Ліс і склад повітря у ньому.

Атмосферне повітря складається із азоту (78%), кисню (21%) та незначних часток аргону, гелію, водню, вуглекислого газу, а також різних домішок техногенного і рослинного походження. Вуглекислий газ - С0₂ - має найважливіший безпосередній вплив на деревні рослини, бо через асиміляцію вуглекислого газу утворюється органічна речовина, яка на 40-50% складається з вуглецю. Поглинання деревними рослинами вуглекислого газу із атмосфери відбувається, головним чином, при фотосинтезі. Підраховано, що ліси планети щорічно використовують 25 млн.т цього газу. Концентрація вуглекислоти у лісовому повітрі різна на різній висоті від поверхні ґрунту. У лісі в шарі повітря від поверхні ґрунту і до висоти 1, 5 м концентрація С0₂ досягає 0, 07%. З підняттям вище від приґрунтового шару концентрація С0₂ посту­пово зменшується і досягає мінімального значення у кронах дерев (0, 022%). Найменша концентрація спостерігається у повітрі біля повер­хні листя (0, 017%). Концентрація вуглекислого газу у лісі залежить ще від ряду чинни­ків. Так, вона збільшується вночі, бо у цей час відсутній фотосинтез і найактивніше проходить процес дихання. Найнижча концентрація С0₂ у повітрі на рівні крон опівдні, коли фотосинтез максимально інтенсивний. Збільшення концентрації С0₂ має місце у період дощу та туману. У цей час знижується активність фотосинтезу, зменшується циркуляція повіт­ря, а виділення С0₂ з ґрунту продовжується, що й забезпечує підви­щення його концентрації у лісовому повітрі. Наявний вміст вуглекислоти у повітрі забезпечує належний рівень фотосинтезу. При збіль­шенні концентрації С0₂ у 10 разів (0, 3%) продуктивність фотосинтезу зростає, але менш інтенсивно. У той же час навіть незначне збільшення концентрації вуглекислоти понад 0, 03% викликає помітне зростання продуктивності фотосинтезу, навіть при ослабленні освітлення. Особ­ливо це відчутно для тіньовитривалих деревних порід. Вміст С0₂ у лісовому пові­трі можна регулювати певними лісівничими заходами. Найбільш досту­пний і простий захід - прискорення розкладу лісової підстилки шляхом формування породного складу лісостанів, створення сприятливих умов для життєдіяльності підстилкової та ґрунтової біоти. Такі умови створю­ються у мішаних, складних за формою лісостанах.

40. Ліс і вітер.

Під вітром розуміють рух повітря в атмосфері, як правило, майже паралельно земній поверхні. Він виникає внаслідок нерівномірного го­ризонтального розподілу атмосферного тиску, що, в свою чергу, зумов­люється нерівністю температур в атмосфері. Вітер характеризується швидкістю і напрямом. Сила вітру оцінюється за шкалою Бофорта і виражають її у балах. Вплив вітру на ліс дуже різноманітний, діє як фізично, так і фі­зіологічно. Позитивний вплив: зволожує повітря дуючи з водойми на сушу; забезпечує запилення; розносить насіння у анемохорів; впливає на хімічний склад повітря. Негативний вплив: висушує повітря і грунт дуючи з суші на водойму; вітролом і бурелом. Найчастіше вітровал зустрічається у ялинниках, які ростуть на дещо перезволоже­них ґрунтах, а також на так званих вітроударних схилах гір. Насадження хвойних порід вважаються найменш вітростійкими. Вітровальними є породи з поверхневою кореневою системою - ялина, бук, береза, сосна Веймутова. Взаємодія вітру з лісом визначається турбулентністю вітрового потоку. Для лісу небезпечні пориви вітру, крупні завихрення, які ламають та вивалюють дерева з корінням, окрема небезпека – групи листяних порід у хвойних лісах. Буреломом прийнято вважати зламані на будь-якій висоті від по­верхні ґрунту дерева. Найчастіше від бурелому потерпають деревні по­роди з м'якою деревиною стовбура: ялиця, осика, липа - та породи з відносно глибоким укоренінням. Бурелому сприяє наявність стовбурних гнилей. Старі за віком дерева частіше терплять від бурелому, ніж моло­ді

41. Відношення деревних порід до забруднення повітря.

