Дифференциация деревьев в лесу

Различия в размерах деревьев разных видов и (или) разного возраста вполне понятны. Однако деревья одного и того же вида и одного возраста могут резко отличаться: одни более развиты, имеют лучший рост, другие отстали в росте и выглядят слабыми. Это явление получило название «дифференциация деревьев». Его причины кроются как в генетических различиях особей, так и в особенностях среды, в которую они попали (микрорельеф, характер живого и мертвого напочвенного покрова, освещенность, почвенные условия). Поэтому одни деревья отличаются максимальной высотой и размерами кроны, а другие, не выдержав конкуренцию, начинают отмирать. Возникающие при этом различия в положении деревьев в пологе леса немецкий лесовод Э. Ф. Г. Крафт (1888 г.) предложил характеризовать пятью классами роста и развития (рис. 2.2). Следует иметь в виду, что данная классификация Крафта применима только в отношении деревьев одного вида и возраста, выросших в условиях леса.

В соответствии с этой классификацией основными признаками для отнесения дерева к той или другой группе служат степень развития кроны, сравнительная высота дерева и его положение среди соседних деревьев. Степень развития кроны характеризуют такими показателями, как протяженность, диаметр, густота. Каждый класс роста и развития характеризуется следующими особенностями.

Рис. 2.2. Распределение деревьев в еловом лесу по классам роста и развития Крафта [3]:

I — прегосподствующие, II — господствующие, III — средние, IV — угнетенные,.

V — отмирающие.

• 1. I класс — прегосподствующие — исключительно развитые деревья, имеющие мощную крону, высокие и толстые стволы. Их число в древостое обычно не превышает 10% (до 20% запаса).
• 2. II класс — господствующие — деревья с относительно хорошо развитыми кронами, примерно такой же высоты, что и деревья I класса. Их число в древостое составляет 20—40% (40—60% по запасу).
• 3. III класс — средние — умеренно развитые деревья, кроны которых близки по форме к деревьям II класса, но слабее развиты, несколько сужены, с частично усыхающими по краям ветвями. Их число составляет около 20—30% (15—30% по запасу).
• 4. IV класс — угнетенные — заглушенные, ослабленные в росте деревья, кроны которых сжаты со всех сторон. Их число в среднем достигает 30% (не более 10% запаса). Деревья этого класса разделяются на подклассы: IVa — деревья, кроны которых занимают свободные просветы в общем лесном пологе; IV6 — деревья, кроны которых находятся под общим лесным пологом, вследствие чего нижняя часть кроны, находясь в тени, отмерла.
• 5. V класс — отмирающие — деревья, целиком находящиеся под пологом. Они разделяются на подклассы: Va — деревья с еще живой кроной; V6 — деревья с почти целиком отмершей кроной.

Отнесение того или иного дерева к определенному классу роста и развития не означает того, что оно будет оставаться в этом классе всю жизнь. Деревья IV класса в результате ослабления жизнедеятельности постепенно переходят в разряд V класса. Под угнетающим воздействием деревьев I и II классов деревья III класса могут перейти в категорию IV класса и т. д. Однако происходит и противоположное явление — переход деревьев из низшего класса в высший. В природе такой переход наблюдается значительно реже. Хозяйственные мероприятия могут усиливать этот процесс. Например, рубки ухода улучшают световые условия и ослабляют конкуренцию за питательные вещества остающихся на корню деревьев III класса, которые поэтому переходят во II класс (а далее и в I класс).

Следует иметь в виду, что дифференциация лесных деревьев проявляется не только в их надземной, но и в подземной части. Деревья с хорошо развитыми кронами обычно имеют и хорошо развитые корневые системы.

Особенности дифференциации деревьев в лесу чрезвычайно многообразны. В разновозрастном смешанном лесу она выражена иначе, чем в чистом одновозрастном, в молодом протекает несколько по-другому, чем в зрелом и т. д. Процесс дифференциации деревьев идет быстрее в загущенном древостое, нежели в редком. Дифференциация ярче выражена у пород светолюбивых и быстрорастущих, на плодородных и оптимально увлажненных почвах. На сухих или переувлажненных бедных почвах, в суровом климате, дифференциация деревьев замедляется, так как их рост здесь идет крайне медленно.

Положение деревьев в пологе леса отражается и на анатомическом строении, а значит, и на качестве древесины (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Ширина годичных колец и соотношение ранней и поздней древесины сосны обыкновенной [30]:

а — сосняк черничный: б — сосняк багульниковый Одним из важнейших показателей, характеризующих технические свойства древесины, является процент участия поздней древесины в формировании годичного кольца. Величина данного показателя в сосняке брусничном не зависит от положения дерева в пологе леса (30—32%), в сосняке черничном у господствующих деревьев (38%) она на 6—9% меньше, чем у остальной части древостоя, в сосняке багульниково-сфагновом она, наоборот, больше у угнетенных деревьев на 9—10% (табл. 2.1).

Анатомическое строение годичного кольца ствола Pinus sylvestris в разных типах леса.

Таблица 2.1

Примечание. С. — сосняк.

Средняя ширина (по радиусу) ранних трахеид у господствующих деревьев в сосняке черничном и сосняке багульниково-сфагновом (44—48 мкм) на 12—26% больше, чем у остальной части древостоя. В сосняке брусничном положение дерева не отражается на величине данного показателя (41—45 мкм). Средняя ширина поздних трахеид не зависит от положения дерева в пологе леса и колеблется в пределах величины показателя точности опыта. Ширина оболочки трахеид зависит от степени угнетенности дерева. У деревьев I—III классов роста она практически одинакова. Ширина оболочек ранних трахеид этой категории деревьев по сравнению с угнетенными деревьями в сосняке брусничном больше на 12%, в сосняке черничном — на 22%, в сосняке багульниково-сфагновом — на 23%. Различия в ширине оболочек поздних трахеид несколько меньше — 6—18%.

Таким образом, как правило, у крупных деревьев сосны трахеиды крупнее и с более толстыми стенками, чем у деревьев мелких.