Световой режим леса

Растительный мир хорошо приспособлен к рассеянному освещению. Что же касается прямой радиации, то по отношению к ней растения вырабатывают разные защитные приспособления, умеряющие ее влияние: изменение наклона плоскости листьев по отношению к прямым солнечным лучам, волосяной покров, взаимное затенение листьев на прямом свету, усиление транспирации для снижения температуры листьев и т. д. Рассеянная радиация в ясные дни составляет от 1/3 до 1/8 суммарной радиации; в дни сплошной облачности она равняется суммарной радиации. В ясные дни наибольшее количество рассеянных лучей приходит из зенита; если принять это последнее за 100, приход рассеянного света с востока составит 37%, с юга - 40%, с запада - 36%, с севера - 15%.

В пасмурные дни в среднем со всех сторон горизонта приходит около 38% рассеянной радиации из зенита. При некоторой средней высоте стояния солнца над горизонтом часть суммарной радиации теряется в результате рассеивания в атмосфере. При более низком стоянии солнца, значительной облачности, влажном и запыленном воздухе потеря на рассеивание в атмосфере значительно возрастает. Ниже 1000 м высоты над уровнем моря запыленность атмосферы имеет немалое значение в формировании значительной разницы между климатом гор и равнин. Интенсивность прямой радиации зависит от высоты солнца над горизонтом.

Рисунок – 4 Освещение леса лучами солнца

Рельеф и освещенность. Освещенность претерпевает значительные изменения от типа рельефа. Вообще экспозиция склона оказывает большое влияние на суммарное освещение и на режим в течение дня и сезонов года. В умеренных широтах на склоны северной экспозиции в течение всего года солнечной радиации приходится меньше, чем на горизонтальную поверхность, а на южные - больше, причем зимой разница между ними больше, чем летом.

Дело в том, что зимой, когда солнце стоит низко над горизонтом, на крутые южные склоны радиации приходится в несколько раз больше, чем на пологие, а на крутых северных склонах радиация отсутствует. Летом, напротив, величина радиации на крутых южных склонах уменьшается, так как в полуденное время солнечные лучи падают на их поверхность под острым углом. На широте 50° на южные склоны крутизной 45° прямой солнечной радиации в летнее время приходится вдвое меньше, чем на горизонтальную площадь. Летом северные склоны освещаются солнцем продолжительнее.

До крутизны 40° они освещены так же долго, как и горизонтальная плоскость. Кроме того, и северо-восточные склоны до крутизны 20° летом освещены солнцем длительнее, чем южные склоны. Если господствующие деревья дают большую продукцию фотосинтеза, то лишь за счет их большой листовой массы.

Классификация типов освещения и использование света деревьями.

Существуют следующие виды освещения:

) верхнее - падающее сверху на кроны и листья растений;

) боковое - падающее косо  или горизонтально на вертикальную  площадь, например на опушечные  деревья, на их кроны и стволы. Источником бокового освещения могут быть солнце, небо или свет, отраженный от соседних деревьев, от стен домов и скал; вследствие одностороннего бокового) освещения деревья на опушках и на крутых горных склонах имеют однобокие кроны;

) сквозное - представляющее  собой лучи, проникающие внутрь  леса сверху через кроны, листья  и просветы между ними (верхнее  сквозное) или от лесной опушки, или от узкой, сквозистой «кулисы», состоящей из старых деревьев (сквозное - боковое). Сквозное освещение является профильтрованным через промежутки между листьями, ветвями и стволами древостоя, но его бывает достаточно для подроста теневыносливых пород;

) нижнее - отраженное от поверхности почвы или воды.

Шкала теневыносливости древесных пород и кустарников

1. Группа саксаула: Саксаул. Настоящие акации. Тамарикс. Эвкалипты. Белая и ломкая ивы. Серебристый тополь и осокорь. Пробковый дуб. Пушистый дуб.

2. Группа лиственницы: Лиственница. Белая акация. Бородавчатая береза. Айлант. Обыкновенная сосна. Серый тополь. Осина.

3. Группа грецкого ореха; Грецкий орех. Амурский бархат. Ясень. Берест. Черешчатый дуб ранний. Черная ольха.

4. Группа черной сосны. Черная сосна. Черешчатый дуб поздний. Козья ива. Съедобный каштан. Пушистая береза. Горный (сидячецветный, скальный) дуб. Опушечные кустарники: терн, вишняк, шиповник, лох, облепиха, дереза и др.

