Ветер, сильно раскачивая, может, и не причиняя ветровала, повредить корневую систему ели и тем самым обессилить ее организм, делая ее доступной нападению короедов. Возмужалость такой ели наступает гораздо позже, семенные годы бывают реже. Хвои ели сохраняются по 5 – 7 лет; они четырехгранные, колючие, сидят поодиночке.
Благодаря чувствительности к заморозкам и отчасти медленности роста ель не является, как сосна, пионером леса. Не образуя, таким образом, временных защитных насаждений, дающих приют под своим полотом другим породам, она в состоянии входить в состав других насаждений лишь в качестве одного элемента в сообществе, но только в виде подлеска, например в сосновых насаждениях. Если почвы ей более благоприятствуют, чем сосне или дубу, под пологом которых она поселилась, то такая подлесочная стадия может стать угрожающей для приютивших ее пород: ель может их вытеснить.
Ель образует обширные насаждения – то чистые, с небольшой примесью других пород, то смешанные с сосной, с пихтой, лиственными породами, как-то: осиной, березой и др. Большая требовательность ели к составу и влажности почв создает для нее необходимость соперничать с другими породами. Б то же время большая теневыносливость ели является препятствием для образования смешанных насаждений. В действительности поэтому на благоприятных для ели почвах и преобладают чистые ельники с примесью лишь других пород или смешанные насаждения ели с тенелюбами, как, например, с пихтой, буком и т. Д. Сложные насаждения встречаются только тогда, когда есть в данной местности породы теневыносливые, как, например, липа.
Еловые насаждения благодаря теневыносливости медленно изреживаются и долго сохраняют и густоту древостоя, и мертвый покров, и свою почвозащитную способность. Живой покров под пологом ельников характеризуется, в силу тех же условий, тенелюбивым характером. Подрост этой породы благодаря той же биологической особенности хотя и бывает очень угнетенным под материнским пологом, но в состоянии очень долго конкурировать с материнским организмом, не теряя способности к оправлению при наступлении более благоприятных условий, например при изреживании материнского полога. Если сосновый подрост под материнским пологом можно; встретить еще в возрасте 20 – 30 лет, редко старше, то- 40 – 60-летний еловый подрост под еловым насаждением – явление совершенно обычное. Нередко встречается подрост и в возрасте более старшем, например 80 и 100 лет; в сущности, это уже не подрост, а целое угнетенное поколение.
Ель в своих насаждениях, в силу большей густоты полога и древостоя, а также медленности изреживания, в большей мере, чем сосна, обладает способностью претворять занятую среду; под пологом елового леса больше тени, ниже температура, больше влажность воздуха, меньше ветер, больше подстилки, меньше осадков. В силу более определенных требований к климату ель в отличие от сосны является типической породой в климатическом отношении, чего нельзя сказать о сосне, занимающей гораздо большую область распространения, произрастающую и в еловой, и в дубовой областях.
Не будучи пионером, ель не может быть и подгоном, но зато в отличие от сосны может играть роль подлесочной породы.
Итак, сосна – порода светолюбивая, ель – теневыносливая. Первая – быстрорастущая, вторая – медленнорастущая.
Сосна ксерофит, довольствующийся бедными почвами, ель – требовательна к составу почвы и к ее влажности; сосна, за исключением некоторых положений, ветроустойчива, ель – малоустойчива против ветра. Первая нечувствительна к заморозкам в молодости, вторая – чувствительна. Сосна может быть подгоном, ель – нет; сосна может быть пионером, ель – нет; сосна может быть покровным растением, образуя временные защитные насаждения, ель – нет. Ель может быть подлесочной породой, сосна – нет; почвозащитные способности у ели больше и дольше могут проявляться, чем у сосны; насаждения ели, даже при одинаковых почвенных условиях, отличаются большею производительностью, благодаря и более полнодревесным стволам, и большей густоте древостоя, и медленности изреживания, и большей длительности роста в высоту. Сосна под пологом ели расти не может или растет очень плохо, ель же под сосной чувствует себя превосходно, гораздо лучше, чем под своим материнским (пологом, где она всегда более угнетена. Придача сосны к еловому лесу выгодна для него, улучшая условия возобновления и увеличивая ветроустойчивость насаждения; придача ели к сосне увеличит почвозащитную способность, ню затруднит возобновление сосны. У сосны, как мы видели, чрезвычайно пластичная корневая система, у ели – чрезвычайно: пластична хвоя; у первой породы поэтому широкий размах в отношении почвенных условий и относительно узкий в отношении света, у второй – определеннее требования к почве, но зато гораздо больше терпимость в оттаете -кии световых условий. Сравнение этих двух пород можно было бы продолжить, но и оказанного достаточно для того, чтобы в общих чертах обрисовать биологические физиономии сосны и ели и их роль как лесообразователей.
Другие хвойные
Пихта сибирская и шихта гребенчатая (Abies sibirica, A. pectinata) обладают биологическими особенностями, весьма сходными с елью, но еще более сильно выраженными. Теневыносливость пихты выше, требовательность к почве тоже выше; растет она медленнее ели; подрост ее под материнским пологом всегда гуще, чем в ельниках. Сильно страдает пихта от заморозков, не так сильно от вредителей. Семенные годы пихты чаще, чем, у ели, корневая система глубже. Достигает высоты 42 м. Обыкновенно пихта встречается в виде примеси: на западе – к буковым насаждениям, на северо-востоке – к ельникам. На нашем севере пихта иногда образует почти чистые насаждения (примесь других пород до 2/10). Пихта сибирская распространена на северо-востоке европейской части СССР, юго-западная граница ее проходит через Нижегородский округ. Пихта гребенчатая растет, начиная с Польши и на запад, нуждаясь в высокой температуре и влажности воздуха. Хвоя пихты – плоская, мягкая, снизу с двумя белыми полосками (скопление устьиц).
Лиственница сибирская (Larix sibirica) и лиственница европейская (L. europaea) отличаются тем, что у первой хвоя вдвое короче и пучки ее расположены реже. Вся хвоя лиственницы, подобно листьям лиственных пород, опадает ежегодно осенью. Лиственница считается наиболее светолюбивой породой; все упомянутые признаки светолюбия присущи ей. К почве она предъявляет невысокие требования, но, поводимому, специально нуждается в извести. Характерны для лиственницы – быстрота роста, раннее плодоношение (с 10 – 15 лет), ветроустойчивость. Лиственница достигает по высоте до 42 м. Сибирская лиственница встречается на северо-востоке европейской части СССР в виде единичной примеси или в составе сложных насаждений с лиственницей в верхнем пологе на известковых почвах. Лиственница европейская растет в западных областях.
Кедр сибирский (Pinus cembra) – дерево первой величины нашего северо-востока. Отличается относительной теневыносливостью, требовательностью к составу почвы и влажности ее. Кедр – дерево первой величины, высотой до 36 м. Чистых кедровых насаждений в. европейской части СССР не встречается. Обычно кедр является примесью до 3/10 на глубоких, богатых, влажных почвах поймы. Трехгранная хвоя кедра собрана в пучках по 5 шт. Не следует смешивать с веймутовой сосной, у которой хвои также сидят пучками по 5 шт., но отличаются тем, что они длинные и мягкие.
