Реферат Влияние климатана скорость роста сосновых молодняков
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
Нижегородский государственный архитектурно – строительный университет
Кафедра экологии и природопользования
РЕФЕРАТ
«Влияние климатана скорость роста
сосновых молодняков»
Выполнил студент Абрагимова Э.Х.
Проверил Афанасьева И.М.
Н.Новгород 2010г.
Содержание
Введение……………………………………………………………………………………..….3
Биоэкологические характеристики сосны обыкновенной……………………….….4
Жароустойчивост растений …………………………………………………………..14
2.1 По жароустойчивости выделяют три группы растений…………………………14
2.2 Изменения обмена веществ, роста и развития растений при действии максимальных температур………………………………………………………………….…15
2.3 Способы повышения жароустойчивости растений и избежания перегрева…….18
3. Вредители молодняков и меры борьбы с ними……………………………………….20
4. Формирование…………………………………………………………………………....27
4.1Формирование молодых лесов и пути улучшения их породного состава…...…..27
4.2 Формирование сосновых насаждений ……………………………………………..29
4.3 Формирование березово-еловых насаждений……………………………..………30
Заключение……………………………………………………………………………………..36
Список литературы……………………………………………………………………………..37
Введение
С экологических позиций лес следует оценивать как основной компонент природных комплексов, способствующий сохранению воздуха, воды и почвы. Масштабы средообразующего влияния леса в большей степени связаны с концентрацией в лесных фитоценозах живого органического вещества (продуктивностью лесонасаждения). Наиболее полное проявление средообразующих функций леса происходит в здоровых насаждениях, с нормальным ростом и развитием. Леса, произрастающие на техногенных территориях, испытывают угнетающее влияние техногенных факторов, приводящее к снижению продуктивности.
Экологические системы динамичны по самой своей природе и постоянно испытывают на себе влияние изменчивости климата. Так как структура и функционирование лесных экосистем контролируются климатическими факторами через функции метаболизма, то в последующем могут измениться динамика восстановления лесов, прирост, ход роста и отпада деревьев, а также взаимоотношения пород. Ожидается, что изменение климата будет происходить быстрее, чем скорость, с которой экосистемы смогут адаптироваться и самовосстанавливаться.
Экосистемы Севера раньше всего должны среагировать на возможное глобальное потепление, поскольку климатическая обусловленность реакций экосистем проявляется здесь наиболее четко. В высоких широтах одновременно с ростом температуры воздуха должна увеличиться годичная норма осадков в связи с тем, что в теплые периоды пути прохождения циклонов сдвигаются к северу (Величко, 1992; Дроздов, Григорьева, 1971).
1.Биоэкологические характеристики сосны обыкновенной
Род сосны (Pinus L.) включает около 100 видов, произрастающих в странах умеренного пояса Северного полушария, а также в горах южных широт. На территории бывшего СССР имеется более 10 видов сосей. Этот род подразделяют на два подрода: двухвойные сосны с крылатыми семенами (Diploxylon) И пятихвойные, или кедровые, с бескрылыми семенами (Haploxylon). Подрод двухвойных включает сосны обыкновенную, эльдарскую, пицундскую и др.; подрод пятихвойных — кедр сибирский, сосну корейскую, кед- ровый стланик, сосну веймутову. Самый распространенный вид сосны, произрастающей в СССР,—сосна обыкновенная (Pinus silvestria L.). Общими для этого вида чертами являются парное расположение хвои на укороченных побегах, плоско-выпуклая форма хвоинок в поперечном разрезе, крепкие деревянистые шишки с характерно утолщенными концами чешуи, полуторагодичный период их созревания, своеобразное сочетание семени с крылом и др.Эти признаки характерны для всех сосен, произрастающих в различных частях ее обширного ареала.
Сосна обыкновенная—дерево первой величины. Ее ствол в насаждениях прямой, как правило, высоко очищен от сучьев. Деревья, выращенные на свободе и опушках леса, имеют меньшую высоту, сбежистые, с низко расположенной кроной. В молодости крона у таких деревьев конусовидная, позже становится округленной или зонтиковидной, более плоской. Это объясняется тем, что с 40—50 лет рост осевого побега деревьев, растущих на свободе, значительно замедляется, а со 100—125 лет прекращается. Прирост боковых побегов хотя и замедляется, но не прекращается, и вследствие этого крона приобретает округлую или зонтиковидную форму. Кора в разных частях дерева отличается по цвету и толщине. Нижняя часть дерева покрыта толстой, глубокобороздчатой, красновато-бурой корой, верхняя часть ствола и крупные ветви — тонкой оранжевой отслаивающейся пленкой, а молодые сосны и тонкие ветви—гладкой серо-зеленой корой.
В Забайкалье и других районах Восточной Сибири с более сухим климатом, где могут возникнуть лесные пожары, кора у сосны имеет большую толщину.
Таблица 1. Объем коры, % к объему стволов Объем коры, % к объему стволов
Объем производства | Древостои | Объем производства | Древостои | ||
Ленинградской обл. | Бурятской АССР | Ленинградской обл. | Бурятской АССР | ||
8 | 15,5 | 23,0 | 40 | 8,5 | 11,0 |
12 | 13,3 | 18,0 | 44 | 8,0 | 11,0 |
16 | 12,0 | 15,0 | 48 | 8,0 | 10,5 |
20 | 10,5 | 14,0 | 52 | 7,5 | 10,5 |
24 | 10,0 | 13,0 | 56 | 7,5 | 10,5 |
28 | 9,5 | 12,0 | 60 | 7,5 | 10,0 |
32 | 9,0 | 11,5 | 64 | 7,5 | 10,0 |
36 | 9,0 | 11,5 | 68 | 7,5 | 10,0 |
и объем ее значительно выше, чем у сосен, произрастающих в европейской части СССР. В табл. 1 приведены средние данные объема коры в процентах к общему объему стволов в древостоях Бурятской АССР и Ленинградской обл. В комлевой части ствола, наиболее подверженной действию огня, толщина коры в 5—6 раз больше) чем на половине вйсоты дерева. На высоте пня толщина коры нередко достигает 10 см. Такая толстая кора способствует повышению устойчивости сосны к воздействию огня в период пожаров. Из всех древесных пород сосна и лиственница меньше всего страдают от пожаров (табл. 2).
Таблица 2 Состояние деревьев после пожаров, %
Древесная порода | Неповреждено | Повреждено | Опад | ||
Слабо | Средне | Сильно | |||
Сосна | 1 | 73 | 4,0 | 2 | 20,0 |
Лиственница | 1 | 77 | 0,4 | 0 | 21,6 |
Ель | 3 | 18 | 9,0 | 8 | 62,0 |
Береза | 3 | 36 | 8,0 | 4 | 49.0 |
Почки у сосны засмоленные, красноваго-бурые, удлиненно-яйцевидные, острые, длина их 6—12 мм, располагаются на концах побегов мутовками. Хвоя сизо-зеленого цвета, расположена на побегах спирально, в пучках по две; в основании окружена влагалищами из чешуй. С внутренней стороны она плоская, с наружной выпуклая,жесткая на верхушке заостренная, по краям мелкопильчатая.Устьица располагаются рядами на обеих сторонах хвои,но обильнее на плоской. Длина хвои сосны обыкновенной колеблется от 2. до 8 см. В пределах кроны одного дерева разница в длине хвои составляет 2—3 см: наибольшей длины хвоя достигает на побегах последних 6 лет и на осевом побеге. На северной части кроны длина хвои меньше, чем на южной.
По мере продвижения породы с севера на юг длина хвои возрастает. В ленточных борах Сибири и Казахстана преобладают сосны с длиной хвои более 6 см. В средней полосе, между 50 и 62° с. ш. встречаются популяции сосны с длинной и средней хвоей (45—60 мм). Популяции сосны с короткой хвоей произрастают се-верйее 62° с. ш. . В пределах одной природной зоны длина хвои изменяется в зависимости от типа леса. Так, в центральных областях европейской части СССР в более производительных типах леса (сосняки-кисличники) длина хвои составляет 6— 8 см. в менее производительных (сосняки сфагновые) всего 2—3 см. На площадях, где проведена осушительная мелиорация, изменяются размеры и цвет хвои. Она становится длиннее и приобретает темно-зеленый и сизо-голубой оттенки. Указанные изменения происходят не только у молодых, но и у более старых деревьев (IV— V класса возраста). Длина хвои, а также продолжительность ее жизни являются важными диагностическими признаками при выделений форм сосны. Продолжительность жизни хвои колеблется от 2 до 8 лет. В центральных районах европейской части СССР продолжительность жизни хвои 2—3 года, в Архангельской обл. в 2 раза больше. У сосны, произрастающей в восточных районах страны, хвоя живет еще дольше. Так, в Забайкалье возраст хвои достигает 9 лет, а в Тувинской АССР 8 лет.
