13379 (585232), страница 9
Текст из файла (страница 9)
На жизнедеятельность корней существенно влияет вода, находящаяся на иллювиальном горизонте, которая чаще всего возникает весной после таяния снега. При высоком ее стоянии задерживается жизнедеятельность корней, снижается продолжительность вегетационного периода и, как следствие, уменьшается прирост. Во влажных типах леса (долгомошники, сфагновые) с близким залеганием оглеенного горизонта (0,25—0,3 м) более успешный рост сосны возможен только на микровозвышениях.
Из всех древесных пород, произрастающих на песчаных почвах, сосна наиболее устойчива к недостатку влаги. Так, в зоне хвойно-широколиственных лесов на рыхлопесчаных почвах с глубоким уровнем грунтовых вод корни сосны могут проникать на глубину до 6 м и более. Количество таких корней обычно невелико. Эти корни снабжают растения влагой во время засушливых периодов и тем самым предотвращают гибель сосны от иссушения, а также способствуют лучшему росту и развитию растений.
Сосна также обладает очень важной способностью: длительное время выдерживать сильное иссушение почвы. Ранее считалось, что приспособленность сосны к сухим, бедным почвам обусловлена способностью ее образовывать мощную корневую систему, с помощью которой охватывается большой объем почвы.
В отличие от других древесных пород корни сосны В состоянии покоя очень устойчивы к недостатку кислорода (анаэробиоз). Установлено, что сосущие корни сосны, закончившие рост осенью, могут сохраняться в непрерывно затопляемых слоях почвы в условиях полного анаэробиоза в течение двух последующих периодов вегетации. Вместе с тем длительное отсутствие кислорода в почве приводит к уменьшению продолжительности периодов активной жизнедеятельности корней, нарушению их поглощающей поверхности, а также к гибели более или менее значительной части корневых систем, что обусловливает уменьшение общего баланса поступления питательных веществ, а также снижение продуктивности сосновых лесов таежной зоны.
Кислородный режим почвенной влаги зависит от интенсивности поглощения кислорода, поступающего в почву с дождевой или талой водой, и скорости оттока обедненной кислородом воды из почвы. Так, в сосняках-черничниках и сложных почвенная вода может близко подходить к поверхности почвы, но благодаря строению почвы и ее водно-физическим свойствам в этих типах леса наблюдается сравнительно быстрый отток воды из верхних слоев почвы, и концентрация кислорода в ней не успевает снижаться до критической для жизнедеятельности корней величины. В этих типах леса анаэробные условия наблюдаются лишь в нижних горизонтах почвы, причем во влажных черничных на глубине 40—60 см.
Кроме водно-физических свойств и наличия кислорода, плодородие почвы во многом зависит от содержания в ней подвижных (доступных) форм азота, фосфора, калия и некоторых других элементов. По общему потреблению из почвы элементов питания высокопродуктивные сосновые, еловые и березовые насаждения не имеют существенных различий, хотя названные породы отличаются специфическими особенностями в накоплении отдельных элементов, прежде всего азота и калия.
При низкой концентрации питательных веществ к почве сосна способна больше накапливать органического вещества, чем ель и береза. При уменьшении обеспеченности молодых растений азотом до одинаковой величины скорость накопления сухого вещества у сосны снижается до 62%, тогда как у ели —до 48%, В у березы —до 24%. Это обусловлено тем, что сосна более энергично поглощает элементы питания и более экономно их использует. Эта порода способна длительное время поддерживать свое существование при очень ограниченном поступлении азота из почвы.
Итак, сосна произрастает на разных почвах —от сухих песчаных или слаборазвитых каменистых до болотных, от бедных, лишенных подвижных форм азота и других минеральных элементов, перевеенных песков до богатых черноземов. Такая приспособленность обусловлена не только особенностями сосны, о которых говорилось выше, но и тем, что эта порода обладает высокой пластичностью корневой системы, интенсивным ростом корней, способностью охватывать ими более или менее значительную часть почвенной толщи, проникать в глубокие слои почвогрунта, преодолевать неблагоприятные по своим свойствам горизонты.