Дуб
Дуб (Quercus pedunculata), как и ель, – порода, типичная в отношении климатических требований; она так же характерна для своего более теплого района, как ель для более холодной зоны. Относительно малая пластичность анатомического строения листа дуба, сильное развитие палисадной ткани и негустая крона свидетельствуют о светолюбии дуба. Относительно высокая зольность листьев указывает на большую потребность дуба в зольных веществах. Дуб требователен к составу почвы, близко подходя в этом отношении к ели. Он также не растет на бедных песчаных почвах или произрастает на них только в виде чахлого подроста, более же или менее нормального развития достигает только начиная с супесей, обычная же почва для него – суглинки. Резкое отличие от ели выражается в том, что дуб плохо растет или совсем не растет на сильно подзолистых почвах, которые, наоборот, являются характерными, или типичными, для ели. По мере передвижения к северному пределу распространения дуба не только становится меньше тепла, – а дуб порода теплолюбивая, – но растет и кислотность почвы, в связи же с этим – ее подзолистость. Вместе с тем и дуб постепенно сходит на-нет, ютясь в, пределах холодной части своей области в поймах рек, на аллювиальных почвах, в меньшей мере заподзоленных и более теплых. Помимо наблюдений в природе, специальные опыты Хитрово, как пока-
Рис. 69. Дуб, выращиваемый в ящике с нормальным расположением почвенных горизонтов (А – гумусовый горизонт, В1 – подзол, С – ортштейн, П – подпочва)
Рис. 70. Дуб, выращиваемый в ящике с подзолистым горизонтом на поверхности
зано на рис. 69, 70, доказали, что дуб плохо мирится с типичным подзолом. Если этот горизонт почвы вывернуть «а дневную поверхность и посеять в нем жолуди, то последние хотя и прорастают, но всходы развиваются плохо: у них не развивается Иванов побег, они достигают небольшой высоты, листья получаются миниатюрные, а корневая система – совсем для дуба ненормальная; вместо хорошо развитого стержневого корня, с массою боковых, получается мизерная, поверхностно стелющаяся, напоминающая ель, корневая система. В другом опыте, произведенном мною, жолуди были посеяны вдоль перегородки, которой делился сосуд на две половины, причем в одну половину был помещен подзолистый горизонт, в другую – какой-нибудь другой горизонт почвы – гумусовый или подпочва; почти во всех случаях мы получили один результат, – что проросшие жолуди направили свои корневые системы не в ту половину, в которой был положен подзол. На структурных подзолистых почвах, пока есть ореховатый горизонт, дуб произрастает превосходно, но по мере дальнейшего процесса оподзоливания, влекущего за собой дальнейшее обеднение и изменение структуры, рост его становится все хуже. Ель – порода подзолистых почв, а дуб – неподзолистых или слабоподзолистых: в пределах нашей лесостепи он произрастает на черноземе; правда, он мирится, хотя и с заметным уроном для себя, со щелочными солонцами, но пока концентрация солей не достигает известного предела. Таким образом дуб в нашей равнине распространен в определенной полосе, которая имеет две границы – северную таежную, где, благодаря холоду и влаге преобладает кислотный процесс выветривания в почве, и южную степную, где благодаря теплу и недостатку влаги господствует щелочное выветривание. Щелочность почвы и грунта ставит предел распространению дуба на ют, кислотность и оподзоленность препятствуют распространению его на север. В пределах же распространения условия для жизни дуба различны; по мере движения к западу увеличивается тепло и влага; в обратном направлении, наоборот, увеличивается сухость климата; по мере же движения к северу, хотя и увеличивается количество влаги, но уменьшается количество тепла, а в связи с этим почвы становятся для дуба менее подходящими, он сам, повидимому, становится светолюбивее, хуже переносит конкуренцию материнского полога как в силу большого светолюбия, так и в силу требовательности к теплу. На этой северной границе, где для дуба уже недостаточно тепла, отнятие последнего материнским пологом может иметь существенное значение. Оптимальные условия для развития дуба находятся вне нашей страны, а в пределах нашей равнины в лучших условиях он находится в юго-западном конце своей области, а также в Полесье, где лучшие климатические условия повышают его рост и плодоношение. Способность развивать большую корневую систему, могущую углубляться в землю до 6 – 7 м, и некоторые черты ксарофильной организации листьев дуба делают его хорошим ксерофитом, который хорошо мирится с климатом нашей лесостепи; если он в пределах ее произрастает только на суглинках и на супесях, а на песках плохо, то это происходит не столько от сухости песчаных почв, сколько от их бедности в химическом отношении.
Дуб и ель – породы различных климатических районов и резко различных почвенных условий.
Дуб – порода, медленно растущая в ранней молодости, когда он обычно имеет способность куститься, и потому хорошо растет в высоту только при наличности подгонных пород, или, как выражаются лесоводы, шубы. Лесоводственная поговорка свидетельствует, что дуб любит расти в шубе, но с открытой головой, т. е., хорошо перенося боковое отенение, он плохо переносит верхушечное. У дуба чрезвычайно пластичен ствол, т. е. форма дерева и кроны чрезвычайно чутко отзывается на те внешние условия, среди которых ему приходится расти. Это – порода, требующая большого простора, в отличие, например, от ясеня, у которого поведение в отношении роста совсем иное.
Особенностью дуба, в отличие от сосны и ели, является еще порослевая способность. Чрезвычайно большое количество спящих почек имеется у него в нижних частях ствола, в особенности близ шейки пня, но эти почки рассеяны также по всему стволу и обычно не развиваются только благодаря конкуренции верхних побегов кроны. Но если крона или часть ее по той или другой причине начинает усыхать или ствол дуба внезапно выставляется на простор, то больший приток света и тепла будит спящие почки, и они дают так называемые водяные побеги, или, как их называют французские лесоводы, вероятно за большую величину листьев, – гурманы. Если срубить дерево, притом так, чтобы пень беспрепятственно пользовался светом, то новое поколение возникает из спящих почек (см. рис. 65), причем число побегов может достигать сотни и больше. Недавно были сделаны наблюдения, показавшие, что часть таких побегов появляется из-под земли, из частей материнского организма, схороненных в почве. Такие образования были приняты за корневые отпрыски, каковых, однако, дуб не дает. Если те части, из которых вырастают такие побеги, очень стары, с разрушенной сердцевиной, то сказать, какого происхождения такие побеги, невозможно. Для того чтобы ориентироваться в этом вопросе, необходимо обратить внимание на то, что у дуба, при прорастании его жолудя, семядоли остаются в земле, благодаря чему вся стволовая часть как бы разделяется на две: обычную, появляющуюся над поверхностью земли, и ту, которая скрыта в почве и которую правильно было бы назвать корневищем. Г. Н. Высоцкий показал, что выходящая из-под земли поросль отходит от мест, лежащих выше рубчика, т. е. места, где были когда-то прикреплены семядоли. Мне лично пришлось наблюдать побеги дуба, росшие под подстилкой в самом верхнем горизонте почвы; с одной стороны, они имели ясно выраженные листовые следы, с другой – от них отходил целый ряд побегов, которые легко было принять за корневые отпрыски, не будь вышеупомянутых листовых следов на тех органах, на которых они сидели. Повидимому, дуб неспособен давать корневые отпрыски, а если и в состоянии, то в редких, совершенно исключительных случаях. Зато на его порослевой способности, имеющей большое значение в жизни этой породы, следует остановиться еще на некоторое время. Дело в том, что самосев этой породы, появляясь под пологом материнского насаждения, в силу светолюбия дуба обычно в состоянии просуществовать только 2 – 3 года. Взамен, однако, отмирающего побега из спящей почки вырастает новый побег, который опять-таки живет не более 2 – 3 лет, тоже отмирает и тоже заменяется новым побегом из другой спящей почки. Вот это-то обилие спящих почек, обусловливающее богатую порослевую способность дуба, играет также существенную роль в борьбе дубового подроста с материнским насаждением. Ель, как мы видели, в состоянии бороться с конкурирующим влиянием материнского полога своей большой теневыносливостью, умея прожить под пологом много десятков лет в ожидании благоприятных условий; у сосны эта способность уже сильно сокращена, а у дуба, как мы видим, она выражается в совершенно своеобразной форме. Только вблизи опушек и вообще мест, где имеется боковой доступ света, дубовый самосев может нормально, без периодического отмирания и оживания, превратиться в подрост. В условиях же отсутствия бокового света при верхушечном отенении, притом не в оптимуме роста, а в наших условиях, самосев дуба известную устойчивость под пологом насаждения приобретает только благодаря спящим почкам и вышеочерченной процедуре. Приходилось наблюдать, что такая борьба его самосева с материнским насаждением может продолжаться 10 – 15, а быть может и большее число лет.
Возмужалость у дуба наступает у порослевых экземпляров и на свободе раньше, в насаждении же семенного происхождения позже – лет около 70 – 80. Цветет дуб в хороших условиях ежегодно, но цветы часто повреждаются или утренниками или насекомыми, так что по обилию женских цветов можно судить об урожайном годе лишь по миновании периода весенних заморозков. Семенные годы наступают у дуба через различные промежутки времени, в зависимости от климатических условий: в более благоприятных условиях, ближе к его оптимуму – через 3 – 4 года; в более же холодной части области его распространения – через 8 – 10 лет.
