ЛЕС

Содержание статьи

• Классификации лесов.
• ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РОСТ ЛЕСОВ
• ИСТОРИЯ ЛЕСОВ
• ЛЕСА ЗЕМНОГО ШАРА
• ЛЕСОУСТРОЙСТВО И ОХРАНА ЛЕСОВ
• СВЕДЕНИЕ ЛЕСОВ

ЛЕС, компактный массив деревьев и кустарников. Более трети поверхности суши покрыто лесами или пригодно для их развития. Однако занятые лесами площади неравномерно распределены между материками и даже в пределах каждого из них. Например, лесной покров охватывает почти половину Южной Америки, около трети Европы и США и значительную часть Африки и Азии; в Австралии их, напротив, мало, а некоторые крупные страны, например Египет, вообще безлесны. Полностью отсутствуют леса в Антарктиде и Гренландии, но на крайнем юге последней растут невысокие деревья.

Хотя наиболее характерный признак леса – присутствие деревьев и кустарников, это не просто древесная растительность, а сложное сообщество (или экосистема), состоящая из тесно связанных между собой элементов. Как и все экосистемы, лес образован совокупностью живых организмов (биотой) и неживой (абиотической) средой их обитания. Лесная биота помимо деревьев и кустарников включает другие растения (травы, мхи, грибы, водоросли и лишайники), а также позвоночных и беспозвоночных животных и бактерии. Абиотическая составляющая представлена воздухом, почвой и водой. Все эти компоненты живой и неживой природы тесно взаимосвязаны благодаря прохождению потока энергии через экосистему и круговорот в ней кислорода и других веществ. Например, энергия солнечного света используется растениями для фотосинтеза – процесса образования органических питательных веществ из воды и углекислого газа. Поскольку это свойственно только зеленым растениям, все животные должны поедать либо эти растения, либо других животных, которые в свою очередь питаются растениями. Таким образом, растения прямо или опосредованно обеспечивают пищей все прочие организмы. Как побочный продукт фотосинтеза в воздух выделяется кислород, пополняющий его запасы в атмосфере. Бактерии и другие организмы, участвующие в процессе разложения органической материи, играют жизненно важную роль в лесных экосистемах. Они превращают сложные химические соединения, из которых состоят отходы обмена веществ и остатки растений и животных, в простые, которые могут быть вновь использованы организмами (см. также ЭКОЛОГИЯ).

В большинстве лесов выделяется несколько ярусов, образованных листвой растений разной высоты. Самый верхний, состоящий из крон наиболее высоких деревьев, называется первым ярусом или лесным пологом. В некоторых районах, особенно в тропиках, отдельные деревья-гиганты значительно возвышаются над пологом. Если под ним находятся другие относительно сомкнутые древесные ярусы, их называют вторым, третьим и т.д. Кустарники, высокие травы (в некоторых типах леса) и низкорослые деревья образуют подлесок. Травяной ярус состоит из полукустарников и трав. Мхи, лишайники и стелющиеся виды растений образуют приземный, или напочвенный, ярус.

Органическое вещество, состоящее из опавших листьев, веток, цветов, плодов, коры и других остатков растений, а также фекалий и трупов животных, оболочек куколок и личинок и пр., образует лесную подстилку на поверхности почвы. В большинстве лесов подстилка является наиболее густо населенным ярусом. Часто в ней на один квадратный метр приходится несколько миллионов живых организмов – от простейших и бактерий до мышей и других мелких млекопитающих.

Опушка леса является переходной полосой между ним и смежным типом растительности. Характерно, что в пределах опушки деревья покрыты листвой почти до самой земли, а многие обычные здесь кустарники и травы редки или вообще не встречаются в лесу и в соседних открытых растительных сообществах. Некоторые виды птиц, часто считающиеся лесными, на самом деле живут главным образом на опушках, которые также являются важным типом местообитания и для млекопитающих.

Классификации лесов.

Существует много типов лесов и много способов их классификации. Например, их можно классифицировать по географическому распространению (восточные, тропические и т.д.) или по положению в рельефе (равнинные, пойменные и т.д.). Их можно также группировать по сезонному аспекту. Так, леса считаются вечнозелеными, если живая листва сохраняется на деревьях круглый год. В листопадном лесу листья опадают с наступлением холодного или сухого сезона, и деревья ежегодно на протяжении нескольких недель или месяцев остаются голыми. Некоторые леса, например дубравы юго-запада США, образованы деревьями, сбрасывающими старые листья и формирующими новые в течение двух-трех весенних недель. Такие сообщества можно назвать полулистопадными или полувечнозелеными.

