Водный режим в сосняках разных типов

Вологодская государственная молочнохозяйственная академия

им. Н.В. Верещагина

Реферат по дисциплине

«Лесоведение»

Тема: «Водный режим в сосняках различных типов»

Выполнил: студент 3 курса

                                                                       заочного отделения

                                                             Огурцов А.А.

                                                                Преподаватель:

Вологда - Молочное

2009 год

План

Введение

Основная часть

Раздел 1. Общая характеристика сосновых лесов

1.1   Типы сосновых лесов

Раздел 2. Водный режим

2.1 Водный режим леса

Раздел 3. Формирование сосняков в различных климатических условиях

Заключение

Список использованной литературы

Содержание

Введение                                                                                                стр. 4

Основная часть                                                                                      стр. 5

Раздел 1. Общая характеристика сосновых лесов                             стр. 5

1.2   Типы сосновых лесов                                                                     стр. 6

Раздел 2. Водный режим                                                                      стр. 8

2.1 Водный режим леса                                                                        стр. 9

Раздел 3. Формирование сосняков в различных

климатических условиях                                                                      стр. 11

Заключение                                                                                            стр. 15

Список использованной литературы                                                  стр. 16

Введение

Лес — сложное многоярусное растительное сообщество. В нем деревья, кустарники, кустарнички, травы, мхи, лишайники и грибы находятся в непрерывной взаимосвязи и взаимозависимости. Господствующий ярус образован деревьями с сомкнутыми кронами. Древесные породы очень различны по требованиям к теплу, свету и влаге.

Избыточное увлажнение, прохладное лето и суровую зиму лучше переносят хвойные породы. Их превращенные в иглы (хвою) листья испаряют относительно мало влаги. Хвойные леса занимают свыше 80% лесопокрытой площади России. Наиболее холодостойкой породой является лиственница. Полностью сбрасывая на зиму хвою, она тем самым предохраняет себя от вымерзания при чрезвычайно низких зимних температурах (до -60...-70°С).

Хвойные (таежные) леса обычно монодоминантные с простой, четко выраженной ярусной структурой. Выделяются древесный ярус, подлесок, степень выраженности которого зависит от типа леса, кустарничково-травянистый ярус и напочвенный мохово-лишайниковый покров. Основными лесообразующими породами хвойных лесов России являются лиственница, сосна, ель, кедр (сибирская кедровая сосна) и пихта. В зависимости от лесообразующих пород таежные леса подразделяются на темнохвойные (из разных видов ели, пихты и кедра) и светлохвойные (сосновые и лиственничные), отличающиеся друг от друга по структуре и составу сообществ.

Основная часть

Раздел 1. Общая характеристика сосновых лесов

Сосновые леса занимают второе место по площади (примерно 16%) среди лесов России, уступая лишь лиственничникам. Они распространены от Белого моря до низовий Дона, от западных границ до Центральной Якутии и Алданского нагорья.

Сосна — порода быстрорастущая, светолюбивая, нетребовательная к теплу и влаге. Ее можно встретить на сухих боровых песках и сфагновых болотах, на голых меловых склонах и гранитных скалах. Часто сосновые леса приурочены к песчаным и щебнистым почвам. Сосна очень чувствительна к загрязнению атмосферы, вреден для нее сернистый газ.

Сосна легко поселяется на открытых участках, выступая в роли дерева-пионера, поэтому часто она формирует производные насаждения на месте темнохвойных лесов после вырубок и пожаров.

Благодаря широкой экологической амплитуде сосновые леса представлены различными типами от сосняков (боров)-беломошников до сосняков сфагновых. Многие типы сосновых лесов повторяют аналогичные типы ельников: сосняки-кисличники, сосняки-зеленомошники, сосняки-черничники и т.д. Наиболее своеобразным является бор-беломошник, формирующийся на сухих и бедных почвах. Сосна здесь довольно низкая, угнетенная, деревья стоят редко. В этих борах встречаются растения, не свойственные ельникам. Одним из них является вереск — невысокий кустарник. Из травянистых растений можно назвать кошачью лапку, ястребинку волосистую. На поверхности почвы развивается светлый покров лишайников, образованный различными видами ягеля ("оленьего мха"), — лишайника кладонии.

