Оцінка радіаційного та теплового режимів лісових насаджень

Цель: ознакомиться с влиянием солнечной радиации на жизнедеятельность лесных насаждений; рассмотреть шкалы и классификации отношений древесных пород к свету. Ознакомиться с влиянием тепла на жизнедеятельность лесных насаждений.

Материалы и оборудование: фотографии, плакаты, чертежные принадлежности, шкалы и классификации отношений древесных пород к свету. лес жизнедеятельность свет тепло Основные понятия по теме В лесоводстве имеется много различных признаков и методов для распознавания светолюбивых и теневыносливых пород, определения степени светопотребности и теневыносливости: внешние признаки светолюбия древесных пород, основанные преимущественно на визуальных наблюдениях; методы, основанные на линейных, объемных и весовых измерениях растений; анатомические; фотометрические; физиологические методы.

Солнечный свет, попадая на поверхность лесного полога, частично отражается, частично поглощается деревьями и другими растениями, часть его через просветы в пологе проникает вглубь лесного сообщества и доходит до почвы. Лес оказывает влияние на поступающую радиацию, которая под его пологом не только ослабляется, но и меняет свой спектральный состав. Суммарная радиация и соотношение ее составных частей в виде прямой и рассеянной радиации, будут заметно отличаться в глубине леса, на опушке, на просеке, прогалине или вырубке.

Радиационный баланс в лесу выше радиационного баланса лугов, полей, болот.

Светолюбивые древесные породы отрицательно реагируют на затенение. К типичным светолюбивым породам относятся: лиственница, береза, сосна обыкновенная, осина, белая акация.

Теневыносливые древесные породы обладают способностью сохранять относительно высокую активность фотосинтеза при затенении. К теневыносливым породам относятся: тис, пихта, самшит, бук, ель, липа.

Внешние признаки светолюбия древесных пород:

плотность и сквозистость крон — древесные породы со сквозистыми кронами более светолюбивы, чем с плотными кронами;

протяженность крон — породы со значительной протяженностью крон являются теневыносливыми;

толщина коры — теневыносливые породы имеют тонкую кору, светолюбивые более толстую;

быстрота роста в первую половину жизни — светолюбивые породы растут обычно быстрее, чем, обладающие медленным ростом, теневыносливые;

быстрота очищения стволов от сучьев — очищение стволов от сучьев идет быстрее у светолюбивых пород;

быстрота естественного изреживания — естественное изреживание с возрастом в насаждениях из светолюбивых пород идет быстрее, чем теневыносливых;

степень успешности и продолжительности выживания подроста под пологом густого древостоя — подрост светолюбивых пород быстро погибает в затенении, теневыносливых существует длительное время, хотя и в угнетенном состоянии;

степень освещенности почвы под пологом древостоя — у светолюбивых освещенность под пологом выше, чем у теневыносливых.;

густота облиствения — чем гуще крона у данной породы, тем теневыносливость ее больше, поскольку листья способны выносить сильное взаимное затенение лишь у густокронных, теневыносливых пород.

Все породы по требовательности к теплу разделяются в основном на две группы: теплолюбивые и холодостойкие.

Г. Ф. Морозов установил следующую шкалу (начиная от теплолюбивых пород и кончая зимостойкими): каштан, дуб, ясень, ильмовые, граб, сосна приморская, сосна австрийская, сосна обыкновенная, рябина, ольха, береза, пихта, ель, кедр, лиственница.

В лесоводстве различают: поздние, или весенние, заморозки и ранние, или осенние.

Заморозки вызывают:

• — обмерзание цветов, завязи, побегов;
• — выжимание растений из почвы — на тяжелых переувлажненных почвах;
• — морозобойные трещины — от переохлаждения наружных частей ствола.

К заморозкам очень чувствительны ясень, бук, пихта, ель, устойчивы — ольха, береза, рябина, сосна, лиственница.

Выжимание морозом из почвы молодых древесных растений (всходов, самосева, сеянцев) чаще всего бывает на сырых и тяжелых почвах. Молодые сеянцы сосны, ели, пихты легко выжимаются из почвы ранними осенними заморозками. При выжимании (при глубокой корневой системе) отмечаются иногда и разрывы корней.