Плодоношение у сосны наступает сравнительно рано. Деревья, растущие на свободе, начинают плодоносить с 10—15 лет. В сомкнутых древостоях плодоношение наступает в возрасте 36—40 лет. Если деревья, растущие на свободе, плодоносят почти ежегодно и обильно, то этого нельзя сказать о плодоношении насаждении. По данным В. П. Тимофеева (1940), деревья сосны, относящиеся к различным классам роста, плодоносят по-разному: 1 класс—100%, III класс— 80%, IV класс—32% от всего числа имеющихся в составе древостоя деревьев этого класса. Деревья разных классов дают неодинаковое количество семян. Число их резко убывает от деревьев 1 класса к IV. Деревья V класса роста обычно не плодоносят. Плодоношение сосны в Средней Сибири и Забайкалье наблюдается значительно чаще, чем в европейской части СССР. Так, в Забайкалье из 10 лет только 2 года имеют плохой урожай, тогда как в европейской части СССР — 3—4 года. Хороший урожай сосны в европейской части СССР повторяется через 4—5 лет, а в Забайкалье через 2—3 года. На севере Красноярского края за 66-й параллелью сосна плодоносит реже, чем в южных районах, но эта разница не так существенна, как в европейской части СССР, где сосна нa юге плодоносит значительно чаще, чем на севере. Сосна, особенно в Сибири, плодоносит до старости.
Более обильное плодоношение сосны в Восточной Сибири по сравнению с другими районами, По-видимому, обусловлено благоприятным комплексом Климатических факторов, влияющих на плодоношение древесных пород (сухость воздуха, обилие прямого солнечного освещения, чередование годов с различный обилием осадков, благоприятное для плодоношения распределение осадков в течение года и вегетационного периода и т. д.). Более обильное и частое плодоношение сосны обусловлено в этом районе также сравнительно небольшой сомкнутостью большинства древостоев, изреживание последних вызывается частыми пожарами. Цветет сосна на юге ареала в начале мая, в средней части лесной зоны—в конце мая—начале нюня, в северной—в июне. В Сибири эти сроки сдвинуты на более поздний период. Цветение продолжается 7—10 дней. Обычно мужские и женские цветки развиваются на одном и том же дереве, но иногда наблюдается почти полная двудомность. Мужские цветки появляются на 2—3 дня раньше женских, они имеют вид небольших (5—7 мм длиной) овальных желтых или красноватых колосков, густо скученных у основания молодых побегов. Пыльца мелкая, с двумя воздушными Мешками, заключена в пыльниках тычинок, способна разноситься на далекие расстояния (до 1 км).
Женские цветки имеют вид красноватых овальных шишечек длиной 5—6 мм. По 1—3 таких цветка развиваются на верхушке растущих молодых побегов. Каждая шишечка имеет до 30—40 чешуек, оканчивающихся острым клювовидным островком, и такое же число более мелких кроющих чешуек, в пазухах которых находится семенные чешуи с двумя семяпочками. Опыление происходит весной. После опыления женские шишечки немного увеличиваются в объеме, чешуи их срастаются, и в таком состоянии шишки перезимовывают. Оплодотворение наступает только летом следующего года, после чего шишки начинают расти и достигают полного развития.
Зрелые шишки в нераскрытом виде удлиненно-яйцевидные, длина их колеблется от 2,5 до 7,6 см, ширина 2—3 см. На одном и том же дереве наиболее крупные шишки находятся в оптимальных условиях освещения, т. е. примерно несколько выше середины кроны. На размер шишек влияет возраст дерева — с его увеличением величина шишек уменьшается. На величину шишек оказывают влияние не только фитоценотические факторы (сомкнутость и состав древостоя, его возраст и т. д.), но и почвенно-климатические условия. В северных районах преобладают шишки мелких размеров как по числу семенных чешуек, так н по длине шишек; по направлению к югу размер шишек увеличивается. Эта закономерность проявляется на территории европейской части СССР и в Сибири. Данные свидетельствуют о том, что разница между наибольшей средней длиной шишек на юге и наименьшей на севере европейской части СССР достигает 15,4 мм, в Сибири соответственно 10 мм. Разница между средним числом семенных чешуй на юге и севере европейской части СССР достигает 20, в Сибири—17 чешуй. Несмотря на сильную изменчивость средних величин, характеризующих размер шишек, среднее число семенных чешуй, приходящееся на 1 мм длины шншки, остается почти постоянной величиной, равной для всего ареала сосны 1,70. Шишки сосны варьируют по цвету. При высыхании шишек цвет их изменяется весьма значительно. Все разнообразие шишек по цвету сведено к трем группам: коричневые, бежевые и серые. Шишки с указанными цветами встречаются на протяжении всего ареала сосны. Однако в южных районах, особенно в пристепных борах, а также на южных склонах в горах Восточной Сибири чаще встречаются сосны с коричневой окраской шишек.
Семена в шишках созревают осенью на второй год после цветения, но раскрывание шишек и опад семян в южных районах европейской части СССР происходит в апреле—мае при пониженной относительной; влажности воздуха. В остальных районах страны опад семян обычно происходит в мае—июне, у отдельных деревьев — в более поздние сроки.
Семена у сосны яйцевидные или удлиненно-яйцевидные, длиной 3—4 см; цвет их варьирует широко: от темно-серых или черных до светло-коричневых, коричневых и белых. Обычно с одной стороны семя слегка блестящее, с другой — матовое; оно снабжено пленчатым желто-бурым крылом, которое в 3—4 раза длиннее семени. Крыло прикреплено к семени основанием, охватывая его с двух сторон, как щипчиками, и легко отпадает. Установлено, что окраска семян в пределах одного дерева обычно постоянна, повторяется из года в год; не меняется она и с увеличением возраста дерева.
Для осуществления лесовосстановительных работ очень важно располагать данными об урожае семян, который зависит от района произрастания, типа леса, возраста и полноты древостоя, состояния погоды при цветении, созревании семян и многих других факторов внешней соеды. Семена сосны, произрастающей на севере, имеют более толстую кожуру и сохраняют всхожесть дольше, чем семена южного происхождения. Следует отметить, что всхожесть семян зависит от времени их сбора. Ранний сбор шишек (сентябрь—октябрь) для заготовки семян влечет за собой пониженную всхожесть семян и более длительный семенной покой.
Семена сосны отличаются очень высокой всхожестью (90%), которая при правильном хранении семян сохраняется в течение 3—6 лет. Установлено, что путем повышения плодородия почвы можно значительно увеличить урожай семян. Наибольшее их количество обычно дают древостои II и III классов возраста. Прорастание, семян и появление всходов возможно в течение всего вегетационного периода. При благоприятных условиях влажности и температуры воздуха и почвы всходы появляются через 2—3 недели после выпадения семян из шишек или посева. В различных природно-географических условиях наибольшая грунтовая всхожесть семян наблюдается в разные сроки. Если в большинстве районов европейской части СССР и Западной Сибири наилучшая грунтовая всхожесть семян наблюдается при весенних посевах семян сосны, то в Забайкалье, особенно на склонах южной экспозиции,— при летних. Это можно объяснить климатическими особенностями Забайкалья. В лесостепном районе этого региона выпадает в год 200—300 мм осадков. В течение года есад-ки распределяются неравномерно. В апреле—мае выпадает всего 14 мм, или 6,7%, в июле-августе 121 мм, или 58 % годового количества. В весенний период наблюдается резкая смена температуры воздуха и верхних слоев почвы, часто дуют ветры, иссушающие почву, в которой после таяния сравнительно тонкого слоя снега (12—15 см) имеется небольшой запас влаги.
Иногда весной, после выпадания осадков, здесь создаются условия, благоприятные для прорастания семян, но затем верхние горизонты почвы быстро высыхают и наклюнувшиеся семена погибают от недостатка влаги или из-за резкой смены температуры; последнее явление здесь также часто наблюдается. В пределах каждого природного района грунтовая всхожесть семян зависит от типа леса, экспозиы,нн склона и других факторов. В пределах каждого типа леса большое влияние на грунтовую всхожесть семян оказывают те условия, куда попадают семена при выпадении из шишек или при посевах. Как под пологом леса, так и на свежих вырубках прорастанию семян препятствует напочвенный покров и подстилка.С увеличением мощности подстилки уменьшается количество всходов и их выживаемость, что подтверждается результатами посева одинакового количества семян в подстилку разной толщины (табл. 3).
Таблица 3 Число всходов и сеянцев при различной толщине подстилки в сосняке остепненном.
Толщина подстилки ,см | Число всходов, шт | Число сеянцев на второй год после посева, шт | Толщина подстилки ,см | Число всходов, шт | Число сеянцев на второй год после посева, шт |
0,5 | 150 | 47 | 3,0 | 27 | 1 |
1,0 | 34 | 9 | 4,0 | 11 | 0 |
2,0 | 24 | 4 | 5,0 | 9 | 0 |
Для увеличения грунтовой всхожести семян и выживания всходов прибегают к различным способам подготовки почвы. В табл. 6 приведены данные о влиянии различных способов подготовки почвы на грунтовую всхожесть семян в трех наиболее распространенных типах леса подзоны южной тайги европейской части РСФСР.
Несколько иные данные получены в сосняках остепненных Забайкалья . Так, в условиях засушливого климата, в отличие от европейской части СССР, наилучшая грунтовая всхожесть наблюдается при посевах в узкие (2—5 см) бороздки или в небольшие углубления (диаметром 3—5 см), т. е. при шпиговке семян. Это обусловлено тем, что при таких способах подготовки почвы верхние минеральные слои защищены от иссушения слоем подстилки. При этом не нарушается капиллярное поднятие Влаги из нижележащих горизонтов почвы к слою, где находятся семена. В условиях Забайкалья такие широкорас-пространенные способы подготовки почвы, как удаление подстилки широкими полосами, плужные борозды, пласты и т. д„ часто не дают положительных результатов, так как из-за низкой влажности почвы, сильных ветров и большой солнечной инсоляции происходит сильное пссушенне верхних горизонтов почвы.