Иногда основанием для классификации лесов являются характерные признаки образующих их древесных пород, и леса соответственно делят на хвойные, широколиственные, смешанные и т.п. В классификации возможно также сочетание морфологических и сезонных характеристик (например, вечнозеленые хвойные или широколиственные листопадные леса). В другом случае используют названия лесообразующих пород (дубово-кариевые или краснодубово-белодубово-голокариевые леса и т.д.).

Для некоторых целей, особенно коммерческих, полезно классифицировать леса по относительному возрасту деревьев. Например, одновозрастные древостои состоят из деревьев приблизительно одинакового возраста, разновозрастные – из деревьев широкого возрастного диапазона.

Выделяют также редкостойные (светлые) или сомкнутые леса. В первом случае кроны деревьев, как правило, не соприкасаются и не перекрываются, и полог оказывается прерывистым. В сомкнутом лесу он более или менее непрерывный и образован переплетающимися или перекрывающими друг друга кронами деревьев.

Еще одна описательная классификация основана на степени нарушенности лесов, главным образом в результате деятельности человека. Например, в девственном (коренном) лесу растут главным образом зрелые или старые (перестойные) деревья, и остальная растительность искусственно не изменена. На вырубках, пожарищах и заброшенных полях развиваются вторичные, или производные, леса.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РОСТ ЛЕСОВ

Считается, что распространение лесов определяется в основном региональными особенностями климата, т.е. главным образом температурами и осадками, а на более локальном уровне – микроклиматом. В создании микроклиматических условий важную роль играют почвы, пожары, животные и недревесная растительность.

Климат и рельеф.

В целом леса распространены в регионах, где годовое количество осадков не менее 250–380 мм, а продолжительность безморозного периода – как минимум 14–16 недель. Условия увлажнения зависят от температуры и характера рельефа. Например, в районе Тусона (шт. Аризона, США) находится пустыня, и на водоразделах там произрастают лишь редко разбросанные невысокие деревья и кактусы сагуаро (карнегия гигантская), а на западе штата Колорадо в одноименном национальном памятнике склоны долин и вершины холмов покрыты редкостойными лесами из можжевельника и сосны кедровидной. Различия в растительности этих районов объясняются климатическими условиями: несмотря на одинаковое количество выпадающих осадков (ок. 280 мм в год), относительная влажность в Аризоне ниже, поскольку из-за более высоких температур больше воды теряется за счет испарения и транспирации.

Низкие температуры также делают воду недоступной для растений (т.н. физиологическая сухость). В таких условиях формируются холодные пустыни. Отсутствие деревьев в полярных регионах и высоко в горах объясняется краткостью вегетационного периода и недоступностью для растений замерзшей воды.

Воздействие местных климатических условий наиболее заметно в широтно простирающихся долинах или на склонах горных хребтов такой же ориентировки. В Северном полушарии склоны северной экспозиции не освещаются прямыми солнечными лучами. В результате они холоднее южных, на них меньше испарение и не так быстро и резко меняются температуры. Здесь также слабее выветривание горных пород, и эти склоны обычно круче. В семиаридных регионах на них могут расти леса, тогда как на смежных с ними южных – только кустарниковая или травянистая растительность. Во влажных областях те и другие склоны, как правило, покрыты лесом, однако на северных растут бук, клен, тсуга и другие влаголюбивые древесные породы, а на южных – дуб, кария и иные деревья, способные переносить длительные периоды низкой влажности почвы.

Почвы.

Влажность и химический состав почв – основные условия, определяющие распространение деревьев. Как говорилось выше, влажность зависит от количества осадков и рельефа. Кроме того, на нее влияет структура почвы, т.е. размеры составляющих ее частиц, степень их агрегированности, или слипания, и количество присутствующего органического вещества. В целом, чем крупнее частицы, тем менее они агрегированы, тем ниже содержание органического вещества и влагоудерживающая способность почвы.

