человека или под влиянием природных процессов, указанных выше, и имеющих, как правило, экстремальный характер. В Беларуси коренными являются: сосновые, еловые, дубовые, черноольховые, ясеневые и пушистоберезовые древостои, производными – повислоберезовые, осиновые, сероольховые, грабовые, кленовые, липовые.
Понятие «древостой» нередко отождествляется с понятием «насаждение». Однако понятие древостой более узкое. Как уже отмечалось выше, это совокупность только лишь деревьев, являющихся основным компонентом леса.
Насаждение же (лесной фитоценоз) – участок леса, однородный по древесной, кустарниковой растительности, живому напочвенному покрову. Как отмечает И. С. Мелехов, термин «насаждение», хотя и вошел в практику, не может быть признан вполне удачным, так как порождает впечатление, что он относится к искусственно созданному лесу. Поэтому наряду с термином «насаждение» в аналогичном смысле применяют также термин «лесной фитоценоз».
2)Подрост – древесные растения естественного происхождения, которые растут под пологом леса и способны создать древостой, высота их не превышает 1/4 высоты деревьев основного полога. К подросту относят деревья старше двух лет. Если их возраст старше одного года, но не более двух лет, и возникли они из семян – это пока еще только самосев. Когда самосев выживает, он превращается в следующую возрастную категорию – подрост. Поколение в возрасте до одного года – всходы. Подрост – категория природного восстановления леса, которая относится к возрастному периоду молодняков. Подрост может складываться из пород, которые входят в состав материнского древостоя, а также из других пород. Он может быть как семенного, так и вегетативного происхождения. Подрост не весь переходит в древостой. Большая часть его гибнет в результате конкурентных отношений. Часть подроста может существовать довольно продолжительное время, но в угнетенном состоянии она никогда не заменит материнский древостой.
По выражению Г. Ф. Морозова, под пологом леса подрост испытывает двойную борьбу за существование:
1) между особями подроста;
2) между ним и материнскими деревьями.
Для нормального существования подроста необходимо:
- проникновение сквозь полог леса необходимого количества света, тепла, влаги;
- достаточное почвенное питание, что может быть, в частности, обеспечено при ослаблении корневой конкуренции.
Поэтому подрост обычно лучше растет там, где есть просветы в пологе древостоя. При сомкнутом древостое свет едва проникает сквозь кроны, из-за корневой конкуренции не хватает питания, т. е. подрост испытывает большое угнетение. Причем иногда настолько сильное, что рост приостанавливается и в результате в будущем он не перейдет в основной ярус.
3)Подлесок – кустарники, реже деревья, которые растут под пологом леса и не способны создать древостой в конкретных условиях местопроизрастания. Кустарники: можжевельник обыкновенный, крушина ломкая, или ольховидная, жестер слабительный, лещина обыкновенная, или орешник, жимолость лесная, или обыкновенная, смородина черная, бересклет европейский, бересклет бородавчатый и т. д. Деревья второй величины: рябина, ива козья, или бредина и др. Под пологом леса их размеры обычно невелики и мало чем отличаются от кустарников. Некоторые же кустарники в лучших условиях могут иметь вид кустообразного деревца либо дерева. Иногда отдельные виды кустарников (малину, ежевику) относят к полукустарникам. Деревья первой величины, которые растут в плохих или не характерных для них условиях (климатических либо почвенных): липа, ель, дуб, граб обыкновенный. Например, липа на бедных почвах или в лесах на северной границе их естественного распространения не достигает больших размеров и ютится в подлеске. Хорошо вынося тень, она не отмирает под густым пологом ели и дуба, но и не достигает величины этих деревьев, а образует подлесок. Аналогичная ситуация складывается и с еловым подростом. Он оказывается настолько угнетенным, что, продолжая находиться под сомкнутым пологом, никогда не сможет достичь высоты первого яруса. Про такой подрост говорят – он принял подлесковую форму.
Положительная роль подлеска:
- препятствует поселению злаков;
- после рубки древостоя предохраняет почву от иссушения и задернения, при средней густоте создает благоприятные условия для возобновления главной породы;
- благодаря опаду повышает плодородие лесных почв: создает рыхлый, мягкий гумус и обогащает их питательными веществами;
- в изреженных древостоях способствует накапливанию снега, минимизируя поверхностный сток, предотвращает водную эрозию;
- выступает в роли подгонной породы. Подлесок подгоняет в росте подрост, заставляет его тянуться в высоту, к свету, способствует лучшему очищению стволов деревьев от сучьев;
- является стацией обитания и источником питания представителей фауны;
- плоды многих видов подлеска имеют пищевое значение (лещина, малина, ежевика, калина, смородина, рябина и др.);
- выполняет полезную «сторожевую службу»: создает препятствие проникновению вглубь леса большого числа посетителей и снижает, таким образом, антропогенную нагрузку.
Отрицательная роль подлеска:
- густой подлесок задерживает рост подроста, самосева, всходов и препятствует тем самым возобновлению леса;
- еловый подлесок в дубравах способствует образованию кислой подстилки, задерживает на себе много осадков, что неблагоприятно сказывается на семенном возобновлении дуба.
В случаях, когда сформировался густой подлесок, его необходимо изреживать.