Таблица 4. Грунтовая всхожесть семян, %, при различных способах подготовки почвы
Тип леса | Почвы без обработки | Удаление живого на почвенного покрова и подстилки | Перемешивание подстилки с минеральными горизонтами почвы | Пласт | Дно борозды |
Брусничный | 1,1 | 14,2 | 12,3 | 5,3 | 14,8 |
Кисличный | 0,5 | 7,1 | 8,7 | 4,1 | 13,4 |
Черничный | 2,6 | 17,8 | 17,8 | 17,1 | 0,0 |
Различные представители травяного покрова оказывают неодинаковое влияние на появление всходов. Ниже приводятся данные о влиянии травяного покрова на появление всходов сосны на вырубках Забайкалья. Отрицательное влияние травяного покрова обусловлено не только пссушением почвы, но и другими нежелательными последствиями. Особенно пагубно на появление всходов влияет травяной покров из злаков. Это влияние проявляется в быстром образовании дернины, мешающей прорастанию семян и дальнейшему росту всходов. Установлено также, что на поверхности почвы, занятой злаковым покровом, количество и сила заморозков значительно больше, чем на участках лесосеки, занятых кипреем н другими широколиственными травами. Кроме того, из органических остатков злаков вместе с осадками на поверхность почвы и в почву поступают водорастворимые органические вещества, которые снижают энергию прорастания семян, рост и приживаемость всходов.
Появившиеся из семян всходы имеют 4—7 трехгранных семядолей. Хвоинки на всходах одиночные, сидят спирально. Хвоя, расположенная на укороченных побегах попарно, появляется на второй год. На удлиненном побеге второго года закладываются вер-хушечнай н несколько боковых почек, из которых на следующий год развивается осевой побег с 2—3 боковыми веточками, образующими первую мутовку, далее мутовки образуются ежегодно, что позволяет по ним подсчитывать возраст дерева. Однако, во-первых, подсчитывая возраст сосны по мутовкам легко до 30—50 лет, после указаяного возраста нижние сучья мутовок отмирают н их трудно обнаружить; во-вторых, при благоприятных условиях увлажнения в летний период и теплой продолжительной осени сосна может дать два прироста побега в год и образовать вторую мутовку. Возраст дерева наиболее точно можно определить путем подсчета годичных слоев древесины на срезе пня у шейки корня, так как вторично годичного кольца древесины в случае образования второго прироста побега не образуется.
Всходы сосны отличаются сравнительно высокой устойчивостью к действию как крайне высоких, так и крайне низких температур . Данные табл. 7 свидетельствуют, что всходы сосны успешно выносят сравнительно продолжительное воздействие температур +50° С и лишь при 5-часовом воздействии температуры +60° С значительное число их погибает. Всходы сосны также страдают как от поздне-, так и от ранневесенних заморозков, которые очень часто наблюдаются, особенно на сплошных вырубках таежной зоны. На появление н рост всходов большое влияние оказывают температура и влажность почвы. Установлено, что прорастание семян сосны происходит лишь в пределах температур от +7 до +37° С. Как избыток, так и недостаток влаги затрудняют прорастание семян. В природных условиях семена сосны после 25-дневного вымачивания снижают всхожесть до 15%, а после 35 дней—до 1,2%. На супесчаных и пылева-тых песчаных почвах оптимальные условия для появления всходов создаются при влажности почвы 25%,. а подстилки—около 45%. При влажности супесчаных почв менее 10%, а подстилки менее 20% всходы появляются единично.
С момента появления всходов сосны наилучший их рост отмечается при полном или близком к нему освещении. Исключение наблюдается лишь в южной части ареала, где выживаемость и рост всходов выше при частичном их затенении. Сосна обыкновенная является хорошим подвоем при прививках на нее различных видов сосен, особенно кедра сибирского и сосны корейской, а также таких быстрорастущих сосен, как веймутова, румелийская и др. Это свойство сосны широко используется для перехода к опытному семеноводству на селекционной основе. Для этого создаются семенные опытные плантации, которые обеспечивают лесное хозяйство семенами с высокими посевными качествами и наследственными свойствами. Такие плантации сосны создаются путем прививки черенков, заготовленных с плюсовых деревьев, отличающихся высокими хозяйственно ценными признаками: быстротой роста,. прямизной ствола, высоким качеством древесины, устойчивостью к повреждениям, вредителям н болезням.
Сосна — быстрорастущая порода. При отсутствии затенения наибольший прирост по высоте в благоприятных условиях произрастания отмечается в возрасте 15—20 лет; в худших условиях произрастания— в 25—30 лет. Годовой прирост сосны в высоту при благоприятных условиях произрастания может составлять 0,8—1 м. После 40—50 лет прирост по высоте начинает постепенно уменьшаться, хотя и сохраняется весьма продолжительный период. В Сибири (сосняки Приангарья) иногда встречаются деревья 300-летнего возраста, у которых наблюдается прирост не только по диаметру, но и по высоте. Сосны достигают высоты 45—50 м при диаметре 1 м. Встречаются отдельные деревья свыше 500 лет. Рост сосны в высоту в условиях подзоны Южной тайги начинается обычно в начале мая и заканчивается во второй половине июня, незначительное увеличение длины побега наблюдается и в июле. Так, в 1957 г. в Московской обл. у 10—12-летних сосен за май прирост по высоте составил 68,7%, за июнь 28,5 и за июль 2,8% годового прироста Прирост по диаметру начинается в тот же период и заканчивается значительно позднее (август). Деревья 1 класса роста на протяжении Всего вегетационного периода отличаются лучшей энергией роста и растут больший период времени, чем более угнетенные. Прирост сосны по диаметру зависит от температуры воздуха и осадков вегетационного периода. Во время похолодания прирост резко снижается. Во второй половине лета, когда запасы влаги в почве истощаются, рост сосны по диаметру зависит от количества выпадающих осадков. Во время продолжительных засух радиальный прирост прекращается и может возобновиться после дождей.В сосновых насаждениях зоны хвойно-широколиственных лесов в мае—июне накапливается от 2/3 до 3/4 годового прироста древесины.
Сосна—светолюбивая порода и хорошо растет только без затенения. Если еловый подрост под пологом древостоя не теряет жизнеспособности до 60—80 лет и более, то подрост сосны обычно погибает в возрасте 10—15 лет, и лишь групповой подрост, расположенный в окнах, сохраняет жизнеспособность выше указанного срока. При естественном и искусственном возобновлениях сосны на вырубках с высокопроизводительными почвами необходимо осветление, т. е. удаление лиственных пород, которые по высоте перегоняют сосну, резко ухудшают ее рост: и приводят к гибели. Плохой рост подроста сосны, особенно под пологом взрослых древостоев, произрастающих на сухих бедных почвах, обусловлен не только недостатком света, но и тем, что деревья материнского древостоя своими мощными и хорошо развитыми корнями перехватывают питательные вещества н влагу из почвы. Исследования, проведенные в степных борах Западной Сибири и Забайкалья, а также в других районах страны, свидетельствуют, что участки, искусственно изолированные от корневых систем древостоя, имеют значительно больший запас влаги и гибель всходов здесь значительно меньше по сравнению с контрольными участками.
Характерной особенностью сосны обыкновенной, является очень высокая устойчивость к низкой относительной влажности воздуха, о чем свидетельствует успешное произрастание сосны в степных районах, здесь она проникает иногда до границы с полупустыней. Даже в засушливые годы сосновые леса повреждаются в значительно меньшей степени, чем леса, состоящие из других пород. У сосны, особенно в молодом возрасте очень хорошо выражена способность восстанавливать усыхающие вершины при их отмирании: постепенно главный ствол формируется из наиболее сильных боковых ветвей. Поэтому не во всех случаях следует спешить со сплошной вырубкой поврежденных засухой молодняков. Сосна удовлетворительно переносит также высокую влажность воздуха. Так, она хорошо растет в районах с влажным климатом северо-западной части СССР. Вместе с тем при крайне высокой влажности воздуха наблюдается массовое поражение сосны грибными заболеваниями (Рудный Алтай).
Сосна обыкновенная не отличается высокими требованиями к почвенно-грунтовым условиям. В отличие от других хвойных и лиственных пород она обладает исключительной способностью формировать леса на бедных, а также сильно заболоченных почвах. На связнопесчаных и супесчаных почвах в пределах ареала многих древесных пород (ель, береза, дуб, липа) конкурентные взаимоотношения складываются в пользу сосны, которая формирует здесь чистые или смешанные древостои. Сосна растет на почвах различного механического состава, однако на легких почвах (песчаных, супесчаных) она растет значительно лучше и быстрее, чем на тяжелых (суглинках, глинах). В лесной зоне на супесях и легких суглинках, а также на песчаных почвах, подстилаемых суглинками, сосна формирует высокопродуктивные древостой.
2.Жароустойчивость растений
2.1 По жароустойчивости выделяют три группы растений.
Жароустойчивость (жаровыносливость) — способность растений переносить действие высоких температур, перегрев. Это генетически обусловленный признак. Виды и сорта сельскохозяйственных растений различаются по выносливости к высоким температурам.
Жаростойкие — термофильные синезеленые водоросли и бактерии горячих минеральных источников, способные переносить повышение температуры до 75-100 °С. Жароустойчивость термофильных микроорганизмов определяется высоким уровнем метаболизма, повышенным содержанием РНК в клетках, устойчивостью белка цитоплазмы к тепловой коагуляции.
