РАЗДЕЛ 5. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Лекция 4. МЕТОДОЛОГИЯ ЛЕСОВОДЧЕСКИХ (БІОГЕОЦЕНОЛОГІЧНИХ) ИССЛЕДОВАНИЙ
К основным
компонентов леса. М. Сукачев отнес атмосферу, фунт, растительность, животный
мир и микроорганизмы. Взаимодействие между ними в лесу чрезвычайно сложная, поэтому в
комплексе этого взаимодействия нет общих методов изучения. Компоненты
взаимодействуют между собой как друг с другом, так и с несколькими, что исследовать трудно.
Кроме того, исследования, например, питания взрослых деревьев в условиях леса
связано с большими трудностями, практически оно в современных условиях невозможно.
Поэтому часто применяются такие методики исследований, которые позволяют получить
необходимые данные косвенно.
Лесные насаждения
отличаются от других растительных группировок земной суши более сложной
пространственной неоднородностью. Природа конкретного насаждения зависит прежде всего
от климатических условий, горной породы, на которой сформировалась почва, древесных
пород и другой растительности, что является компонентами лесного насаждения. Все это
накладывает отпечаток на формирование лесного насаждения, определяя ярусность в
его вертикальной структуре. Кроме того, формируется и определенная структура в
горизонтальной плоскости, структурные элементы которой получили название синузій.
Ярусность строения лесных насаждений охватывает и лесную подстилку — один из
важнейших компонентов в лесных насаждениях.
В горизонтальной
плоскости лесные насаждения характеризуются мозаичным размещением древесной
растительности, при котором биогруппы чередуются с различными по размеру лужайками без
нее. Неравномерность древесного полога влияет на наличие и развитие нижних
ярусов растительности — на надґрунтовий покров, лесную подстилку, животный мир,
микробное заселение подстилки и почвы, характер увлажнения почвы и тому подобное. В
таком понимании синузії получили название парцелл. Методология лесоводческих
исследований и учитывает парцелярну строение лесных насаждений.
В процессе роста и
развития лесных насаждений происходят изменения во взаимоотношениях компонентов леса.
Такие изменения являются непрерывными в течение жизни лесного насаждения. Поэтому при
изучении природы леса нужны долговременные исследования отдельных факторов, которые
влияют на характер лесных насаждений, изменяясь во времени в результате
взаимодействия с другими факторами. Нужно помнить, что весь процесс роста и
формирование лісостану является результатом взаимовлияния компонентов, составляющих,
а также взаимовлияния с другими биогеоценозами. Исследование взаимодействия и должно
дать результат, что свидетельствует об определенный характер режима преобразования веществ и
энергии, от которого зависит биологическая продуктивность лесного насаждения.
Методология
лесоводческих исследований учитывает также определенную организацию древостоев,
сформировалась в результате длительного исторического процесса и более присуща
лесам естественного происхождения. Такая организация (строение) древостоев проявляется
в определенном порядке размещения и группирования взаимосвязанных живых и неживых
компонентов, который обеспечивает всей системе возможность осуществлять основную
функцию — материально-энергетический обмен между составными насаждения и
насаждениями и окружающей средой. Нужно помнить, что искусственно созданные
человеком насаждения имеют сравнительно короткую историю, они не всегда являются устойчивыми
без поддержки человека. Поэтому изучение природы таких древостоев в лесах Украины
имеет большое значение.
Лісівницькі
исследования касаются не только растительности, как компонента леса. Далеко не все
вопрос влияния на лес микроорганизмов уже досконально изучены. А впрочем (по Т. В.
Арістовською) нет ни одного биогеохимического процесса в высших растениях и
животных (без участия микроорганизмов. Микроорганизмы способны осуществлять химические
реакции, которые недоступны ни высшим растениям, ни животным. Например, фиксация
свободного азота атмосферы, минерализация органических остатков, разложение и синтез
минералов горных пород земной коры.
Важное значение для
жизни леса имеет взаимодействие древесных растений и почвы. Лесной грунт особый,
прежде всего, своей пестротой, что требует своеобразного методического подхода к
его изучению. В отличие от почвоведов, которые считают лесную подстилку
верхним горизонтом почвы, лесоводы (В. М. Сукачев, 1965) относят ее к
компонентов леса, причем считают очень важным компонентом. Методика
исследований лесной подстилки учитывает динамику ее образования — от появления,
накопления и стабилизации и исчезновения в случае рубки древостоя.
Атмосферный воздух
важно для леса в первую очередь как источник углекислого газа, который необходим для
образование органических веществ. Исследования воздуха в лесу учитывает существование
приземного слоя, где концентрация С02 высокая, и более высоких слоев —
до крон деревьев и в кронах, где она самая низкая. То есть, учитывается вертикальная
стратификация газа. Кроме этого, в лісостані учитывается дифференциация
растительности по вертикали, от чего зависит соответствующее расслоение атмосферы,
почвы, животного мира и микроорганизмов. Принято выделять вертикальные
структуры — біогоризонти.
Методология
лесоводческих исследований учитывает также влияние хозяйственных мероприятий в лесу, которые
особенно значительное место занимают в лесах с интенсивным ведением лесного
хозяйства. Ведь процессы роста и формирования искусственно созданных древостоев
много чем отличаются от насаждений естественного происхождения.
Уже отмечалось,
что лесные насаждения отличаются необычайной пространственной неоднородностью, которая
определяется неравномерным размещением (за исключением искусственно созданных) древесных
пород, разной густотой стояния деревьев, разным возрастом отдельных ярусов древостоя,
наличием окон в полозі и т. п. Поэтому при лесоводческих исследованиях, особенно в
лісостанах природного происхождения, обязательным является выделение биоценотических
парцелл. Этот процесс достаточно сложный, но исследования в отдельных парцеллы более
точно отражают особенности того или иного насаждения. В условиях Украины равнинные
леса по своему происхождению — искусственные. Для них характерна большая однородность. В
горных лесах Карпат также наблюдается однородность древостоев в определенных
высотных поясах.
Для лесных
насаждений, в отличие от других растительных группировок, характерна ежегодная смена
высоты древесного полога. Это приводит к значительных количественных и качественных изменений в
насаждении. С возрастом в насаждении могут в корне меняться внутренне-лесные
условия, возникать новые біогоризонти тому подобное. Например, в чистых сосняках
появляется подлесок, второй ярус. У лиственных пород, кроме того, в самом
древостоев происходят изменения, связанные с борьбой за существование, естественным
ожижением, что влияет на строение полога, так и на световой и тепловой
режим под ним.
В связи с определенной
динамикой, связанной с ежегодными количественными и качественными изменениями в
насаждении, лісівницькі исследования сопровождаются определенными трудностями. Для
исследований выбираются наиболее характерные участки лесных насаждений, на которых
закладывают пробные площади. Чтобы избежать изменения определенных показателей, связанных с
ежегодным приростом древостоев, практикуют одновременные исследования на серии пробных
площадей, заложенных в различных по возрасту лісостанах. При этом насаждения
подбираются таким образом, чтобы они отличались только по возрасту, а их состав, тип,
другие особенности были идентичными, то есть, они относились к одному природного
ряда развития определенного типа древостоя. Такой подход к постановке исследований
имеет место при изучении хода роста, некоторых других явлений в насаждениях.
Долговременные научные исследования должны проводиться на постоянных пробных
площадях. Краткосрочные исследования для магистерских работ, кандидатских
диссертаций могут проводиться и на временных пробных площадях, которые также
закладываются в лісостанах, отражающие их типичность.