Контрольная работа по "Лесоводству"

    В лесу водопроницаемость почвы настолько  велика, что поверхностного стока  не образуется или он очень мал. Вся  или основная часть осадков насыщает почву и расходуется на питание  подземных вод и на транспирацию. Вот почему вода здесь, расходуется  наиболее продуктивно и лес играет весьма важную водорегулирующую роль.

    Выпавшие  над лесом атмосферные осадки проникают под полог и стекают  с поверхности почвы, часть их проникает в почву, некоторая  доля задерживается кронами деревьев, кустарников, живым напочвенным  покровом, а часть испаряется обратно  в атмосферу. Наибольшее количество осадков задерживают еловые и  пихтовые насаждения, меньше задерживают  сосновые и лиственные. Количество задержанных осадков зависит  от их интенсивности, а также от состава, полноты, возраста и структуры насаждения. Чем медленнее выпадают осадки, тем больше их задерживается кронами и меньше попадает в почву. При сомкнутости крон 0,9 значительная часть выпадающего дождя задерживается кронами верхнего яруса древостоя. Однако проникновение влаги под полог леса зависит от длительности и характера выпадающих осадков. Молодые высокополнотные насаждения задерживают осадков кронами больше, чем насаждения зрелого возраста.

    Отношение древесных пород к влаге. Древесные породы по-разному относятся к влажности почвы и воздуха. Некоторые из них произрастают только в теплых районах с большой влажностью воздуха, например бук, а другие древесные породы могут выдерживать сухой климат (дуб).

    Обеспеченность  древесных пород влагой зависит  от количества осадков и температуры  воздуха. Чем температура воздуха  выше, тем интенсивнее испарение  с поверхности почвы и тем  больше потребность растений во влаге  при траспирации.

    У древесных пород, которые произрастают при недостатке влаги в почве  и воздухе, корневая система обычно сильно разветвлена, листья или хвоя покрыты кожицей (у сосны, дуба, можжевельника). У некоторых растений (саксаул) листья редуцированы в чешуйки. Другие древесные  породы, как ясень обыкновенный, хорошо чувствуют себя в пониженных местах, ольха черная — на мокрых почвах, но с проточной водой.

    Лиственница, ель, пихта, липа, береза повислая, дуб, бук, орех и др. хорошо растут на свежих почвах. На состав и характер древесной  растительности большое влияние  оказывает разный режим влажности. Например, в горных районах Северного  Кавказа и 3-акавказья, Карпат влажные  северные и западные склоны заняты буком, а более сухие южные  и восточные— дубом; на Урале западные склоны заняты елью, восточные —  сосной.

    Многие  древесные породы плохо реагируют  как на недостаток, так и на избыток  влаги. Временное затопление переносят  такие породы, как дуб, тополь, ива. На увлажненных почвах успешно растут сосна обыкновенная, кедр сибирский, береза пушистая. Избыточное увлажнение часто приводит к заболачиванию лесов.

    Потребность и требовательность к влаге. Количество влаги, необходимое для нормальной жизнедеятельности растения, называют потребностью. Под требовательностью понимают способность растений удовлетворять свою потребность при той или иной влажности почвы. Требовательность древесных и кустарниковых пород к влаге характеризуется шкалами П. С. Погребняка и А. Л. Бельгарда.

    Шкала требовательности древесных пород  к влаге по А. Л. Бельгарду:

1. ксерофиты — сосна обыкновенная, гледичия, белая акация, айлант, дуб пушистый, сосна крымская, тамарикс, можжевельник виргинский;
2. мезоксерофиты — берест, шиповник собачий, крушина слабительная, миндаль степной, вишня степная, терн;
3. ксеромезофиты — дуб черешчатый, берёст, груша, ясень обыкновенный, яблоня;
4. мезофиты — граб, ель, лещина, ильм, липа обыкновенная, клен остролистный, горд овина, бересклеты бородавчатый и европейский, сосна веймутова, лиственница сибирская, клен явор;
5. мезогигрофиты — тополя черный и белый, осина, береза пушистая, вяз, крушина ломкая, бузина черная, калина;
6. гигрофиты — ивы белая, ломкая и серая, ольха черная, черемуха, ясень обыкновенный (болотный).

    Характеризуя  отдельные древесные породы по требовательности к влаге, следует иметь в виду, что некоторые породы, например сосна, имеют широкий ареал. Сосна, как  и другие хвойные, может быть и  мезофитом.

    Водный баланс — это количество выпавших осадков, равное сумме испарившейся влаги и стоку. Водный баланс распределения осадков в лесу в общем виде характеризуется формулой Г. Н. Высоцкого.