Жаровыносливые — растения пустынь и сухих мест обитания (суккуленты, некоторые кактусы, представители семейства Толстянковые), выдерживающие нагревание солнечными лучами до 50-65 °С. Жароустойчивость суккулентов во многом определяется повышенными вязкостью цитоплазмы и содержанием связанной воды в клетках, пониженным обменом веществ.
Нежаростойкие — мезофитные и водные растения. Мезофиты открытых мест переносят кратковременное действие температур 40-47 °С, затененных мест — около 40-42 °С, водные растения выдерживают повышение температуры до 38-42 °С. Из сельскохозяйственных наиболее жаровыносливы теплолюбивые растения южных широт (сорго, рис, хлопчатник, клещевина и др.).
Многие мезофиты переносят высокую температуру воздуха и избегают перегрева благодаря интенсивной транспирации, снижающей температуру листьев. Более жаростойкие мезофиты отличаются повышенной вязкостью цитоплазмы и усиленным синтезом жаростойких белков-ферментов.
2.2 Изменения обмена веществ, роста и развития растений при действии максимальных температур.
Жароустойчивость во многом зависит от продолжительности действия высоких температур и их абсолютного значения. Большинство сельскохозяйственных растений начинает страдать при повышении температуры до 35-40 °С. При этих и более высоких температурах нормальные физиологические функции растения угнетаются, а при температуре около 50 °С происходят свертывание протоплазмы и отмирание клеток.
Превышение оптимального температурного уровня приводит к частичной или глобальной денатурации белков. Это вызывает разрушение белково-липидных комплексов плазмаллемы и других клеточных мембран, приводит к потере осмотических свойств клетки. В результате наблюдаются дезорганизация многих функций клеток, снижение скорости различных физиологических процессов. Так, при температуре 20 °С все клетки проходят процесс митотического деления, при 38 °С митоз отмечается в каждой седьмой клетке, а повышение температуры до 42 °С снижает число делящихся клеток в 500 раз (одна делящаяся клетка на 513 неделящихся).
Иллюстрацией влияния повышения температуры на белково-липидные комплексы могут служить следующие данные: при температуре 22 °С лизис ядер не наблюдается совсем, при повышении температуры до 38 °С он отмечается у 5,3 % исследованных клеток, а при температуре 52 °С практически все ядра лизированы. При максимальных температурах расход органических веществ на дыхание превышает его синтез, растение беднеет углеводами, а затем начинает голодать .Особенно резко это выражено у растений более умеренного климата (пшеница, картофель, многие огородные культуры). Общее ослабление повышает их восприимчивость к грибным заболеваниям. Фотосинтез более чувствителен к действию высоких температур, чем дыхание. При субоптимальных температурах растения прекращают рост и фотоассимиляцию, что обусловлено нарушением деятельности ферментов, повышением дыхательного газообмена, снижением его энергетической эффективности, усилением гидролиза полимеров, в частности белка, отравлением протоплазмы вредными для растения продуктами распада (аммиак и др.). У жаростойких растений в этих условиях увеличивается содержание органических кислот, связывающих избыточный аммиак.
При действии высоких температур в клетках растений индуцируется синтез стрессовых белков (белков теплового шока). Растения сухих, светлых мест обитания более стойки к жаре, чем тенелюбивые. Кратковременное влияние очень высоких температур (43-45 °С) может быть таким же губительным, как и продолжительное воздействие более низких, но превышающих оптимальные значения температур. Способом защиты от перегрева может служить усиленная транспирация, обеспечиваемая мощной корневой системой.
В результате транспирации температура растений снижается иногда на 10-15 °С. Завядающие растения, с закрытыми устьицами, легче погибают от перегрева, чем достаточно снабженные водой. Растения сухую жару переносят легче, чем влажную, так как во время жары при высокой влажности воздуха регуляция температуры листьев за счет транспирации ограничена.
Повышение температуры особенно опасно при сильной инсоляции. Для уменьшения интенсивности воздействия солнечного света растения располагают листья вертикально, параллельно его лучам (эректоидно). При этом хлоропласты активно перемещаются в клетках мезофилла листа, как бы уходя от избыточной инсоляции. Растения выработали систему морфологических и физиологических приспособлений, защищающих их от тепловых повреждений: светлую окраску поверхности, отражающую инсоляцию; складывание и скручивание листьев; опушения или чешуйки, защищающие от перегрева глубжележащие ткани; тонкие слои пробковой ткани, предохраняющие флоэму и камбий; большую толщину кутикулярного слоя; высокое содержание углеводов и малое — воды в цитоплазме и др.
В полевых условиях особенно губительно совместное действие высоких температур и обезвоживания. При длительном и глубоком завядании угнетаются не только фотосинтез, но и дыхание, что вызывает нарушение всех основных физиологических функций растения. Жароустойчивость в значительной степени определяется фазой роста и развития растений. Наибольший вред высокие температуры причиняют растениям на ранних этапах их развития, так как молодые, активно растущие ткани менее устойчивы, чем старые и «покоящиеся». Устойчивость к жаре у различных органов растений неодинаковая: менее устойчивы подземные органы, более — побеги и почки.
На тепловой стресс растения очень быстро реагируют индуктивной адаптацией. К воздействию высоких температур они могут подготовиться за несколько часов. Так, в жаркие дни устойчивость растений к высоким температурам после полудня выше, чем утром. Обычно эта устойчивость временная, она не закрепляется и довольно быстро исчезает, если становится прохладно. Обратимость теплового воздействия может составлять от нескольких часов до 20 дней. В период образования генеративных органов жаростойкость однолетних и двулетних растений снижается.
Вредное действие повышенных температур — одна из важнейших причин значительного снижения урожаев ранних яровых при запаздывании с их посевом. Например, у пшеницы в фазе кушения в конусе нарастания идет дифференциация колосков. Высокая температура почвы и воздуха приводит к повреждению конуса нарастания, ускоряет процесс и сокращает время прохождения IV-V этапов, в результате уменьшается число колосков в колосе, а также число цветков в колоске, что приводит к снижению урожая.
При совместном действии жары и сухости почвы, что характерно для районов Юго-Востока, в этот период в зачаточном колосе оказываются поврежденными все закладывающиеся цветки, в результате после колошения колос очень быстро засыхает и белеет — явление пустоколосицы или белоколосицы. Для многих растений жара особенно опасна в период цветения, так как вызывает стерильность цветков и опадение завязей. Так, действие высокой температуры и низкой влажности в период, когда в пыльниках пшеницы образуется пыльца, а затем идет процесс оплодотворения, приводит к череззернице (не полностью озерненному колосу) и пустоколосью. Высокая температура в период молочной зрелости яровой пшеницы вызывает щуплость зерна — «запал».
2.3 Способы повышения жароустойчивости растений и избежания перегрева.
Лабораторная инфильтрация в ткани листьев растворов Сахаров (глюкоза, галактоза, сахароза, маннит, лактоза, мальтоза, раффиноза) значительно повышает устойчивость к перегреву. Возможно, что сахара «консервируют» структуру митохондрий, которая становится менее чувствительной к тепловому стрессу, и этим сохраняют энергетическую функцию митохондрий
П. А. Генкель (1982) предложил для повышения жароустойчивости сахарной свеклы, моркови, томата, дыни обрабатывать их семена перед посевом 0,25 %-ным раствором хлорида кальция (СаСЬ) в течение 20 ч. Однако эффективность подобной обработки семян нестабильна. Для повышения жароустойчивости растений рекомендуют некорневую обработку посевов 0,05 %-ным раствором солей цинка. Хороший эффект дают освежительные поливы дождеванием во второй половине дня (20-30 м3 воды на 1 га).
Для древесных растений (кустарников и плодовых деревьев) рекомендуют побелку: солнечный свет отражается от стволов, и они предохраняются от перегрева. Из мер, направленных на борьбу с повышенной температурой, можно отметить посадку полезащитных полос и полив. Оптимальная температура клубне-образования у картофеля около 17 °С. При культуре картофеля в южных районах России и государств СНГ высокие температуры почвы во время роста и созревания клубней вызывают израстание, вырождение клубней, ускоряя прохождение в них изменений, приводящих к их одряхлению, снижению урожайности, потере клубнями сортовых и семенных качеств (неправильная форма клубней, несвойственная сорту окраска и др.). Использование вырожденных клубней для посадки приводит к снижению урожая. Для борьбы с вырождением картофеля в южных районах используют летнюю (июльскую) посадку его на семена, когда развитие клубней совпадает с уже более холодной погодой сентября.
Физиологическая стойкость растений к перегреву обусловливается особыми физико-химическими свойствами протоплазмы и способностью обезвреживать накапливающиеся в тканях аммиак и другие вредные продукты обмена. Жароустойчивость определяют помещением исследуемого растительного объекта на определенное время в камеру с высокой температурой и влажностью воздуха, исключающей охлаждение объекта благодаря транспирации. Об устойчивости судят по повреждению клеток, тканей, органов и т. д.
По методу Ф. Ф. Мацкова листья исследуемых растений опускают последовательно на 30 мин в подогретую воду при температурах 40, 45, 50... до 80 °С, а затем в холодную воду на 10 мин, каждый раз отбирают пробы и после холодной воды переносят в 0,2 н. НС1. Отмершие (поврежденные) участки листьев и мертвые листья буреют. Сравнительную жароустойчивость растений определяют также по изменению проницаемости протоплазмы и другими методами.
