Рост - необратимое увеличение размеров и массы растений.

Развитие - закономерное качественное изменение, происходящее в процессе роста в растении.

Имея одинаковый рост, растения по развитию могут отличаться друг от друга. Степень развития устанавливают по внешним морфологическим, таксационным и физиологическим признакам, из которых наиболее наглядный — плодоношение. У деревьев одинакового роста и возраста плодоношение может наступить в разное время их жизни.  Древесные породы растут и развиваются независимо от внешних условий, однако только при определенных условиях их рост и развитие протекают нормально. Появившиеся из самосева молодые деревца имеют малоразвитую корневую систему и небольшую листовую поверхность. По мере разрастания корней и увеличения числа листьев ассимилирующая способность крон возрастает, увеличивается прирост древесины. Так продолжается до появления в кроне плодов или шишек. С наступлением плодоношения рост в высоту замедляется и по мере старения почти прекращается.

Классификация деревьев по Крафту. Одна из первых и наиболее удачных классификаций деревьев по росту – классификация Крафта, немецкого лесовода, предложенная им в целях ухода за лесом в 1884 г. Для чистых одновозрастных древостоев. Г. Крафт выделил пять классов деревьев по так называемой степени «господства» и «угнетения».

I класс – деревья исключительно господствующие, пред господствующие, имеющие толстый ствол, хотя и не всегда самые высокие, но обладающие широкой раскидистой, мощной кроной, чаще всего с толстыми сучьями, расположенными почти от самого основания ствола. Эти деревья пользуются огромным притоком солнечной энергии, развивают мощную корневую систему и извлекают из почвы много воды и питательных веществ. Они встречаются в лесу единично. В насаждении их около 10% от общего числа стволов, но они составляют до 20% запаса насаждения.

II класс - деревья господствующие, обычно самые высокие или почти самые высокие, но с более тонким стволом и не такой мощной кроной, как предыдущие. Они составляют наряду с деревьями III класса основную часть всякого нормального древостоя. В насаждении их около 20-40% по числу стволов и около 40-60% по запасу с относительно хорошо развитыми кронами, почти такой же высоты, что и деревья I класса.

III класс — деревья согосподствующие, более мелкие, но еще имеющие открытую для солнца вершину. Они также преобладают в лесу. По высоте они несколько уступают деревьям I и II классов, кроны их слабее развиты, сужены, нередко с признаками начинающегося угнетения. По числу деревьев они составляют 20-30% и дают 15-20% запаса древесины.

IV класс — деревья угнетенные, мелкие, тонкие, ущемленные в пологе, часто совсем не получающие прямого солнечного света, кроны. Кроны у таких деревьев или сжаты равномерно со всех сторон или односторонние, но вершины их входят в нижнюю часть основного полога. По числу деревьев их может быть до 30%, по массе они образуют не более 10% запаса. Деревья IV класса в свою очередь разделяют на два подкласса:

IV а — равномерно угнетенные со всех сторон и имеющие узкие во все стороны расходящиеся кроны;

IV б — флагообразные, с кроной, развитой лишь в одну сторону ввиду чрезмерного угнетения соседями с других сторон.

V класс — деревья, отмирающие и мертвые. Это деревья, сильно отставшие в росте, попавшие под полог господствующих деревьев, не имеющие непосредственного доступа света, причем первые (V а) из них еще живые, на них есть остатки недоразвитой хвои и мелких листьев, вторые уже мертвые (V б), представляющие собой сухостой, который, падая, образует валеж.

Распределение деревьев по классам Крафта проводится только в пределах небольших биогрупп. Где проявляются конкурентные взаимоотношения отдельных особей. Принадлежность деревьев к тому или иному классу роста не остается постоянной: возможны переходы как из высших классов в низшие, так и наоборот. Классификация Крафта широко используется при рубках ухода за лесом, а также в исследовательской работе.

Достоинства данной классификации:

1) она хорошо отражает сущность дифференциации деревьев пот характеру роста в чистых одновозрастных насаждениях;

2) относительно проста и удобна в использовании;

3) помогает правильно назначать деревья в рубку при низовом методе рубок ухода.