1.3   Типы сосновых лесов

Сосновые леса, так же как еловые, разделяются на группы: сосняки-зеленомошники, сосняки-долгомошники, сосняки сложные, боры-беломошники, сосняки сфагновые и сосняки болотно-травяные.
К соснякам-зеленомошникам относятся три основные типа леса: бор-брусничник распространен на свежих малоплодородных супесчаных и песчаных почвах. В напочвенном покрове преобладает брусника.

Древостой имеют среднюю продуктивность. После пожара или сплошной рубки их могут сменить сосняки вересковые или лишайниковые; бор-черничник занимает подзолистые влажные и свежие суглинистые или супесчаные почвы. Древостой с подлеском средней густоты (рябина, можжевельник), средней продуктивности. Напочвенный покров преимущественно составляет черника.

Этот тип леса широко распространен в зоне хвойных лесов; бор-кисличник встречается на более плодородных, дренированных, подзолистых суглинистых и супесчаных почвах. Древостой достигают высокой производительности, имеют сравнительно густой подлесок, а в напочвенном покрове - типичных представителей, как кислица и майник.

Сосняки-долгомошники распространены на почвах суглинистых и супесчаных, сильнооподзоленных, серых, слабо дренированных. Производительность древостоев низкая. Эта группа лесов чаще представлена чистыми древостоями, реже с незначительной примесью березы. Подлесок состоит большей частью из ивы и крушины, а напочвенный покров - из мха и черники.

Сосняки сложные включают три основных типа леса: сосняк дубовый произрастает на богатых почвах.  В состав соснового древостоя здесь часто входят бук, дуб, граб, осина. Бук занимает второй ярус, а граб образует третий ярус. Богатый подлесок состоит из лещины, бузины, бересклета и других кустарников, а напочвенный покров - из лесных трав.

Эти древостой имеют высокую производительность; сосняк липовый встречается на хорошо дренированных, сравнительно богатых, свежих подзолистых, суглинистых и супесчаных почвах. Древостой отличаются высокой продуктивностью. Имеют густой подлесок, образуемый преимущественно липой вместе с лещиной, бересклетом и другими кустарниками, и густой напочвенный покров, состоящий в основном из трав (медуница, сныть), с редкой примесью мхов; сосняк лещиновый занимает еще более плодородные почвы, чем сосняк липовый, следовательно, имеет еще более высокую производительность. В подлеске, состоящем из липы, а также лещины, бересклета, жимолости, преобладает лещина. Напочвенный покров представлен густым травостоем, в связи с чем вырубки подвергаются быстрому задернению. В группу боры-беломошник и входят сухие боры: сосняки лишайниковые, вересковые и каменистые. Сосняк лишайниковый может существовать как коренной тип леса, а также как временный, когда он образуется из сосняка-брусничника в результате пожара или сплошной рубки леса. Коренные лишайниковые сосняки занимают возвышенные места с сухими малоплодородными песчаными почвами. Чистые, одноярусные древостой сосняков малопродуктивны, имеют редкий подлесок. В напочвенном покрове засухоустойчивые травы (вейник, смолевка, вереск), а также лишайники.

Сосняки считаются вересковыми, когда в напочвенном покрове преобладает вереск. Сосняки каменистые встречаются в горах, на каменистых россыпях. Сосняки сфагновые располагаются на заболоченных торфянистых почвах и имеют низкую продуктивность. Состоят из чистой сосны,  с примесью березы. В напочвенном покрове растет сфагнум, багульник, клюква, голубика. Сосняки болотно-травяные произрастают только по берегам и в долинах рек и ручьев, занимая наносные  плодородные почвы. Древостой состоят из сосны с примесью лиственных пород и отличаются высокой продуктивностью. В подлеске растет черемуха, калина. В напочвенном покрове - густые травы.

Раздел 2. Водный режим

Во́дный режи́м  — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги. Основной источник  влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. В почву поступает меньше влаги, чем выпадает её в виде осадков, так как значительная часть задерживается растительностью, в особенности кронами деревьев. Вторым источником поступления влаги в почву является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы и в её верхних горизонтах (10—15 мм). Туман может оказывать значительно больший вклад в сумму осадков (2 мм/сутки), является редким явлением.