3.Вредители молодняков и меры борьбы с ними
В эту группу входят вредители почек и побегов (побеговьюны), вредители стволиков (долгоносики, сосновый подкорный клоп и др.), вредители хвои (сосновые пилильщики, пилильщики-ткачи), вредители листьев (листогрызы) и др.
Побеговьюны (Evetria)
К побеговьюнам относятся широко распространенные в сосновых лесах мелкие бабочки-листовертки. Наиболее вредные и часто встречающиеся побеговьюны: почковый (Е, turionana Hb.), летний (Е. ciuplana Hb.), Зимующий (Е. buoliana Schiff.) и смолевщик, или смоляной (Е. resinella L). Побеговьюны имеют одногодовую генерацию, кроме смолсвщика, цикл развития которого продолжается чаще всего 2 года.
Гусеницы побеговьюнов повреждают почки и побеги сосен, которые отмирают. Вследствие развития большого числа новых побегов, главным образом из пазушных почек, поврежденные сосны принимают мотло-образную форму, побеги и стволики искривляются. Из таких поврежденных сосен вырастают кривоствольные сосны со значительно сниженными товарными качествами. У поврежденных сосен теряется также часть прироста. От побеговьюнов особенно страдают чистые низко-полнотные сосновые культуры в возрасте 6—10 лет.
Многие естественные враги побеговьюнов (яйцееды, хищные насекомые, пауки и некоторые насекомоядные птицы) в значительной степени сдерживают их размножение. На численность вредителей, особенно на зимующего побеговьюна, влияет также холодная зима.
Почковый побеговьюн (Evetria turionana Hb.)
Лёт бабочек в конце мая — июне. Самка откладывает яйца по одному на среднюю почку преимущественно верхушечного побега б—16-летних сосен. Гусеница выходит из яйца в конце июня — начале июля, вбу-равливается в почку и, уничтожив в продолжение лета ее содержимое, тут же зимует. Весной доканчивает свое развитие, становится взрослой и окукливается Поврежденные почки становятся серовато-черными и отмирают. Если, кроме верхушечной почки, повреждены и боковые, развиваются многочисленные побеги из пазушных почек, которые придают верхушке сосны метло-образную форму.
Летний побеговьюн (Evetria duplana Hb.)
Лёт бабочек начинается во второй половине апреля — начале мая с распусканием почек березы бородавчатой. Яйца откладывают на хвою прошлогодних вершинных побегов около почек. Гусеницы начинают чтрождаться в мае, что обычно совпадает с полным цветением черемухи и облиствлением осины.
Вылупившиеся гусеницы вбуравливаются в майские побеги, выедают их сердцевину, постепенно прогрызая ход сверху вниз. Выеденные побеги искривляются и быстро сохнут.
После выедания одного побега гусеницы переходят в другие побеги is проделывают там такие же ходы, как и в первом. В первой половине июня гусеницы становятся взрослыми и начинают уходить в прикомлевую часть сосенок, где окукливаются в сером коконе. Куколка зимует и весной превращается в бабочку. Летний побеговьюн заселяет сосну обыкновенную и сосну Банкса преимущественно в возрасте 3—6 лет.
В практических целях необходимо уметь отличать повреждения летнего побеговьюна от повреждений соснового вертуна. При заражении сосновым вертуном происходит одностороннее омертвление тканей, хорошо видимое на поверхности побега, тогда как летний побеговьюн проникает внутрь побега и выедает в нем канал.
Зимующий побеговьюн (Evetria buoliana Schiff.)
Лёт бабочек начинается в конце июня — начале июля. Самка откладывает по нескольку яиц в верхней части 6—12-летних сосенок на кору и хвою молодых побегов. Отродившиеся гусеницы поднимаются по мпоггу, некоторое время питаются хвоей, затем вгрызаются в боковые почки. Поврежденные почки связаны между собой тонкой паутиной, которая прикрывает гусениц. Зимуют гусеницы в почке.
Весной, когда поврежденная почка начинает развиваться в побег, гусеницы вгрызаются в него и прокладывают ходы в его сердцевине и илнравлении от основания к вершине Повреждённые побеги загибаются и отмирают. При массовом ршмножении гусеницы нередко переходят из одного майского побега и другой, вгрызаясь при этом в среднюю или верхнюю часть побега.
II них случаях повреждение побега схоже с повреждением, наносимым ним побегоньюном. Окукливаются гусеницы в июне в поврежденных тих, позже появляются бабочки. Генерация одногодовая.
Побеговьюн-смолевщик, или смоляной (Evetria resinella L)
Лёт в конце мая — июне. Самка откладывает яйца на побеги молодых (нередко и взрослых) сосен непосредственно у основания мутовки почек. Вышедшая из яиц гусеница вгрызается в побег, отчего в местах повреждения образуется характерный смоляной наплыв («ложный галл»). В этом наплыве гусеница дважды зимует и весной окукливается. К этому времени наплыв достигает размера лесного ореха. После вылета бабочки на наплыве остается торчащая наружу шкурка куколки. Генерация двухгодовая, в южных районах может быть одногодовой. Побеговыон наносит незначительный вред, так как повреждает чаще боковые побеги, которые к тому же редко погибают.
Меры борьбы. Для предупреждения массового размножения побеговьюнов следует создавать быстросмыкающиеся культуры путем высаживания 15—20 тыс. саженцев на 1 га, строго- соблюдая при этом агротехнику. При создании культур перспективно также использование смолистых видов и форм сосны, устойчивых против заболеваний и слабо повреждаемых побеговыонами. В УССР особенно рекомендуется крымская сосна. Из биологических методов полезно привлечение насекомоядных птиц, особенно синиц, скворцов, а также паразитических насекомых (например(, наездника-трихограммы). Из химических методов эффективно мелкокапельное авиаопрыскивание сосновых молодняков 2—3%-ным раствором хлорофоса (по действующему началу) при норме 100—105 л/га в период массового отрождения гусениц. Применяют также обработку молодняков 0,2—0,3%-ным раствором хлорофоса в виде холодного аэрозоля. Против побеговьюна-смолевщика химические меры борьбы не разработаны.
Долгоносики (Curculionidae)
2Большой сосновый долгоносик, слоник (Hylobius abietis L)
Один из наиболее опасных вредителей культур и молодняков хвойных пород, особенно сосны. Надкрылья жука темно-бурые с золотисто-желтыми чешуйками, образующими три изогнутых линии. В течение жизни жуков они стираются. Голова вытянута в довольно длинную головотрубку, на конце которой находятся усики. Распространен вредитель в лесах СССР широко по всему ареалу сосны обыкновенной до границы древесной растительности на севере.
Жуки зимуют в подстилке. Весной они концентрируются на свежих и более старых вырубках, куда их привлекает запах смолы. В апреле — мае жуки приступают к откладке яиц в корневые лапы сосновых и еловых пней, а также в корни ослабленных деревьев, особенно на гарях. Яйцекладка продолжается в течение 1 —1,5 мес. В это же время происходит дополнительное питание жуков на молодых деревьях сосны. Вышедшие из яиц белые с коричневой головой безногие изогнутые личинки прокладывают постепенно расширяющиеся углубляющиеся желобчатые ходы, идущие вдоль корней. Питание личинок продолжается до глубокой осени.
Личинки зимуют в построенных ими куколочных колыбельках. Весной следующего года они окукливаются. В июле — августе из куколок развиваются жуки, которые, выйдя из корней, устремляются на произрастающие поблизости культуры и молоднякн. Здесь жуки выгрызают в коре стволиков и побегов неправильной формы углубленные площадки, которые обычно покрываются вытекающей смолой. Поздней осенью жуки уходят на зимовку и только весной следующего года становятся половозрелыми и приступают к спариванию и закладке яиц.
Развитие большого соснового долгоносика от яйца до жука проходит 12—15 мес., полный цикл развития продолжается 2 года.
После откладки яиц жуки не погибают, они живут еще 2—3 года, новые поколения и продолжая наносить вред молодым растениям. Вследствие этого в местах концентрации долгоносика одновременно ттречаются жуки нескольких поколений: старые, зимовавшие неоднократно; перезимовавшие лишь 1 раз; молодые, вышедшие из куколок и текущем году и еще не приступившие к откладке яиц. Описанный цикл развития бывает на пнях осенне-зимних вырубок и называется нормальным. На летних вырубках яйцекладка у самок происходит в июле — августе, развитие жуков заканчивается только на третий год, II личинки зимуют дважды.
Большой сосновый долгоносик особенно опасен для хвойных 14-летних молодняков. Выгрызенные в коре глубокие раны, нередко (пинающиеся и окольцовывающие стволики, не только угнетают дерево, по часто приводят его к гибели. Нередко пораженными оказываются Гюльшие площади. В зоне таежных и смешанных лесов наиболее благоприятными для массового размножения долгоносика являются площади сплошных концентрированных рубок. Наибольший вред долгоносик приносит в сухих и свежих борах; особенно сильно страдают от него изреженные, несомкнувшиеся чистые культуры и молодняки, произрастающие в плохих условиях.
Зараженность культур и молодняков большим сосновым долгоносиком легко установить по характерным повреждениям на стволиках п побегах, по желтеющей и буреющей хвое. Зараженность пней устанавливается путем сдирания коры у шейки корня и корневых лап поздней осенью или весной.
Меры борьбы. При ведении рубок в местах, где имеется опасность повреждения молодняков долгоносиком, следует избегать непосредственного примыкания лесосек, иметь разрыв между культурами и свежими вырубками. В отдельных случаях защищают молодые культуры от слоника, идущего, со всех вырубок, для этого создают ловче-заградительные канавы. В междурядья повреждающихся слоником культур следует высевать люпин многолистный.