Дуб – чувствительная к заморозкам порода. Есть разновидность того же летнего дуба, поздно цветущая, именуемая зимняком, которая распускает листья и цветет весною на 2 – 3 недели позже, чем обыкновенная форма; эту разновидность не следует смешивать с настоящим зимним дубом (Quercus sessili-flora).
Дуб – образует, как общее правило, смешанные и сложные насаждения, и это вполне понятно, так как, с одной стороны, он требователен к составу почвы, с другой – он является породой светолюбивой, следовательно, и рано изреживающейся. Из этих двух корневых свойств с логической неизбежностью следует тот факт, что господствующей формой насаждения дуба являются смешанные и сложные сообщества. Только на щелочных солонцах он образует одноярусные и чистые формы.
Дуб не может быть пионером леса в силу чувствительности к заморозкам; не может быть, в силу стремления куститься, подгоном, – наоборот, сам требует шубы; в виде подлеска или второго яруса он может произрастать, но только при условии, чтобы верхний ярус состоял из породы более его светолюбивой, например сосны.
Дуб образует насаждения со своими спутниками – с ясенем, ильмовыми породами, с кленом, липой, грабом, буком, затем о осиной, в поймах – с черной ольхой, на супесях – с сосной и т. д.
Осина
Осина (Populus tremula) замечательна некоторыми своими особенностями, на которые я и хочу здесь обратить внимание. Эта быстрорастущая, светолюбивая порода, с очень мелкими семенами, снабженными притом летучим хохолком, и с чрезвычайно богатой способностью давать корневые отпрыски является типичной породой-пионером. Обычно она только входит в состав еловых, дубовых и сосновых лесов, то будучи лишь вкрапленной, то принимая более заметное участие в составе насаждений названных пород. Но стоит только произойти какой-либо аварии (вырубка, пожар), стоит только таким насаждениям потерять свою территорию, как на их месте является осина – то путем налета семян, то с помощью корневых отпрысков от корней, которые имелись в почве, и которые, как полагали многие, могли безнаказанно лежать в земле целые века, не сгнивая, в ожидании благоприятных для себя условий. Это мнение было основано на том, что иногда по срубке векового елового леса, где не было видно осины, вдруг вся площадь покрывается корневыми отпрысками. Но М. К. Турский показал, что это мнение неправильно, так как безнаказанно долго корни лежать в земле не могут, что здесь дело происходит иначе именно: корни, получая плохое освещение в лесу, не будучи в состоянии произвести на свет сильные отпрыски, в состоянии, однако, давать отпрыски небольшие, которые, просуществовав некоторое время, отмирают, заменяясь другими. Их трудно заметить среди живого покрова, тем более, что форма листьев их отличается от нормальной формы. Это постоянное появление и отмирание небольших отпрысков и поддерживает жизнь корня. Но стоит, только дать доступ свету, как это имеет место после вырубки или пожара, и такие полудеятельные корни сразу мощно проявляют свою способность к вегетативному размножению. Эта способность у осины так сильна, что практика жизни в гораздо большей мере интересуется способами ее уничтожения, или еще лучше – предупреждения, чем способами, которыми можно усилить эту способность. Поэтому многие не без основания считают осину сорной породой. Благодаря своим корневым отпрыскам осина устойчива не только на данном, раз уже завоеванном месте, но способна завоевывать новые территории. Порослевая способность у осины отсутствует (от пня), за исключением крайне редких случаев.
Теперь несколько слов о семенной производительности осины. И до сих пор в немецких руководствах пишут, как недавно писалось и в русских учебниках, что всхожесть осиновых семян чрезвычайно незначительна – около 5%. Не вязался с этим факт обильного появления полета осиновых семян, чрезвычайно далеко разносимых ветром и как бы пользующихся всяким удобным случаем для завоевания новых территорий. Настолько мало верили всхожести осиновых семян, что на практике в лесном культурном деле совсем не пользовались семенами, а разводили осину корневыми черенками. Однако исследования в 90-х годах целого ряда русских лесоводов показали всю неосновательность такого мнения: процент всхожести осиновых семян оказался равным не более не менее как 95 – 100; кроме того, и способность сохранять всхожесть оказалась большей – не до 2 – 3 дней, как думали, а в течение 2 – 3 месяцев. Еще любопытнее другой факт, что правильный взгляд на это был у первого русского лесоводственного писателя, известного лесного деятеля Фокеля, который в 1766 г. издал первую книгу по лесоводству в России под заглавием: «Описание естественного состояния растущих в северных российских странах лесов». Пока последующие лесоводы пользовались этим замечательным источником, они давали в своих руководствах верное представление о семенной способности осины, но впоследствии связь с Фокелем прервалась, его временно забыли, и в. русских книгах по лесоводству, на основании уже немецких источников, стали сообщаться явно неверные сведения.
Семя осины, имея малое количество запасных веществ, тем самым ставит развитие всходов, в невыгодные условия, hoi до развития собственного корня на так называемой шейке вырастает особая бахрома из клеток кожицы, которая, заменяя корневую систему, дает возможность развиться и укрепиться всходу (рис. 72).
Осина довольно требовательная к почве порода, близко подходящая по характеру требований к ели. Корневая система поверхностная, стержневой корень в молодости быстро заменяется многочисленными разветвлениями боковых, простирающихся горизонтально недалеко от поверхности почвы. Рыхлость кроны осины и высота очищения от сучьев говорят о ее светолюбии. Осина образует и чистые насаждения, в силу способности быстро заселять какое-либо пространство и в силу быстроты роста. Но светолюбие ее, обусловливающее быстрое ее изреживание, дает возможность селиться под &;я пологом другим породам, в особенности ели и дуба.
В силу меньшей своей долговечности, чем вышеназванные породы, осина в конце концов уступает занятую площадь породам более долговечным, сама сохраняя только небольшое участие в хорошо сомкнутых местах, – она будто таится в ожидании для нее благоприятных моментов, когда она опять будет в состоянии господствовать. Но есть условия в природе, где осина образует чистые насаждения, иногда с подлеском разных ив, притом насаждения не временного характера.
Береза [1 Все дальнейшие породы, а из предшествующих – «Другие хвойные» описаны ассистентом автора В. В. Гуманом]
По устройству листовых органов, по рыхлой, ажурной кроне с подвижными листьями и по ряду других признаков береза относится к породам крайне светолюбивым. В насаждениях из березы уже к 80 годам на гектаре остается всего около 350 стволов: так интенсивно из-за ее светолюбия идет борьба за существование. Говоря об отношении березы к почве, необходимо отметить чрезвычайно малые в этом отношении запросы.
Рис. 72. Корень всхода осины (увелич.)
Береза не требовательна ни к химическому составу почвы, ни к физическому строению, ни к характеру гумуса, ни к мощности корнепроницаемого слоя и пр. Вследствие этого березу мы можем найти и на бедных песчаных почвах, и на суглинках на севере, встречается она и на черноземе в южной полосе, образуя чистые насаждения. В отношении влажности почвы береза также очень неприхотлива. Наряду с сосной мы ее встретим и на сухих песчаных почвах, правда, не на высоких дюнах, живет она и на сфагновых болотах, и на иловато-болотных почвах, являясь иногда спутником черной ольхи. Другими словами, мы можем отметить не только приспособляемость березы к почвам различной влажности, hoi и неприхотливость по отношению к характеру грунтовых вод, – развивается она и на застойных водах сфагнового болота, и на проточных лугового болота.
Береза обладает огромною семенною производительностью: семенные годы наступают рано (в 10 – 15 лет) и повторяются ежегодно; количество семян доходит до колоссальной цифры – 50 млн. в год на гектар, но всхожесть этих семян из-за массы вредителей невелика (15% в среднем) и сохраняется недолго, редко до весны следующего года. Благодаря своей легкости семена разносятся на очень большие расстояния. Раннее наступление семенных годов, их чистота, легкость семян – все это содействует чрезвычайно, быстрому распространению этой породы. Береза дает поросль от пня, сохраняя эту способность на хороших почвах до 80 лет; вследствие этого вырубка березняков «е очень старых обеспечивает это место: за березой.
