Лекции для студентов

Мерзлотное лесоводство: лесообразовательный процесс

Современные представления о лесообразовательном процессе

Излагая основные положения учения о типах насаждений, выдающийся отечественный лесовод Г.Ф. Морозов (1914, 1930) обратил внимание на то, что в их развитии наблюдаются определенные этапы достаточно однородных качеств разной продолжительности и устойчивости, которые, с одной стороны, обусловлены биологическими особенностями и экологическими требованиями древесных пород, а с другой — условиями среды, в которых формируется и развивается насаждение. Им впервые было введено понятие лесообразовательный процесс.

Теоретическое обоснование динамических изменений в лесных биогеоценозах было сформулировано спустя десятилетия Б.П. Колесниковым (1956, 1958, 1966, 1974). В результате многолетнего изучения динамики кедровых лесов Дальнего Востока он пришел к заключению, что лесообразовательный процесс следует рассматривать как совокупность явлений, определяющих возникновение, становление, развитие, разрушение и смену лесных фитоценозов, то есть эволюцию лесного покрова.

Б.П. Колесников рассматривал типы леса, как отдельные этапы лесообразовательного процесса, объединяющие участки леса различных стадий возрастных и коротко-восстановительных смен в определенных типах условий произрастания. Согласно его воззрениям, типы леса, как единицы лесного покрова, слагаются из множества элементарных типов насаждений, являющихся формой их существования. Относительно длительное функционирование девственных лесов без воздействия на них и среду разрушающих факторов приводит, по его заключению, к формированию разновозрастной структуры древостоев, сбалансированности прироста и отпада, а также биологического круговорота в лесных биогеоценозах.

Как известно, существуют различные классификации форм динамики растительного покрова в зависимости от того, какой параметр принимается за основополагающий. Так, Е.М. Лавренко (цит. по: В.Н. Сукачев, 1972), исходя из разной продолжительности сукцессий, предлагал подразделять все их многообразие на: 1) вековые, обусловленные эволюцией материков и климатическими изменениями; 2) длительные, протекающие десятки, а иногда и сотни лет (их примером могут служить смены хвойных пород лиственными в результате рубок); 3) быстрые, происходящие в течение нескольких лет или десятилетий, например, связанные с возрастными изменениями в строении и структуре древостоев; 4) катастрофические, обусловленные причинами, приводящими к гибели древостоя (лесные пожары, ветровалы, селевые потоки, вспышки массового размножения энтомовредителей, рубки и т.п.).

В.Н. Сукачев (1938, 1972) принимал в качестве основы для классификации различных формы динамики лесных биогеоценозов причины, определяющие происходящие изменения. Он различал смены вековые, эдафические, экогенетические и антропогенные. Рассматривая лесной биогеоценоз как сложное единство всех слагающих его компонентов, взаимно влияющих друг на друга и находящихся во взаимной обусловленности, В.Н. Сукачев (1972) заключает, что «... каждый лесной биогеоценоз даже на короткий срок не остается совершенно постоянным, неизменным. Он в той или иной степени всегда изменяется, но эти изменения бывают то столь быстрыми, что мы их легко констатируем, то столь медленные, что мы их не замечаем» (с. 357).

Это утверждение убедительно иллюстрируют, например, вековые и антропогенные смены. Первые обусловлены общими изменениями климата и геоморфологических условий. Они протекают медленными темпами и являются необратимыми, так как приводят к коренным изменениям всех компонентов биогеоценозов. Антропогенные сукцессии, предопределяемые главным образом сплошными рубками и лесными пожарами, вызывают не только гибель древостоев, но и быстрые изменения условий среды, а также других компонентов биогеоценозов. В каждом конкретном случае, по мнению В.Н. Сукачева (1972), сукцессионные смены «... являются результатом одновременного действия нескольких причин и различные формы смен накладываются одна на другую» (с. 386).