5. Группа кленов: Клены остролистный, полевой, татарский и явор. Красный дуб. Ильм. Чинар. Катальпа. Черешня. Рябина. Груша. Яблоня. Берека.

6. Группа липы: Вяз. Дугласия. Дзельква. Секвойя. Кедровая и веймутовая сосны. Липа. Серая ольха. Конский каштан. Подлесные кустарники - лещина, свидина, бересклеты, татарская жимолость, чубушник, гордовина, красная и черная бузина, боярышник.

7. Группа граба: Лианы - ломонос, павой, плющ и др. Граб. Ель. Пихта. Тисе. Самшит.

Горизонтальная зональность лесов. Рассмотрим схему географической зональности важнейших древесных пород, господствующих в пределах зон или характерных для них.. Свыше 70° северной широты. Тундра, где древесная растительность представлена карликовыми, приземистыми видами берез и ив, вереском, толокнянкой и др.

Вегетационный период длится 1½-2½ месяца, средняя температура его 5-6°, средняя температура июля 8-10°.. 65-70° северной широты. Лесотундра. Леса представлены непродуктивными и редкостойными насаждениями сосны, ели, лиственницы, кедра сибирского, березы. Вегетационный период 2-3 месяца, средняя температура его 8-12°, средняя температура июля 10-12°.. 50-65° северной широты.

Тайга, зона хвойных лесов, где преобладают ель, обыкновенная и кедровая сосны, лиственница, пихта, береза, осина, серая и черная ольха. Вегетационный период 3-5 месяцев, средняя температура его 12-16°, средняя температура июля 14-18°. На юге зоны в области продуктивных хвойно-щироколиственных лесов вегетационный период длится 5-6 месяцев, средняя температура июля 16-18°.

Тайга распространена в виде широкой зоны в Евразии и Северной Америке. Ее делят на три подзоны широтного простирания: северную, среднюю и южную. Северная представлена малопродуктивными лесами III-IV бонитета.. 40-50° северной широты. Зона широколиственных зимнеголых лесов бука, дуба с их спутниками: ясенем, кленами, липой, ильмовыми и др. Вегетационный период длится 5-7 месяцев, средняя температура его 14-18°, средняя температура июля 18-21°.

Южная подзона представлена лесами тех же в основном пород, но с участием, кроме того, благородного каштана, грецкого ореха, дуба пушистого, а в соответствующей зоне Северной Америки лесами из красного дуба, черного ореха, пекана, тюльпанного дерева, зимнеголой магнолии и др. Леса этого типа распространены также в Восточном Китае.. 30-40° северной и южной широты. Зона жестколистных средиземноморских лесов с участием лавра, маслины, вечнозеленых дубов, земляничного дерева, фисташки, кедра, кипарисов, древовидных можжевельников, средиземноморских сосен и других пород. Вегетационный период 7-9 месяцев, средняя температура его 18-21°, средняя температура июля 22-25°. Эти леса распространены в Средиземье, Калифорнии, на Капской земле, в Юго-Восточной и Юго-Западной Австралии.. 15-30° северной и южной широты. Зона субтропических лесов разнообразного видового состава с преобладанием вечнозеленых; эпифитов здесь мало, почки деревьев защищены от засухи чешуями. Вегетационный период 9-10 месяцев, средняя температура его 21-24°, средняя температура июля 25-28°.

Одинакова с этой зоной по сумме тепла зона саванновых (муссонных) лесов с деревьями, сбрасывающими листья на время засухи (баобаб, тик, настоящие акации и др.). К этой категории относятся леса Южного Китая, Японии, Португалии, Канарских островов, Мадейры, Флориды, Северного Чили, Патагонии, южного склона Гималаев, Центральной Африки.. 0-15° северной и южной широт. Зона тропических вечнозеленых («дождевых») и летнеголых муссонных лесов с разнообразным видовым составом, обилием пальм и лиан.