Быстрота роста в молодые годы – свойство, которое обычно идет параллельно со светолюбием, – дает березе возможность быстро перегонять в росте других представителей и, таким образом, не страдать от затенения.
В отношении климата береза является достаточно устойчивой породой. Правда, однолетние ее всходы очень нежны, страдают я от мороза и от солнцепека, но уже со второго года, когда береза «ачинает быстро прирастать в высоту, всходы становятся устойчивыми. (Выносит береза и малую влажность воздуха (Betula verrucosa). Ветер оказывает на березу неблагоприятное влияние, – она часто страдает от ветровала из-за поверхностно развитой корневой системы и неглубокого стержневого корня.
Береза относится к деревьям первой величины, достигая 35 м высоты. Предельный возраст ее в насаждении невысок – около 150 лет, «о отдельные деревья живут и до 500 лет.
Краткое описание биологических особенностей березы уже позволяет сделать некоторые выводы и объяснить те явления из ее жизни, с которыми мы сталкиваемся в природе. Крайняя неприхотливость в отношении к влажности почвы, неразборчивость к ее составу, легкость семян, быстрота роста, устойчивость по отношению к климату – все это доставило березе чрезвычайно широкую область распространения. Мы встречаем березу и далеко на севере, в виде березовых колков она заходит и далеко на юг. Благодаря упомянутым свойствам береза является породой-пионером, завоевателем новых пространств под лес. Пожарища на севере, сплошнолесосечные рубки в еловых и в особенности сосновых лесах при самом незначительном участии березы в насаждении, брошенные пашни на юге – все это покрывается чаще всего березой. Затем с течением времени под ее охраной начинают развиваться и коренные породы данного места, вытесняя березу из-за ее крайнего светолюбия, недолговечности и других свойств. Только в таких условиях мы в большинстве случаев и встречаем чистые березовые насаждения. Встречается береза и в степи, занимая небольшие блюдцеобразные углубления, образуя березовые колки (солоти), примешивается к ней здесь иногда осина, ива и другие породы.
Благодаря сходству биологических свойств березы со свойствами сосны – то же светолюбие, та же непритязательность по отношению к почве – береза часто встречается в виде примеси к сосне на различных почвах, за исключением высоких дюн с чрезвычайно бедными и сухими почвами. Встречается береза и в виде незначительной примеси, обычно не больше 10% к еловым насаждениям нашей таёжной полосы, занимая после сплошной вырубки место этих насаждений и уступая его снова ели, как только еловые семена попадут под полог березняка, и теневыносливая ель вытеснит березу. В настоящее время в пределах европейской территории нашей страны различают два вида березы: березу пушистую (В. pubescens), листья которой в молодости покрыты пушком, и березу бородавчатую (В. verrucosa), получившую название от смолисто-восковых бородавок, которыми усеяны ее молодые побеги. Первая простирается до крайнего севера, вторая распространена в средних и южных областях. В связи с областью распространения стоят и некоторые биологические особенности того и другого вида березы, которые читатель может вывести даже сам.
Ольха
Ольха черная (Alnus glutinosa) представляет дерево с черно-бурой коркой, а ольха белая (Alnus incana) – с серой гладкой корой без корки. Хотя обе породы принадлежат к одному ботаническому роду, но по биологическим свойствам сильно отличаются. В отношении к свету первая более светолюбива, чем вторая. В то время как первая – всегда порода первого яруса, вторая часто встречается в виде подлеска в изреженных ельниках. В отношении к почве черная ольха считается породой требовательной как к составу, так и к влажности, белая же ольха обычно встречается на подзолистых суглинистых почвах; первая растет в исключительно влажных местах, непроходимых черноольховых трясинах, требуя только проточной воды, вторая может ограничиться свежими почвами. Плодоношение у обеих пород – ежегодное, но вегетативное размножение отличается, именно: белая ольха дает кроме пневой поросли и корневые отпрыски, черная же – только, обильную пневую поросль. Белая ольха – обычно дерево второй величины, черная же – дерево первой величины с чрезвычайной быстротой роста поросли. В Воронежском окр. черная ольха в 30 лет достигает высоты 23 м, но зато обычно уже в молодом возрасте страдает от сердцевинной гнили. Предельный возраст обыкновенно не превышает 150 лет. Черная ольха большей частью встречается в виде чистых насаждений на иловато-болотных почвах, часто со значительным количеством извести. На менее влажных почвах к черной ольхе примешиваются ясень, затем дуб, ивы, берест. Белая ольха чаще всего встречается в виде единичной примеси к елово-лиственным насаждениям. Породу эту за ее легкость семян, устойчивость по отношению к климатическим условиям, способность давать корневые отпрыски наряду с березой и осиной можно считать породой-пионером. Черная ольха – относительно южная порода, не поднимается выше 62° с. ш., белая ольха – северная порода, не опускается ниже 55° с. ш.
Липа
Липа (Tilia) также значительно распространена у нас в Восточной Европе. Густое облисгвение ее и расположение листьев в кроне свидетельствуют о большой ее теневыносливости. Ствол липы на просторе очень медленно очищается от сучьев. Благодаря большой теневыносливости липа растет в виде второго яруса и подлеска под тенью не только дуба, но и ели. К почве липа требовательна почти так же, как дуб, но лучше мирится, с подзолистым характером почвы и потому является устойчивым спутником дуба в более Северной области распространения дубрав, переходя даже еще севернее в ельники. Не указывает ли липовый подлесок под еловыми лесами на былое распространение здесь дубрав и на вытеснение их елью?
В лесоводстве наличность липы считается указателем плодородия почвы. Такое обобщение справедливо, однако, только в том случае, если мы ограничимся пределами еловой области. Здесь липа действительно занимает лучшие почвы. Но если мы привлечем и область дубовую, то липа окажется занимающей среднее местоположение. На лучших же дубовых почвах, еще мало оподзоленных, характерным спутником дуба является ясень, затем клены – остролистный и полевой, и только по мере все большего и большего оподзоливания почвы липа не только примешивается в большем количестве к дубовым насаждениям, но и становится столь устойчивой, что может, при неосторожных сплошных рубках, сменить собою дуб. И действительно, во многих местах, например в Тульских засеках, у «ас встречаются липняки – насаждения вторичного образования, сменившие собою дубравы. На супесях липа образует второй ярус или подлесок в сосновых насаждениях. Она переносит, как дуб, временный избыток влаги, растет в поймах. Обладает сильно развитой корневой системой, обильной порослевой способностью, прекрасно размножается отводками. По лесоводственной роли липы в наших лесах ее можно сравнить с буком – породой, приуроченной к более влажному климату; в нашем континентальном климате липа как бы заменяет собою бук.
Ясень
При самом поверхностном ознакомлении с ясенем (Fraxinus excelsior) можно отметить, что эта порода – светолюбивая. Об этом свидетельствует прозрачная крона из редких листьев на высоко к стволу прикрепленных ветвях, быстрое с возрастом изреживание насаждений и небольшое число стволов на десятину, быстрота в молодом возрасте, отмирание подроста в раннем детстве. В отношении к почве ясень является одной из наиболее требовательных пород – как к составу, так и к влажности почвы. Он обладает высокой потребностью в зольных веществах (судим по высокому проценту зольности древесины) и вместе с тем высокой требовательностью; именно: ясень мы встречаем на лучших почвах как в нашей лесостепи (на деградированных черноземах), так и в южной части таёжного района (поймах рек). Из специальных запросов ясеня отметим его требовательность к извести.
В отношении к климатическим условиям приходится отмечать потребность в тепле и крайнюю чувствительность ясеня к заморозкам, в особенности в молодом возрасте; это делает разведение ясеня чрезвычайно затруднительным. Из других биологических свойств отметим быстроту роста, которая идет параллельно со светолюбием; значительную семенную производительность, причем при благоприятном сочетании климатических условий семенные годы повторяются ежегодно; способность давать поросль от пня, каковое свойство сохраняется до 80 лет. Возмужалость ясеня наступает к 30 годам в насаждении и к 20 – на свободе. Ясень – обычно дерево первой величины с непарно перисто-сложными листьями, достигает высоты до 38 м на лучших почвах; на солонцеватых почвах и вне оптимума своего роста ясень в столетнем возрасте едва достигает 10 м.