Часть поступившей на поверхность почвы влаги образует поверхностный сток, который наблюдается весной во время снеготаяния, а также после обильных дождей. Величина поверхностного стока зависит от количества выпавших осадков, угла наклона местности и водопроницаемости почвы. Выделяют также боковой (внутрипочвенный) сток, возникающий из-за различной плотности почвенных горизонтов. При этом вода, поступившая в почву, фильтруется через верхние горизонты, а дойдя до горизонта с более тяжёлым гранулометрическим составом, формирует водоносный горизонт, называемый почвенной верховодкой.

Часть влаги из верховодки просачивается в глубокие слои, достигая грунтовых вод, которые в своей совокупности образуют грунтовый сток. При наличии уклона местности часть влаги, сосредоточенной в водоносном горизонте, может стекать в пониженные участки рельефа.

Помимо стока, часть почвенной влаги расходуется на испарение. Из-за своеобразия и непостоянства свойств почвы как испаряющей поверхности, при одинаковых метеорологических условиях скорость испарения меняется сообразно изменению влажности почвы. Величина испарения может достигать 10—15 мм/сутки. Почвы с близким залеганием грунтовых вод испаряют гораздо больше воды, чем с глубоким.

2.1 Водный режим леса

Это совокупность явлений, определяющих поступление атмосферных и грунтовых вод в лес, использование их лесом, а также передвижение воды внутри леса и за его пределы. Водный режим леса обычно характеризуется водным балансом в системе атмосфера — лесная растительность — почвогрунт для конкретного участка за определённый отрезок времени (чаще всего за год). Часть осадков, проходя через просветы в пологе леса, достигает лесной подстилки, часть задерживается на поверхности деревьев и растений нижних ярусов. Разность между осадками над пологом леса и достигшими поверхности почвы называется задержанием влаги, или интерцепцией. Величина интерцепции зависит от строения и плотности древесного полога, от интенсивности и продолжительности дождя. Например в еловых лесах она достигает 30—40%, в лиственных  10—20%; объём влагозадержания соответственно 7 или 3 мм. Сток по стволам, у берёзы, достигает 3—4% осадков, задержание которых подлеском, подростом, травяным и моховым покровом может быть весьма значительным. Покров из зелёных лесных мхов задерживает до 4 мм осадков, из кукушкина льна и сфагнума до 5—6 мм. Лесная подстилка может аккумулировать до 10 мм дождевой или талой воды. Часть воды, поступившей в подстилку и на поверхность минеральной толщи лесных почв, фильтруется в глубь почвы или поступает в гидрографическую сеть в виде поверхностного стока. Более высокая пористость почвогрунтов под лесом и меньшее их промерзание способствуют лучшей фильтрации воды в глубокие горизонты и питанию подземных вод. Часть воды поступает в гидрографическую сеть подповерхностным (внутриподстилочным и почвенным) стоком, благодаря чему растягивается период паводков и снижаются макс, расходы воды.

Расход воды лесом происходит как за счёт испарения её с поверхности растений и почвы, так и путём десукции и последующей транспирации. Суммарная потребность в воде лесных фитоценозов в разных природных зонах различна и колеблется, по данным учёного А. М. Алпатьева, в следующих пределах:

Древесные формации по сравнению с травянистыми и некоторыми культурными растениями характеризуются потенциально большим суммарным испарением, которое в значительной мере зависит от свойств самого леса. Существует мнение, что максимум водопотребления (и соответственно минимум стока) наблюдается в 40—60-летних хвойных насаждениях. Сокращение площади спелых и перестойных лесов и накопление молодых и средневозрастных приводит к повышению расхода влаги на испарение и к уменьшению стока. Вместе с тем замена хвойных насаждений лиственными может привести к компенсации расхода воды за счёт уменьшения количества осадков, задержанных кронами деревьев, и сокращения сезона вегетации. В оценке влияния леса на объём годового стока нет единой точки зрения. Отмечаемый в некоторых исследованиях повышенный сток с более лесистых водосборов может быть объяснён воздействием леса (с его сложной вертикальной структурой) на осадки и их перераспределение в пользу лесных бассейнов, а также дополнительного питанием подземными напорными водами. Наличие такой «приходной» статьи водного баланса, как подпитывание почвогрунтов снизу, более вероятно на лесных реках, поскольку процесс обезлесения водосборов был связан с выбором земледельцами наиболее свободных от избытка воды лесных земель.