Довольно часто встречаются продольные (морозобойные) трещины. Это явление — результат резкого снижения температуры приземного слоя воздуха. Морозобойные трещины чаще всего бывают у деревьев с малоэластичной корой (дуб, ясень, бук, ильмовые).

Другую опасность для леса представляют крайне высокие температуры воздуха, которые приводят к двум повреждениям: ожогу коры и опалу корневой шейки. В результате действия высокой температуры у взрослых деревьев наблюдается ожог коры, при котором камбий погибает и кора отслаивается от ствола. Ожог чаще всего наблюдается у древесных пород с тонкой, гладкой, темноцветной корой (пихта, бук, ель, граб, ясень и др.). Опал шейки корня происходит при высокой температуре (50−60°С) поверхности почвы. От опала часто страдают неодревесневшие всходы в питомниках и однолетние сеянцы, особенно хвойных пород на песках и черноземах.

Ход работы.

1 По данным таблицы 1 рассчитать процентное соотношение приходных и расходных статей теплового баланса и укажите, на какие процессы лес расходует больше тепла, чем луг и почему? Результаты представить по форме таблицы 2.

Радиационный (тепловой) баланс леса вычисляется по формуле:

.

где Q — суммарная радиация, кДж/см^{2 *}мес.;

Е — расход энергии на транспирацию влаги древостоем, подлеском и живым напочвенным покровом, на испарение осадков, задержанных кронами и стволами деревьев, подлеском и живым напочвенным покровом, на испарение влаги подстилкой и почвой;

Р — расход энергии на турбулентный обмен;

В — расход энергии на аккумуляцию тепла всеми лесными растениями, лесной подстилкой и почвой.

Таблица 1. Радиационный баланс в лесу и на лугу, кДж/см^{2 *}мес.

Таблица 2. Форма записи расчетов по тепловому балансу числитель — кДж/см^{2 *}мес., знаменатель — %).

2 Признаки, характерные для светолюбивых и теневыносливых пород: густая темно-зеленая крона; под пологом имеется зеленый травяной покров; стволы хорошо очищены от нижних ветвей; подрост в затенении погибает; древостой изреживается интенсивно; кора толстая, трещиноватая; крона ажурная; нижние ветви хорошо сохраняются; под кронами деревьев не зеленых трав; в затенении подрост существует долго, хотя и в угнетенном состоянии; кора тонкая, слабо трещиноватая; относительная высота меньше; палисадная ткань листьев хорошо развита. Расположить указанные признаки в виде таблицы 3.

Таблица 3. Морфологические признаки светолюбивых и теневыносливых древесных пород.

3 Определить светопотребность различных древесных пород (таблица 4).

Таблица 4. Определение светопотребности по методу М. К. Турского.

4 Описать повреждения леса вследствие крайних температур по форме таблицы 8. Дать рекомендации по защитным мероприятиям.

Таблица 8 — Повреждения деревьев в лесу вследствие крайних температур

Вопросы для самоконтроля.

• 1 Назовите важнейшие признаки светолюбия древесных пород.
• 2 Перечислите возможные способы количественной оценки степени светолюбия и назовите погрешности каждого из них.
• 3 Какие лучи видимой части спектра наиболее важны для процесса фотосинтеза?
• 4 Какие бывают заморозки и что их вызывает?
• 5 Что понимают под вегетационным периодом?

• 1 ГОСТ 18 486–87. Лесоводство. Термины и определения. — Введ. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10.12.87 № 4445 — М.: Изд. стандартов, 1988. — 23 с.
• 2 Мелехов, И. С. Лесоведение [Текст]: учебник для вузов 3-е изд., стер. / И. С. Мелехов/ М.: МГУЛ, 2004. — 398 с.
• 3 Ражкоў, Л. М. Лесазнаўства i лесаводства. Практыкум: вычэб. дапаможнiк для студэнтаў спецыяльнасцей «Лясная гаспадарка», «Садова-паркавае будаўнiцтва», «Лесаiнжынерная справа» / Л. М. Ражкоў, К. В. Лабоха. — Мiнск: БДТУ, 2009. — 248 с.
• 4 Лазарева М. С. Лесоводство: практическое пособие по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 1−75 01 01 «Лесное хозяйство» / М. С. Лазарева, Л. К. Климович; М-во образования РБ, Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. — 125 с.