Все перечисленные биологические свойства дают возможность дедуктивным путем вывести, что ясень должен образовывать смешанные насаждения. И действительно, в природе естественные чистые ясеневые насаждения не встречаются. Обычным спутником ясеня в области нагорных дубрав являются дуб в верхнем ярусе, а вяз, клея, ильм, берест, липа – во втором ярусе; в низинах ясень встречается с черной ольхой (на трясинах), ивами и дубом. Вследствие упомянутой чувствительности к резким колебаниям температуры и потребности в тепле область распространения ясеня ограничивается на севере Ленинградом, на востоке Пензой.
Клен
Клен остролистный (Acer platanoides) является обычным спутником дуба и ясеня почти во всех возможных условиях их обитания, но по биологическим, свойствам он существенно отличается от них. В то время как для упомянутых пород мы отмечали значительное светолюбие, для клена, наоборот, можно указать на его относительную теневыносливость. Густая крона из широких листьев с часто расположенными ветвями, низкое ее прикрепление, значительный сбег ствола, большое количество стволов на гектар, данные исследований – все это подтверждает относительную теневыносливость клена. В отношении к составу и влажности почвы парода эта считается требовательной. Семенные годы у клена повторяются ежегодно, а также клен дает до 80 лет обильную пневую поросль (см. рис. 66). Клен остролистный достигает высоты до 32 м и считается деревом первой величины. В отношении к климату можно указать на большую выносливость клена как к заморозкам, так и к солнцепеку.
В наших лесах клен остролистный является обыкновенно спутником дуба в области лесостепи, причем всегда образует второй ярус высотой около 20 м; в южной части таёжной области клен встречается -иногда в смеси с елью и сосной, но всегда на более богатых суглинистых почвах. Северная граница его распространения проходит по линии Петрозаводск – Вятка.
Из других кленов, распространенных в европейской части СССР, упомянем об яворе (Acer pseudoplatanus), распространенном «а юте и юго-западе нашей страды. Дерево первой величины, растущее у «ас на более сырых местах, чем остальные клены. Встречается редко.
Клен полевой (Acer campestris) – дерево второй величины, не поднимающееся севернее Тульской области. Для него характерной является большая требовательность к зольным веществам и даже способность выносить солонцеватоеть; порода также более теневыносливая. В наших дубравах встречается обычно: в качестве второго и даже третьего яруса.
Клен татарский (Acer tataricum) является уже деревом третьей величины, встречаясь в наших дубравах в качестве третьего яруса – подлеска. Можно отметить значительную теневыносливость этой породы, а также способность выносить как некоторую солонцеватость почв, так и значительную оподзоленность. Порода преимущественно юго-востока нашей европейской территории, заходит и в Кировскую область.
Все четыре клена весьма легко различить по листьям: клен остролистный имеет пятилопастный лист с шиловидными окончаниями и округлыми выемками между лопастями; явор характеризуется острыми выемками между лопастями и почти белой нижней поверхностью листа; полевой клен имеет листья с округлыми окончаниями лопастей (3 – 5); клен татарский отличается по яйцевидным двояко-зазубренным листьям, иногда трехлопастным.
Ильмовые
Вяз (Ulmus effusa), берест, карагач (Ulmus campestris) и ильм (Ulmus montana) – все эти древесные породы по внешнему виду чрезвычайно схожи. По листьям их различить до-волын© трудно: вяз имеет сидячие, крайне несимметричные, мягковолосистые листья; берест и ильм – с голыми или жестко-волосистыми листьями, причем у береста наблюдается короткий черешок и расширение листовой пластинки ближе к вершине листа. Легче различить их по плодам: у вяза крылатка покрыта волосками, у береста семя находится у ;верхнего края крылатки, у ильма – посередине. Но при внешнем сходстве этих пород биологические свойства их не вполне совпадают. В отношении к свету все они занимают центральное место; будучи несколько более светолюбивыми, чем клен остролистный, они обычно являются спутниками дуба, образуют вместе с кленом и липой второй ярус, т. е. выносят отенение дуба и ясеня. В отношении к почве ильмовые отличаются высокой требовательностью и потребностью; сильно деградированные почвы выносит только вяз, наиболее же требовательным является берест. Плодоношение у ильмовых наблюдается ежегодно с обильным количеством семян. Кроме того, при срубке от пней появляется обильная поросль. Берест размножается и корневыми отпрысками, почему является ценной породой при укреплении оврагов. В отношении к влажности почвы наиболее выносливым (менее испаряющим) является ильм, что и дает возможность пользоваться этой породой три степном лесоразведении. Отметим также здесь способность береста покрываться особой толстой пробковой коркой, уменьшающей как испарение, так и температурные амплитуды. Все три породы являются деревьями первой величины; из них берест достигает на богатых, достаточно увлажненных почвах до 35 м. Чистых насаждений эти породы не образуют, встречаясь в, виде примеси в наших дубравах и пойменных насаждениях. Берест встречается на более влажных местах, даже на черноольховых иловато-болотных почвах.
Область распространения этих трех пород неодинакова. Дальше других заходит на север вяз, поднимаясь почти до Ленинграда, границы ильма несколько южнее (линия Тула – Казань), самой же южной породой является берест, который не заходит севернее Курской – Черниговской обл. Эта область распространения очень характерно подчеркивает особенности биологических свойств названных пород.
Тополи
Черный тополь, или осокорь (Populus nigra), и серебристый, или белый, тополь (Populus alba) легко отличаются от осины: первый по своим гладким кожистым листьям треугольной формы с вытянутым концом, второй – по разрезным снизу беловойлочным листьям.
По биологическим свойствам эти породы также не вполне сходны с осиной. В отношении к свету они весьма чувствительны; в отношении к почве требования их значительно выше, чем у осины. Особенно же высоки их запросы к влажности почвы, причем, произрастая в современной пойме рек, они легко выносят половодье. Плодоношение ежегодное, обильное; вегетативное размножение у тополей несколько отличается: у осокоря появляется сильная пневая поросль, белый же тополь дает, как и осина, корневые отпрыски. Пользуясь этими биологическими свойствами лесоводы осокорь разводят черенками, а белый тополь корневыми отпрысками. Обе породы чрезвычайно быстро растут и достигают размеров дерева первой величины при весьма значительном диаметре (до 1 1/2 м и выше); из них осокорь – порода преимущественно юта нашей страны (не поднимается выше Курского окр.), серебристый же тополь идет значительно севернее, встречаясь в Ленинградском окр. Обе породы благодаря своим биологическим свойствам растут у нас только в поймах рек, являясь примесью до 5/10 к обычным пойменным насаждениям. Предельный возраст – до 200 лет, но в насаждении тополи редко бывают старше 100 лет.
