Верхний полог леса

Все мы бываем в лесу. Что же скрывается под названием «лес»? Много деревьев — это и есть лес, дают определение од­ни; много деревьев, пригодных для заготовки строевых и пиловочных бревен, называют лесом другие; третьи понимают под лесом не только множество деревьев, но и все кустарники и травы на площади, занятой деревьями; четвертые включают в понятие «лес», кроме всех растений, также насекомых, птиц и зверей, постоянно живущих в лесу.

Познакомимся с признаками леса.

Деревья в лесу отличаются по внешнему виду от деревьев той же породы, выросших в парке, в поле и вообще от деревь­ев, растущих на свободе.

Дерево от прорастания семени до отмирания прикреплено к одному месту. Площадь земли, занятая им в раннем возра­сте, становится недостаточной по мере его роста. Каждому де­реву нужен свет. Стремясь вверх, к солнечным лучам, деревья догоняют и перегоняют друг друга в росте, затеняют слабые, обрекая их на усыхание. Поэтому в лесу деревья тонкие, но высокие, живые сучья располагаются в верхней трети ствола. Ствол дерева по внешнему виду и объему близок к цилиндру.

В парке, сквере, аллее деревья не испытывают недостатка в освещении, они не тянутся в высоту, у них широкая, раскиди­стая, низко расположенная крона, ствол, толстый внизу, становится все тоньше к вершине и по форме ближе к конусу.

Таким образом, от степени густоты древостоя в лесу зави­сят форма и размер кроны, форма, толщина и высота ствола дерева, а также скорость отмирания нижних сучьев, остающих­ся без света по мере роста деревьев и развития их крон.

Наблюдательный человек обратит внимание на разницу де­ревьев и в пределах леса по высоте, толщине ствола и раз­витию кроны. В отдельных случаях это объясняется разницей в возрасте, например в девственных, не тронутых человеком ле­сах. Но в подавляющем большинстве это является результа­том взаимодействия деревьев и их индивидуальных особенностей даже при одинаковом возрасте. Можно заметить, что не­которые деревья опередили по высоте, толщине ствола и раз­витию кроны остальные, большинство же деревьев немного отстало от первых и представляет основную часть леса, а их хорошо развитые кроны образуют его верхний полог.

В промежутках между кронами господствующего древесно­го полога имеются деревья, крона которых или сдавлена по бокам, или осталась лишь одна ее сторона в виде флага. Эти деревья, участвуя в верхнем пологе, испытывают угнетение от более сильных соседей. Под этим общим пологом отдельные деревья находятся на грани отмирания, с каждым годом от не­достатка света и пищи они хиреют и обречены на усыхание, Да­же те деревья, которые высятся над верхним пологом, не полно­стью использовали питательные вещества почвы,— часть их взяли отставшие в росте, а потом отмершие деревья.

Лесоводы, основываясь на внешнем виде крон, распределя­ют деревья в лесу от самого мощного до самого хилого, но живого, на пять классов и подклассов. К I классу относятся де­ревья лучшие по росту и развитию кроны и к V классу — наиболее отсталые. Такая классификация отображает постепен­ное расчленение первоначально, в молодом возрасте, одина­ковых деревьев по степени их развития.

В раннем возрасте плотность заселенности деревьями за­нятой ими площади очень велика; годичных, двухгодичных де-ревцев на гектаре может быть 20, 100 тыс. и более, а в спе­лом лесу к 100—120 годам остается 600—1000 деревьев. В Ле­нинградской области на различных по плодородию почвах чис­ло стволов сосны в 20-летнем возрасте на гектаре колеблется в пределах 5—6,5 тыс., а к 140 годам остается на корню 460— 650 деревьев.

Еще больший отпад наблюдается в буковых лесах: в 10-лет­нем возрасте число стволов на 1 га составляет 100—-850 тыс., а к 120 годам остается всего 500—750 деревьев.

Минимальная потребность в пространстве различна для де­ревьев разных пород и разного возраста. Наиболее светолюби­вой и требующей большей площади для себя является сосна: ель довольствуется 87% этой площади, бук — 79%, а пихта — всего 63%. Потребность ели в минимальной площади для нор­мальной жизнедеятельности составляет в 20 лет 0,4 м², в 40, 60, 80 и 100 лет соответственно — 3,2; 6,5; 10,3 и 14,1 м².

Потребность в площади у каждого дерева с возрастом уве­личивается, а общая площадь, занятая деревьями, остается без изменений. Подобная, обостряющаяся с возрастом ситуация приводит деревья к взаимному соперничеству. Молодые деревья, отставшие по каким-либо причинам от своих соседей в росте (раны от топора, сломанная вершина, обломанные ветки или плохая наследственность), испытывают угнетение. Здоровые со­седи, сжав крону угнетенного дерева, уменьшили поступление к ней света, а следовательно, сократилось и образование орга­нического вещества, поступающего для развития корневой си­стемы. Слабое развитие корней, теснимых еще вдобавок кор­нями сильных соседей, сокращает поступление неорганических веществ из почвы для развития кроны, и дерево отмирает. Круг замкнулся.

