Морфология леса.
2.1. Лесной фитоценоз (насаждение).
Лес – это сложный комплекс. Части этого комплекса находятся в непрерывных взаимодействиях между собой и окружающей средой.
Степень разнообразия леса неодинакова, но по ряду внешних признаков можно выявить элементы однородности и разделить на отдельные однородные категории.
Морфология – совокупность внешних признаков лесного фитоценоза.
Основной признак леса – древесная растительность. Поэтому при разбивке леса на категории следует выявить сходства и различия в древесной растительности.
В зависимости от различий в характере древесной растительности лес морфология разделить на участки, примерно однородные внутри и заметно отличающиеся друг от друга – фитоценозы.
Фитоценоз – элементарный однородный участок растительного покрова (принято называть в геоботанике). В данном случае – это лесной фитоценоз.
Фитоценоз нельзя рассматривать как простое, механическое скопление растений.
Он представляет совокупность растений, лесное сообщество, обусловленное средой, естественным отбором и борьбой за существование.
В лесоводственной практике лесные фитоценозы называют насаждениями. Таким образом, насаждение (лесной фитоценоз) – это участок леса, однородный по древесной, кустарниковой растительности и живому напочвенному покрову (ГОСТ18
В насаждении проявляются многочисленные взаимосвязи между ними и окружающей средой.
Часто насаждение отождествляются с древостоем. Но древостой понятие более узкое.
Древостой – это однородная совокупность деревьев, являющаяся основным компонентом насаждения (ГОСТ 18486 – 73). Молодые древесные растения, входящие в лесной фитоценоз, в зависимости от возраста и развития, делятся на всходы, самосев и подрост.
Всходы – молодые растения семенного происхождения в возрасте до 1 года.
Самосев – молодые растения старше 1 года, до 3 – 5 лет. А для Севера – до 10 лет.
Подрост – молодые поколение, способное в будущем войти в верхний ярус и занять место старого древостоя, под пологом, которого он растет.
2.2. Компоненты лесного фитоценоза.
Морфология леса – совокупность внешних признаков лесного фитоценоза.
В лесном фитоценозе (насаждении) различают следующие части, образующие разные ярусы: древостой, подрост, подлесок, напочвенный покров.
Но эти компоненты составляют наземную часть. Но есть еще и «подземная» часть леса – почва, материнская горная порода, в которых располагаются корни лесных растений микро - и макроорганизмы.
Все части насаждения образуют ярусность, которая является характерной внешней особенностью лесного насаждения.
Но не всякое лесное насаждение имеет все перечисленные ярусы. В некоторых случаях может отсутствовать подлесок, в других подрост, в третьих, - отсутствовать живой напочвенный покров.
2.2.1. Древостой.
Древостой – основной компонент фитоценоза. Древостои отличаются друг от друга по многим признаком (по составу, по форме, по возрасту, по происхождению, бонитету, полноте, густоте, сомкнутости полога).
1. По составу пород.
Состав древостоя - доля участия древостоя той или иной породы от общего состава. Состав пород обозначают по десятибалльной системе.
Чистый древостой – если древостой состоит из одной породы (10С, 10Е, 10Б, 10Лп и т. д.), но не более 2/10 общего запаса (кубатуры).
Если примесь других пород в чистом древостое состоит до 2 %, то пишут – единичная 10С ед. Е.
От 2 % - до 5 % «+» (10Е+С).
От 6 % - до 15 % - коэффициент состава 1. (9С1Е).
Смешанный древостой – если древостой состоит из 2-x или нескольких пород
от 16 % до 25 % - коэффициент состава 2 (8С2Е)
26 – 35 % - коэффициент состава 3 (7С3Е)
36 – 45 % - коэффициент состава 4 (6С4Е)
46 – 55 % - коэффициент состава 5 (5С5Е).
Господствующей, или преобладающий – называют породу, занимающую наибольшую долю по запасу, она записывается на первом месте формулы состава (6С4Б).
От господствующей надо отличать главную породу. Главная порода - порода, имеющая наибольшее хозяйственное и экономическое значение. Она записывается на первом месте в формуле состава, например, 3Д4Б3Ос., 4Е6Б.