На почвах с повышенным содержанием некоторых химических веществ леса и даже отдельные деревья обычно вообще не растут. Яркий пример – почвы, сформировавшиеся на серпентинитах – горных породах, состоящих из силиката магния с примесью железа. Серпентиновые пустоши – это небольшие, выделяющиеся пятна травяной растительности, разбросанные среди лесов Пенсильвании, Мэриленда, Калифорнии, некоторых других штатов, а также Канады. Значительно шире распространено засоление почвы, исключающее возможность роста почти всех древесных пород. Оно наблюдается по берегам морей и в пустынях.

Некоторые свойства почв, главным образом их химизм, влияют на состав поселяющихся на них древесных пород. Это особенно заметно в местах, где щелочные почвы, образованные на известняках, тесно соседствуют с кислыми, сформированными на песчаниках, гнейсах и сланцах. Например, на востоке США сахарный клен, бук и американская липа обычны на известняковых почвах, тогда как дуб и кария часто преобладают на кислых. На юго-западе США известняковые почвы бывают безлесными, хотя рядом на почвах, сформированных на других горных породах, произрастают леса.

Пожары.

Немногие деревья способны переживать повторяющиеся ежегодно или с интервалом в несколько лет пожары, а большинство пород вообще не переносит огонь. Таким образом, частые пожары обычно не дают развиваться лесу и приводят к распространению иных типов растительности, в частности травяной. Например, значительная часть прерий в США и Канаде, вероятно, по этой причине оставалась безлесной. Почти на каждом материке территории, лишенные деревьев из-за частых пожаров, занимают площади от нескольких гектаров до тысяч квадратных километров.

В пределах лесных регионов пожары могут оказывать сильное воздействие на состав лесов. Например, на западе США сосна скрученная и дугласия (лжетсуга Мензиса) обычно встречаются в большом количестве либо после сильных пожаров, либо на часто выгорающих участках. В подобных же условиях на северо-востоке США произрастают сосна Банкса, а на юго-востоке – сосна болотная и закрытая. В отсутствие пожаров эти виды со временем замещаются другими древесными породами. В лесном хозяйстве сейчас используется метод запланированных палов, благоприятствующих росту пожароустойчивых древесных пород с ценной древесиной.

Животные

оказывают существенное влияние как на распространение, так и на состав лесов. Например, кролики в Великобритании и других странах не только оставляют огромные территории безлесными, но и лишают их кустарникового покрова. Возможно, бизоны отчасти ответственны за безлесие прерий Среднего Запада Северной Америки. Даже мелкие млекопитающие, например мыши, могут препятствовать восстановлению лесов на гарях и заброшенных сельскохозяйственных угодьях, поедая семена и обгрызая всходы деревьев. И все же из всех живых существ наиболее сильное влияние на леса оказывает человек, вырубающий и сжигающий их, травящий ядохимикатами вплоть до полного уничтожения, а затем распахивающий или застраивающий освободившиеся земли. Выпас домашних животных также препятствует восстановлению лесов на вырубках.

Прочие факторы.

Лишь немногие исследования посвящены роли кустарников, травянистых растений, лишайников и мхов в вытеснении лесов или замедлении их восстановления. Однако в лесных регионах площади, покрытые зарослями кустарников, иногда остаются безлесными в течение более 30 лет. Даже травостой из злаков или других растений, например золотарника или астр, может препятствовать поселению многих древесных пород. За последние несколько лет было экспериментально показано, что многие из этих растений выделяют химические соединения, подавляющие прорастание семян деревьев.

ИСТОРИЯ ЛЕСОВ

Возраст Земли составляет 4,5–6,6 млрд. лет. Примитивные формы жизни возникли, вероятно, на очень ранних стадиях истории нашей планеты, поскольку ископаемые остатки растительных клеток были обнаружены в горных породах возрастом более 3,1 млрд. лет. Древнейшие известные нам организмы – сине-зеленые водоросли и бактерии, ископаемые остатки которых найдены в Африке. Древовидные растения и, следовательно, первые леса появились относительно недавно, и их история охватывает менее 10% времени существования самой Земли. Хотя, казалось бы, деревья эволюционно прогрессивнее цветковых трав, ископаемые остатки свидетельствуют о том, что последние произошли от высоких древовидных предков, а не наоборот.

Древнейшие наземные растения известны из верхнесилурийских отложений Австралии возрастом ок. 395 млн. лет. Растительность, состоящая из низких кустарниковых форм, широко распространилась на суше в раннедевонское время, ок. 370 млн. лет назад. Первыми деревьями были гигантские хвощи и плауны, достигавшие в высоту более 7,5 м. Эти деревья в позднем девоне формировали низкорослые леса с подлеском из примитивных папоротников и других мелких растений.