    Испарение влаги с поверхности растений. Кронами деревьев задерживается значительная доля выпадающих осадков, а затем снова под действием тепловой энергии и движения воздуха превращается в парообразное состояние и уходит в атмосферу. Величина и скорость испарения влаги с поверхности древесного полога зависят от типа леса, возраста деревьев, степени сомкнутости лесного полога, а также от интенсивности осадков, силы ветра, температуры воздуха и его влажности.

    В отличие от лиственных хвойные насаждения задерживают значительно больше осадков летом и зимой. Так, сосновые насаждения задерживают 17,4 % осадков, березовые  — 24,7 %, осиновые — 26,6 %, еловые — 53,4 %.

    Меньшее задержание осадков сосной в сравнении  с елью объясняется структурой ветвления  и охвоения и направленностью  ветвей вверх, что увеличивает стволовой  сток. Кронами отдельно стоящих деревьев задерживается влаги на 8—13 % больше, чем в древостоях. Стекание осадков по стволам составляет 0,6—5 % и зависит от древесной породы и характера дождя. Меньше всего пропускают осадков под полог леса пихтовые и еловые высокополнотные насаждения. Лиственные леса из бука и липы задерживают осадков больше, чем березовые и осиновые насаждения. Если под лиственным лесом на поверхность почвы попадает в отдельных случаях 424 мм осадков, то в одном и том же районе под сосновым пологом их оказывается 280 мм. Таким образом, хвойный лес значительно сильнее увлажняет воздух, возвращая атмосфере до 10—22 % годовых осадков.

    Изменяя состав леса, его полноту, форму и  возрастную структуру, можно регулировать количество задерживающихся на кронах и проникающих под полог леса осадков.

    Испарение с поверхности почвы. Значительная часть выпадающих осадков проникает под полог леса, достигает поверхности почвы и испаряется, поступая обратно в атмосферу. При этом испаряется и влага, задерживающаяся в результате различных причин на поверхности почвы и поднимающаяся по капиллярам почвы. Эту влагу транспирируют напочвенные растения, забирая ее в различных почвенных горизонтах.

    Интенсивность испарения с поверхности почвы  зависит от многих факторов. Главные  из них: тип леса, полнота, форма, видовое  разнообразие напочвенных трав, кустарников  и взаимосвязанные с ними влажность  воздуха, ветер, солнечная радиация. Кроме того, на испарение с поверхности  почвы под пологом леса влияют механический состав почвы, температура  и глубина залегания грунтовых  вод. В целом почва под пологом  леса испаряет влаги меньше, чем  почва открытого места. Это происходит в результате ослабленного ровного  движения воздуха в лесу у поверхности  почвы, которое возникает благодаря  более низким температурам воздуха  и почвы летом. Кроме того, лесная почва более рыхлая, изрытая червями, кротами, личинками насекомых и  т. д.

    Лучшему испарению воды из верхних горизонтов почвы способствуют также корневые системы, непрерывно изменяющие свою величину, состояние и направление роста. В каждом типе леса имеется лесная подстилка. В качестве естественной покрышки она предохраняет почву  от солнечных лучей и ветра. Непрерывно передвигающиеся в ней представители  животного мира и сам процесс  ее разложения нарушают капиллярную  связь с почвой и тем самым  в 4—6 раз задерживают испарение  с поверхности почвы по сравнению  с испарением на открытом месте. Скорость испарения влаги зависит от состава  и строения лесной подстилки.

    Поверхностный сток влаги и перемещение снега. Величина и характер поверхностного стока определяются состоянием поверхности почвы, а также зависят от суммы и интенсивности выпадающих жидких осадков. Часть выпадающих осадков стекает или сдувается с поверхности почвы, занятой лесом, и попадает в овраги, ручьи, реки, а затем в моря и океаны. По территории нашей страны протекает более 150 тыс. рек общей протяженностью около 3 млн. км. Кроме них, имеются многочисленные озера и водохранилища, пруды и водоемы. Все они в значительной степени пополняются за счет перемещения снега и поверхностного стока воды с почвы. Лес переводит 80—100 % поверхностного стока во внутрипочвенный и грунтовой. Количество и скорость стока зависят от состояния почвы, продолжительности и интенсивности дождя, уклона местности, структуры лесной подстилки и других факторов.

    Большое значение при формировании поверхностного стока имеют водно-физические свойства почв: инфильтрация, влагоемкость, объемная плотность, механический состав.