Недостатки данной классификации:

1) субъективность и неоднозначность классов для разных биогрупп одного и того же древостоя;

2) ограниченность применения (только для чистых и одновозрастных, преимущественно хвойных, древостоев);

3) трудность применения в высокопродуктивных сложных и густых насаждениях.

Назовите причины, вызывающие смену пород в лесу. Опишите смену пород в лесу: по типам, по причинам возникновения, по происхождению. Охарактеризуйте смену сосны мягколиственными породами и обратное восстановление сосны.

Основные причины смены пород:

1) Изменение лесорастительных условий (климатических, почвенных, гидрологических, засухи, ураганы, сильные морозы и др.);

2) Эколого-биологические особенности древесных пород (светолюбивые, теневыносливые, долговечные и др.);

3) Хозяйственная деятельность человека (рубки леса, мелиорация и др.);

4) Лесные пожары;

5) Влияние лесной фауны и других биотических факторов (перенос семян, повреждения, заболевания и др.).

Смена пород может быть вызвана не только одним, но и, как правило, она определяется рядом факторов, действующих в различных сочетаниях.

Существуют общие закономерности смены пород:

1) Находящиеся в благоприятных почвенно-климатических условиях более теневыносливые породы вытесняют светолюбивые;

2) При резких внешних воздействиях на лес происходит теневыносливых светолюбивыми, имеющими ежегодное обильное плодоношение, быстрый рост, устойчивость к неблагоприятным абиотическим факторам.

Причины, вызывающие смену пород по В. Н. Сукачёву:

1)Сингенетические – результат размножения и расселения растений, которые вызывают сингенез – появление другого фитоценоза на месте схожего;

2)Эндоэкогенетические – результат среды фитоценоза;

3)Гологенетические – следствие изменения более крупного единства, в состав которого входит более крупный данный юиогеоценоз;

4)Экзоэкогенетические – происходящие под влиянием изменения экологических условий вызванных внешними причинами. В соответствии с этим экзоэкогенетические смены в свою очередь подразделяются на :

а) Климатогенные (воздействие климата);

б) Эдафогенные (почвенные);

в) Пирогенные (воздействие пожаров);

г) Зоогенные (под воздействием живых огранизмов);

д) Антропогенные (под влиянием человека).

5) Фитоценогенетические – результат эволюционного изменения видов растений, образующих фитоценоз, то есть последовательность и неприрывание последовательности сообществ, которую они прошли в течении геологически длительного времени.

Классификация сукцессий осуществляется по различным критериям:

1) По происхождению:

Первичная сукцессия - начинается на практически лишённом жизни месте. Например, гари. Скорость изменения сообществ не велика, достижение биогеоценозом климаксового состояния может затянуться на столетия;

Вторичная сукцессия - происходит в биогеоценозе, из которого удалены важнейшие части бывшего биоценоза. Например, вырублен коренной древостой. Образование климаксовых сообществ происходит значительно быстрее.

2) По причинам возникновения:

Природно-обусловленные:

а) Эндогенные сукцессии – связаны с внутренними причинами и процессами развития экосистем, идущие по направлению к восстановлению коренных сообществ – демутационные;

б) Экзогенные сукцессии – происходящие в результате внешних воздействий (климата, животных и т.д.);

Антропогенные дигрессивные сукцессии – вызваны рубками, вытаптыванием, технологическим загрязнением и т.д.

3) По направлению:

а) Диструктивные – не завершающиеся окончательным климаксом;

б) Прогрессивные – изменение экосистемы идёт по направлению к климаксу;

в) Регрессивные – изменение происходит в направлении обратном климаксу, который может привести коренные изменения экосистемы (её изменение или гибели).

4) По типам

а) Вековые – совершающиеся очень медленно на протяжении столетий (тысячелетий) на большой территории, связанные с крупными изменениями среды;

б) Долговременные – происходящие в течении десятилетий и сотен лет. Смена сосны елью – 100-150 лет;

в) Кратковременные – происходящие сравнительно быстро в течении 1 поколения леса, доступные непосредственному наблюдению. Например, технологические загрязнения приводят к смене пород хвойных на лиственные.