В течение каменноугольного периода, который начался приблизительно 345 млн. лет назад, на обширных территориях суши произрастали густые леса из гигантских хвощей, плаунов и древовидных папоротников высотой до 30 м и более. По-видимому, они были приурочены к переувлажненным низинам, где отмершие листья и упавшие стволы не разлагались, а накапливались в виде торфа. Впоследствии торф был перекрыт илистыми и песчаными отложениями. По мере их накопления торф в условиях высокого давления постепенно трансформировался в каменный уголь. В нем часто можно различить многочисленные ископаемые растительные остатки. Важным эволюционным событием в каменноугольном периоде стало появление примитивных голосеменных растений – семенных папоротников и кордаитов.

Пермский период начался ок. 280 млн. лет назад с резких преобразований. Климат становился все более аридным, и лик планеты менялся под воздействием мощного оледенения Южного полушария, горообразования и катастрофического перераспределения суши и моря. На протяжении этого периода гигантские хвощи, плауны и древовидные папоротники вымирали, они вытеснялись примитивными саговниковыми и хвойными. Облик лесов Земли стал изменяться, и этот процесс продолжался в течение мезозойской эры, начавшейся ок. 225 млн. лет назад. В триасовом и юрском периодах саговниковые и хвойные были основными лесообразующими породами. Появилось много гинкговых. Один из видов – гинкго двулопастный – до сих пор в естественных условиях встречается в Восточном Китае и в качестве декоративного дерева высаживается в городах Южной Европы, Восточной Азии и Северной Америки. В изобилии росли также секвойи, ареал которых ныне ограничен Калифорнией и южным Орегоном, а в триасе и юре они встречались на большей части Северной Америки, Европы, Центральной Азии и даже в Гренландии. Шире всего были распространены хвойные леса из видов, сходных с современными араукариями. Окаменевшие стволы хвойных деревьев сохранились в национальном парке Петрифайд-Форест (в переводе – каменный лес) в штате Аризона и в некоторых других районах земного шара.

Самые древние известные покрытосеменные, или цветковые, растения – пальмы, остатки которых обнаружены в триасовых отложениях на территории штата Колорадо. Следующий, юрский период характеризовался увеличением разнообразия цветковых растений. Роль хвойных пород и других голосеменных снижалась, и постепенно в течение мелового периода (135–65 млн. лет назад) господствующими стали цветковые растения, в большинстве своем деревья и кустарники. Они были представлены предками таких современных пород, как фикус, магнолия, падуб, дуб, сассафрас, ива и клен. В течение мелового периода и палеогена по всему Северному полушарию расселилась также метасеквойя – «листопадное» хвойное дерево, ныне произрастающее только во внутренних районах Китая. Широкое развитие лесов такого состава на территории Северной Америки, в Гренландии и на большей части Арктики свидетельствует о том, что на Земле господствовал мягкий климат.

Палеоценовый период, начавшийся ок. 65 млн. лет назад, характеризовался теплым влажным климатом. В таких условиях флора отличалась видовым разнообразием и изобиловала покрытосеменными древесными породами. Почти повсеместно в Северном полушарии были распространены леса, по составу сходные с современными лесами тропиков и умеренного пояса. Наиболее северный из существовавших тогда основных типов флоры, арктотретичный, включал листопадные деревья и другие растения, очень похожие на растущие в настоящее время на востоке Северной Америки и Азии. Второй тип флоры – третичный неотропический – был приурочен к более низким широтам и был представлен вечнозелеными широколиственными породами, родственными современным видам, произрастающим в тропиках и субтропиках.

В неогене климатические условия, по-видимому, стали более разнообразными, и произошло смещение типов флоры по направлению к экватору. Площади лесов сокращались, на все бóльших территориях распространялись травяные сообщества. Третий тип флоры – мадротретичный – сформировался, по-видимому, на основе двух вышеназванных в связи с прогрессирующей аридизацией климата на западе Северной Америки. Для этой флоры характерны мелколиственные деревья и кустарники, близкие к произрастающим ныне на юго-западе США и в Мексике.

