Сукцессия - последовательная смена экосистем, преемственно

МОСКОВСКИЙ ДЕПАРТЕМАНТ ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ АДМИНИСТРАТИВНЫЙ ОКРУГ
ЛИЦЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ №1537
ДОКЛАД
Изучение этапов сукцессии древесно-кустарникового
ярусов на различных участках леса
в осенне-зимний период.
Ракитько А.С., 9 «Б» класс
лицея №1537
Руководитель: Третьякова Ю.Б.,
учитель биологии
Москва, 2007
Цель работы:

Изучение этапов сукцессии древесно-кустарникового ярусов на различных
участках леса в осенне-зимний период

Прогнозирование
возобновления
древесно-кустарникового
ярусов
на
изучаемых участках леса.
Задачи работы:
1. произвести исследование трёх участков леса (березняк, ельник и сосновоеловый лес)

подсчёт количества деревьев каждого вида

подсчёт количества кустарников каждого вида
2. исследовать участки леса по следующим характеристикам (средняя высота
дерева, кроны, сомкнутость, бонитет и т.д.)
3. определить видовую принадлежность выбранных в лесу побегов деревьев и
кустарников
4. проанализировать результаты и сделать выводы об этапах сукцессии на
исследуемых ранее участках
Методика.
Ход работы.
В ходе работы мы отправились на три различных участка леса:
1ый участок – верхняя терраса ручья Канального, чистый древостой (березняк).
2ой участок – верхняя терраса реки Клязьмы, чистый древостой (ельник).
3ий участок – участок леса около населённого пункта, смешанный древостой (сосновоеловый лес).
Сукцессия - последовательная смена экосистем, преемственно возникающих на
определенном участке земной поверхности. Обычно сукцессия происходит под влиянием
процессов внутреннего развития сообществ, их взаимодействия с окружающей средой.
Длительность
сукцессии
составляет
от
десятков
Лат. Succesio – преемственность.
Сукцессия
первичная
вторичная
до
миллионов
лет.
Первичные сукцессии происходят на территории, где раньше не было растений (на
откосах вдоль свежей насыпи железной дороги, на месте застывшей лавы после
извержения вулкана т.д.). Вторичные сукцессии - формирование фитоценоза на местах,
где был уничтожен естественный растительный покров (на лесных пожарищах, вырубках,
после ветровала). На всех трёх участках леса мы наблюдали пример вторичной сукцессии
(скорее всего здесь раньше были вырубки).
На каждом участке леса мы подсчитывали количественный состав каждого вида
деревьев и кустарников для составления формулы древостоя и определения типа леса. Для
определения вида дерева или кустарника мы пользовались определителем. Ниже
приведены отличительные характеристики каждого найденного вида:
Деревья.
Берёза бородавчатая (повислая) – Betula pendula Roth. Дерево, до 25 м. Кора белая,
отслаивающаяся, в нижней части ствола чёрная, трещиноватая. У взрослых деревьев
характерная форма кроны – плакучая, из-за свисающая длинных побегов. Побеги бурые,
шероховатые от густо расположенных восковых желёзок, относительно тонкие. Почки
яйцевидно-конические, длиной 4-5 мм. Почечные чешуи двухцветные – основание
зеленоватое, верхушка коричневая. На территории большей части России (кроме Дальнего
Востока), на почвах среднего увлажнения или сухих.
Ель европейская (обыкновенная) – P. abies (L.) Karst. Дерево, до 45 м, с конической
тёмно-зелёной кроной и серой чешуйчатой корой. Хвоинки длиной 1,2-1,5 см, тонкие,
почти прямые. Шишки цилиндрические, светло-коричневые, длиной 10-15 см, с твёрдыми
чешуями. Одна из главных лесообразующих пород европейской части России.
Сосна обыкновенная – P. sylvestris L. Дерево, до 40 м. Кора внизу ствола серокоричневая, наверху рыжая, крупночешуйчатая, крона ширококонусовидная, округлая или
зонтиковидная. Хвоя длиной 4-10 см, на укороченных побегах по 2 хвоинки. Закрытые
шишки конические, открытые – округло-яйцевидные, до 5 см длиной, коричневые. Одна
из самых распространённых пород в России.
Липа мелколистная – T. cordata Mill. Дерево, до 30 м. Кора у молодых деревьев
темно-серая, гладкая, у старых – бурая, трещиноватая, крона широкая. Побеги тонкие,
желтовато-зелёные или бурые. Почки длиной 4-8 мм, яйцевидные, кособокие. Чешуй 2,