Самый надежный способ — корчевка свежих пней, а если это невозможно, то их двукратная химическая обработка весной, в период лёта жуков. Для этого используют 3%-ную эмульсию 16%-ного гамма-изомера гексахлорана или 35%-ный концентрат эмульсии бензофосфата с расходом рабочей жидкости 0,8 л 'на пень или 12%-ный дуст гексахлорана с расходом до 30 г на пень.
Малый сосновый долгоносик (слоник), или точечная смолевка (Pissodes notatus L)
Жук красно-бурый, на надкрыльях две поперечные полосы. Вредитель широко распространен в лесах европейской части СССР и Сибири. Летает в мае — июне. После спаривания самка откладывает по 2—5 яиц кучками в кору нижней части стволов молодых (4—12-летних) сосенок. Через 3—4 нед. из яиц выходят белые безногие изогнутые личинки, которые проделывают извивающиеся, постепенно расширяющиеся ходы в разные стороны. Взрослые личинки в конце хода несколько углубляются в заболонь и делают продолговатые углубления (колыбельки), где окукливаются обычно в конце лета и осенью в коконе из мелких стружек. Вышедшие жуки приступают к размножению лишь весной следующего года. Генерация одногодовая. Молодые жуки при дополнительном питании прокалывают хоботком на тонких стволиках и ветках круглые отверстия и питаются внутренними слоями коры и лубом. В таких местах вытекает смола, образующая прозрачные, блестящие пятнышки (отсюда название вредителя точечная смолевка). Долгоносик заселяет преимущественно деревья, ослабленные вследствие различных причин (пожары, посадка с заворотом корней, повреждение корней личинками майского хруща и т. п.).Малый сосновый долгоносик наносит культурам и молоднякам большой вред: окольцованные личинками стволики и поврежденные жуками деревца нередко полностью усыхают.
Меры борьбы: удаление свежезаселенных деревьев с последующим сжиганием их до вылета из них жуков; недопущение деформации корней при посадке: необходимый уход и создание благоприятных условий для роста молодых деревцев.
Сосновый жердняковый долгоносик (Pissodes piniphilus Hbst.), табл. IV, поз. 8. В сосновых лесах вредитель встречается повсеместно. Лёт жуков в июне — июле. Самка откладывает яйца небольшими кучками под тонкую' кору ослабленных стволов, преимущественно 30— 40-летних сосен. Личинка выедает в камбиальном и лубяном слоях извилистые пересекающиеся ходы, затем осенью выгрызает в заболони овальную куколочную колыбельку, в которой зимует. Окукливается весной. Генерация одногодовая. Молодые жуки также наносят вред, повреждая ветки 'или вершины стволов с тонкой корой.
Меры борьбы: уборка свежего ветровала и бурелома, своевременная очистка мест рубок, рубка и окорка свежезаселенных деревьев, выкладка ловчих деревьев.
Еловый жердняковый долгоносик (Pissodes harcyniae Hbst.), табл. IV, поз. 9. Распространен во всех лесах. Лёт жуков и откладка яиц (по 1—5 шт.) с конца мая в тонкую' кору 40—50-летних ослабленных елей. Вышедшие из яиц личинки проделывают постепенно расширяющиеся, извилистые ходы, образующие звездообразную фигуру. Окукливаются личинки осенью или весной следующего года в устроенных ими колыбельках в конце ходов. Генерация одногодовая. Вредит не только личинка, но и жук, который для дополнительного питания выгрызает кору, вызывая сильное соко- и смолоистечение. Деревья, заселенные одновременно долгоносиком, короедами и усачами, обычно усыхают. Внешний признак заселения деревьев долгоносиком — выступающие в местах укола жука капли смолы, сначала прозрачной, затем твердеющей и принимающей белый цвет.
Меры борьбы те же, что и против соснового жерднякового долгоносика.
Клопы (Aradidae)
Сосновый подкорный клоп (Aradus cinnamomeus Panz.),. Широко распространен в сосновых лесах европейской части СССР (особенно в степной и лесостепной зонах) и Сибири. Взрослые сосновые клопы бывают трех форм; трехкратное увеличение): короткокрылые самки, длиннокрылые самки и самцы.
Клопы и их личинки перезимовывают в лесной подстилке у основания стволов (не далее 40 см от ствола) и в трещинах коры комлевой
части дерева (до высоты 40 см). Ранней весной клопы пробуждаются, поднимаются на стволы, где, сидя под чешуйками, начинают питаться соками из тканей дерева, Вскоре самки приступают к откладке яиц, вмещая их на внутренней стороне чешуек коры по одному. Каждая гамка откладывает 16—26 яиц. Во второй половине мая из яиц появляются личинки, которые отличаются от взрослых отсутствием крыльев. К осени, с наступлением первых заморозков, личинки уходят на зимовку. \\ июне — июле следующего года они превращаются во взрослых клопов, которые после зимовки приступают к размножению. Генерация клопа двухгодовая.
У подкорного клопа имеются два резко выраженных колена: четное, Откладывающее лица в четные годы (преобладает почти повсеместно), II нечетное, откладывающее яйца в нечетные годы. Подкорный клоп начинает заселять деревья с 4—5-летнего возраста, когда на стволе появляется чешуйчатая кора. В возрасте 12—-20 лет заселение достигает максимума, затем постепенно снижается. На 30—40-летних деревьях клоп встречается в небольшом количестве.
По стволу клопы распределяются неравномерно: сильнее заселяются участки чешуйчатой коры менее — участки с тонкой гладкой корой или, напротив, с толстой и грубой корой. Наиболее сильно заселяются подкорным клопом южные опушки, прогалины, изрежем чистые культуры сосны, произрастающие в сухих условиях местопроизрастания, на буграх.
Клопы питаются соками луба, камбия и поверхностных слоев заболони. В результате питания клопов под корой образуются .серебристо-белые пятна, которые постепенно желтеют вследствие образования раневой паренхимы. На выживших деревьях такие пятна зарастают иоными слоями древесины. На поперечном срезе раневая паренхима имеет вид коричневатых линий, располагающихся в годичных кольцах
Внешними признаками повреждения сосны клопом служат: постепенное побледнение хвои, падение прироста, побурение кончиков последнего года, усыхание верхних мутовок, отслаивание чешуек коры, появление смолоточащих язв. При сильной степени повреждения гогенок ткани луба отмирают и под корой образуются полости, наполненные смолой, которая впоследствии выступает наружу и стекает по поверхности ствола.
Сосновый подкорный клоп — один" из наиболее опасных вредителей сосновых молодняков. Высасывая соки луба, камбия и поверхностных 1'лоев заболони, клоп нарушает нормальную жизнедеятельность деревьев и мри сильной степени повреждения приводит сосны к гибели. Повреждение корневой системы личинками хрущей и засушливая погода усиливают и ускоряют усыхание зараженных деревьев. Надзор за сосно-пим клопом производится в молодняках сосны путем осмотра стволов или накладыванием ранней весной контрольных клеевых колец на стволы не выше 40 см над уровнем земли. Подсчет клопов производится после окончания выхода их из мест зимовки.
4.Формирование
4.1 Формирование молодых лесов и пути улучшения их породного состава
Вопрос смены пород, происходящий в лесах в связи с влиянием человека, а также природных факторов, издавна находит место в лесоводственной литературе (А. Е. Теплоухов, 1848; М. К. Турский, 1886; Н. К. Генко, 1886; Д. М. Кравчинский, 1905; Г. Ф. Морозов, 1914 и др.). Еще в 1848 г. А. Е. Теплоухов, на основании своих наблюдений в северных лесах, делим природные леса на «первобытные, прорубленные и вторичные», отмечая что «вторичные» леса приходят на смену «природным».
В зависимости от степени влияния того или иного фактора (сплошные концентрированные рубки, условно-сплошные, лесные пожары и т. д.) смена пород и формирование молодых лесов в Вологодской области, также как и вообще на Европейском Севере, идут по разному.
В сосняках в результате рубок главного пользования без оставления семенников или после сплошного пала формируются чистые лиственные молодняки или лиственно-еловые (если окружение ельники). После низовых пожаров или сплошных рубок с оставлением сосновых семенников, а также проведения лесных культур зачастую формируются смешанные лиственно-сосновые молодняки. При рубках в сосняках с сохранением второго яруса ели складываются чистые или с небольшой примесью лиственных ельники. В лишайниковых типах леса и в сфагновых, после рубки смена не происходит. При наличии семенников здесь формируются чистые сосняки или с незначительной примесью лиственных.
В ельниках после главных рубок без сохранения подроста и оставления обсеменителей, особенно на сырых почвах, могут формироваться чистые лиственные насаждения (береза, осина, ольха). После пожаров, рубок главного пользования с оставлением семенников, посева лесных культур на месте ельников образуются лиственно-еловые насаждения: верхний ярус – береза, осина, нижний – ель. В этом случае ель надолго останется во втором ярусе в связи с угнетающим влиянием лиственных пород.
После сплошных рубок с сохранением подроста формируется елово-лиственная формация. В зависимости от количества и высоты сохраненного подроста состав насаждений может быть разный: смешанные с преобладанием по составу лиственных, елово-лиственные – по высоте и количеству преобладает ель, лиственные в примеси; чистые ельники. Чистые ельники формируются редко, при условии наличия и сохранения большого количества подроста и тонкомера.