Арктотретичная флора распространилась циркумполярно в северных областях земного шара. Леса на всей этой территории отмечались поразительным сходством. В них доминировали широколиственные породы (вяз, каштан, клен), а также ольха и метасеквойя. В позднекайнозойское время многие деревья, характерные в настоящее время для восточных районов США с влажным летом, исчезли на западе Северной Америки в результате происходивших там горообразовательных процессов и изменений климата. Хвойные породы, игравшие незначительную роль в арктотретичной флоре, стали преобладающими в западных лесах.

Заключительный период кайнозойской эры, называемый четвертичным, начался ок. 1,8 млн. лет назад и продолжается до сих пор. Он характеризовался чередованием обширных материковых оледенений и теплых межледниковых эпох, подобных современной. Несмотря на кратковременность четвертичного периода (всего 0,5% истории нашей планеты), именно с ним связана эволюция человека, ставшего господствующим видом на Земле. В Европе состав лесов упростился, так как многие древесные породы вымерли, а площадь самих лесов повсеместно значительно сократилась. Громадные территории суши неоднократно покрывались мощными ледниковыми покровами, а затем освобождались от льда. Даже сейчас, спустя 10 000 лет после окончания последнего оледенения, леса Северного полушария все еще адаптируются к происшедшим с тех пор климатическим изменениям.

ЛЕСА ЗЕМНОГО ШАРА

По характеру лесного покрова можно выделить три крупные широтные зоны: бореальных, или северных, хвойных лесов (тайга); лесов умеренных широт; тропических и субтропических лесов. В каждой из этих зон существует несколько типов лесов.

Зона бореальных (таежных) лесов

Зона бореальных лесов - самая северная. Она простирается от 72°52ў с.ш. в Азии (что гораздо севернее Полярного круга) примерно до 45° с.ш. в центральной части этого материка и на западе Северной Америки. В Южном полушарии аналогичная зона отсутствует.

Для таежных лесов характерны вечнозеленые хвойные породы, главным образом разные виды ели, пихты и сосны. Часто встречаются и лиственные листопадные деревья, например различные виды березы, ольхи и тополя. В Сибири доминирует лиственница, сбрасывающая на зиму хвою.

Зона лесов умеренных широт.

Такие леса распространены в Северной и Южной Америке, Азии, Африке, Новой Зеландии и Австралии. Они представлены летнезелеными (листопадными) широколиственными, хвойными, вечнозелеными, смешанными (дождевыми), жестколистными (склерофильными) и другими менее распространенными типами лесов.

Летнезеленые леса распространены на востоке Северной Америки, на Британских о-вах, в материковой Европе, Восточной Азии и Японии, а также на крайнем юго-западе Южной Америки. Обычно они состоят только из одного древесного яруса, хотя в некоторых районах бывает выражен и второй. Местами развит кустарниковый подлесок, обычно не имеющий сплошного распространения. Древесных лиан здесь мало, а из эпифитов, как правило, представлены только мхи, печеночники и лишайники. Заметную роль играют травянистые растения, цветущие весной, когда деревья стоят голые. Большинство деревьев также цветет весной, до распускания листьев.

Хвойные леса умеренных широт распространены главным образом на западе и юго-востоке Северной Америки и в Евразии. Наиболее характерны для них различные виды сосен, но на западе Северной Америки обычны и другие хвойные породы.

Вечнозеленые смешанные (дождевые) леса умеренных широт встречаются там, где выпадает много осадков, а температуры редко опускаются ниже 0° C. Такие сообщества представлены на юго-западе Северной Америки, юго-востоке США, юге Японии, в Корее, Китае, Австралии, Новой Зеландии и на крайнем юге Африки. Здесь господствуют дубы, магнолиевые и нотофагусы, к которым примешиваются хвойные породы. Из эпифитов наиболее характерны лишайники и мхи, плотно покрывающие нижние части древесных стволов.

Жестколистные (склерофильные) леса распространены в районах с сухим жарким летом и более прохладной, влажной зимой, где доминируют вечнозеленые деревья и кустарники с мелкими кожистыми листьями. Деревья обычно низкорослые с искривленными стволами. Разреженные леса такого типа характерны для Средиземноморья и Причерноморья, где преобладают вечнозеленые дубы и сосны. Леса средиземноморского типа, но с иным видовым составом, встречаются также на крайнем юге Африки, в Австралии, Мексике, центральных районах Чили и на юго-западе США.

Зона тропических и субтропических лесов.