нижняя больше половины длины почки, окрашены в различные оттенки бурого цвета. На
богатых почвах средней полосы.
Клён ясенелистый (американский) - A. negundo L. Дерево, до 15 м. Кора светлая,
коричневато-серая, крона раскидистая. Побеги красно-бурые, зелёные или фиолетовые,
блестящие, обычно покрыты легко стирающимся восковым налётом. Почки длиной 3-7
мм, яйцевидные, на ножках, покрыты белыми волосками. Чешуи двух цветов: внешние –
коричневые, внутренние – зелёные. Родом из Северной Америки, завезён как
декоративное, теперь часто встречается как сорное растение; в средней полосе России.
Клён остролистый – Acer platanoides L. Дерево, до 30 м. Кора тёмно-коричневая,
крона шаровидная. Побеги светло-коричневые. Почки длиной 6-10 мм (боковые мельче).
Почечных чешуй 2-3 пары, зелёные или красные. В европейской части средней полосы
России на богатых почвах.
Черёмуха обыкновенная – Padus avium Mill. Дерево или кустарник, до 17 м. Крона
широкая,
густая,
с
поникающими
ветвями.
Кора
гладкая,
чёрно-серая,
растрескивающаяся. Побеги тёмно-коричневые, при растирании с характерным резким
запахом горького миндаля. Почки длиной 7-13 мм, конические, острые. Чешуй 6-8,
пёстрые, желтовато-сероватые или красновато бурые. По всей России, на влажных почвах
речных долин, пойм ручьёв.
Рябина обыкновенная – Sorbus aucuparia L. Дерево или кустарник, до 15 м. Кора
серая, гладкая, крона овальная. Побеги бурые, покрыты сероватой плёнкой, на них иногда
попадаются сморщенные укороченные побеги (плодушки). Почки конические, длиной 815 мм, иногда частично прикрыты листовыми подушками. Чешуй 2-4, черноватые,
опушённые длинными белыми волосками. В лесах европейской части, во втором ярусе.
Кустарники.
Крушина ломкая – Frangula ainus Mill. Кустарник или невысокое деревце, до 7м, с
почти чёрной кроной. Почки очерёдные, обнажённые, без чешуй, состоят из свёрнутых
молодых листочков, покрытых рыжеватыми волосками. Плод – костянка, незрелая –
красная, созревшая – чёрная. В лесах, зарослях кустарников, на лесных опушках.
Ирга колосистая – Amelancheir spicata (Lam.) C. Koch. Высокий кустарник или
деревце, до 5 м, с вертикальными, плотно расположенными ветвями с тёмно-серой, почти
чёрной корой на стволе и старых ветвях. Почки мелкие, продолговатые и острые,
прижатые к побегу, по краям нередко с белыми волосками. Повсеместно разводится и
дичает. В одиночном состоянии встречается в светлых лесах, по опушкам, берегам рек,
вдоль дорог.
Бузина красная – Sambucus racemosa L. Кустарник или деревце, до 5 м. Кора
продольно-мощинистая. Почки супротивные, крупные, длиной до 15 мм; цветочные –
округлые, вегетативные – продолговатые, зеленоватые, фиолетово-красные. Сердцевина
побегов широкая, рыжая и рыхлая. Обладает резким неприятным запахом. В хвойных и
смешанных лесах, повсеместно в средней полосе.
Малина обыкновенная – Rubus idaeus L. Подземно-ветвящийся кустарник с
надземными ветвями до 2 м, живущими 2 года (цветут на второй год, после чего
отмирают). Покрыты короткими прямыми шипами. Однолетние побеги покрыты
сизоватым налётом, который к зиме исчезает. Почки отстоящие, сидят в пазухах
оснований черешков. Сердцевина широкая, буроватая, рыхлая. В сырых леса, на опушках,
вырубках.
Деревья, шт. на 25*25 м2
Виды
I
II
III
Берёза SP
276
-
-
Ель обыкновенная
72
273
17
Сосна обыкновенная
-
-
12
Липа мелколистная
-
-
2
Клён американский
49
54
11
Клён остролистый
152
51
16
Черёмуха обыкновенная
12
3
-
Рябина обыкновенная
50
21
125
Подрост (всех видов)
152
76
77
I
II
III
Крушина ломкая
78
-
-
Ирга колосистая
-
10
77
Бузина красная
-
-
9
Малина обыкновенная
-
-
774
Кустарники, шт. на 25*25 м2
Виды
Также мы исследовали каждый участок по следующим характеристикам:
Характеристика
I
II
III
Средняя высота дерева, м
27
28
24
Средняя высота кроны, м
15
14
17
Средний диаметр ствола, см
25
32
37
Сомкнутость, %
75
80
75
I
Ia
I
10Б
10Е
7Е3С
Бонитет древостоя
Полнота древостоя
Запас древостоя, м3
Формула древостоя
Средняя высота дерева и кроны.
Высоту и диаметр древостоя мы определяли путём измерения нескольких (трёх или
пяти) типичных деревьев всех основных лесообразующих пород, выводя общий
среднеарифметический показатель.