2. По форме древостои бывают простые и сложные.
Простой древостой – если все деревья в древостои имеют примерно одинаковую высоту (с примерными колебаниями от средней до 15%), т. е. образуется один общий ярус.
Сложный древостой – если колебание в высоте деревьев в древостое более 15%, то образуется 2 (и более) ярусов.
В сложных древостоях состав записывается по ярусам: например,
9Б1С – 1-ый ярус случай, который часто встречается в природе
8Е2С – 2-ой ярус верхний ярус береза и осина, нижний – ель.
3. Возраст древостоя.
Возраст древостоя связан с этапами роста, которые разделяют на следующие естественные возрастные ступени:
1. Молодняк – молодое поколение леса, включающее самосев, подрост, поросль, при смыкании образует чащу до 20 лет.
2. Жердняк – древостой с быстрым ростом в H, наибольшей листовой и хворостяной массой, резкое дифференциацией деревьев по размерам ствола и кроны, интенсивным отпадом деревьев; 20 – 40
3. Средневозрастный – древостой с признаками некоторого снижения прироста в H и увеличения его по d, a также наступления возмужалости (семеношение, плодоношение). 40 – 60
4. Приспевающий – древостой с выраженной возмужалостью, с определившимися хозяйственно – техническими особенностями и признаками деревьев, продолжающий наращивание запаса древесины на единицы площади.
5. Спелый – древостой, замедленным ростом, особенно в H, дающий наибольший запас или выход древесины главных сорбиментов, т. е. древостой, приспевший к рубке. Таким образом, древостой соответствует возрасту рубки – называется спелым. К ним относятся также древостои на 1 класс старше. Более старовозрастные относятся к перестойным.
6. Перестойный – древостой высокого возраста, со сниженным приростом по d и H, с большим количеством дефектов (заболеваний, поврежденный) и значительным отпадом деревьев. Вследствие этого идет снижение прирост по запасу на единицы площади, т. е. прирастает меньше, чем отпадает.
Кроме возрастных ступеней (градаций) существуют классы возраста – хозяйственная категория.
Классы возраста обозначается римскими цифрами (Ⅰ- Ⅴ) и так далее.
У хвойных и твердолиственных древостоев семенного происхождения классы возраста установлены в 20 лет.
Ⅰ класс 1-20 лет
Ⅱ класс 21-40
Ⅲ класс 41-60
Ⅳ класс 61-80
Ⅴ класс 81-100 и т. д.
У мягколиственных пород и дуба вегетативного происхождения, имеющих большую быстроту роста и меньшую долговечность класс возраста – 10 лет.
Ⅰ-1-10
Ⅱ-11-20
Ⅲ-21-30
Ⅳ-31-40
Ⅴ-41-50 и т. д.
Между естественными возрастными ступенями и классом возраста имеется прямая связь. Но нельзя механически закреплять за каждой ступенью какой-либо класс возраста без учета географических, экономических условий, своеобразия роста деревьев.
Существует много способов определения возраста деревьев.
1. Наиболее точный – путем подсчета числа годичных слоев y шейки корня (в самой нижней части ствола)
2. По мутовкам – y деревьев с выраженной мутовчатостью расположения ветвей (с поправкой на начальный период роста), но обычно не старше жерднякового этапа, когда еще нет отмирания нижних ветвей и зарастания сучьев.
3. Используется анатомические, физиологические, биофизические методы, но больше для определения возрастных биологических изменений, чем самого возраста.
4. По внешним признакам (цвет коры, характер её трещиноватости, форма кроны, протяженность лишайников в области кроны), хотя этот метод менее точный.
Древостои бывают одновозрастные и разновозрастные.
Одновозрастные – древостои, деревья, которых отличаются друг от друга не более как на 1класс возраста.
Разновозрастные – деревья в древостои отличаются друг от друга более чем на 1 класс возраста.
4. Происхождение древостоя.
4.1 Естественного и искусственного (создаваемого человеком)
4.2 Семенного и вегетативного происхождения.
Семенного – из семян (присуще всем нашим хвойным и лиственным породам).
Вегетативного – деревья, возникающие из поросли, корневых отпрысков, спящих почек.