Наиболее известным типом тропических лесов являются влажные (или дождевые), образующие широтный пояс на равнинах и в низкогорьях вблизи экватора. В них обычно три древесных яруса (А, В и С), не разделенных четкими границами. Средняя высота самого верхнего яруса (А) – ок. 30 м, однако отдельные деревья могут достигать высоты более 60 м. Ниже этого несплошного яруса, образованного деревьями-гигантами, располагаются более сомкнутые ярусы В (из крон деревьев высотой 15–27 м) и С (высотой 6–15 м). Если ярусы А и В сравнительно разрежены, то ярус С, как правило, почти сплошной. В нем обычны древесные лианы, некоторые диаметром более 30 см и длиной свыше 75 м. Со стволов, ветвей и даже листьев деревьев и других растений свешиваются эпифиты, среди которых много видов орхидей, бромелиевых, некоторые кактусы, а в более затененных местах – разнообразные папоротники, мхи, печеночники, лишайники и водоросли. В изобилии представлены цветковые сапрофиты и покрытосеменные паразиты из семейства омеловых. Характерны также растения-душители, например некоторые фикусы.

Эта зона лидирует по видовому разнообразию древесных пород. Например, только в бассейне Амазонки растет не менее 2500 пород деревьев. Полагают, что на п-ове Малакка их примерно столько же. Как правило, деревья этой зоны тонкокорые с толстыми кожистыми листьями, покрытыми восковым налетом. Обычно листья опадают неодновременно и быстро замещаются новыми, поэтому растения никогда не оказываются голыми. Хотя некоторые виды сбрасывают всю листву сразу, у разных пород этот листопад происходит разновременно и не связан с каким-либо определенным сезонным явлением. В тропических дождевых лесах крайне широко распространена каулифлория, т.е. развитие цветков и плодов непосредственно на стволе и ветвях деревьев.

Саванновые леса распространены в тропических районах с четко выраженным сухим сезоном и годовой суммой осадков меньшей, чем в поясе сомкнутых лесов. Здесь характерны деревья из семейства бобовых, обычно с плоской зонтиковидной кроной, сбрасывающие листву в сухое время года. Как правило, они далеко отстоят друг от друга, за исключением мест, где грунтовые воды находятся вблизи поверхности. Травяной покров почти сплошной и образован в основном злаками. Обычно высота деревьев менее 18 м, а часто – не более 3–4,5 м, и поэтому во влажный сезон травы могут возвышаться над древесным ярусом. Саванновыми лесами покрыты бóльшая часть Кубы и других островов Карибского моря, многие районы Бразилии, север Аргентины, Восточная и Центральная Африка и некоторые области Индии, Китая и Австралии.

В тех тропических районах, где осадков еще меньше, а сухой сезон более продолжителен, широко развиты сообщества ксерофильных колючих деревьев и кустарников. Они распространены в Южной Америке, странах Карибского бассейна, Мексике и Центральной Америке, на севере Африки и в Австралии. Древесные породы здесь листопадные или с листьями в виде чешуек. Характерны также безлистные кустарники с зелеными стеблями. Многие виды покрыты колючками, а стебли или корни растений часто вздуты и состоят из запасающих воду тканей.

Типичные саванны распространены в тропиках и субтропиках. Это «парковые» сообщества, в которых отдельные листопадные или вечнозеленые деревья или их группы разбросаны среди густого ковра высоких злаков. Саванны встречаются в условиях жаркого климата с довольно большим количеством осадков (более 2000 мм в год), относительно равномерно выпадающих в течение влажного сезона продолжительностью от 4 до 6,5 месяцев. Во время сезона дождей могут затопляться огромные территории. Для саванн наиболее типичны акации и другие деревья из семейства бобовых, однако часто встречаются также пальмы.

Корни большинства древесных пород здесь достигают обычно неглубоко залегающего горизонта грунтовых вод, поэтому деревьям не хватает влаги только в исключительно сухие периоды. Их стволы в основном невысокие и часто искривленные, а кроны расположены на высоте 3–6 м. Саванновые злаки высотой до 4,5 м иногда возвышаются над деревьями.

ЛЕСОУСТРОЙСТВО И ОХРАНА ЛЕСОВ

Наука, изучающая леса, называется лесоведением. Одна из ее основных прикладных отраслей – лесоводство, которое разрабатывает методы разведения лесов из определенных пород, их использования и восстановления на вырубках, гарях и иным образом нарушенных лесных площадях. Оно также занимается проблемой создания лесов в безлесных в прошлом районах. Лесоводство требует знания свойств древесных пород и их генетики для выведения гибридов или отбора естественных линий с особыми признаками, например повышенной устойчивостью к поражению насекомыми или заболеваниями и высокими темпами роста. Направление, называемое дендрологией, связано с классификацией деревьев. Еще одна область лесоведения – экология древесных пород.