Близких взглядов на динамические процессы в лесных сообществах придерживались в первой половине текущего столетия М.Е. Ткаченко (1911), А.П. Тольский (1913), А.В. Тюрин (1913), С.А. Богословский (1921), Б.А. Ивашкевич (1929), А.А. Корчагин (1929), В.Б. Сочава (1930). При этом многие из них, вслед за М.Е. Ткаченко, высказывали идею цикличности формирования насаждений. Наиболее отчетливо она была сформулирована на примере девственных кедровых древостоев Приморья Б.А. Ивашкевичем (1929). Анализируя закономерности их возрастного строения, он пришел к заключению, что «... если бы девственный лес характеризовался непрерывностью процессов изменения, в нем нельзя бы уловить и постоянных устойчивых закономерностей строения. Если же его насаждения развиваются скачкообразно, по мере накопления внутри элементов нового, т.е. если процесс естественного развития диалектичен, то в перерыве между этими скачкообразными изменениями в насаждении должны существовать какие-то устойчивые соотношения между его элементами» (с. 41).

По мнению известного исследователя лесов Европейского севера А.А. Корчагина (1929), «... девственный лес всегда разновозрастный и неизменный, он живет, сохраняя всегда одну и ту же структуру. Определенный процент деревьев отмирает, определенный процент подроста появляется» (с. 291). Это рассуждение, на наш взгляд, справедливо лишь для тех случаев, когда на протяжении длительного времени на лесные биогеоценозы не воздействуют какие-либо экзогенные факторы, к каковым можно отнести пожары от молний, ветровалы и другие природные стрессы.

Идея цикличности лесообразовательного процесса, изначально заложенная в его первом звене — определенной периодичности плодоношения древесных пород, — нашла свое отражение и в целом ряде работ, посвященных изучению репродуктивного потенциала хвойных (Молчанов, 1961; Афанасьев, 1973; Комин, 1973, 1981; Некрасова, 1974; Поздняков, 1975; Воробьев, 1982; Бобринцев, 1985 и др.).

Развивая теоретические положения о закономерностях динамики насаждений, сформулированные Г.Ф. Морозовым, Б.А. Ивашкевичем , В.Н. Сукачевым и Б.П. Колесниковым, многие исследователи понимают под лесообразовательным процессом возникновение, формирование, приобретение способности устойчивого произрастания и динамики лесных сообществ в определенных физико-географических условиях и ведущий к качественно новым состояниям на определенных временных этапах в результате взаимодействия биотических и абиотических факторов , а также антропогенного воздействия (Смагин, 1965, 1980; Смирнов, 1970; Смолоногов и др., 1971; Санников, 1978, 1981, 1991; Чибисов, 1990, 1992; Львов и др., 1980; Седых, 1990, 1991, 1996; Комин, 1981, 1993; Манько, 1991; Смолоногов, 1991 и др.).

Ю.И. Манько (1991), придерживаясь географо-генетической типологии Б.А. Ивашкевича и Б.П. Колесникова, рассматривает тип леса как этап лесообразовательного процесса, «... как качественное обособленное звено в генетическом ряду развития лесной растительности определенной лесорастительной области» (с. 92). Под возрастными сменами он понимает изменения в составе и структуре коренных лесных группировок, происходящие в связи с онтогенезом эдификатора, а под коротко-восстановительными сменами — демутационные процессы, развивающиеся после воздействия естественных или антропогенных факторов. Они включают в себя различные типы вырубок и гарей, а также вторичных лесных группировок, если в течение жизни одного поколения происходит смена пород.

Глобальная общность лесообразовательного процесса заключается в том, «... что он повсеместно идет в одних и тех же основных направлениях: формирования и развития сообществ лесной растительности на первичных экотопах; поддержания стабильности существования лесов; естественного восстановления лесов после их стихийного или антропогенного уничтожения...» (Розенберг, 1991, с. 128-129).

Развивая хорологический аспект генетической (динамической) типологии, С.Н. Санников (1991) понимает тип леса как тип лесных экосистем какого-либо ландшафтного региона, сходных по типу лесорастительных условий, структуре и общим тенденциям динамики, которые «...под влиянием резких экзогенных нарушений (пожар, ветровал, рубка и т. п.) могут апериодически «расщепляться» на серии качественно различных по доминантам главного древесного яруса дигрессивно-демутационных рядов восстановления и развития биогеоценозов» (1991, с. 136).

