Лес
Лес
Лес, один из основных типов растительного покрова Земли, представленный многочисленными жизненными формами растений, среди которых главная роль принадлежит деревьям и кустарникам, второстепенная — травам, кустарничкам, мхам, лишайникам и т.п. Характерная черта Л., как и всякого растительного покрова, в том, что растения, образующие Л., произрастают совместно, влияют друг на друга, находятся во взаимодействии со средой произрастания, составляют динамическое единство. Такое понимание Л. впервые дано Г. Ф. Морозовым, который указывал, что Л. — природное явление, включающее не только лесную растительность, но и среду её обитания. Учение Морозова о Л. легло в основу лесоведения — теоретической базы лесоводства. В дальнейшем учение о Л. развивал В. Н. Сукачев, рассматривавший Л. как биогеоценоз.
Структура леса. В зависимости от видового состава Л., биологических особенностей важнейших растений, их возраста и определённых физико-географических условий в Л. развивается несколько ярусов растений. В сложных по составу Л. умеренного пояса различают следующие ярусы: первый, состоящий из деревьев первой величины и лесообразователей (сосна, ель, лиственница, дуб, ясень и др.), второй — из деревьев второй величины (пихта, бук, липа, клён и др.), третий ярус, или подлесок, образованный кустарниками (лещина, бересклет, крушина, калина и многие др.); нижние ярусы — четвёртый и пятый, представленные травяно-кустарничковым и мохово-лишайниковым покровами (последний иногда отсутствует). В Л. иногда встречается внеярусная растительность из вьющихся и лазящих растений. Кроме того, на стволах, пнях развиваются мхи, лишайники, многочисленные грибы и водоросли, занимающие присущую им экологическую нишу. В тропических Л. ярусов растительности обычно больше: древостой в них может состоять из 3 подъярусов, подлесок — из 2, травяно-кустарничковые покровы — из 3. Обильно представлены в них внеярусные растения, среди которых много лиан, а также мхи, лишайники на почве, стволах деревьев и кустарников. Они могут быть паразитами, сапрофитами, симбионтами, либо развиваясь на основных растениях как паразиты, либо пользуясь ими как механической опорой, либо являясь компонентами симбиоза. В каждом из ярусов Л. встречаются виды или группы видов, нередко влияющие на развитие структуры Л. и особенно на некоторые эколого-физиологические процессы, больше всего на возобновление главных и сопутствующих им древесных пород.
Возобновляемость леса. Длительность существования Л. на определённой территории зависит, в частности, от степени его возобновления. Различают естественное возобновление (семенное или вегетативное, порослевое) и искусственное — посевом семян или посадкой древесных пород (см. Лесные культуры) разного состава и возраста (см. Возобновление леса). Всходы в Л. представлены видами растений всех ярусов, подрост — теми, которые в благоприятных условиях могут выйти во второй или первый ярусы и т. о. обеспечить смену взрослого древостоя. На всходы и подрост главных древесных пород оказывают влияние деревья верхних ярусов: они вследствие сомкнутости крон отнимают у всходов и подроста значительную часть нужного им света, атмосферной влаги, питательных веществ и таким образом задерживают их развитие, что приводит к сильному изреживанию и даже к полной гибели всходов или подроста. Однако некоторое затенение всходов и подроста имеет и положительное влияние: обеспечивается защита их от весенних и раннелетних заморозков, вымокания, ускоряется рост и вынос кроны в верхние ярусы, очищение от сучьев и пр. На лесных опушках любого участка Л., который контактирует с другими типами растительного покрова, виды древесных пород могут внедряться (чаще всего вегетативным способом) в др. типы растительности. Особенно часто это наблюдается в местах контакта Л. с лугом, степью, болотом, а также в долинах рек или на их водоразделах, когда лесные породы могут продвигаться далеко на С. (в тундру) или на Ю. (в степь). Сбрасываемые деревьями хвоя, листва ложатся плотным слоем на почву и вследствие медленного их разложения задерживают появление всходов древесных пород, ослабляют травяной покров. Такое же действие оказывает разрастающийся иногда на почве мохово-лишайниковый покров, особенно в хвойных лесах. На процессы возобновления Л. оказывают влияние и животные.