Ивы
Род ивы (Salix) объединяет весьма значительное количество видов и разновидностей (до 800), иногда весьма трудно различимых по морфологическим признакам, но отличающихся признакам биологическими. Остановимся только на следующих из наиболее распространенных видов: ветла (Salix alba) и ракита (S. fragilis) – деревья первой и второй величины; козья ива, или бредина (S. саргеа) – дерево1 третьей величины; шелюга (S. acutifolia), корзиночная ива (S. viminalis) и тальник (S. purpurea) – кустарники. Все эти породы по некоторым биологическим особенностям сходны, по некоторым же – существенно отличаются. Прежде всего они светолюбивые; наиболее теневыносливой является бредина. По отношению к почвам различают более требовательные к составу, какими являются ветла, ракита и корзиночная ива, и малотребовательные – шелюга и тальник. В отношении к влажности почвы все они более или менее требовательны; даже произрастающая на сухих с поверхности песках шелюга bi сущности приспособила свою корневую систему к использованию значительной влажности песков, заметной при снятии 20 см слоя. К климатическим колебаниям ивы мало чувствительны. Плодоношение ежегодное и обильное, но всхожесть семян невысока (до 10%) и сохраняется она весьма недолго. Способность к вегетативному размножению у ив чрезвычайно интенсивна, чем лесоводы и пользуются при разведении ив. Все они, за исключением бредины, чрезвычайно легко разводятся черенками. Для некоторых из них – шелюги и тальника – характерной является способность развивать длинные поверхностные корни. Ввиду светолюбия всем ивам присуща быстрота роста, в особенности при вегетативном размножении; годичные побеги достигают длины 2 м и выше. Таким образом, ветла и ракита, являясь деревьями почти первой величины, благодаря их биологическим особенностям чистых насаждений не образуют, а произрастают в виде примеси в низинах, поймах и иных сырых местах. Бредина благодаря относительной теневыносливости часто: встречается в виде второго яруса в смешанных еловых насаждениях. Открытые места в этих ельниках занимаются и брединой в числе других пород-пионеров (осина, белая ольха, береза). Корзиночная ива – кустарник, растущий на относительно богатых, достаточно увлажненных почвах и поймах рек. Шелюга и тальник – кустарники, занимающие песчаные откосы в поймах рек и своей корневой системой закрепляющие их. Этим свойством лесоводы пользуются, высаживая шелюгу и на материковых песках. Распространены ивы по всей нашей европейской территории, доходя в виде дерева до 60° с. ш.
Граб
Граб (Carpinus betulus) является типичной породой второго яруса для нашего юго-западного края. Характерными его особенностями являются весьма значительная теневыносливость, медленность роста, сильная побегопроизводительная способность. В отношении к почве запросы граба довольно ограничены, несколько больше его требовательность в отношении к влажности почвы; можно также отметить, что произрастает он успешно в районе с обильным и равномерным выпадением осадков, с высокой влажностью воздуха и малыми температурными колебаниями. Чистые насаждения из граба образуются только под влиянием человека. Восточная граница ело распространения проходит около Полтавы, от которой для ограничения всей области следует провести одну линию на Ковно, другую на Кишинев.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
БИОЛОГИЯ НАСАЖДЕНИЙ. УЧЕНИЕ О ЛЕСОВОДСТВЕН-НЫХ СВОЙСТВАХ НАСАЖДЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСТАНОВКИ ПОД ПОЛОГОМ НАСАЖДЕНИЯ
Для того чтобы понять жизнь леса, как жизнь своеобразного коллективного организма, недостаточно еще знать биологические свойства составляющих его пород, – необходимо привлечь внимание к той новой среде, которую сам лес или деревья, его образующие, создают. Всякому лесу, как это общеизвестно, свойственно видоизменять занятую им среду. Та лучистая энергия, которая раньше свободно достигала земной поверхности, при создании на ней леса претерпевает как количественные, так и качественные изменения; тот поток атмосферных осадков, который тоже свободно достигал поверхности земли, теперь также подвергается некоторым метаморфозам; движение воздуха в пределах, занятых лесом, будет иным; и, наконец, между пологом леса и земною поверхностью возникает новая среда, чрезвычайно- деятельная, т. е.- здесь возникает так называемая подстилка лесная, которая в связи с измененной лесом атмосферой будет оказывать сильнейшее влияние на ниже лежащую почву и грунт. В лесу, как известно, меньше дневного света, меньше проникают сквозь его крону осадки, воздух влажнее и холоднее, часто царит затишье от ветра и т. д. Вот на некоторых из этих элементов мы теперь остановимся несколько подробнее, не рискуя быть обвиненными в том, что входим не в свою область, так как ведь на первых порах легко признать, что вопросы подобного рода суть вопросы физической географии, в частности метеорологии, почвоведения и т. д. В оправдание того, что этого рода вопросы суть вместе с тем и законные сыны лесоведения, необходимо некоторое разъяснение. Прежде всего, ни один курс физической географии никогда не трактует эти вопросы так подробно и в тех именно деталях, какие нам, биологам и лесоводам, необходимы. Перед метеорологом, без сомнения, встает вопрос о том, в какой мере лес задерживает осадки, но для него этот вопрос важен лишь с общей точки зрения, такие же подробности, как различие задерживательной способности соснового, елового, дубового леса, чистых и смешанных, простых и сложных форм его, могут интересовать его лишь как иллюстрации одного общего решения, но не сами по себе, тогда как для нас – совершенно наоборот. Если такой вопрос, как общая проблема, решен в той или иной научной области, мы берем это решение готовым и устремляем внимание на частности для нас первейшей важности. Мы будем искать закономерность в колебаниях, которые обнаружат частности, стремясь привести их в связь с моментами самого насаждения, или леса, т. е. составом его, возрастом, густотой, формой и т. п. Во многих случаях, кроме того, и самые вопросы как общие проблемы еще не поставлены основной наукой, и тогда вполне естественно, что наука прикладная берет на себя инициативу не только, решения частностей, но постановку и общего вопроса. Кроме того, физико-географ, отдавая отчет о том, что известно по тому или другому вопросу, может этим ограничиться, нас же в дополнение к этому неизбежно будет интересовать выяснение биологического значения измененной лесом среды вообще или того или иного элемента ее в частности. Вот после такого пояснения приступим к исследованию внутренней среды, создаваемой лесом.
Лес и осадки
Мы начнем ознакомление с тем, как видоизменяет совокупность деревьев, или лес, занятую среду, с рассмотрения видоизменяющего влияния леса на осадки. Данный вопрос может быть расчленен на два вопроса: 1) сколько выпадает осадков над лесом и 2) сколько из: выпавших фактически достигает почвы под лесом; к этому расчленению я прибавил бы еще третий член, именно – сколько из достигшей поверхности лесной почвы действительно проходит затем в почву и какое количество утекает по поверхности.
Первый вопрос принадлежит области физической географии, но и лесные опытные станции включили его в число своих задач. Одним из последних исследований этого рода было исследование, показавшее, что за период времени дождемеры, бывшие на полянах в лесу, дали в среднем 587 мм, на опушке леса1 570 мм, в расстоянии 1000 м 552 мм, а в расстоянии 2000 м 551 мм, т. е. дали определенный сбег, характерный для многих исследований этого рода. Из подобных рядов делают обыкновенно тот вывод, что над лесом выпадает осадков больше, тогда как в действительности эти данные совершенно не дают права на подобный вывод. По этому поводу нельзя и до сих пор не вспомнить глубоко правдивых критических замечаний нашего покойного ученого П. А. Костычева. В 1876 г. он писал: «Оставаясь строго научными мы Должны выводы, подобные тем, что в лесу выпадает значительно более осадков, чем «ад полем, изменять так. На лесных полянах попадает в дождемер больше воды, чем на открытых местах, – это естественно, так как в лесу ветер ослаблен и, стало быть, как доказывают специальные исследования, из выпадающих осадков при ослабленном ветре собирается в дождемер больше воды, чем при сильных ветрах».
У нас, пользуясь данными лесных опытных станций, Н. П. Адамов стремился показать, что над Шиповым лесом и над Хреновским бором выпадает больше осадков, чем над Каменной степью, но, как хорошо показал критический анализ этих данных со стороны А. А. Каминского и Дулова, и здесь вывод не выдерживает критики.
Подобных исследований можно было бы привести множество. Но как бы ни умножались они, вывод не приобретает от того большей надежности. В данном случае большое число наблюдений не может уничтожить основной методологический порок, так как мы всегда при такой обстановке исследования будем иметь дело с дождемерами, не в одинаковой степени защищенными от ветра. В этом отношении прав П. А. Костычев, утверждая, что для подобного рода сравнительных исследований нет более неточного инструмента, как дождемер. Но мы не будем дальше останавливаться на этом вопросе и вместе с проф. Г. А. Любославским примем, что нет ничего невероятного, что такой фактор, как лес, если как-либо и повлияет на выпадение осадков, то всего более вероятно на их повторяемость. Но влияет ли лес непосредственно на количество осадков – вопрос пока открытый. Теоретически вполне, конечно, допустимо привлекающее влияние леса на осадки, но в силу методики имеющиеся данные нельзя считать доказательными, а затем надо полагать, что если таковое влияние и существует, то по всем имеющимся данным, надо думать, что выразится оно в скромных размерах. Не предполагая поэтому существенной разницы между количеством выпадений над лесом и вне его, перейдем теперь к другому, для нас гораздо более важному и близкому вопросу о том, как велико задерживающее влияние леса на осадки, выпавшие над ним.