Качество древесины, техническая ценность y семенных деревьев выше, чем y порослевых.
Темпы роста также различны:
y семян – медленнее на первых этапах, потом лучше рост;
y порослевых – наоборот – в первые годы быстро за счет мощной корневой системы, затем рост снижается, возрастает фаутность.
5. Бонитет древостоя.
Бонитет происходит от латинского слова bonitas, что означает «доброкачественность».
Рост древостоев в значительной степени зависит от условий климата и почвы. Чем благоприятнее климатические и почвенные условия, тем больше прирост в H и по D, тем выше бонитет древостоя.
Таким образом, бонитет является показателям, характеризующим качество условий произрастания леса.
Различие в условиях произрастания леса характеризуется несколькими классами бонитета. Ⅰ класс бонитета характеризует лучшие почвы с древостоями, дающими наибольшее количество древесины. Ⅴ класс бонитета характеризует худшие почвы с древостоями замедленного роста.
В пределах Ⅰ класса бонитета выделяют ещё Ⅰª (наивысший) и в Ⅴ бонитете - Ⅴª (самый низший). Таким образом, всего насчитывается 7 классов бонитета: Ⅰª (наилучший), затем Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ и Ⅴª (наихудший).
Древостои разных бонитетов при одном и том же возрасте имеют различную высоту и высоте (табл. профессора )
Совершенствованием бонитировки насаждений занимался (1967). Он разработал общебонитировочную шкалу с дробностью 0.5 кл. бонитета, установил тип изменения индексов высот с возрастом.
Классы бонитета не является величиной постоянной. Он может меняться со временем. Так как, почва в значительной степени бонитет может изменяться со временем (процессы подзолообразования, заболачивания и др.). Но изменения эти протекают в природе очень медленно и не отражены в существующих практических таблицах и схемах.
Заметное изменение бонитета с низшего на более высокий в результате осушения заболоченного леса.
5. Степень используется деревьями занимаемой в древостое территории, характеризуется тремя показателями:
Ø сомкнутость древесного полога;
Ø полнота древостоя;
Ø густота древостоя.
Сомкнутость древесного полога представляет собой отношение суммы горизонтальных проекций крон деревьев к занимаемой древостоем площади, т. е., определяется в абсолютных величинах – по площади проекций крон.
Но сомкнутость полога может выражаться и в десятках долях, при этом за единицу принимается сомкнутый древостой.
Сомкнутый древостой – если просветов в пологе мало.
Разреженный (редкий) – если просветов много.
6. Полнота древостоя часто связывается с сомкнутостью. Полноту сомкнутого нормального древостоя принимают за единицу, a более разреженные выражают в десятых долях этой единицы.
Но полноту определяют не по сомкнутости полога, a по Σ площади поперечных сечений (на h=1,3) всех древесных стволов на 1га.
Таким образом, полнота – это есть отношение Σgn – суммы поперечных сечений данного древостоя к Σgn – сумме поперечных сечений нормального полного древостоя (полнота которого равна 1). Сумма поперечных сечений нормального полного древостоя обычно находится по готовой таблице.
, где Σg – сумма поперечного сечения данного древостоя
Σgn – сумма поперечного сечения нормального полного древостоя.
8. Густота древостоя определяется числом деревьев на единице площади. Имеется придержки по густоте древостоев в зависимости от числа деревьев на 1га и средним расстоянием между деревьями (Бочаров и Самойлович, 1964).
9. Товарность древостоя определяется выходом деловой древесины (существует Ⅰ,Ⅱ и Ⅲ класса товарности, границы класса товарности определяется процентом деловых деревьев от общего запаса). Например, для хвойных пород - Ⅰ кл.>81 %
Ⅱ кл. 61 – 80 %
Ⅲ кл. до 60 %
В результате более полного использования древесины в качестве технологического сырья представление о классах товарности меняется.
10. Важными характеристиками древостоя является средний d и средний H.
Средний диаметр, - (dg) соответствующий площади сечения среднего дерева в насаждении.