Раздел 3. Формирование сосняков в различных климатических условиях

Непосредственное влияние на формирование растительности в одних и тех же климатических условиях имеют три экологических фактора: плодородие почвы, степень и режим влажности почвы и ее аэрация. Изменение этих факторов проиллюстрировано графиком в системе координат, в которой по оси ординат вверх отложено уменьшение влаги в почве, а вниз - увеличение проточной влаги, обеспечивающей достаточную аэрацию. По оси абсцисс вправо происходит увеличение плодородия почвы, а влево - увеличение застойной влажности почвы, ведущее к ухудшению аэрации и снижению плодородия почвы. Пересечение координат будет соответствовать тому типу условий местопроизрастания, это средние условия для произрастания лесной растительности.

Схема рядов и ареалов сосновых ассоциаций

Тип соснового леса в таких условиях местопроизрастания характеризуется преобладанием в первом ярусе сосны хорошего роста с участием других пород. Второй ярус отсутствует. Ярус подлеска тоже отсутствует, но его элементы в виде отдельных кустов из ив серой и ушастой, крушины ломкой иногда встречаются. Травяной покров очень характерный, из лесных трав, среди которых преобладают: кислица, майник, седмичник, грушанка. Лесные кустарнички (черника, брусника) сильного развития не достигают. Моховой покров характерный и часто имеет вид сплошного рыхлого зеленого ковра, состоит он из мхов: ритидиадельфуса, плеуроциума, дикранумов. Такой тип леса называется сосняк-кисличник (Pinetum oxalidosum).

Тип соснового леса, занимающий условия местопроизрастания, характерные для эдафического ряда, идущего по оси ординат кверху в направлении большей сухости, будет иметь такой же строй, как и предыдущий, но сосна отличается более слабым ростом. В травяном покрове преобладают лесные кустарнички, главным образом брусника. Моховой покров характеру сложения, и по составу сходен с предыдущим, только в нем преобладают менее требовательные к почве мхи: плеуроциум и дикранумы. Это сосняк-брусничник (Pinetum vacciniosum).

Сосняк, сформировавшийся в условиях местопроизрастания, отличающихся большей влажностью с некоторой застойностью, и располагающийся в эдафическом ряду, идущем влево от кисличника по оси абсцисс, имеет такой же строй, как и у предыдущего типа. В травяном покрове тоже преобладают лесные кустарнички, из которых больше всего черники. В моховом покрове, кроме указанных ранее видов, заметное участие в понижениях микрорельефа принимают кукушкин лен и сфагнум. Это сосняк-черничник (Pinetum myrtillosum).

Характерной особенностью этих трех типов леса является сравнительная однородность видового состава мохового покрова и близость состава и строения древостоя и других ярусов, поэтому их объединяют в одну группу типов леса - сосняки-зеленомошники, хотя почвенные условия и производительность у них различные.

Тип соснового леса в условиях местопроизрастания эдафического ряда, где увеличивается бедность и сухости почвы (крайний по оси ординат кверху), имеет в первом ярусе только сосну сравнительно плохого роста, второй ярус отсутствует, в третьем - единичный можжевельник, четвертый ярус хотя и слабо выражен, но довольно характерный, из лесных кустарничков и трав ксерофитов: толокнянка, водяника, брусника, кошачья лапка, очиток, молодило, овсяница овечья, плаун сплюснутый. Пятый ярус состоит из лишайников кладонии и цетрарии, встречаются мхи - дикранумы и плеуроциум с преобладанием первых. Такой тип леса называется сосняк лишайниковый (Pinetum cladinosum).

Сосняк, приуроченный к типу условий местопроизрастания, где увеличивается застойная влажность, на оси абсцисс влево, в первом ярусе имеет сосну очень плохого роста в чистом виде или с примесью березы пушистой. Второй ярус отсутствует, третий ярус хорошо выражен видами кустарников (береза карликовая, можжевельник, ива). Травяной покров из болотных кустарничков (багульник, голубика, подбел, лиония, водяника, клюква) и трав (осока, пушица, морошка). Моховой покров сплошной, преимущественно из различных видов сфагнума, принимает участие также кукушкин лен. Застойное избыточное увлажнение и сильное развитие мхов приводят к накоплению торфа иногда значительной мощности. Такой тип леса - сосняк сфагновый (Pinetum sphagnosum). Близкие к этому типу сосняки образуют группу типов - сосняков сфагновых.