Типы леса, типы лесорастительных условий и вырубок. В связи с различиями Л. по составу и развитию выделяют типы Л., лесорастительных условий и вырубок. Каждый тип Л. характеризуется определённым однородным составом древесных пород, кустарников, а также трав и кустарничков, мхов и лишайников. Все они развиваются в конкретных условиях среды и в совокупности определяют свойственный им тип лесорастительных условий, закономерный ход роста и развития древесных пород и их производительность, отмечаемую классом бонитета леса. Каждому типу Л. свойствен тип его возобновления. Если условия для возобновления неблагоприятны, то устойчивость типа Л. нарушается, он сменяется другим. Различают коренные типы Л., развивающиеся без влияния человека или таких воздействий, как массовое нападение вредителей, развитие болезней, ветровал, лесной пожар и др., и производные, образование которых явилось результатом влияния названных факторов, а также активного вмешательства человека (проведение рубок главного пользования и др. мероприятий).
Типы лесорастительных условий обычно устанавливают в районах, где древесная растительность ранее не существовала или временно отсутствует в результате сплошных рубок, лесных пожаров или др. катастрофических причин (почвенная эрозия, смыв и пр.). В этих случаях учитывают однородность факторов (климата, почвы, водного режима и пр.), а также состояние Л. Природные закономерности, установленные для типов Л. и типов лесорастительных условий, используются при ботанико-географическом (лесорастительном) районировании территории.
Относясь к устойчивым и длительно существующим природным явлениям, Л. в своём продвижении на Крайний С. и Ю., на границе с тундрой и степью, вступает с ними в сложные противоречивые взаимоотношения. Так, на С., где лесная зона переходит в тундру, возникает переходная лесотундровая зона. Для древесных пород, как и для др. растений, в Л., произрастающих на С., характерны чрезмерная транспирация в течение короткого вегетационного периода и острый недостаток влаги в идущий за этим длинный холодный зимний период. Вследствие этого у них во много раз сокращается срок жизни, они медленно растут, древостой сильно изреживается. То же происходит в горах, на верхней границе Л. Ископаемые остатки древесины и палинологические данные, а также наличие усыхающих опушек Л. на границе с тундровой растительностью в настоящем свидетельствуют о том, что в ряде мест тундра надвигалась на Л., который отступал на Ю., однако затем, по этим же данным, в связи с изменением климатических условий, Л. постепенно вновь продвигался на С. и вторгался в тундру. Воды рек, впадающих в Северный Ледовитый океан, нередко сносят семена и плоды деревьев, и они поселяются в долинах рек, поднимаются на склоны холмов и гор, изменяя тем самым северные пределы Л.
В крайних южных районах, в зоне сухой степи и полупустыни, для которых характерны общая сухость климата (недостаток влаги, повышенная температура воздуха летом), местами засоленность почвы, сильные суховейные ветры и др. факторы, при которых наблюдается повышенное потребление деревьями воды, Л. переходит в лесостепную зону. Здесь, в основном в западинах, где скапливается влага (летние осадки, большие сугробы снега зимой), в почве создаются благоприятные условия для её выщелачивания, деревья получают наилучшие условия для развития, и Л. в состоянии вытеснять степь. Как лесотундра, так и лесостепь, а также искусственно созданные Л. в зоне сильно заболоченных почв, аридных песков способствуют улучшению природных условий, появлению фауны (см. Лесная фауна).