У результаті газового отру­єння хвоя та листя втрачають зелене забарвлення, стають жовто-бурими, бурими або бордовими, після чого опадають. Якщо отруєння рослин від­бувається систематично, то спостерігається деформація пагонів та бру­ньок. Багаторічна хвоя, наприклад, у ялини змінюється на 2-3-річну або однорічну. Це характерна ознака газового отруєння хвойних порід. Дере­ва починають оголятися з верхньої частини, суховершинять і потім заси­хають. Від забруднення повітря потерпають не лише дерева, а й рослини з надґрунтового покриву. У першу чергу, страждають лишайники – індикатори чистоти повітря. Зника­ють не тільки тіньовитривалі представники флори, а й рослини з світло­вою екологією. Забруднення впливає на дерева: напряму(з повітря на листя) і через грунт. І.С.Мелеховим встановлені п'ять класів за газостійкістю: до 1-го класу відносять породи найбільш, а до 5-го - найменш газостійкі.

Газостійкість деревних рослин (за І.С.Мелеховим, 1980)

42. Механічний склад ґрунту і ліс.

Від вмісту у ґрунті фізичної глини залежить і вміст поживних речовин: чим її більше, тим більший вміст елементів живлення або, як називає П.С.Погребняк, тим вища трофність ґрунту. Трофність потрібно розглядати як хімічну родючість, тобто наявність поживних речовин без урахування їх доступності для рослин, яка залежить від додататньої кількості вологи та відсутності засолення або шкідливих чи отруйних речовин. На піщаних ґрунтах переважає оліготрофна рослинність - одно­ярусні сосняки середніх та низьких класів бонітету з На піщаних ґрунтах переважає оліготрофна рослинність - одно­ярусні сосняки середніх та низьких класів бонітету з домішкою берези. Такі насадження іменуються борами. На глинястих пісках ростуть наса­дження з сосною та березою в першому і дубом - у другому ярусі. Сос­на досягає високих класів бонітету. Такі ліси називають суборами. На супісках ростуть три-чотиярусні лісостани із сосни найвищих класів бо­нітету, берези - у першому та дуба, липи, кленів - у другому ярусах, добре розвиненим підліском. Це - складні субори, або сугрудки, судіб­рови. На суглинистих та глинястих ґрунтах ростуть діброви (груди). У надґрунтовому покриві борів та суборів переважають оліготрофи: зелені мохи, брусниця, чорниця, верес та ін. У складних суборах пере­важають мезотрофи: орляк, медунка вузьколиста, купина лікарська та інші, хоча зустрічаються й оліготрофи, й мегатрофи. У дібровах перева­жають мегатрофи: копитняк європейський, маренка запашна, медунка широколиста, яглиця та ін. Рослини крайніх трофотопів - борів та діб­ров - зустрічаються у середніх ланках трофогенного ряду, оскільки у природі не існує різких екологічних меж. Але у цьому випадку рослини не досягають нормального розвитку та вигляду.

43. Ґрунт і кореневі системи деревних рослин.

Для безперебійного забезпечення деревних рослин водою і пожив­ними речовинами необхідна достатніх розмірів коренева система, яка повинна постійно знаходитися у стадії росту. У більшості деревних порід збільшен­ня активної поверхні коренів, яка поглинає воду і елементи живлення, здійснюється за рахунок мікоризи. При періодичному дефіциті вологи у ґрунті постійне забезпечення водою може дати тільки глибинна коренева сис­тема, яку розвивають такі породи, як дуб, горіхи та ін. Поверхнева коре­нева система, наприклад, у ялини здатна швидко перехоплювати вологу опадів, що є перевагою в умовах неглибоких гірських ґрунтів. У більшо­сті деревних порід, утворюється так звана " серцевидна коренева система", що краще при­стосовна до середніх умов. Роз­виток кореневої системи та її ефективність буде залежати від темпера­тури, аерації, обводнення ґрунту, інших його особливостей та активності процесів у надземній частині деревних рослин. У кореневих системах відбуваються процеси хемосинтезу та від­кладаються запаси поживних речовин. Відмира­ючі частини кореневих систем разом з іншими органічними рештками поповнюють джерела мінерального живлення рослин та ґрунтового гу­мусу. П.С.Погребняк корені лісових деревних рослин за морфологічними ознаками поділяє на: горизонтальні, вертикальні, косо-вертикальні, стрижневі та якірні, а також на провідні та всмоктуючи(ростові та поглинаючі). Класифікація деревних порід за глибиною укорінення(П.С.Погребняк (1968): Глибококореневі - дуб, модрина, липа, тополя, айлант, акація біла, горіх волоський, каштан кінський; Перехідні - бук, береза, осика, деревовидні верби, гледичія, ільмові, клен явір, клен гостролистий, вільхи чорна та сіра, сосна, яли­ця, дугласія, яблуня, груша, черешня; Поверхневого укорінення - ясен, ялина, клен польовий, гороби­на, черемха, кущі. Найбільша коренезаселеність поверхневого шару ґрунту викликана тим, що цей шар має найбільш сприятливі фізичні властивості, які за­безпечують достатню аерацію, першочергове зволоження від опадів та наявність необхідних для рослин поживних речовин у доступній формі. Глибина розповсюдження коренів залежить від глибини ґрунту. У лісівництві прийнято поділяти ґрунти за їх глибиною на такі групи: мілкі - до ЗО см, середні - до 60 см, глибокі - понад 60 см. Із зростанням гли­бини ґрунту нарощується: 1) загальний запас поживних речовин; 2) загальна вологоємкість, тобто кількість води, яку утримує увесь об'єм ґрунту.