В дождевых лесах много эпифитов, преобладают деревья с блестящими и «капающими» листьями, с доскообразными корнями и незащищенными почками. Вегетационный период круглогодичный (12 месяцев) со средней температурой 25-28°, почти не делится на сезоны. Одинакова с ней по сумме тепла муссонная засушливая область летнеголых лесов с тиковым деревом. Леса эти встречаются на Цейлоне, Индонезийских островах, в Южной Индии, Новой Гвинее, Южной Мексике, Центральной Америке в бассейне Амазонки и в тропической Западной Африке (бассейн реки Конго).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Жизнь растений леса имеет свои особенности. Деревья, формирующие лес, растут более или менее сближенно, оказывая влияние друг на друга и на всю остальную лесную растительность. Растения в лесу расположены ярусами, которые можно сравнить с этажами. Верхний, первый ярус представлен основными деревьями первой степени значимости (ель, сосна, дуб). Второй ярус сформирован деревьями второй величины (черемуха, рябина, яблоня). Третий ярус состоит из кустарников, например, шиповника, лещины, калины, бересклета. Четвертый ярус – это травянистый покров, а пятый – мхи и лишайники. Доступ света к растениям различных ярусов неодинаков. Кроны деревьев первого яруса лучше освещены. От верхних к нижним ярусам освещенность уменьшается, так как растения верхних ярусов задерживают долю солнечных лучей. Мхи и лишайники, занимающие пятый ярус, получают очень малое количество света. Это самые теневыносливые растения леса.

Разные леса имеют различное количество ярусов. К примеру, в темном еловом лесу различимы только два-три яруса. На первом ярусе расположены основные деревья (ели), на втором – небольшое число травянистых растений, а третий образован мхами. Другие древесные и кустарниковые растения не растут во втором ярусе елового леса, так как не выносят сильного затенения. Также не наблюдается в еловом лесу и травянистый покров.

Ярусное расположение характерно не только для надземных частей растений, но и для их подземных органов – корней. Высокие деревья имеют корни, глубоко проникающие в землю, тогда как корневая система деревьев второго яруса меньшей длины и образует условно второй ярус корней. Корни других растений леса еще более короткие и находятся в верхних пластах почвы. Таким образом, растения в лесу всасывают питательные вещества из разных слоев почвы.

Деревья первой величины (дуб, сосна, ель) смыкаются своими кронами и формируют полог леса, под который проникает небольшая доля солнечного света. Поэтому травянистые растения леса, как правило, теневыносливые и имеют широкие листовые пластинки. Многие из них не выдерживают воздействия прямых солнечных лучей и могут погибнуть на открытом пространстве. Особенностью трав широколиственного леса является цветение ранней весной, когда на деревьях еще нет листвы. С помощью широких листьев растения леса накапливают органические вещества при слабом освещении и откладывают их в подземных органах, к примеру, медуница – в корневищах.

В мрачных еловых чащах цветы травянистых растений имеют венчики белого цвета, чтобы они были издалека видны насекомым-опылителям. Например, такие цветки у ландыша, грушанки, седмичника, сныти, майника. Но, несмотря на эти приспособления, цветки трав леса часто не опыляются и не образуют семян. Поэтому размножение многих травянистых растений осуществляется делением корневищ, например, у кислицы, ландыша, купены, седмичника, майника. Это объясняет размещение этих трав в лесу группами.

Лесная подстилка, покрывающая почву, состоит из опавших листьев или хвои, соответственно, в лиственных или хвойных лесах, а также из коры и сучьев деревьев, отмерших участков трав, мхов. Рыхлая лесная подстилка влажная, что благоприятно для развития плесневых и шляпочных грибов. Грибницы различных грибов насквозь густо пронизывают подстилку, постепенно преобразуя органические вещества в перегной и минеральные соли для питания зеленых растений леса.

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.     Винокуров  Н. Ф., Камерилова Г. С., Методическое пособие по курсуприродопользование, Москва: «Просвещение», - 2010.

2.     Новиков Ю. В., Природа и человек, Москва: «Просвещение», - 2011.

3.     Новиков Ю. В., Никитин Д. П., Окружающая среда  и человек, Москва:«Высшая школа», - 2012.

4.     Ревель П., Ревель Ч., Среда нашего обитания, Москва: «Мир».- 2010.

5.     Степановских А. С., Охрана окружающей среды, Москва: «Юнити», - 2010.

6.     Голуб А., Струкова  Е. . Природоохранная  деятельность  в  переходнойэкономике/Вопросы экономики,2008.

7.     Государственный  доклад "О состоянии окружающей  природной среды Российской Федерации , 2009.

8.     Данилов-Данильян В. И. (под ред.) Экология, охрана природы и

экологическая безопасность./МНЭПУ, 2013.

9.     Кораблева  А.И. Оценка загрязнения водных  экосистем тяжелыми металлами/ Водные  ресурсы. 2012.

10. Рогожина Н. В поисках  ответов на экологический вызов/ Мировая экономика и международные отношения., 2011.