4)Подгон – деревья или кустарники, которые содействуют ускорению роста и улучшению формы ствола главной древесной породы. Окружая деревья, подгон лишает светового довольствия боковые сучья, что приводит к их отмиранию, и, таким образом, стимулирует рост в высоту главной породы, минимизирует возможность искривления стволов, способствует увеличению их полнодревесности. В подгоне наиболее нуждаются породы, медленно растущие в молодости и склонные к разрастанию в сучья. Такой породой в условиях Беларуси является, например, дуб. Подгонными способностями обладают: из древесных пород – клен, ильмовые, липа, граб и др., из кустарников – жимолость, лещина, крушина и др. Роль подгона (но только определенное время) выполняют по отношению друг к другу и деревья главных пород при совместном произрастании быстро и медленно растущих видов. Например, сосна, когда она примешивается к ели, дубу. В сосновых и еловых древостоях функции подгона какое-то время могут принадлежать второстепенным породам: березе, осине.
В раннем возрасте главной породы роль подгона выполняют невысокие кустарники, затем более высокие и позднее – древесные породы. Если подгон растет значительно быстрее главной породы и его рост не регулируется, он может превратиться в угнетателя, как, например, береза и осина в сосновых и еловых древостоях. Рост подгонных пород необходимо регулировать удалением боковых ветвей, вершины или половины вершины. Может быть удалено и определенное число деревьев подгонной породы, при этом в качестве подгона будет использоваться их порослевое поколение. Путем регулирования высоты, численности, состава подгонных пород, учитывая особенности главной породы, климатические и почвенно-грунтовые условия, можно выращивать высокопродуктивные древостои желаемого качества.
5)Живой напочвенный покров – совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, произрастающих на покрытых и не покрытых лесом землях. Живой напочвенный покров – это один из ярусов насаждения, в свою очередь также состоящий из ярусов. В верхних его ярусах встречаются такие виды, как черника обыкновенная брусника, вереск. Некоторые травянистые растения сныть обыкновенная, виды гераней, лабазник и др. даже намного превышают по высоте кустарнички. Другие же участвуют в образовании нижних ярусов живого напочвенного покрова, например ландыш майский, майник двулистный, кислица обыкновенная, седмичник европейский. Особенно распространены в наших лесах зеленые мхи, часто образующие радующий глаз сплошной изумрудный покров: плеврозий Шребера, гилокомий блестящий, птилий гребенчатый, дикран многоножковый. Следует отметить также заметное участие в некоторых лесных фитоценозах, отличающихся сухостью почв, лишайников: кладонии лесной, кладонии оленьей, кладонии альпийской.
6) Лесная подстилка – напочвенный слой, который образуется в лесу из растительного опада разной степени разложения. Название лесной подстилки исторически связано с тем, что в прошлом крестьяне собирали напочвенный слой с опавшей хвоей, листвой, мелкими ветвями для использования на подстилку скоту. Первоначально не было различий в понятиях «опад» и «подстилка». Длительный период они были синонимами. Почва и лесная подстилка отражают результаты сложных биогеоценотических процессов и представляют собой наиболее наглядное и полное выражение итогов взаимодействия и взаимовлияния компонентов лесной экосистемы. Различают три главных типа лесной подстилки.
а)Муль – мягкая, быстро перегнивающая, рыхлая подстилка, состоящая из опада широколиственных пород и кустарников. Она богата азотом и зольными веществами, содержит до 10% гумуса в верхнем горизонте, имеет мелкокомковатую структуру и нейтральную реакцию. Данный тип подстилки тождественен современному понятию термина «гумус».
б)Модер – умеренно грубая подстилка промежуточного типа толщиной 3–5 см. Наиболее распространенный тип подстилки в лесах Беларуси, обычный под насаждениями лиственных пород или в смешанных хвойно-лиственных лесах.
в)Мор – грубая, кислая, торфянистая, плотная, плохо разлагающаяся подстилка. Образуется, главным образом, под хвойными насаждениями в условиях недостатка кислорода и высокого увлажнения. В результате замедления процесса разложения подстилки происходит увеличение ее мощности и оторфовывание. Характерна для сосняков черничного, долгомошного, багульникового.
Описанные выше компоненты леса не всегда встречаются в насаждениях одновременно в полном наборе. Может не быть подгона или подлеска, иногда отсутствует подрост. Может быть и так, что отсутствуют сразу несколько компонентов, например, подрост и подгон, подрост и подлесок и т. д. Всегда имеется живой напочвенный покров. Исключением являются высокосомкнутые сосняки и, особенно, ельники, в которых напочвенный покров представлен мертвым опадом.
Все компоненты леса, расположенные над поверхностью земли, условно составляют его надземную часть. Подземная часть представлена ризосферой.
7)Ризосфера – в широком смысле это корнедоступный слой почвы. Она может быть ограничена верхними слоями почвы (в период раннего развития деревьев) либо охватывает весь ее объем, в котором находятся корни и корневища растений. Довольно часто под ризосферой понимают часть почвы (2–3 мм), непосредственно соприкасающуюся с подземными органами. В ризосфере создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов, что обусловлено повышенным содержанием питательных веществ в связи с корневым отпадом, выделениями живых корней. Например, корни дуба, ясеня, сосны и некоторых других пород способны выделять фосфор, калий, аммиачный азот, кальций, магний, а также различные ферменты. В корневых выделениях могут содержаться и токсические для микроорганизмов вещества. В ризосфере многих лесных и, в особенности, болотных видов широко представлены микоризные грибы, симбиотически связанные с корнями и корневищами. После рубки древостоя возрастает роль ризосферы некоторых травянистых растений. Нитрифицирующие бактерии в значительном количестве появляются в ризосфере кипрея узколистного. Некоторые виды бактерий, прежде всего клубеньковые, поселяющиеся на корнях ряда растений, усваивают азот свободного воздуха. Это бобовые (люпин многолистный), ольха черная и серая. Введение данных растений в лесные фитоценозы – эффективный способ обогащения почвы азотом и повышения ее плодородия.