Определение среднего d. 1. Проводят перечет деревьев по ступеням толщины. 2.По площади сечения имеющихся ступеней толщины (определяемым по «Товарным таблицам») и числу деревьев в каждой ступени толщины определяет Σ поперечных сечений всех деревьев по формуле: Σg = g1 n1+g2n2+g3n3+… gn nn,
где g1 – gn – площади сечения дерева отдельных ступеней толщины, n1 – nn – число
Разделив Σ площадь поперечного сечения всех деревьев на общее их число (N), получаем площадь сечения g, которое имеет дерево средней толщины 
По площади поперечного сечения дерева, уподобляемой площади круга, может установить d: 
Диаметр, вычисленный по этой формуле, и будет ср. d насаждения.
11. Средняя высота.
Средняя высота в таксации часто определяется графически, путем построения кривой. Определение ср. H:
1) Обмеряют d и H по ступеням толщины, H по 2-3 дерева ведущих ступеней.
2) Результаты обмера высот (точки) наносят на график.
3) Строят по точкам H кривую высот,
4) Определяют ср. Д (по приведенной ниже схеме).
5) По определенному Дер. опускают перпендикуляр до пересечения с кривой высот. Полученная точка пересечения и есть Hср.
О закономерностях в строении древостоев.
Строение, формирование, развитие древостоев подчинено определенным закономерностям. Многие закономерности имеет математическое выражения (подробно они рассматриваются в курсе лесной таксации).
В настоящее время используется моделирование структуры древостоев, процессов естественного изреживания и другие процессы в лесу, прогноз числа стволов и запаса на будущее. Выявляются закономерности в распределении деревьев по толщине (оказалось, что кривая распределения деревьев по d связана с возрастом и в раннем возрасте она вогнутая, в старшем – выпуклая). Но чистым одновозрастным древостоям свойственны одни закономерности, смешанным и разновозрастным – другие ⇒и методы должны быть разными.
Однако природа леса и древостоев очень сложна и многообразно и создаваемые модели отражают лишь отдельные особенности реального леса.
Таким образом, древостой характеризуется многими биологическими и хозяйственными (техническими) признаками, определяемыми закономерностями строения и формирования.
Древостой – основная часть лесного насаждения, он оказывает наибольшее влияние на среду и на другие компоненты леса, его нижние ярусы.
Подрост.
Подрост – молодое поколение леса, способное в будущем войти в верхний ярус и занять место старого древостоя, под пологом которого оно растет.
К подростам относятся и молодые древесные породы не находящиеся под пологом леса (вырубки, гари, другие открытые места), но когда он «подрастет», то из него сформируется зрелый древостой.
Подрост может состоять из пород входящих и не входящих в состав материнского древостоя.
Подрост бывает семенного и вегетативного происхождения.
Подрост семенного естественного возобновления до 1 года – называется всходами. Старше 1 года до 3 лет и имеющий небольшую H – самосевом (для хвойных пород и лиственных с тяжелыми семенами) или налетом (для B, Ос. и др. с легкими семенами).
Самосев – молодые растения старше 1 года до 3 – 5 лет (для Севера до 10 лет), высотой до 0,25м (Е, П) и до 0,5 (С, Лу и лиственные породы).
Подрост – молодые деревья старше 5 – 10 лет и большей высоты, чем самосев.
Подрост подразделяется по высоте на 3 группы:
мелкий – до 50см;
средний – от 51 до 150см;
крупный - >151см.
Самосев и подрост подразделяются по возрасту на 4 группы:
Ⅰ - до 5 лет;
Ⅱ - от 6 до 10 лет;
Ⅲ от 11 до 15 лет;
Ⅳ - от 16 до 20лет;
При учете естественного возобновления леса и перечете подроста необходимо учитывать породу, высоту, происхождение (семенные или вегетативные), генерацию (предварительная, сопутствующая, последующая).
При оценке подроста надо учитывать жизненное состояние подроста в данный момент и возможности последующих изменений, a также техническую пригодность будущих деревьев. Поэтому необходимо классификация подроста с учетом его качества. Разработанную , классификацию подроста по качеству состоит из следующих категории.
ББ – благонадежный физиологически, безукоризненный в техническом отношении;
БД - благонадежный физиологически, но дефектный технически
Сом. – сомнительный, потенциальные возможности которого в данный момент трудно определить;
H – Неблагонадежный;
Сух – сухой.