Корни сосны и прежде всего их всасывающие оконечности обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям: низкой или высокой температуре, недостатку влаги и кислорода, избытку солей и т. д.
В зависимости от мощности, механического состава почв, богатства ее минеральными веществами, водно-физических свойств, динамики влажности почвы и т. д. сосна формирует различные корневые системы. В условиях северной тайги на строение и развитие корневых систем большое влияние оказывают температура и глубина оттаивания почвы в вегетационный период, так как корни древесных пород, как правило, проявляют свою жизнедеятельность лишь при температуре, не ниже 5—6° С.
На относительно рыхлых почвах с достаточно благоприятным режимом увлажнения, аэрации, температуры и содержания питательных веществ сосна образует мощные горизонтальные корни (преимущественно в поверхностном слое), а также глубоко проникающие в нижние горизонты почвы стержневой и якорные. Якорные корни формируются в непосредственной близости от ствола дерева; эти корни в свою очередь разветвляются на несколько более тонких идущих вертикально вниз и оканчивающихся в большинстве случаев глубже, чем разветвленный стержневой корень. На рыхлых почвах с благоприятным режимом увлажнения и аэрации длина горизонтальных корней в 2—3 раза превышает радиус кроны. Такие корни залегают на глубине 10—30 см, образуя наиболее разветвленную деятельную часть под слоем лесной подстилки. Объем почвы, используемый горизонтальными корнями спелого дерева, до 26 м3. Стержневой и якорные корни проникают на значительную глубину, иногда до 5—6 м и более. Такое строение корневой системы встречается на сравнительно небольших площадях, так как различные особенности почвенных условий накладывают глубокий отпечаток на морфологию корневых систем. Многочисленные исследования, выполненные в различных условиях, свидетельствуют о том, что на бедных почвах корневая система у сосны развивается более сильно, чем на богатых почвах. Так, на черноземе общая длина всех корней значительно меньше, чем на песках.
На сухих и бедных песчаных почвах с глубоким уровнем грунтовых вод сосна развивает мощную разветвленную поверхностную корневую систему длиной до 18—20 м, т. е. в 2 раза больше, чем на супесчаных почвах. В рассматриваемых условиях вертикальные корни проникают на небольшую глубину. Установлено, что в более сухих условиях возрастает отношение массы корней к наземной части.
В условиях избыточного увлажнения строение корневой системы сосны прежде всего определяется дренированностью почвы. На дерново-подзолистых и подзолистых почвах корни сосны проникают на глубину до 2 м и более, но основная масса корней располагается в верхнем слое до 10—30 см. Кроме корней, развивающихся в поверхностном слое почвы, которые составляют 80—90% общего количества, наблюдается Обильное развитие корней в горизонте вымывания. На долю этих корней приходится 8—10% от их общего количества.
По форме стержневого корня сосен 20—40-летнего возраста, произрастающих на осушенных площадях, С. Э. Вомперскии (1968) выделено 5 типов корневых систем:
корень направлен вертикально вниз с тупым или укороченным окончанием, от которого отходит щетка горизонтальных корневых тяжей;
корень по форме такой же, как в типе 1 или более сбежистый, но направлен наклонно вниз;
корень на глубине 10 см резко изгибается, принимает горизонтальное направление, постепенно утончается, образуя метелку корневых окончаний;
корень представлен несколькими идущими вглубь короткими корешками, концы которых сильно ветвятся; каждый такой корешок имеет вид «лапы»;
корень отсутствует или имеет вид горизонтального корня.
Факторы, влияющие на рост сосны
Факторы, влияющие на рост сосны, исключительно многообразны. Все они выражают обеспеченность растений условиями жизни. Одни из них положительные, т. е. способствуют высокому темпу накопления древесной массы и созданию благоприятных условий среды, другие отрицательные, т. е. замедляют рост.
Благоприятными факторами для роста сосны следует считать оптимальные условия воздуха и почвы, влаго обеспеченность и воздухо проницаемость почвы, наличие зольных элементов, азота и микроэлементов для питания растений.