    Поверхностный сток в лесу выражен значительно  слабее, чем на открытом месте. Под  кронами часть воды проходит в  почву и мало испаряется с ее поверхности. Это объясняется рыхлостью лесной подстилки, особенно в хвойном лесу, густой сетью корневых разветвлений, пронизывающих почву и способствующих проникновению влаги в почву. В весеннее время снег в лесу тает медленнее, чем в поле. За это время  большая часть воды успевает проникнуть в почву, так как снежный покров, защищая подстилку и поверхностный  слой почвы от промерзания, обеспечивает в весеннее время быстрое попадание  снеговой воды в почву. Таяние снега  в лесу происходит гораздо медленнее, на 4—5 недель дольше, чем на открытом месте.

    Пониженная  скорость и слабая интенсивность  снеготаяния в лесу объясняется  задержанием значительной части  прямой и солнечной радиации пологом  леса и стволами деревьев, а также  малой скоростью ветра в лесу. В лесу интенсивность снеготаяния  бывает наибольшей в разомкнутых  и низкой полноты древостоях, причем в березняках и осинниках выше, чем в чистых сосняках. Самая низкая интенсивность снеготаяния наблюдается  в смешанных сосново-еловых древостоях, а особенно в сосняках с густым еловым ярусом. Лес играет определяющую роль в таянии снега. Влияние леса на таяние снега зависит от густоты  древостоя, высоты деревьев и положения  деревьев относительно друг друга.

    Таяние  снега меняется в широких пределах и зависит от степени сухости  снега. Свежий сухой снег может не подвергаться таянию, так как он состоит из почти полностью замерзшей воды, высока также его излучательная способность. Влажный снег может содержать до 20 % незамерзшей воды, что снижает его термические качества. Интенсивность таяния в лесу составляет лишь от 50 до 60 % таяния на открытой местности. Имеются различия в интенсивности снеготаяния в густом лесу; на открытой площади и на вырубках. Продолжительность снеготаяния на вырубках варьирует от 6 до 12 дней, на прогалинах— от 10 до 20 дней, в чистых сосновых лесах —от 15 до 25—30 дней, в смешанных — от 22 до 30—45 дней. Уклон местности несколько ускоряет стекание воды с поверхности почвы, покрытой лесом, особенно в горных условиях. Однако рыхлый слой лесной подстилки подобно губке и весной и летом впитывает воду и отдает ее нижележащим слоям почвы.

    Излишек влаги, который не успевает поглотить  верхний слой почвы, медленно перемещается по склону вниз, встречаясь с мелкими  взрыхлениями, стволами деревьев, выступающими корнями и гниющим древесным  отпадом. Таким образом, он теряется на своем пути, насыщая верхний  горизонт лесной почвы и переходя во внутрипочвенный сток. В зависимости  от типа леса поверхностный сток воды разный. В сосновом сухом бору, произрастающем на сухих крупнозернистых песках, подстилаемых грунтом с легким механическим составом и маломощной лесной подстилкой, поверхностный сток слабее, чем в  сосняках, растущих на суглинистых  почвах, подстилаемых покровными суглинками или глинами. Интенсивность стока  заметно сокращается вследствие задержания осадков на поверхности  травы, мха и другой растительности под древостоями.

    Весенние  снегозапасы на вырубках выше на 25 %, чем под пологом леса (темнохвойные насаждения). Снегозапасы в лиственных молодняках близки к снегозапасам на вырубках. Интенсивность снеготаяния  в лесу по сравнению с вырубкой в 1,5— 2 раза ниже.

3. Подберите древесные и кустарниковые породы для создания защитных лесных насаждений в лесостепной зоне с соответствующем обоснованием. (Вопрос 88 таблица 2).

    Важнейшим условием успешного создания долговечных  и устойчивых полезащитных лесных полос  является правильный выбор древесно-кустарниковых  пород для конкретных почвенно-климатических  условий.

    Древесные породы (и главные, и сопутствующие) в данных конкретных условиях должны отличаться быстрым ростом, устойчивостью  к болезням и вредителям, долговечностью, не должны быть промежуточными хозяевами  для болезней и вредителей сельскохозяйственных культур. При подборе их необходимо учитывать также плотность кроны (чтобы получить полосу требуемой  конструкции), ценность древесины, возможность  получения дополнительной продукции  в виде орехов, ягод, плодов.

    Сопутствующие породы должны дополнять главные, способствовать выполнению главными породами основной мелиоративной функции и лучшему, с биологической точки зрения, формированию древостоя. Они заполняют  просветы верхнего яруса. Такое уплотнение вертикального профиля насаждения способствует лучшему росту главных  пород.

    Кустарники  в защитных насаждениях выполняют  в основном почвозащитную роль, заключающуюся  в отенении почвы, скреплении корневой системой почвенных частиц.