Дендрометрия, или лесная таксация, – это установление количественных параметров лесов: запасов древесины, высоты и качества деревьев и древостоев. Такие данные необходимы для оценки лесов в коммерческих целях, а также для изучения их развития и определения эффективности различных методов их использования и разведения.

Лесоустройство – система мероприятий по разведению и целенаправленному использованию лесов на основе знаний в области лесоводства, социально-экономической информации и опыта предпринимательской деятельности. Первые попытки рационального ведения лесного хозяйства были направлены на улучшение условий охоты и возобновление промысловых животных. В 18 столетии в Германии начались лесоустроительные работы с целью повышения производства древесины. Хотя в США уже в 1817 появились охраняемые насаждения для обеспечения корабельным лесом военно-морского флота, но лишь в конце 19 в. проявился интерес к лесоустройству. Первоначально преследовались две цели: водоохранная и лесозаготовительная. Позже сформировалась концепция многоцелевого использования лесных массивов: для получения древесины, воспроизводства дикой фауны, охраны водных и почвенных ресурсов, рекреации, научных исследований, удовлетворения эстетических и других потребностей. Обычно превалирует одна из этих функций, но встречаются и леса многоцелевого назначения.

Еще одно важное направление современного лесоводства – охрана лесов. Ежегодно леса сильно страдают от инвазий насекомых и заболеваний, пожаров и таких неблагоприятных погодных явлений, как ураганы, засухи и сильные снегопады с порывистым ветром, приводящие к обледенению стволов и ветвей. Человек также может наносить большой вред нерациональными лесозаготовками, выпасом скота в непригодных для этой цели лесных угодьях, уничтожением хищников, контролирующих численность вредителей, и непосредственным сведением лесов.

Охрана ресурсов животного мира.

Многие виды охотничье-промысловых животных входят в состав лесных экосистем и часто встречаются в лесных угодьях и там, где леса чередуются с открытыми ландшафтами. Кроме того, многие виды рыб изобилуют в густых прохладных водоемах на залесенных водосборах. Бобр, норка, лось, медведь, лисица, олень, индюк, куропатка и другие крупные и мелкие охотничье-промысловые животные населяют главным образом леса. Некоторые виды предпочитают старые леса, другие – молодые сообщества с густым подростом и подлеском, третьи обитают там, где леса чередуются или граничат с безлесными участками. Одна из задач рационального использования лесов – создание наиболее благоприятных условий для обитания определенного вида животных либо для обеспечения наибольшего видового разнообразия фауны.

Охрана вод и почв.

Леса в целом очень эффективно регулируют поверхностный сток и способствуют сохранению запасов воды в почве. Каждый, кто укрывался от дождя под деревьями, знает, что их кроны перехватывают и задерживают часть осадков. Бóльшая часть остальной воды впитывается почвой, а не стекает по ее поверхности в реки и озера. Поэтому на залесенных территориях эрозия почв развита слабо. Хотя часть поглощенной влаги снова выходит на поверхность из родников, это происходит не сразу, а через несколько дней или недель, и не сопровождается резкими паводками. Другая часть просочившейся влаги попадает в более глубокие водоносные горизонты и пополняет запасы грунтовых вод.

Борьба с лесными пожарами и их предупреждение.

Пожары повреждают или уничтожают ценную древесину и пагубно влияют на лесовозобновление. Лишая почву растительного покрова, они приводят к серьезному и долговременному ухудшению состояния водосборных бассейнов, снижают рекреационную и научную ценность ландшафтов. При этом страдают или гибнут дикие животные, сгорают жилые дома и другие постройки, погибают люди.

Из всех явлений, причиняющих экономический ущерб лесам, лесные пожары в наибольшей степени поддаются контролю, так как большинство из них вызвано человеком.

Для предотвращения лесных пожаров важное значение имеют массовая пропаганда (плакаты, тематические выставки, специальные природоохранные программы) и соблюдение законов, ограничивающих применение огня в лесах. Не меньшее значение имеет снижение риска возгорания. Для этого вдоль дорог удаляют легко воспламеняющийся кустарник. Для уменьшения опасности возгорания от ударов молнии вырубают сухостой. Внутри лесных массивов прокладываются противопожарные просеки, делящие лес на участки, в пределах которых пожар легче локализовать и потушить.