44. Відношення деревних рослин до багатства ґрунту.

Стосовно відношення окремих деревних порід до ґрунту Г.Ф. Моро­зов розрізняв поняття " потреба" і " вибагливість" до ґрунту, тобто до зольних елементів і азоту в ґрунті. Потреба - це кількість зольних еле­ментів і азоту, яку дістає порода з ґрунту в конкретному віці, у певних лісорослинних умовах. Її визначають за кількістю золи у листі або хвої, гілках та стовбурі дерева (річний приріст). Під вибагливіс­тю розуміють спроможність деревної породи отримати необхідні речо­вини з ґрунту. За потребою: акація біла, ільм, ясен, бук, дуб, вільха чорна, ялина, береза, модрина, сосна звичайна, сосна Веймутова. За вибагливістю: ільм, ясен, клен, граб, дуб, вільха чорна, липа, осика, сосна Веймутова, модрина, береза, акація біла, сосна звичайна. За вибагливістю до грунту дерева поділяють на групи: оліготрофи(мало вибагливі): яловець, сосна гірська та звичайна; мезотрони(середньої вибагливості): береза пухнаста, осика, сосна Веймутова; мегатрофи(дуже вибаливі): клен гостролистий, явір, граб, бук. Відношення деревних порід до наявності в грунті сполук окремих елементів та заселеня: ацидофіли, кальцефіли, нітрофіли, нітрофосфорофіли, кальцієфосфорофіли, азотозбирачі, солевитривалі. Погребняк розробив класифікацію місце оселень за принципом зростання поживних речовин у грунті: бори(місце оселення оліготрофів); субори(місце оселення оліготрофів з домішкою мезотрофів); судіброви(місце оселення рослин із групи оліго-, мезотрофів); діброви(представлена мезо- і мегатрофами).

45. Кореневе живлення деревних рослин.

Чим краще жи­виться рослина, тим краще вона росте, розвивається, дає різноманітну продукцію. Це відбувається тоді, коли умови середовища для даної ро­слини забезпечують нормальну життєдіяльність, тобто має місце відпо­відне вологозабезпечення, обмін повітря, забезпечення світлом і теп­лом, коли найменше виявляються ураження хворобами, пошкодження шкідниками, й за відсутності інших несприятливих факторів. Ефект розбавлення - по­лягає у тому, що деревна рослина успішно росте, а вміст елемента жи­влення залишається незмінним і навіть знижується. Організми можуть засвоювати елемент до певної кількості, після чого засвоєння відстає від споживання. Ефект фейс-антагонізму іонів - зменшення вмісту одного елемента внаслідок надмірного поглинання рослиною іншого. Це спостерігається при необдуманому внесенню до­брив. Вибагливість - це така властивість деревної породи, дерева, на­садження, яка залежить від розвитку кореневої системи. Чим більш розвинена коренева система дерева, тим менш вимогливе воно до трофності ґрунту і навпаки. Тому дерево з розвиненою потужною коре­невою системою може забезпечити необхідну кількість елементів жив­лення з більшого об'єму ґрунту, може зростати на менш багатих ґрун­тах. Дерево з менш розвиненою кореневою системою не може себе за­безпечити елементами живлення на такому ж субстраті, тому воно більш вимогливе до багатства ґрунту, кількості елемента у ґрунті. Хоча відмічено, що на бідних ґрунтах більшість деревних порід утворює більш розвинену кореневу систему, ніж у оптимальних для них умовах. Кореневе живлення відбувається у зоні так званої ризосфери, тоб­то у шарі ґрунту, що прилягає до кореневого волоска і радіус якого дорі­внює довжині самого волоска.