Корифей русского лесоводства, основоположник учения о лесе, Г. Ф. Морозов это основное явление в жизни леса харак­теризует следующим образом. По мере увеличения возраста деревца увеличивают свои размеры, занятая же ими площадь остается постоянной величиной. Так как деревца должны раз­виваться не только вверх, не только в глубь грунта своими корнями, но и в стороны, то очень скоро им становится тесно. Те, которые одарены большей индивидуальной силой роста или заняли несколько лучшие места, чем их соседи, потому что поч­венная среда оказалась не вполне однородной, или, наконец, потому, что случайно при возникновении леса в силу неравно­мерного распределения самосева им посчастливилось обладать большим пространством земли и атмосферы, чем их соседям, развиваются быстрее и лучше, угнетая другие. «Возникает,— говорит в заключение Г. Ф. Морозов, — настоящая борьба за существование в прямом, а не в переносном смысле, кончаю­щаяся победой одних и поражением других».

Корневая система у разных пород различна — мощная и да­леко уходящая вглубь у сосны, кедра, дуба и поверхностная — у ели. Поэтому одни древесные породы ветроустойчивы, дру­гие легко поддаются ветровалу; но и здесь возможны вариации. Например, у сосны, растущей на болоте, корневая система по­верхностная, так как корни ее, испытывая кислородное голодание в воде, распространяются по кочкам.

Взаимное влияние деревьев изменяет не только внешний вид и степень их развития, но и определяет величину урожая семян каждого из них. Если принять урожайность деревьев I класса развития во взрослом еловом лесу в урожайный (се­менной) год за 100, то во II классе урожайность составит 88%, в III классе —37%, в IV — только 0,5%, а деревья V класса будут совсем бесплодны, хотя все деревья этих классов одно­го возраста. Так, уже на стадии подготовки будущего леса идет естественный отбор первичного исходного материала — наи­большее количество семян дают лучшие по развитию деревья.

За время существования леса на Земле сменилось много поколений той или иной породы. Естественный отбор приводит к самосовершенствованию вида в определенных, сложившихся в течение тысячелетий условиях без вмешательства человека. Лес при многостороннем взаимодействии деревьев представля­ет собой уже устойчивое соединение древесных растений. Если какая-то часть площади леса пострадала от ветровала или пожара, то она обязательно через какой-то промежуток време­ни будет засеяна семенами близстоящих деревьев.

Особенности жизни леса коренятся в изменчивости отдельно­го организма, начиная с семени, и в тех наследственных качествах, которые заложены в его зародышевой клетке.

Подрост

Зрелых семян в лесу всегда более чем достаточно для по­явления всходов и их много прорастает, но не все молодые растения вырастают до такой высоты, чтобы их можно было заметить при беглом осмотре. Самосев, или подрост, — моло­дое поколение, идущее на смену старому, в большем или мень­шем количестве можно найти в любом лесу.

У подроста под плотным пологом взрослого леса нелегкое существование. Всходы, оказавшиеся на опушке, на прогалине, на участках, где в просветы крон, образовавшиеся после вываливания старого дерева, проникает достаточно света, хорошо растут. У таких растений ветви начинаются от самой земли, они густо покрыты листвой или хвоей ярко-зеленого цвета, верши­на у них хорошо развита.

Под пологом того же елового или соснового леса имеется много молодых елок или сосенок, не попавших в такие удач­ные условия, и они вынуждены довольствоваться тем, что им досталось. А досталось им очень немного. Обычно подрост растет группами, концентрируется в условиях, благоприятных для прорастания семени и первоначального периода роста всхо­дов. Но по мере роста начинается соперничество внутри груп­пы подроста, кроме того, деревца затеняются верхним поло­гом взрослого леса, и им приходится довольствоваться остат­ками того света, что проник через кроны деревьев старшего поколения. Корни подроста развиваются в почве, уже занятой корневой системой старого леса, и им приходится ограничи­ваться меньшим количеством пищи и влаги. Часто можно на­блюдать в густом еловом лесу в таком подросте однометровые елочки, возраст которых 30—50 лет. Светолюбивые сосенки под густым материнским пологом до такого возраста не до­живают и отмирают значительно раньше.

У угнетенного подроста почти незаметен верхушечный по­бег, ветки находятся только в верхней части стволика и распо­ложены горизонтально,— так на них попадает больше света.

В естественном лесу с годами старые деревья дряхлеют, постепенно в разное время вываливаются и между деревьями увеличиваются просветы. Больше света, больше влаги в лесу — меньше соперничество у молодого поколения с корневой систе­мой материнского леса. Подрост оправляется, приспосаблива­ется к новым условиям и убыстряет рост, вклиниваясь вершиной в верхний полог. Даже после 80—100-летнего угнетения ель может оправиться и войти в состав верхнего полога.

Но если угнетенный подрост сразу выставить на открытое место, то есть срубить все окружающие его старые деревья, то в большинстве случаев деревья подроста погибают: хвоя их, приспособленная к работе при малом доступе света, желтеет и опадает. Лесоводы вырубают мешающие подросту деревья постепенно, пока не сменится у дерева хвоя, что обычно быва­ет через 3—4 года. Содержание хлорофилла и интенсивность его работы различны у разных пород и даже в пределах од­ного и того же дерева, например на его вершине и на нижних ветвях, ввиду разных условий освещения. Подрост разных по­род растет по-разному под пологом леса.

Тот же теневыносливый еловый подрост довольно хорошо растет под пологом светолюбивой березы и успешно конкури­рует с ней. Будучи долговечнее березы, он догоняет ее в рос­те, потом перегоняет по высоте, затеняет своей густой хвоей и в результате ускоряет гибель приютившего его березового леса.