Взаимодействие леса со средой произрастания. Л. как тип растительности зависит от почвенных, климатических условий, роли и участия в нём животных и, наконец, от характера вмешательства в его жизнь человека. Его разнообразная хозяйственная деятельность — в виде сплошных, концентрированных рубок в хвойных Л. (сосновых и еловых) приводит к их замене берёзовыми или осиновыми Л., в лиственничных — большей частью берёзовыми, в дубравах — еловым древостоем или кустарниковыми зарослями. Нередко площади длительное время остаются безлесными, покрытыми травянистой или травяно-кустарничковой растительностью (если естественное возобновление главных пород происходит очень медленно), что в важных лесоэкономических районах приводит к необходимости искусственного возобновления Л., требующего дополнительных средств. Этого можно избежать, проводя при лесозаготовках выборочные, постепенные и др. рубки, при которых сохраняется лесная среда и лучше происходит естественное возобновление и своевременное формирование подроста и выход его в первый ярус. Большой вред Л. приносят лесные пожары, которые возникают главным образом от неосторожного обращения с огнем, иногда от стихийных причин. В результате пожаров гибнут деревья и др. растения, часто горит лесная подстилка, уходит из Л. полезная фауна. После лесных пожаров происходит смена древесных пород, участки зарастают малоценными лесными породами и травяной растительностью, восстановление коренных Л. задерживается.
Л., в свою очередь, оказывает большое влияние на почвенные условия, их водный режим, структуру, накопление органических и минеральных веществ и степень плодородия почв. В Л. благодаря большей влажности накапливается больше гумуса, чем под одной травянистой растительностью, интенсивнее идёт выщелачивание почвы, сильнее проявляются подзолистые горизонты, почвы отличаются большей кислотностью, в них глубже распространяется корневая система, благодаря чему интенсивнее происходит извлечение минеральных веществ и их вынос, энергичнее происходит испарение воды. Л. сильно влияет на распределение и накопление летних и особенно зимних осадков. С одной стороны, он сохраняет уровень грунтовых вод, умеряет поверхностный сток воды, с другой — усиливает процессы транспирации растений, конденсирует больше водяных паров, что повышает повторяемость летних осадков и создаёт благоприятные микроклиматические условия для обитающих в Л. растений, животных. Т. о., роль Л. в водном и почвенном режиме местности многообразна и зависит от видового состава древесных растений, их биологических особенностей, географического распространения. Эти сложные закономерности влияния Л. необходимо учитывать для рационального ведения лесного хозяйства и в др. отраслях народного хозяйства (сельское и водное хозяйство, градостроительство и др.). Их необходимо учитывать также в перспективных планах организации и рационального освоения территорий при установлении в законодательном порядке оптимального процента лесистости (см. Лесное законодательство).
Н. Е. Кабанов.
Лес как планетарное явление. Лесной покров Земли — один из планетарных аккумуляторов живого вещества, удерживающий в биосфере ряд химических элементов и воду, активно взаимодействует с тропосферой и определяет уровень кислородного и углеродного баланса. При уничтожении Л. на большой территории ускоряется биологический круговорот ряда химических элементов, в том числе углерода, который переходит в атмосферу в виде СО2. В лесном биогеоценозе устанавливается своеобразный обмен веществ и энергии между всеми его компонентами. В процессе этого обмена происходит накопление и преобразование органического вещества. Биомасса, накапливаемая в Л., в десятки раз превышает биомассу травяных и растительных сообществ. Однако разница в годичном приросте фитомассы в Л. и травяных покровах не столь значительна. Годичный прирост фитомассы во многом зависит от водно-теплового баланса: в еловых Л. Русской равнины он равен 60—90 ц/га, в буковых лесах Западной Европы около 130 ц/га, во влажнотропических лесах св. 300 ц/га. Наземная часть фитомассы в Л. в 3—5 раз превышает подземную.
Л. покрывает около 30% суши и имеется на всех континентах, кроме Антарктиды. Значительные площади Л. приходятся на Америку (свыше 30% от общей площади материка) и Азию (свыше 30%), наименьшая — на Австралию (около 10%). Лесная площадь Земли, по данным ФАО (Продовольственная и агрономическая организация при ООН, 1968), составляет 4126 млн. га, а покрытая лесом площадь — 3779 млн. га. В прошлом Л. были распространены на большей территории, часть которой впоследствии была занята с.-х. угодьями, промышленными комплексами, быстро растущими городами. С доисторических времён площадь под Л. в среднем по всем континентам сократилась более чем наполовину. В некоторых местах (Сибирь, Канада) Л. ещё преобладает над безлесными пространствами, но, например, на востоке США сохранилась только 1/10 лесных массивов, имевшихся там в 16—17 вв.