46. Симбіотичне живлення деревних рослин.

Мікориза – матеріальний прояв симбіозу гриба з вищою рослиною. Розрізня­ють ендотрофну(міцелій проникає в коріння), ектотрофну(міцелій обплітає коріння)та екто-ендотрофнумікоризу.Властивість вищих рослин здійснювати живлення за участю грибів- мікоризоутворювачів називається мікотрофністю. Гриб отримує від дерева органічні речовини, а дерево мінеральні солі і воду. Класифікація дерев залежно від ступеня мікотрофності: облігатні мікотрофи(неможуть існувати без мікоризи): сосна, модрина, ялина, ялиця, дуб, бук; факультативні мікотрофи(успішно ростуть як з мікоризою так і без неї): береза, тополя, осика, глід, бузина; автотрофи(як правило мікоризу не утворюють): ясен, берест, деякі кущі. Мікориза відіграє деяку роль у захисті від патогенів. Обов’язкова є посадка молодих саджанців з монолітом(грунтом, який містить мікоризу). Було здійснено експеримент по підняттю верхньої межі лісу, дерева були висаджені з монолітом.

47. Вплив лісу на ґрунт.

Вперше дослідження цього питання були проведені М.О.Ткаченком у 1908 р. Ним було встановлене досить швидке опідзолення чорноземів після поселення на них лісу. Він установив, що найсильніший вплив на ґрунти має ялина. Типові підзолисті ґрунти формуються під насадженнями з яли­ни, ялиці. В умовах помірної зони формування підзолистих ґрунтів відбувається під сосняками. Встановлено, що у таких умовах соснові насадження формують підзолистий ґрунт протягом 50- 100 років. Поселяючись на їх місці, широколистяні ліси за такий же від­різок часу відновлюють попередній тип ґрунту. Підзолоутворення позитивно впливає на водоутримуючу здатність фунтів, особливо піща­них, та формування поживних речовин у них. Домішок берези та осики у соснових лісостанах, на перший погляд, поліпшує лісовий фунт, сприя­ючи швидшому розкладу листя берези, порівняно з хвоєю сосни. Поліпшення ґрунтових умов сприяє росту листяних порід, а не сосни, для успішного росту якої у даному ґрунті і так достатня кількість пожив­них речовин. Довготривалий час вважалося, що ліс, поселяючись на чорнозе­мах, призводить до їх деградації, тобто до погіршення родючості. П.С.Погребняк організував дослідження впливу лісу на ґрун­ти, у Чорному лісі Кіровоградської області. У результаті досліджень ав­тор прийшов до наступних висновків: 1) процес опідзолення чорнозе­мів через поселення на них лісу (дібров) не призводить до деградації ґрунту, не знижує його родючість, а, навпаки, підвищує. Опідзолення чорноземів призводить до підвищення рухомо­сті магнію, фосфору, калію, підвищує можливості деревних рослин у використанні вологи; 2) основним фак­тором опідзолювання чорнозему є діяльність деревного коріння та жи­вих ґрунтових організмів. Аналогічні дослідження ґрунтів були проведені П.С.Погребняком в умовах Українського Полісся, де були отримані результати позитивного впливу широколистяних порід, у першу чергу, дуба, при їхньому посе­ленні у соснових лісостанах. Участь у складі хвойного лісу широколис­тяних порід призводить до появи м'якого гумусу в ґрунті, збільшення рухо­мих форм азоту та зольних елементів живлення, насиченню гумусу та мінеральних колоїдів основами. У північній частині зони мішаних лісів на відносно бідних ґрунтах такий ефект викликають дуб, ліщина. Під лісосмугами ґрунт має кращу структу­ру, більшу частку водостійких елементів, він також має і у 14-15 разів кращу водопроникність, а також значно вищі запаси гумусу та легкодо­ступних для рослин сполук азоту, фосфору. Ці всі показники кращі у ґрунті, на якому росте перший лісостан, і гірші під другим.