Когда начинается лесной пожар, в первую очередь необходимо точно и оперативно обнаружить его очаг. В периоды особой пожароопасности, например в засуху, дополнительно действуют воздушные патрули. Когда пожар замечен, о его местоположении и масштабах оповещают пожарных. Диспетчеры быстро формируют и направляют в нужный участок пожарные команды, которым часто помогают добровольцы. Пока идет борьба с огнем, наблюдатели на вышках и в воздухе передают по радио информацию о скорости и направлении его распространения, что помогает быстрейшей ликвидации пожара.

Борьба с насекомыми-вредителями и заболеваниями.

Стоимость потерь древесины из-за повреждения насекомыми и болезнями превосходит ущерб, наносимый лесам всеми прочими факторами, включая пожары.

В нормальных условиях количество насекомых-вредителей и болезнетворных организмов (патогенов) в лесах относительно невелико. Они способствуют разреживанию густых молодых древостоев и губят слабые или поврежденные деревья. Тем не менее время от времени численность таких насекомых или патогенов резко возрастает, что приводит к гибели деревьев на обширных территориях. Полное истребление всех вредоносных видов экономически невыгодно и биологически неразумно. Поэтому задачей защиты лесов является предотвращение вспышек их численности и сокращение потерь в случаях, когда такие вспышки все же происходят.

Для разработки методов защиты лесов от повреждений необходимы научные исследования. Они включают определение видовой принадлежности вредителей леса, изучение их жизненного цикла, пищи или видов-хозяев, а также естественных врагов. Эти работы позволяют вывести новые линии или гибриды древесных пород, сочетающие устойчивость к заболеваниям и вредителям с полезными хозяйственными свойствами.

Для сокращения популяций таких насекомых-вредителей леса, как непарный шелкопряд, еловый листовертка-почкоед и пяденица, раньше широко применялось распыление с воздуха инсектицидов. Однако это губит не только вредителей, против которых применяется, но и полезных насекомых. Инсектициды также смертельно ядовиты для птиц, млекопитающих и других животных, поэтому к таким мерам обычно прибегают только, когда все прочие оказываются неэффективными.

Гербициды применяются для уничтожения промежуточных хозяев болезнетворных организмов или зараженных деревьев с целью ограничения распространения заболевания. Непосредственная обработка растений ядохимикатами обычно целесообразна лишь в питомниках и искусственных насаждениях. Большинство средств для уничтожения болезнетворных организмов вносится в почву или применяется на стадии саженцев перед посадкой.

Чтобы избежать поражения лесов вредителями или болезнями или сократить ущерб от него, применяется ряд профилактических мер. Особенно чувствительные к заболеваниям, слабые или инфицированные деревья удаляются при периодических санитарных рубках. Промежуточные хозяева патогенов уничтожаются с помощью гербицидов. Принимаются меры по охране и увеличению численности естественных врагов насекомых-вредителей.

СВЕДЕНИЕ ЛЕСОВ

Уничтожение лесов на земле происходит с угрожающей быстротой. В середине 1990-х годов, по оценкам Института мировых ресурсов, только тропические леса исчезали со скоростью 16-20 млн. га в год, т.е. 0,6 га в секунду, главным образом ради удовлетворения потребностей растущего населения в сельскохозяйственных землях и древесине. В умеренном поясе Северного полушария леса сильно страдают от загрязняющих атмосферу отходов промышленных предприятий, а обширные леса Сибири (тайга) находятся под угрозой крупномасштабной вырубки.

Сведение лесов представляет собой серьезную глобальную экологическую проблему. Леса в процессе фотосинтеза поглощают огромное количество углекислого газа, поэтому их уничтожение может привести к повышению его концентрации в атмосфере, что, как полагают многие ученые, в 21 в. будет способствовать глобальному потеплению в связи с т.н. парниковым эффектом. (См. также КЛИМАТ.) Более того, широко распространенное сейчас выжигание влажных тропических лесов в развивающихся странах приводит к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере. В тропических лесах до сих пор обитает большинство видов животных, растений и микроорганизмов планеты, разнообразие которых постоянно сокращается. Некоторые из них используются или будут использоваться в перспективе в медицине и сельском хозяйстве.