Пространственное распределение лесов. В зависимости от зональных физико-географических условий в Л. складывается тот или иной видовой состав древесных и др. лесных растений с присущими им эколого-биологическими свойствами, особенностями роста и развития и долговечностью. Наиболее разнообразны по видовому составу Л. тропиков. Они представлены разными типами дождевых лесов с включением в них ксерофильных растений, кустарниковых зарослей, нередко перемежающихся обширными участками безлесной травянистой растительности (чаще крупнозлаковой, разнотравной) или саваннами, возникшими, как правило, после сведения тропических Л. в результате нерациональной системы их эксплуатации, лесных пожаров и др. причин. На периодически затопляемых морских побережьях возникла своеобразная тропическая растительность — мангровые леса. В умеренных широтах сосредоточены листопадные широколиственные (дубы, буки, липы, клёны, грабы, ясени и др.) и хвойно-широколиственные Л. (с участием ели, пихты, сосны), некогда произраставшие на обширных пространствах Европы и Северной Америки, но сохранившиеся в основном в горах (Альпы, Карпаты, Кавказ, Аппалачи и др.). Крупные массивы Л. сосредоточены в тайге (хвойные леса из ели, пихты, лиственницы, кедровой сосны и др.). В условиях континентального климата они на С. граничат с лесотундрой и тундрой. В зависимости от условий произрастания многие древесные породы образуют ценные лесные формации: сосновые леса, еловые леса, кедровые леса, пихтовые леса, лиственничные леса с богатым набором коренных и производных тигюв Л.; широко представлены дубравы, буковые леса, липовые и др.; имеются обширные заросли можжевельников (например, в Средней Азии), кедрового стланика (Восточная Сибирь и Дальний Восток), а также лиственных кустарниковых зарослей — ив, низкорослых берёз, фисташек, орешников (см. Ореховые леса). Значительные площади Л. расположены на так называемых плакорах (см. Плакорная растительность). Наряду с этим в разных зонах более или менее крупные массивы Л. сосредоточены в горах и поймах рек.
Горные леса при достаточной обеспеченности теплом и влагой покрывают склоны многих хребтов от подножий до субальпийских лугов и горных тундр. Эти Л. отличаются характерным видовым составом и ярко выраженной вертикальной поясностью. Они играют особо важную роль как водоохранные, водорегулирующие, почвозащитные. Изменением от подножий гор к верхней границе лесной растительности теплового режима, влажности и др. экологических факторов определяется структура горных Л. Наиболее контрастные это проявляется в тропиках и субтропиках. Например, на южных склонах Гималаев по мере поднятия тропические Л. сменяются субтропическими, которые примерно на высоте 1200 м уступают место листопадным; в интервале 1900—2500 м над уровнем моря произрастают дубравы и др. широколиственные Л.; выше, в условиях умеренно холодного климата, до высоты 3000 м типичны Л. из тцуги, а в субальпийском поясе — пихтовые Л. В горах таёжных областей (например, в Восточной Сибири) распространены Л., в которых господствует та же даурская лиственница, что и на прилегающих равнинах. В горных районах лесотундры и тундры, помимо лиственничных Л., распространены также берёзовые редколесья (берёза извилистая), заросли ивняков, кустарниковых берёз и нередко сибирского можжевельника; в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке — заросли кедрового стланика, встречающиеся в подгольцовом поясе. Они образуют верхний предел древесной растительности, в том числе на побережьях Охотского, Берингова морей, на Курильских островах и на о. Сахалин. Верхняя граница лесной растительности в северных широтах может быть представлена еловыми или каменноберёзовыми Л. На юге СССР (Кавказ, Крым, Карпаты) нижняя полоса лесной растительности представлена дубравами, которые выше по склону сменяются нередко высокопроизводительными буковыми лесами. Верхняя полоса лесной растительности на Кавказе и в Карпатах — высокоствольные пихтовые и еловые Л.