Рассматривая вероятные сценарии лесообразовательного процесса и предлагая различать в нем фазы, стадии и периоды, как временные отрезки качественного состояния лесных экосистем, В.Н. Седых (1991) считает необходимым одновременно оценивать прогрессивность или регрессивность факторов, воздействующих на лес, имея в виду, прежде всего, роль пожаров и вредителей как в лесообразовательном, так и в эволюционном процессах.

Следовательно, направления, характер и темпы динамических изменений определяются в каждом конкретном случае не только в результате взаимодействия биотических и абиотических факторов, но и характером природных и антропогенных воздействий в пределах всего регионально-формационного разнообразия лесного покрова.

Учитывая, что обозначить, даже схематично, роль и влияние тех или иных факторов, предопределяющих тенденции лесообразовательного процесса во всем их многообразии и взаимообусловленности, практически невозможно, остановимся лишь на ведущем из них — лесных пожарах. Именно они выступали и выступают в различных природно-климатических условиях бореальной зоны планеты в роли главного лесообразующего фактора (Мелехов, 1948; Исаев, Уткин, 1963; Белов, 1973; Бузыкин, 1975; Санников, 1981; Щербаков и др., 1979; Фуряев, 1985, 1996 а, б; Валендик, 1990, 1996; Софронов, Волокитина, 1990, 1998; Абаимов и др., 1996, 1998; Иванова, 1996; Matveev, Usoltzev, 1996; Furyaev, 1996; Sannikov, Goldammer, 1996; Pleshikov, Ryzkova, 1996 и др.), Влияние пожаров на природу леса по своим масштабам и степени воздействия несоизмеримо более продолжительно по времени в историческом аспекте и, несомненно, более весомо нежели рубки леса и другие антропогенные стрессы.

Многие исследователи отмечают, что в таежной зоне Сибири практически невозможно встретить сколь-либо значительные участки леса, не подвергавшиеся воздействию пожаров на протяжении жизни одного поколения. Следовательно, любой конкретный тип леса представляет собой тот или иной качественный и временной этап послепожарных восстановительных сукцессий, контролируемых лесорастительными условиями. Так, по заключению А.И. Уткина (1965), пирогенный фактор в лесных биогеоценозах Центральной Якутии «... определяет не только состояние лесов, но и весь ход их развития: от возобновления до распада» (с. 33).

В результате обобщения многолетних данных по отдельным регионам Сибири, характеризующих повторяемость лесных пожаров, В.В. Фуряев (1996 а) пришел к выводу, что в равнинных ландшафтах Обь — Енисейского междуречья этот показатель в среднем составляет 79 лет (пределы — 20 — 185), в горных ландшафтах Енисейского кряжа — 50, а в условиях Средне-Сибирского плоскогорья — всего лишь 47 лет. Следовательно, на протяжении жизни одного поколения светлохвойные леса в среднем подвергаются воздействию пирогенного фактора не менее трех-четырех раз, изменяя, естественно, характер возрастных смен, протекающий в лесу. Аналогичных взглядов на определяющую роль пожаров в формировании и динамике лесов придерживаются и многие зарубежные исследователи. Они также рассматривают их как важный непериодический экологический фактор (Davis, 1959; Viro, 1969; Roe, Beufait, 1971; Frissel, 1973; Goldammer, Furyaev, 1996; Granstrom, 1996). Так например, в США все хвойные леса Скалистых гор имеют пирогенное происхождение, а пожары являются исторически постоянным фактором их формирования (Roe, Beufait, 1971). Мозаичность структуры лесного покрова Аляски также обусловлена воздействием пирогенного фактора (Virek, 1973).

Таким образом, краткий анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует, что лесные пожары на протяжении длительного времени являются важнейшим экологическим фактором, определяющим условия трансформации структуры древостоев и их гибели, а также возникновения, формирования и временной динамики лесов, то есть, тем естественным и антропогенным фактором, который неоднократно в течение жизни одного поколения леса предопределяет возможные сценарии восстановительных сукцессий, скорость и продолжительность смен, объединяемых понятием лесообразовательный процесс.