Эти категории могут объединяться в другие группы, например, ББ и БД в здоровый подрост и другие.
Не весь подрост подходит в древостой, многое погибает. Подрост под пологом леса использует двойную борьбу за существование (по 1) Между особями подроста и материнским пологом; 2) Мехевидовые отношения с другими деревьями и кустарниками.
Также на состояние подроста оказывает влияние и наследственность.
Угнетенный подрост имеет зонтообразную, притупленную крону (признак прекращения роста в H), крона слабо охвоена, бледно –зеленая хвоя. Возраст такого подроста большой и может достигать несколько десятков лет, a H не превышает 1 – 1,5м.
Благонадежный имеет остроконечную крону, густое охвоение, темную окраску хвои.
Учет биологических и хвойных принципов очень важен в хозяйственной деятельности.
Сохранение подроста – важная задача л/х.
Необходимо сохранить подрост при лесных заготовках и т. д.
Сохранение подроста – средство восстановления леса, оно предусматривается производственными планами в л/x и в лесной промышленности.
Подрост играет большую роль в биологии леса, оказывает влияние на соседние деревья даже старшего поколения (содействует очищению от сучьев) и окружающую среду.
Подгон – древесная порода или кустарник, способствующие ускорению роста и улучшению формы ствола главной породы путем создания бокового отенения.
Обычно подгон быстрорастущий породы (например, береза, ильмовые, клены полевой и татарский для дуба).
В подгоне нуждаются медленно растущие в молодости породы.
Рост подгона должен регулироваться лесоводством путем – удалением верхушечных или боковых ветвей, рубкой определенного числа деревьев подгонной породы.
Роль подгона могут выполнить деревья главные породы по отношению друг к другу, при их совместном произрастании.
Подлесок – кустарники, реже древесные породы, произрастающие под пологом леса и не способные образовать древостой в данных условиях местопроизрастания.
1) Кустарники, например, можжевельник, ивы, жимолость, смородина, бересклет, лещина, клен татарский, акация желтая и др. кроме кустарников в подлеске могут быть
2) деревья второй величины (например, рябина, ива козья).
3) Подлесок может образовывать породы, которые в нормальных для них условиях роста обычно достигает размеров первой величины и образуют основной древесный ярус, но при худших условиях роста может оказаться в подлеске. Например, липа на бедных почвах или в северных лесах.
Положительная роль подлеска:
Многие подлесковые породы имеют пищевое, кормовое, лекарственное и промышленное значение. Оказывают влияние древостоев: способствуют формированию стволов и очищению их от сучьев, защищает почву от задержания; привлекает птиц, защитную роль в рекреационных лесах, (от вытаптывания), эстетическую красоту придает ландшафтом.
Подлесок играет и отрицательную роль: при большой густоте он задерживает рост сам и подрост древесных пород, препятствует возникновению леса. В этом случае необходимо регулирование состава и густоты подлеска путем разреживания.
Живой напочвенный покров – совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом леса, на вырубках и гарях.
Он также состоит из ярусов: 1) кустарнички (брусника, черника, вереск). 2) травянистые растения (герань, таволга). Они имеют большую высоту. 3) травянистые растения, образующие нижние ярусы (ландыш, майник, кислица и др.), a также мхи, особенно зеленые (мох Шербера, гребенчатый мох), кукушкин лен; лишайники (лесной, олений, альпийский). 4) Опад. Существенная особенность в лесу – наличие мертвого покрова в виде опавших хвои, листьев, сучков, которые называют опадом или лесной подстилкой, переходящей в состав почвы. Это самый нижний ярус – напочвенный покров в лесном насаждении.
Иногда в густом лесу живой покров отсутствует и занят мертвым покровом их хвои (но мертвый – это условно, с разложением в нем проявляется жизнедеятельность различных микроорганизмов).
Ж. н.п. – является основной признак, определяющий характер лесного фитоценоза. Например, кислица говорит о высоком плодородии, кошачья лапка – сухие почвы, кукушкин лен – избыточное увлажнение и недостаток кислорода.
Ж. н.п. влияет на процессы естественного возобновления.