Средний диаметр ствола.
Диаметр мы вычисляли, измеряя на высоте груди (≈1.3 м) швейным метром
окружность ствола, разделив полученную цифру на число π (3.14 или ≈3). У деревьев
первого класса наблюдался средний сбег. Низкорослые деревья менее сбежистые
(полнодревесные породы).
Сомкнутость крон.
Сомкнутость крон мы определяли визуально по сумме проекций крон и выражали в
процентах, считая за 100% такую степень сомкнутости, при которой между кронами нет
просветов. Так как исследование проходило в зимний период, нам пришлось произвести
поправку на обезлиственность.
Сомкнутость крон играет важную роль не только в степени освещённости нижних
ярусов, Нои определяет увлажнённость почвы. Так, в густых кронах ели задерживается
свыше 30% выпадающих осадков; они испаряются, не успев достигнуть поверхности
земли. Дожди малой интенсивности в таких лесах вообще до почвы не доходят.
Бонитет древостоя.
Бонитет древостоя – это показатель продуктивности леса. Он зависит от условий
произрастания (климата, состава почвы и т.д.). Бонитет древостоя мы определяли его
высотой в каждой возрастной группе, используя дополнительные материалы. Принято
делить деревья на пять типов (классов) бонитета, обозначая их римскими цифрами. В
высокопродуктивных лесах бонитет обозначают как I, в самых низкопродуктивных – V.
Полнота древостоя.
Полноту древостоя мы определяли по сумме площадей сечения стволов на высоте
груди (≈1.3 м) на пробной площадке. Эта характеристика понадобилась нам для
вычисления запаса древостоя.
Запас древостоя.
Запас древостоя – количество древесины на 1 га (в м2). Его определяли по средней
высоте древостоя (в м), среднему диаметру (в см) и полноте, пользуясь для каждой
породы своей формулой: 18(H-2)P – для сосен, 23(H-6)P – для елей, 18(Н-6)Р – для берёз,
где Н – средняя высота древостоя, а Р – его полнота.
Формула состава древостоя.
Формула состава древостоя играет важную роль в правильном названии смешанной
лесной
ассоциации.
Формула
показывает
долю
каждого
из
видов
деревьев,
произрастающих на данном участке, если принять общее количество деревьев этого
участка за 10 баллов. Названия видов деревьев в формуле обозначают заглавными
первыми буквами, например, формула состава древостоя биотопа, состоящего из одних
берез, пишется как 10Б. Для определения формулы состава древостоя не надо
пересчитывать все деревья в поле вашего зрения, достаточно оценить соотношение видов,
выделяя по 10 стволов в разных местах биотопа.
Вывод.
Деревья в лесу, если они не посажены, никогда не бывают размещены равномерно
(явление пространственной неоднородности леса). В одних местах они как бы скучены, в
других – растут разреженно. После отмирания крупных деревьев в старых леса остаётся
большая долго не зарастающая «прогалина», просвет – так называемое «окно». Световые
окна в древесном пологе встречаются часто. Под ними формируется светолюбивая флора
низших ярусов и появляется подрост деревьев. Так происходит постепенная смена
поколений древесного яруса, а её механизм получил название оконной динамики
(соответствующая ей мозаичность лесных экосистем – оконной мозаики).
На изучаемых нами участках были изучены и описаны различные виды растений и
кустарников и спрогнозированы этапы возобновления леса на каждом из участков в
зависимости от его исходного типа в виде таблицы:
1ый
50 лет назад
В данный момент
через 50 лет
Через 100 лет
Вырубка
Березняк
Ельник
Ельник
Березняк
Ельник
Ельник
Смешанный лес
Сосняк
Сосново-еловый лес
Ельник
Ельник
участок
2ой
участок
3ий
участок
Следует отметить, что прогноз сделан с пренебрежением антропогенного фактора.
Можно выделить несколько этапов возобновления леса. Например, если предположить,
что если на данном участке была вырубка, то затем лес будет возобновляться следующим
образом: березняк – ельник (сосново-еловый лес в том случае, если в почве присутствует
песок) – смешанные леса.
Список литературы:

Деревянистые растения Подмосковья в осенне-зимний период (Е.А.Дунаев,
1999 год)

Определитель кустарников в осенне-зимний период (Боголюбов А.С., 2005)

Определитель деревьев в осенне-зимний период (Боголюбов А.С., 2005)