Пойменные леса, расположенные в долинах многих рек, также имеют большое экологическое и экономическое значение. На мощных аллювиальных, богатых питательными веществами почвах наряду с луговыми торфяными болотами развиваются интразональные пойменные (долинные) Л. На С. — ивовые, тополевые, чозениевые и др. В умеренных широтах в поймах рек встречаются тополево-ильмовые и смешанные широколиственные Л., в лесостепи — местами с участием дуба. На Дальнем Востоке в пойменных Л. растут ясень и маньчжурский орех. На многих реках в умеренных широтах на месте бывших в прошлом пойменных Л. созданы сенокосные угодья. Для пойм пустынных областей характерны тугайные древесно-кустарниковые сообщества (см. Тугаи), где лох, туранга, облепиха, тополя, ивы, гребенщик и др. виды деревьев, кустарников и трав образуют густые заросли. После уничтожения деревьев и кустарников в них буйно разрастаются травы. В тропиках пойменные Л. очень разнообразны по видовому составу. На Амазонской низменности, где ежегодно затопляются большие площади, тропические пойменные Л. — гилей — характерный элемент ландшафта. В пределах каждой биогеографической области структура и производительность пойменных Л. изменяются в зависимости от уровня поймы, на которой они произрастают, продолжительности затопления, интенсивности отложения аллювия, его химического и механического состава и др. причин.
Современный лесной покров Земли существенно преобразован человеком не только количественно, но и качественно. Производственные Л., в том числе и создаваемые на месте коренных Л. культурные насаждения, в общей сложности занимают очень большую площадь. Первоначальный облик коренных Л. сильно изменен. Например, многие еловые Л. в Центральной Европе искусственно созданы на месте буковых. В Северной Америке, Японии и в некоторых др. странах культивируют быстрорастущую дугласову пихту и криптомерию. В тайге значительно возросла площадь берёзовых и осиновых Л. Представление о распространении и распределении Л. можно составить по планам и картам лесов, а также по картосхемам геоботанического районирования территории по основным признакам лесной растительности. Л. — богатейший источник разнообразных ресурсов (древесина, кора, ветви, хвоя, листва, плоды, семена или ягоды), которые находят применение в лесозаготовительной, лесоперерабатывающей, химической, пищевой, фармацевтической промышленности и др. отраслях хозяйства (см. Лесные ресурсы). Однако при использовании Л. должна учитываться его роль как природного явления, выполняющего климатрегулирующие, почвозащитные, водоохранные, водорегулирующие, оздоровительные и эстетические функции. Относясь к восстанавливаемым природным биологическим ресурсам, выполняя планетарную биогеохимическую функцию, участвуя в создании разнообразных ландшафтов, Л. требует постоянной заботы о его сохранении и рациональном использовании на основе достижений комплекса биологических, физико-географических и экономических наук (см. Охрана природы, Природопользование).
В. Б. Сочава.
Лит.: Дендрология с основами лесной геоботаники, 2 изд., Л., 1938; Морозов Г. Ф., Учение о лесе, 2 изд., М. — Л., 1949; Растительный покров СССР. Пояснительный текст к «Геоботанической карте СССР». Масштаб 1:4000000, ч. 1. М. — Л., 1956; Ричардс П. У., Тропический дождевой лес, пер. с англ., М., 1961; Цепляев В. П., Леса СССР, М., 1961; Основы лесной биогеоценологии, под ред. В. Н. Сукачева и Н. В. Дылиса, М., 1964; Физико-географический атлас мира, М., 1964; Шмитхюзен И., Общая география растительности, пер. с нем., М., 1966; Мировые лесные ресурсы по данным ФАО ООН. М., 1968; Дылис Н. В., Структура лесного биогеоценоза, М., 1969 (Комаровские чтения, XXI); Молчанов А. А, Продуктивность органической массы в лесах различных зон, М., 1971.