Отрицательными факторами являются резкие колебания температуры воздуха и почвы, недостаток или застойность влаги в почве, обилие конкурентных трав и др. В борьбе с неблагоприятными условиями среды, часто приспосабливаясь к ним и обусловливая их, молодые древесные растения, разрастаясь, образуют сплошной лесной полог. Происходит смыкание полога, часто зависящее от численности особей на единице площади. С момента смыкания молодые деревца испытывают новые условия, отличные от прежних. С этих пор начинается процесс формирования древостоя, объединяющий рост и развитие в одно неразрывное целое. Новому лесу предстоит либо естественным путем, либо с помощью человека заменить тот материнский полог, который, достигнув максимального запаса древесины, был срублен для удовлетворения нужд потребностей народного хозяйства.
Формирование нового леса на месте срубленного из предварительного сопутствующего или последующего возобновления происходит по-разному и зависит прежде всего от биологических особенностей. При этом имеет большое значение состав молодняка. Разные древесные породы имеют неодинаковый темп роста в высоту. Так, светолюбивые хвойные породы сосна веймутова и др.— в молодом возрасте прирастают по высоте более энергично, чем, например, теневыносливые — ель, пихта, хотя в благоприятных условиях и те и другие достигают в конечном итоге 30—35 м в высоту. Темп роста деревьев в сомкнутом лесном пологе зависит от условий место произрастания. На свежих супесчаных почвах, подстилаемых материнской горной породой, легкой по механическому составу, сосна достигает I класса бонитета, а на сухих песках или на почвах заболоченных —IV класса бонитета.
После смыкания крон деревьев и образования лесной чащи решающим фактором успешного формирования леса является численность, или густота, древостоя. В зависимости от числа деревьев на единице площади на каждой конкретном возрастном этапе жизни леса происходит дифференциация деревьев, т. е. проявление свойств роста и развития деревьев в лесном пологе. Таким образом, рост, развитие и продуктивность леса необходимо рассматривать в связи с пространством (земля, атмосфера), временем и обеспеченностью условиями жизни.
Смена сосны обыкновенной
Смена сосны елью. Внимание лесоводов и ботаников издавна обращалось на смену сосны елью и обратный процесс замены ели сосной.
Высокая требовательность к почве и проточной влажности, большая теневыносливость в молодом возрасте по сравнению с сосной обеспечивают ели хороший рост под сосновым пологом (рис. 49). Образовавшийся второй ярус из ели препятствует возобновлению сосны, ухудшает физические и химические свойства почвы, способствует повышению ее кислотности. В весеннее время почва под елью долгое время находится в холодном состоянии. Все это ослабляет нормальный рост первого яруса сосны, она начинает усыхать и уступать свое место ели. Сосновый полог выполняет роль положительного фактора для поселения ели. Но не под любым сосновым пологом ель находит благоприятные условия для роста. В. низкопродуктивных сосняках, произрастающих на бедных песчаных почвах, самосев ели либо не образуется или погибает вскоре после появления. На заболоченных почвах, где сосна имеет IV—V классы бонитета, елового подроста не бывает. На богатых почвах, подстилаемых материнской породой более тяжелого механического состава, у ели проявляются свойства «завоевателя» территории. Здесь проявляется чувствительность ели к богатству почвы минеральными элементами питания. Заменяя сосну, ель образует высокопроизводительные древостой на почвах, богатых азотом, с проточным увлажнением. На почвах, у которых верхний горизонт песчаный и подстилается легкими и средними суглинками, ель менее производительна, чем сосна, а следовательно, преобладание ели на этих почвах не представляет ни лесоводственной, ни хозяйственной ценности. Путем рубок ухода и других лесохозяйственных приемов лесовод может направить смену пород в желаемую сторону.
Смена сосны березой и осиной. Этот процесс происходит чаще всего после сплошной рубки соснового древостоя. На свежих супесчаных почвах на месте срубленного соснового леса на вырубках, как считает И. С. Мелехов, может сохраниться травянистый покров, вышедший из-под полога леса, и приспособиться к новым условиям среды. Это лишайниковые, долго-мошниковые вырубки. Появление березы и осины на лишайниковых и долгомошниковых вырубках сочетается с возобновлением сосны, всходы которой выдерживают конкуренцию трав и лиственных пород. После вырубки березы появляется естественный сосновый подрост.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