Смена сосны мягколиственными породами и обратное восстановление сосны. Этот процесс чаще происходит после сплошной рубки соснового древостоя. В свежих борах на свежих супесчаных почвах или легких суглинках на месте срубленного соснового леса на вырубках может сохраниться живой покров, вышедший из-под полога леса, и приспособиться к новым условиям среды. Это долгомошниковые, а иногда и злаковые вырубки. Появление березы здесь сочетается с возобновлением сосны, всходы которой конкурируют с травами и лиственными породами. В результате площадью овладевают береза и осина. Есть вырубки, на которых после удаления сосны резко меняется травянистая растительность: развивается плотная дернина из вейника и луговика, препятствующая возобновлению сосны. Постепенное заселение осиной и березой таких вырубок может способствовать появлению сосны среди березу и осины. Однако способность вегетативного возобновления березы и осины вместе с огромным количеством семян (береза и осина дают до 30 млн семян в год на 1 га, а сосна — до 1 млн в 3—4 года) создают перенаселенность на вырубке, подрост сосны не выдерживает конкуренции, заглушается быстрорастущими мягколиственными, частично погибает или угнетается. В таком состоянии находятся некоторые площади концентрированных вырубок, особенно в зоне смешанных лесов. Однако по мере разрастания березы и осины травяной покров редеет. Оставшийся в живых подрост сосны крепнет, подселяется новый. Сосна в результате своего быстрого роста и светолюбия, выбившись из-под действия травы, ускоряет рост и нагоняет лиственные древесные породы. До 15—20 лет формируется одноярусный смешанный молодняк из березы и осины с участием сосны. К 40 годам доля сосны увеличивается, а березы уменьшается, и к 60 годам сосна становится главной, а береза второстепенной породой. Если береза и осина вегетативного происхождения, то может сформироваться двухъярусное насаждение, так как пеневая поросль березы и корневые отпрыски осины растут очень быстро. На вересковых вырубках сосна находится в благоприятных условиях. Здесь смена сосны лиственными не происходит. Соблюдение всех лесохозяйственных правил разработки лесосек приводит к возобновлению сосны на вырубке. Для обратного восстановления сосны на вырубке необходимо своевременно проводить рубки ухода за лесом.

Дайте определение понятию «смена пород». Опишите смену ели мягколиственными породами и обратное восстановление ели. Разработайте меры, сдерживающие нежелательную смену пород и позволяющие восстановить наиболее продуктивные леса.

Смена лесных (сукцессия) – последовательная смена на определённом участке земной поверхности биогеоценоза другими в процессе формирования, восстановления или разрушения под влиянием природных факторов, воздействия человека, сложного взаимодействия природы и антропогенных условий.

Смена ели мягколиственными породами и обратное восстановление ели. Ель является хорошим лесообразователем. Она активно действует на лесную среду: увеличивает толщину, плотность я кислотность лесной подстилки, влажность воздуха, снижает колебания крайних температур, задерживает пологом свет, осадки, ветер. Ель выносит длительное затенение и в то же время сохраняет способность восстанавливаться и энергично расти при улучшении освещения и других условий среды.