Осадки, достигающие полога леса, только частью непосредственно проникают через него между листьями и ветвями. Другая часть, смачивая поверхность листьев и ветвей, испаряется затем обратно, и третья может стекать по стволам к подножию дерева. Первые исследования этого рода были организованы одновременно с открытием лесных метеорологических станций в самом начале 60-х годов. Затем, в гораздо более широком масштабе, исследования были проведены в начале текущего столетия.
Наблюдения велись в каждом отдельном месте лишь по одному дождемеру, поставленному под пологом леса, показания которого сравнивались с соответственными данными дождемера на поляне. В такого рода методике скрываются два недостатка: 1) здесь совершенно не учитывается сток по стволам, 2) наблюдения по одному дождемеру под пологом не могут дать нам истинной картины, так как ни один полог леса не представляется однородной величиной; не только его сомкнутость различна даже в одновозрастных и чистых насаждениях, но все будет зависеть также и от того, где будет поставлен дождемер: ближе ли к основанию дерева, – тогда он получит меньше осадков, или, наоборот, ближе к периферии кроны, – тогда он получит больше осадков. В этом отношении особенно интересны исследования Гоппе, оперировавшего с 20 и более дождемерами под пологом одного и того же насаждения. Он таким методологическим исследованием в состоянии был показать, что наблюдения по одному дождемеру могут уклоняться на 60% от истинной средней и что для правильности наблюдений необходимо располагать в каждом пункте не менее как 10 дождемерами. Как бы то ни было, но данные Эбер-майера представляют тот бесспорный интерес, что захватывают значительный период, во-первых, и обнимают собою наблюдение как над летними, так и над зимними осадками, во-вторых. Поэтому мы их приводим (табл. 26).
Таблица 26
Что же мы видим в этого рода данных? 1) Что всякий лес задерживает определенное количество осадков на своих кронах; 2) что количество это различно, колеблется от 17 до 58% от того количества, которое выпадает в поле; 3) что зависят эти колебания от состава и возраста леса, или, иначе, от густоты его полога.
В 1879 г. на лесной опытной станции производились такие же наблюдения, но дождемеры устанавливались им под отдельно стоящими деревьями в парке; вместе с тем он вел наблюдение и над стоком. Полученные им данные в процентах от количества осадков, выпавших в поле, представляются в следующем виде (табл. 27):
Таблиц а 27
Эти данные, подтверждая вышеприведенные данные в отношении влияния Пород, указывают еще на новую черту, что величина стока весьма сильно варьирует также в зависимости от составляющей насаждение породы: у бука, например, достигая почти 13%, тогда как у ели едва превышая 1%.
Рассмотрим также данные Гоппе, к сожалению, обнимающие только наблюдения над летними осадками. Наблюдения производились близ Вены в течение двух вегетационных периодов на насаждениях еловых, сосновых и буковых, причем под пологом каждого из них было поставлено по 20 дождемеров в различных расстояниях от стволов и приделано было по 20 воронок для учета величины стока. Результаты одного из вегетационных периодов сведены к нижеследующей таблице (табл. 28).
Таблица 28
Эти данные весьма поучительны: они также показывают зависимость задерживательной способности полога от состава насаждений, причем еловые задерживают в два раза больше осадков, чем буковые (40% – 20%); кроме того, как и у Риглера, величина стока также колеблется в зависимости от породы: у сосны, например, колеблется около 1%, у ели 1 – 5%, а у бука достигает даже 21%. То обстоятельство, что Гоппе обработал свои данные в зависимости еще от силы осадков, дает возможность подметить новую закономерность уже географического характера. Мы видим, что насаждения даже одной и той же породы задерживает разное количество осадков, в зависимости от того, с какого рода осадками, по степени их силы, мы имели дело в момент наблюдения. Так, те же еловые насаждения пропускают при осадках малой силы лишь 29%, при ливнях 76%, сосновые насаждения 51 – 92%, буковые 62 – 90%. Ясное дело, что эта закономерность проявится различно в насаждениях одной и той же породы, произрастающих в разных климатах; в странах, характеризующихся преобладанием осадков; большей силы, леса той же породы будут пропускать больше осадков, чем насаждения того же состава в странах, где, наоборот, большее количество осадков выпадает в виде осадков одной слабой силы.
К этим данным можно прибавить опубликованные данные Бюлера для пихтовых и буковых насаждений Вюртемберга. Наблюдения показали, что столетнее буковое насаждение в среднем пропускает около 76% осадков, а 20-летний пихтовый молодняк только 21%. Какое важное значение подобного рода данные имеют для биологии леса, мы увидим сейчас, а теперь закончим ознакомлением с фактическим материалом этого рода. Более ранние наблюдения того же Бюлера в Швейцарии над лиственницей показали, что насаждения этой породы отличаются минимальной способностью задерживать осадки, а именно всего только 15%. У нас такие исследования, по инициативе Г. Ф. Морозова, были произведены С. Д. Охлябининым в Бузулукском бору, а им самим в Хреновском.
По исследованиям Охлябинина в дождемеры, стоявшие под пологом спелого соснового насаждения средней полноты, в среднем проникло 72%, на кронах задержалось 28%; но эта задерживательна я способность была неодинакова, в зависимости от силы осадков, и колебалась от 16 до 60%. Наблюдения Охлябинина тем Интересны, что им учитывались и снежные выпадения, чего не было у Гоппе. В отношении последних задерживательная способность оказалась меньшей, чем в отношении дождевых, именно всего 12 – 15%.
Г. Ф. Морозовым в Хреяовском бору в 1901 – 1903 гг. были произведены наблюдения летом под пологом спелого соснового насаждения, соснового жердняка и 60-летнего дубового насаждения. Основа этого наблюдения очень определенно подчеркнула, что задерживательная способность по отношению к осадкам у той или иной породы связана с ее характером в отношении теневыносливости. Светолюбивые породы с их рыхлой кроной и слабым охвоением пропускают, естественно, больше осадков, чем породы более густо-охвоенные, с более глубокой кроной и теневыносливые. Мы видим, следовательно, как отражается одна из биологических особенностей древесных пород на одном из свойств того сочетания, которое они образуют. Другой пример глубокой связи между биологическими особенностями вида или породы и свойством, образуемым данным видом насаждения, можно видеть во влиянии возраста: максимальная задерживательная способность крон, как мы видели, относится всегда к некоторому среднему возрасту, именуемому критическим. В первой части курса мы ознакомились, что под таким возрастом насаждения разумеется тот, когда у данной породы кульминирует прирост в высоту, когда осуществляется закон большого периода роста. Таким образом, в это время наблюдается и наибольший прирост в высоту, и, если припомним, наибольшее развитие хворостяной массы, наибольшая потребность в зольных веществах, и наибольшая задерживательная в отношении осадков деятельность крон. Дальше мы увидим, что этими проявлениями особенности критического возраста не ограничиваются, и с ним связывается еще ряд других сторон жизни насаждений. [1 Обстоятельные исследования влияния леса на распределение выпадающих атмосферных осадков были произведены Всесоюзным научно-исследо»1 тельекпм институтом лесного хозяйства. Ред.]
Перейдем теперь к подробной характеристике только что приведенных данных с точки зрения их значения для жизни леса.
1. Если мы на какой-нибудь площади разведем лес, то тем самым, в зависимости от того, какие насаждения мы создадим, мы отнимем из суммы в данной местности выпадающих осадков некоторое количество – от 15 до 80%.
2. Если мы в состав чистых насаждений введем примесь других пород, то количество осадков, которое будет теперь получать та же площадь земли, будет иное, чем прежде; в случае введения к светолюбивым породам теневыносливой, мы уменьшим приток осадков, в обратном случае, когда к теневыносливым будут примешаны светолюбивые элементы, мы, наоборот, увеличим приток живительной влаги; если мы к хвойным породам прибавим лиственные, то. увеличим запасы снега, и, наоборот, внедрение ели, например, в состав лиственных насаждений будет уменьшать запасы снега; помимо снабжения влагой, последнее обстоятельство будет отражаться еще на количестве снеговала и снеголома.