Сосняки, занимающие условия местопроизрастания, средние между черничниками и сфагновыми, сходны с черничниками, но сосна в них худшего роста, травяной покров бедный по составу, угнетенный мхами, хорошо растет в этих условиях лишь голубика, багульник, черника. Моховой покров представляет сплошной плотный ковер значительной толщины (до 30 см) из кукушкина льна с участием в более пониженных местах сфагнума. Эти мхи, отмирая, образуют торф, но еще небольшой мощности. Это сосняк-долгомошник (Pinetum polytrichosum).

Сосняк, занимающий условия местопроизрастания, крайние по эдафическому ряду избыточного проточного увлажнения, характеризуется более сложной структурой и отличается составом ярусов. В первом ярусе со значительной примесью других пород, среди которых часто заметную роль играет ольха черная, рост сосны хороший, но древесина бывает невысокого качества. Второй ярус хорошо выражен рябиной, черемухой, ольхой серой, ивой козьей. Третий ярус достаточно хорошо выражен такими кустарниками, как жимолость обыкновенная, смородина черная и альпийская, волчье лыко, калина. Травяной покров сильно развит из крупных растений, образующих сплошной ярус высокотравья, в состав которого входят таволга, осоты разнолистный и большой, недотрога, вербейник, гравилат речной, папоротник женский, страусник, щитовники, хвощ лесной. Пятый ярус развит слабо из редких зарослей: мниум, климациум, родобриум; иногда встречаются пятна сфагнума. Такой тип называется сосняк травяно-болотный (Pinetum uliginosoherbosum).

В эдафическом ряду повышения плодородия почв (на оси абсцисс вправо) располагаются сосняки сложные. Первый ярус в них состоит из сосны, с примесью пород: ели, берез, осины, и широколиственных - липы, дуба, ясеня, вяза. Рост деревьев очень хороший. Второй ярус представлен рябиной, черемухой,  липой. В третьем ярусе различные виды кустарников (орешник) и липа вегетативного происхождения, образуют полог. Травяной покров развит хорошо с участием трав, растущих в кисличнике, и представителей широколиственных лесов. Он разнообразный и дает сплошной полог широкотравья: кислица, майник, седмичник, копытень, медуница, зеленчук, сочевичник, сныть, пролеска, ландыш, папоротники, страусник. Моховой покров развит слабо, он редкий и рыхлый.

В эту группу типов сосняков входят сосняк травяно-дубравный (Pinetum nemori-herbosum), располагающийся за группой зеленомошников, затем сосняк с подлеском из липы вегетативного происхождения (Pinetum tileosum), сосняк лещиновый (Pinetum corylosum) и, наконец, крайнее положение занимает сосняк с участием дуба (Pinetum quercetosum) на особенно богатых почвах.

Во всех условиях месторождения эдафических рядов, за исключением лишайникового и крайнего сфагнового могут расти и другие древесные породы, являясь там преобладающим. Такие породы, как ель, береза, осина, образуют типы леса, соответствующие сосновым.

Заключение

На существующие в природе типы леса нельзя смотреть как на образцы, которым нужно подражать при создании искусственных лесов, однако знание типов леса совершенно необходимо, так как оно помогает лесоводу хорошо ориентироваться в лесу, судить о лесорастительных условиях, применять наиболее рационально различные хозяйственные мероприятия при эксплуатации леса, при повышении его продуктивности, при лесоразведении.

На виды сосняков, их произрастание, особенности развития  влияние оказывают климатические особенности территории, водный и температурный режим, количество осадков, влагоемкость почв и другие факторы.

Список использованной литературы

1. Алпатьев А. М., Влагообороты в природе и их преобразования, Л., 1969;

2. Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.

3. Молчанов А. А., Гидрологическая роль леса, М., 1960;

4. Соколов А. А., О чем шумит русский лес, Л., 1982.

5. Устинова А.А. Лес как объект научных исследований студентов. Учебное пособие. Самара: Изд-во СамГПУ, 1998

Скачано с www.znanio.ru