Таким образом, как видно, только в редких случаях не происходит смены пород. В основном же на месте хвойных формируются смешанные молодняки или вместо сосняков – ельники и наоборот. Смена пород – это объективный закон существования и развития наших лесов и с этим необходимо считаться. Задача лесовода заключается, с одной стороны, в использовании смены пород в своих целях, а с другой стороны, применять все имеющиеся способы для того, чтобы избежать смены пород или сократить ее.
Успешность создания ценных и высокопроизводительных древостоев во многом зависит от правильной организации хозяйства в молодом их возрасте. Известно, что молодые организмы наиболее отзывчивы на влияние внешней среды, наиболее пластичны и обладают наибольшей изменчивостью своих форм и размеров. Однако прежде чем воздействовать на природу леса, необходимо ее знать. В связи с этим изучение формирования молодых лесов в таежных условиях Европейского Севера имеет большое теоретическое и практическое значение.
Вследствие давней и интенсивной эксплуатации сосновых лесов около трети площади их занято молодняками, чистыми и с различной примесью лиственных пород в составе. Происхождение молодняков в основном естественное, лишь на 6% площади они созданы искусственным путем. Незначительные площади молодняков кедра и лиственницы полностью представлены культурами.
На месте еловых лесов формируются в основном лиственно-еловые молодняки, в которых ель при отсутствии рубок ухода долгое время находится во втором ярусе. Такие молодняки при инвентаризации леса обычно относят к лиственным хозсекциям, в результате чего только за последние 20 лет площадь лиственных лесов увеличилась на 13%.
Преобладающие по площади сосновые и лиственно-еловые молодняки представляют наибольший интерес как объекты хозяйственной деятельности. В связи с этим изучению особенностей формирования их должно быть уделено главное внимание.
4.2 Формирование сосновых насаждений
В результате успешного возобновления сосны на вырубках и гарях, удельный вес насаждений этой породы за последние 20 лет не претерпел существенных изменений. За этот период доля молодняков в сосновых насаждениях возросла на 9,2% и составила к 1966 г. – 30,2%.
Образование сосновых молодняков идет в основном за счет последующего возобновления сосны. Как показывают исследования, проведенные в Белозерском, Чагодощенском и других лесхозах, благонадежный подрост сосны под пологом леса отсутствует, за исключением отдельных участков сосняков лишайниковых и сфагновых. Под пологом сосняков кисличников и черничников обычно в достаточном количестве имеется подрост ели, однако ель далеко не во всех случаях вытесняв! сосну. В таежных лесах Европейского Севера этому препятствуют пожары. По ориентировочным данным в Вологодской области около половины 30 – 40-летних молодняков возникло на месте гарей. Эти молодняки характеризуются высокой степенью сомкнутости и хорошим ростом, что говорит о благоприятном воздействии пожаров на последующее возобновление сосны. Без воздействия огня в условиях свежих боров зеленомошников возобновление в основном идет через смену сосны березой, реже осиной. В сухих борах (сосняки лишайниковые и мохово-лишайниковые), где напочвенный покров не является препятствием для прорастания семян, пожары не только не способствуют возобновлению, а даже наоборот, ухудшают его, сжигая оставшийся подрост, органические вещества в верхнем слое почвы и почвенный запас семян. В целом на сухих песчаных почвах, к которым сосна более приспособлена, чем другие породы, возобновление идет успешно, хотя в ряде случаев и замедленно.
В области довольно часто встречаются молодые сосновые леса, возникшие благодаря заселению сосной заброшенных в лесу «новин» (подсек) и пашен. Такие леса отличаются очень высокой для Севера производительностью и могли бы служить своего рода эталонами, однако, как справедливо отмечают О. А. Неволин и др. (1963), «из-за вопиющей безхозяйственности... они расстроены бессистемными рубками с целью заготовки дров, жердей и сильно захламлены».
Вторым путем возникновения сосновых лесов является искусственное лесовосстановление. Это посев и посадка леса, аэросев и проводимое ранее содействие естественному возобновлению с подсевом семян сосны.
Исследования А. В. Патранина (1957), Г. А. Лиогенького (1966), Ф. И. Сулимова (1953) и др., а также данные лесоустройства, показывают, что создание сосновых лесов искусственным путем далеко не во всех случаях привело к желаемым результатам. Проведение аэросева оказалось успешным на больших участках гарей, в том числе и на вырубках, пройденных пожарами. Посев и посадка сосны как мера быстрого лесовосстановления наиболее целесообразна в сухих борах, а так же на вырубках, вышедших из-под еловых и лиственных насаждений. Однако, несмотря на вce возрастающие объемы лесокультурных работ, доля искусственного лесовосстановления не превышает пока еще 10%- Таким образом, основным путем создания молодых сосновых лесов является естественное возобновление.
Как известно, успешный ход естественно го возобновления возможен при благоприятном стечении целого ряда обстоятельств, прежде всего таких, как подготовка почвы к восприятию семян и наличие источников обсеменения. Вследствие разнообразия лесорастительных условий, степени задернения и минерализации почвы, количества семенников или семенных куртин, периодичности плодоношения и других причин, лесовосстановительный период на месте бывших сосновых лесов протекает крайне неравномерно. Например, в сосняках брусничниках при наличии источников обсеменения уже через 3 – 5 лет можно насчитать до 20 – 25 тыс. всходов, а в сосняках лишайниковых при сплошных рубках без оставления семенников и низовых пожарах нередко даже через 20 – 30 лет не появляется и 1,0 тыс. сосенок на 1 га.
Возобновление сосновых лесов идет неравномерно по площади. В боровых типах леса хорошо дренированные понижения между холмами значительно более «заселены» деревьями, чем холмы. В этих же типах леса четко видно образование биогрупп от 3 до 15 – 20 деревьев, смыкание в которых наступает в 5 – 8 лет, а между группами к 15 – 20 годам. В среднем для большинства сосновых типов леса возобновительный период следует считать от 3 до 6 лет. При участии лиственных пород он уменьшается, а на захрущевленных площадях может растянуться до 15 – 20 лет; в ряде случаев полного смыкания крон деревьев не наступает и до возраста спелости.
Определенное представление о молодняках, формирующихся на месте бывших сосновых лесов, может быть получено по данным статистической обработки массовых материалов лесоустройства. (Выборки произведены из 5,6 тыс. таксационных описаний, что охватывает 25% площади молодняков).
Наибольшая площадь молодняков (77%) представлена четырьмя типами леса: брусничником, черничником, долгомошником и сфагновым. На каждый из остальных типов леса приходится не более 4% площади
Состав сосновых молодняков неоднороден и тесно связан с типом леса. Чистые молодняки (преобладание сосны выше 80%) занимают в целом по области 30%, с участием лиственных пород, в основном березы, до 5 ед. состава – 50% и с преобладанием по запасу лиственных – 20%. Особенно большое участие лиственных пород характерно для зеленомошной группы типов леса. А в таких типах леса, как кисличник, травяной и черничник чистые молодняки почти не встречаются. Это говорит о том, что в области имеется большая база для проведения рубок ухода. С учетом состава, производительности и полноты (сомкнутости) свыше 60% площади всех сосновых молодняков нуждаются в осветлениях и прочистках свыше 50% – в прореживаниях.
Наблюдения показывают, что сосна в молодом возрасте сильно ослабляет свой рост из-за затеняющего влияния березы, особенно в тех случаях, когда береза на 2 и свыше лет старше сосны. В то же время незначительное (до 2 – 3 единиц состава) участие березы в сосновых насаждениях желательно, так как создание смешанных насаждений является одним из путей повышения продуктивности и ценности лесов. Сосново-березовые насаждения по сравнению с чистыми обладают более высокой устойчивостью против вредителей, болезней, стихийных бедствий (пожаров), имеют повышенные водоохранные и защитные свойства и, главное, дают более высокую продуктивность. Вследствие ежегодного опада листвы почвы обладают целым рядом положительных свойств: повышенное содержание гумуса, высокая степень насыщения основаниями, низкая активная кислотность и т. д.
В сухих борах береза растет плохо, хотя наличие ее здесь было бы весьма полезным. Опыт введения березы в культуры сосны, проведенный в 1938 – 1940 гг. на сухих песчаных почвах в Устюженском лесхозе, не был успешным. Береза образовала в культурах второй ярус и в настоящее время усыхает.
Уже с самого начала формирования сосновых лесов четко проявляется дифференциация деревьев по высоте, толщине и другим таксационным показателям, которая вносит свои особенности в строение и рост молодых древостоев. Исследования Л. Ф. Ипатова и В. И. Левина (1967, 1969) в сосновых молодняках Вологодской области показали, что по своему строению они сильно отличаются от спелых древостоев. Прежде всего значительно выше (в 1,5 – 2,0 раза) изменчивость важнейших таксационных показателей: числа деревьев на 1 га, средней высоты, среднего диаметра, формы стволов и т. д. Так, границы диаметров на высоте груди составляют от 0,1 – 0,2 до 2,2 – 3,0 диаметра среднего дерева. При графическом изображении числа деревьев по толщине четко видна положительная асимметрия, т. е. большинство деревьев сосредоточено в тонкомерной части. По высоте «разбег» составляет 0,4 – 1,4 от средней высоты древостоя, тогда как в спелых древостоях этот показатель характеризуется данными 0,67 – 1,16
Дифференциация деревьев по высоте связана с особенностями микрорельефа, с особенностями почвенных и экспозиционных условий, с различным положением деревьев в древостое, с наследственными свойствами семян и другими причинами. В ре зультате дифференциации уже в молодом возрасте выявляются деревья, способные создать древостой будущего (деревья I – II класса роста по Крафту). Вероятность выйти в верхний (господствующий) полог ослабленных или отставших в росте деревьев крайне мала, так как они отстают не только по размерам, но и по темпам роста.