3. Если мы имеем насаждение простой формы и введем в него подлесок, то опять-таки этим одним мы уменьшим приток атмосферной влаги и притом в размерах весьма разнообразных, так как все дело будет зависеть и от густоты подлеска и от того, из какой породы он будет состоять. То же самое в еще большей мере справедливо в отношении еще более сложных форм леса, когда насаждения состоят не из двух, а из трех, четырех, иногда пяти ярусов.
4. B жизни насаждения надо строго различать, с точки зрения притока атмосферной воды, два периода жизни, именно: до сомкнутия полога и после. Конечно, в действительности такой резкой грани нет, так как смыкание происходит постепенно, но, во всяком случае, надо отметить, что до смыкания деревца пользуются почти всем количеством влаги, какое выпадает на занятую ими почву, тогда как после смыкания им придется довольствоваться уже меньшим количеством осадков.
б. Когда деревца сомкнулись, тогда, как известно, начинается процесс борьбы за существование между ними и тесно связанный с этим явлением процесс дифференциации стволов, или так называемый процесс естественного изреживания насаждений. Вначале, до наступления критического возраста, полог все сгущается, и задерживательная способность его усиливается, достигая к моменту критического возраста своего максимума; потом в дальнейшем изреживании эта способность будет все падать. В первом случае, когда, например, исследовалось в Хреновском бору спелое сосновое насаждение, то кроны задержали 23%; во втором случае, когда дело касалось соснового жердняка та же цифра увеличилась до 32%, и в третьем случае, при встрече с 60-летним дубовым насаждением, процент задерживания осадков равнялся 28. Колебания же в этой способности, в зависимости от силы осадков, равнялись: для первого случая – от 16 до 43%, для второго – 27 – 54% и для третьего – 24 – 53%. Жердняк, как видим, задерживает больше осадков, чем спелые сосновые насаждения. Бюлером прослежено влияние возраста более детально, именно в буковых насаждениях (табл. 29).
Таблица 29
Мы видим, что наибольшее количество задерживается не в молодом и не в старом лесу, а в некотором среднем возрасте, в данном случае в 50-летнем, т. е. в том, когда у бука наступает критический возраст, т. е. когда развивается наибольшая хворостяная масса; то же самое мы видели и в отношении соснового жердняка, который тоже представляет собою критический возраст для сосны.
Под Москвою проф. Н. С. Нестеров производил аналогичные исследования как с помощью дождемеров под пологом, так и непосредственным измерением мощности снега [1 Эти исследования продолжаются в лесной даче Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, Ред.]. Он показал, что «малейшее изменение в составе насаждений связано с соответственными изменениями в количестве отлагающегося снега; небольшая, например, примесь березы в сосняке или сосны в ельнике всегда сопровождается повышением количества снега в насаждении». Тот же автор показал, что в березняках 70-летнего возраста снега на кронах задерживается всего только 4 – 5%, тогда как в хвойных, преимущественно: еловых лесах 50 – 55%. Влияние возраста можно видеть в том, что сосновые жердняки задерживали процентов на десять снега больше, чем насаждения той же породы в возрасте 60 – 90 лет. Эти наблюдения над снежным покровом имеют очень большое значение, так как в жизни леса снежный покров имеет большее значение, чем летние осадки.
Мы видели, что процесс, который нас сейчас занимает, характеризуется полною закономерностью, на что мы уже обращали внимание раньше при разборе отдельных случаев. В виду важности и относительной новизны этого вопроса в лесоводстве я позволю себе еще раз напомнить, в чем именно проявилась закономерность, с добавлением некоторых новых разъяснений. Мы имели возможность убедиться в том, что задерживательная способность полога леса в отношении осадков, являясь общей чертой для всякого леса, в любых условиях местопроизрастания, распространяясь, и на летние и на зимние выпадения, различается вместе с тем в зависимости от моментов троякого рода, именно: 1) от моментов, характеризующих собою само насаждение, т. е. его состава, формы, густоты, возраста; 2) от условий среды, главным образом климата, т. е. соотношения между числом осадков разной силы в общей годичной сумме; 3) от характера осадков, т. е. имеем ли мы дело со снегом или дождем. Но, кроме того, могут влиять на количество осадков, достигающих почвы под лесом, еще другие обстоятельства, которые сейчас только упомянем, например, косое направление дождя на опушках и т. п.
Если мы теперь вернемся к значению состава насаждений, то в состоянии будем подметить еще другие закономерности, в общем, лиственные насаждения пропускают больше, чем хвойные, в особенности зимою, так как они проводят зиму в обезлиственном состоянии; а затем в пределах каждой из этих категорий вполне ясна другая последовательность: лиственница задерживает только 15%, сосна около 20 – 25%, ель около 60%; пихта же может задерживать до 80%. Этот ряд для всякого знакомого уже с биологией пород не есть ряд случайный, а определенная последовательность пород. Обсуждение вопроса позволило еще заметить, что для каждой отдельной породы, при увеличении ее возраста по миновании большого периода роста, сквозь ее полог - будет проникать все больший и больший процент осадков, что имеет весьма большое значение, так как с возрастом более заметного изреживания совпадает плодоношение и возможность проявления нового поколения леса под пологом старого.
6. Самосеву и подросту в лесу под материнским или защитным пологом всегда приходится пользоваться меньшим количеством осадков, чем если бы они росли на открытом месте. Наблюдая распределение групп самосева и подроста в лесу, мы легко убеждаемся, что -он бывает приурочен к более изреженным местам в пологе, к просветам среди него, к так называемым окнам и т. п. Здесь влияет много обстоятельств, и обычно указывают на господствующую роль большего доступа света, но если рассматривать вопрос не в применении к отдельной породе или к какой-нибудь отдельной местности, а вообще, – то нельзя не обратить внимания и на то, что вышеуказанные места получают и больше осадков. В некоторых случаях это будет выгодно, а в других нет; например, там, где влаги, содержащейся в почве, избыток и где климат влажный, – там такое задерживающее влияние крон может оказаться полезным, и мы, действительно часто в подобных местах видим самосев возле самих материнских деревьев, где несколько выше и суше.
Хорошей иллюстрацией сказанного является спор вюртембергских и баденских лесничих о том, какого рода постепенные рубки – с более быстрым или более медленным темпом изреживания – являются более целесообразными: первые ведут рубки более ускоренного темпа, чем вторые, между тем результаты, в пихтовых лесах по крайней мере, и у тех и у других одинаково хороши. Пихта в Бадене, дольше снося отенение материнского полога, могла дать повод к созданию легенды об ее большей теневыносливости, между тем один взгляд на карту осадков Германии легко уясняет получение положительных результатов как при более скорой рубке в Вюртемберге, так и при более медленной в Бадене. Пихтовые леса Бадена расположены на той стороне горной возвышенности, которая обращена к океану и где ниспадает поэтому около 2000 мм осадков; тогда как леса Вюртемберга расположены по обратному склону возвышенности, где в среднем количество осадков колеблется около 700 мм. Несмотря на большую задерживательную способность полога пихтовых насаждений, все же при 2000 мм можно вести рубку более консервативно и нельзя, наоборот, при 700 мм. Вероятно, туч светолюбивые пихты не причем, а решающую роль играет только что указанное обстоятельство.
7. Один из лесоводов обратил внимание на то, что раз всякий лес задерживает известное количество осадков, то это может сказаться на1 географическом распространении породы, в особенности если она влаголюбива, – именно, она, произрастая в насаждении, как бы повышает свою требовательность в отношении этой черты климата, т. е. в отношении количества осадков. Нужно постоянно помнить, что жизнь одиноко стоящих дерев, разводимых в парках и садах, в степном климате или если даже в лесном, но не в районе естественного распространения данной породы, всегда будет существенно отличаться от жизни ее в насаждениях; ель в одиночном стоянии, среди степной обстановки – одно, ель в виде массива – совсем иное; здесь, конечно, много привходящих других обстоятельств, которые влияют на жизненную обстановку, но и интересующий нас сейчас фактор не может не быть принят также во внимание.