Смена ели осиной и березой происходит после вырубки елового насаждения, после ветровала, пожара и во всех других случаях, когда ель освобождает площадь. На этой территории возникает иная природная обстановка, поэтому теневыносливая напочвенная растительность исчезает и начинает распространяться светолюбивая. Ели как медленнорастущей породе, чувствительной, особенно в молодом возрасте, к заморозкам, солнцепеку, засухе, трудно противостоять изменившимся условиям среды. В то же время новая обстановка соответствует жизненным требованиям мягко-лиственных пород —березе, осине, ольхе серой. Эти породы возобновляются вегетативно, обильно и ежегодно плодоносят, семена распространяются ветром на большие расстояния. Мелкие всходы, находясь под защитой трав, не побиваются заморозками, не обжигаются солнцем и быстро растут. Смыкаясь, светолюбивые деревца притеняют почву, угнетают и изгоняют сорную светолюбивую растительность, создают лесную подстилку, улучшают почвенную среду, смягчают резкие колебания климата. В этой новой обстановке поселяются теневыносливые ель, пихта и др. Под пологом березы, осины всходы ели не подвергаются угнетению, благодаря рыхлой подстилке корни не выжимаются из почвы заморозками, создаются лучшие условия почвенного питания. Однако в дальнейшем, по мере роста елового подроста, обостряются межвидовая борьба и конкуренция. Недостаточное количество света, проникающего сквозь верхний защитный полог березняков и осинников, угнетающе действует на ель, задерживая ее рост. Но теневыносливая ель продолжает расти вверх и нередко к 30—40 годам образует 2-й ярус в березово-осиновом древостое. Здесь ее начинают охлестывать осина и особенно береза, в результате чего хвоя у ели отмирает, крона становится однобокой и некоторые деревца усыхают. Тем не менее к 50 годам много деревьев ели выходит в 1-й ярус, и насаждение из двухъярусного становится одноярусным. В этот период проводят рубки ухода, чтобы ускорить выход ели в верхний ярус. Через некоторое время ель обгоняет в росте березу и осину, и древостой снова становится двухъярусным, в 1-м ярусе ель, а во 2-м — береза и осина. В этих условиях береза и осина начинают отмирать, так как условия освещения не соответствуют их биологическим свойствам. К 80—100 годам ель окончательно побеждает приютившие ее в прошлом породы, создавая плотную кислую подстилку и сильное затенение, крайне неблагоприятные для семенного возобновления березы и осины. У нового поколения елового леса более благоприятные условия роста, чем у срубленного, так как осина и береза оставили после себя более плодородную почву. Используя глубокие ходы в почве от сгнивших корней березы и осины, ель изменяет характер залегания своей корневой системы, благодаря чему приобретает большую ветроустойчивость.

Особенности смены пород можно направлять в нужную для хозяйства сторону. Если ель является главной породой, то содействуют образованию из нее 1-го яруса путем удаления березы и осины в 2—3 приема. Если более выгодным является сохранение березы или осины, удаляют ель, рыхлят почву с целью содействия возобновлению березы и осины, проводят уход. Для увеличения водоохранных свойств леса выращивают елово-березовые, елово-осиновые насаждения, применяя рубки ухода, особенно в период формирования молодняков.

Смена ели буком и другими широколиственными породами. Наблюдается в елово-широколиственных древостоях при сплошных рубках. Обладая интенсивным ростом, порослевые широколиственные породы быстро смыкаются, образуя малоценное насаждение, под пологом которого длительное время может существовать подрост ели. По мере отмирания или вырубки пород порослевого происхождения ель набирает силу и может снова занять господствующее положение.

Современная оценка смены пород

В некоторых лесорастительных условиях мягколиственные породы дают ценные сортименты и удовлетворяют экономические потребности отдельных регионов. Однако смену хвойных пород и дуба мягколиственными следует допускать в ограниченных масштабах, поскольку в результате таких смен снижается общая продуктивность, а также товарность и таксовая стоимость насаждений. Поэтому смена пород может быть положительной и желательной только в том случае, если в тех или иных лесорастительных условиях менее ценная порода сменяется более ценной. Разумное и своевременное вмешательство человека может регулировать смену пород в интересах народного хозяйства. К мерам регулирования смен необходимо отнести мероприятия, обеспечивающие появление подроста ценных пород, рубки ухода за лесом, выбор оптимального способа рубок главного пользования, а также технологию разработок, способствующих сохранности подроста хозяйственно ценных пород, содействие естественному возобновлению на вырубках.

Меры, сдерживающие нежелательную смену пород и позволяющие восстановить наиболее продуктивные леса:

1) борьба с лесными пожарами и выращивание в случае их возникновения на гарях сосновых насаждений;

2) правильный выбор способа главной рубки и технологии лесоразработок, позволяющих использовать потенциальные возможности самовозобновления хозяйственно ценных пород;

3) проведение мер содействия естественному возобновлению главных пород, и в первую очередь - сохранение подроста при лесозаготовках;

4) создание лесных культур, в том числе подпологовых;

5) своевременное проведение рубок ухода в молодняках.