Способность природы регулировать густоту начинает проявляться в более производительных типах леса с 15 – 20 лет. До возраста 30 – 40 лет в полных сомкнутых древостоях отмирает наибольшее число тонкомерных деревьев, в связи с чем этот период в жизни молодого леса часто называют периодом бурного естественного изреживания. С учетом характера и степени естественного изреживания оптимальное число деревьев на 1 га, которое должно быть оставлено при рубках ухода, составляет в среднем для молодняков высокопроизводительных типов леса со средней высотой до 4 м – 6 тыс., с высотой от 4 до 10 м – 4 – 5 тысяч.
Существенные изменения претерпевает и фо1рма древесных стволов, особенно в верхней части ствола, в области кроны. Установлено, что наибольшее влияние на форму маломерных стволов оказывает густота и условия произрастания. В наиболее полных древостоях и в наиболее производительных типах леса при одной и той же высоте, как правило, формируются более полнодревесные стволы. По существенности различий в форме стволов сосновые молодняки в практическом отношении целесообразно разделять на 2 большие группы: высокопроизводительные (1а – III кл. бонитета) и низкопроизводительные (остальные классы бонитета).
Рост сосновых молодняков зависит прежде всего от условий произрастания. Например, различие в росте по высоте между двумя крайними по производительности типами леса – сосняками кисличником и сфагновым составляет к 40 годам – 10 м (в 2,9 раза). Кульминация прироста в высоту происходит в 15 – 20 лет в сосняках зеленомошной группы типов леса и в 20 – 30 лет в остальных типах леса.
При формировании сосновых молодняков большие изменения происходят в напочвенном покрове. Сплошная рубка или пожар приводят к массовой гибели одних и к разрастанию других растений, которые раньше входили в покров в небольшом количестве {Мелехов, 1954, 1957). Первые признаки восстановления напочвенного покрова появляются лишь с момента смыкания крон молодых деревьев. Например, черника, почти полностью погибающая после сплошной рубки древостоя, начинает входить в покров лишь в 25 – 30-летнем возрасте сосновых молодняков. Вереск, проявляющий способность к бурному разрастанию на вырубках как из-под сосняков лишайниковых, так и вплоть до сосняков черничников начинает заметно исчезать лишь при сильном затенении. Одновременно уменьшается число светолюбивых травянистых растений на богатых почвах, лишайников – на бедных и увеличивается проективное покрытие брусники, зеленых мхов.
Таким образом, подводя краткий итог по формированию сосновых молодняков, необходимо подчеркнуть:
1. Формирование молодых сосновых лесов на вырубках и гарях Вологодской области идет в целом успешно, однако в связи с большим разнообразием лесорастительных условий и различного сочетания факторов, способствующих или препятствующих естественному возобновлению, молодняки не однородны по составу, производительности и полноте.
2. С целью создания высокопроизводительных сосновых лесов крайне необходимо проведение рубок ухода: участие человека особенно важно при формировании сосновых лесов зеленомошной группы типов леса, где значительная примесь лиственных пород очень часто оказывает отрицательное влияние на рост и развитие сосны.
3. Наряду с расширением работ по рубкам ухода и реконструкции насаждений необходимо более детальное и глубокое изучение особенностей формирования, строения и роста сосновых молодняков
4.3 Формирование березово-еловых насаждений
Большое внимание в последнее время привлекают лиственно-еловые насаждения. Круг затрагиваемых вопросов весьма разнообразен, однако большая часть работ посвящена количественной характеристике, составлению таблиц хода роста. Между тем, понимание биологической сущности лиственно-елового насаждения, иначе говоря, вопросы лесоведения, определяющие политику лесоводства и взаимосвязанные с количеством, являются не менее важными и требуют пристального изучения.
Береза в массовом количестве начинает поселяться в первый год, достигает 35 – 50 тыс. штук на 1 га. Такое интенсивное поселение наблюдается в течение первых 4 – 6 лет с последующим спадом.
Ель начинает поселяться одновременно с березой или даже раньше. Однако, благоприятные условия для прорастания ее семян и выживаемости создают после того, как береза освоит данную площадь.
Акад. И. С. Мелехов (1949) указывал, что заселение березы создает благоприятную микроклиматическую обстановку для возобновления ели. Количество ели и сроки ее поселения определяются не только этой причиной. Большое значение имеет наличие источников обсеменения.
Наиболее интенсивное возобновление ели во всех насаждениях происходит в одном и том же возрасте по березе (колебания ±2 года). Такая «вспышка» в возобновлении ели наблюдается один раз за весь период формирования молодняков, свидетельствует о наиболее благоприятных условиях для поселения ее именно в этом возрасте (рис. 17). В дальнейшем, в годы с обильным плодоношением ели, в возобновлении отмечаются лишь небольшие «всплески» с последующим затуханием.
Поколение, возникающее из семян такого рода, следует считать вторым поколением, в отличие от первого, формирующегося от внешних обсеменителей.
Возобновление продолжается на протяжении всего рассматриваемого периода (до 50 лет). В 50-летнем возрасте наблюдается очень небольшое количество всходов (около 500 штук на 1 га). В определенном возрасте в обсеменении начинает участвовать ель данного насаждения. По мере количественного увеличения ели в первом ярусе обсеменительное значение ее возрастает.
В оценке успешности возобновления ели под пологом березы следует различать два периода возобновления: биологический и хозяйственный. Биологический имеет большую продолжительность и заканчивается приблизительно в возрасте 40 – 50 лет по березе, когда начинает плодоносить ель данного насаждения. Хозяйственный период короче и определяется тем количеством ели, которое гарантированно может обеспечить в будущем формирование елового насаждения. По началу процесса отпада ели и ее дифференциации по росту и состоянию хозяйственный период возобновления возможно определить 20-летним периодом. Данные показывают, что за 45 лет отпад составляет около 95%. Наиболее интенсивен этот процесс в 10 и 20-летних насаждениях. Отпад в это время в основном идет за счет подроста и тонкомерной части. В молодняках до этого возраста усыхают в основном всходы и самосев (2 – 5 лет), попавшие в сравнительно неблагоприятные условия. Интенсивный процесс изреживания завершается в 37 – 40-летних насаждениях. В них за 10 лет (в 40 – 49-летних) число деревьев уменьшилось на 0,7 %•
Наиболее интенсивная дифференциация молодняка по диаметру проходит в насаждениях 15 – 20-летних, т. е. интенсивность роста в этом возрасте такова, что обеспечивает максимальный переход подроста в фазу жердняка. Дальнейшее формирование древостоя идет за счет молодняка, который в первые 20 лет успел выйти в верхнюю часть яруса. Увеличение числа деревьев в верхнем ярусе быстро увеличивается до 20 лет, затем наступает спад. Те особи, которые поселились в первые годы, обладают интенсивным ростом, меньше подвержены отпаду и долго сохраняются в насаждении. Это не относится к абсолютно всей березе, поселившейся в начальном этапе. Часть из нее отпадает или остается в прежнем ярусе.
Ход роста по средней высоте в насаждениях показывает снижение высоты в 40-летнем возрасте. В насаждениях до 40 лет имеется почти прямая связь средней высоты с возрастом.
Распределение березы относительно среднего диаметра складывается так, что деревья от 2-сантиметровой ступени до среднего диаметра во всех возрастах занимают 63 – 70% всего числа деревьев.
Известно, что высота и диаметр являются наиболее существенными таксационными признаками, характеризующими рост деревьев в зависимости от условий. По нашему мнению, относительная высота в березово-еловых насаждениях может служить комплексным показателем интенсивности роста и влияния деревьев друг на друга.
Заключение
В связи с тем, что ареал сосны весьма обширен: на севере он доходит до границы лесной зоны и в связи с тем , что эта древесина имеет высокую стойкость против гниения, достаточно высокую прочность, хорошо обрабатывается, то она очень широко применяется. Она используется в строительстве, машиностроении, мебельном производстве, железнодорожном транспорте, тарном производстве, для крепления
горных выроботок и т.д. Помимо её того сосна является восполнимым природным богатством в отличии от например железа и нефти, поэтому её можно очень широко использовать
Адаптация (приспособление) растения к конкретным условиям среды обеспечивается за счет физиологических механизмов (физиологическая адаптация), а у популяции организмов (вида) — благодаря механизмам генетической изменчивости, наследственности и отбора (генетическая адаптация). Факторы внешней среды могут изменяться закономерно и случайно. Закономерно изменяющиеся условия среды (смена сезонов года) вырабатывают у растений генетическую приспособленность к этим условиям.
Список литературы
http://science-bsea.bgita.ru/2008/les_2008/runova_vl.htm
Сосна. А.В.Побединский, Москва, “Лесная промышленность”,1979.
Биологический энциклопедический словарь. Москва, “Советская энциклопедия”,1989.
Володько И.К. ''Микроэлементы и устойчивость растений к неблагоприятным условиям'', Минск, Наука итехника, 1983г.
Уоринг Ф., Филлипс И. ''Рост растений и дифференцировка'', Москва, Мир, 1984г.
Горышина Т.К. ''Экология растений'', уч. Пособие для ВУЗов, Москва, В. школа, 1979г.