РАЗДЕЛ 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РУБОК УХОДА

Лекция 3. ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЯХ ПОД ВЛИЯНИЕМ РУБОК УХОДА

3.2 Влияние рубок ухода на фотосинтез

Для древесных растений свет - важнейший экологический фактор ассимиляции. Но он связан с целым рядом других факторов, поэтому в течение дня ассимиляция очень редко коррелирует с интенсивностью света. Наиболее ассимиляция тесно коррелирует с освещением в утренние часы. В ясные дни летом ассимиляция приходит задолго до полудня и совпадает с уровнем радиации только перед вечером. Для теневого листья местных древесных пород максимальную ассимиляцию обеспечивает не полное освещение (70000 - 85000 лк), а в несколько раз меньше (20000 - 35000 лк).

Использование света теневыми листьями значительно выше по сравнению со световыми.

На ассимиляцию влияет температура воздуха, причем для аборигенных пород прохладная погода даже более благоприятная для прироста массы, поскольку при ней потери на дыхание будут ниже.

Положительно влияет на ход ассимиляции слабый ветер, потому что он обеспечивает больше поступления углекислоты в ассимиляционного аппарата. При скорости ветра свыше 1,7 м*сек^-1 ассимиляция начинает снижаться.

Хотя для самого процесса фотосинтеза нужны мизерные количества воды, однако обеспечение растений водой играет в процессе ассимиляции большую роль. Дефицит влаги в листьях приводит к закрытию ячеек, что значительно снижает и даже прекращает поступление углекислоты. Это наблюдается в период засухи. Некоторую компенсацию недостатка воды в почве может вызвать повышенная влажность воздуха.

Минеральное питание влияет на фотосинтез как прямо, так и опосереднено. При нормальном питании растений стимулируется синтез хлорофилла, усиливается деятельность почек, увеличивается общая поверхность листьев. Все это способствует усилению ассимиляционной производительности.

Ассимиляция углекислоты взрослыми деревьями во многом зависит от строения кроны, массы листья. Гущина облистяності того или иного вида указывает на световой минимум ассимиляции. Она тем больше, а затененность тем выше, чем ниже световой минимум. В затененной части кроны работа хлорофилла несколько иная, чем в незатінених. Он распадается и затем снова возобновляется в зависимости от интенсивности освещения. Ассимиляция лесных насаждений пока недостаточно изучена. Дело в том, что в насаждениях фотосинтетическая обстановка очень сложная, потому что все факторы, влияющие на фотосинтез, зависят от строения насаждений. Световой климат меняется не только от видовых особенностей построения крон, но и от взаимного затенения деревьев. В насаждениях только незначительная часть листьев освещена полностью, а большая часть должна довольствоваться отраженным светом и тем, что прошло через листья. Освещенность в насаждениях зависит от видового состав и ухода за насаждением. Гомогенная освещенность присуща только чистым молоднякам хвойных пород. Практически в лесных насаждениях нет ни одного листа или хвоинки с одинаковым световым обеспечением. Поэтому результаты Г. В. Савиной и Н. В. Журавлевой заслуживают на особое внимание. Как установлено этими авторами, при рубках ухода в первую очередь значительно меняется освещенность внутреннего лесного среды, вследствие чего меняется строение лиственной поверхности и интенсивность фотосинтеза. Исследования в сосняке показали разную интенсивность ассимиляции углекислоты различными типами хвои. Причем она зависела от условий погоды. Так, интенсивность ассимиляции теневой хвои в облачную погоду с облачностью 0,8 превышала интенсивность ассимиляции световой хвои в 2-4 раза. Объясняется это тем, что световой минимум в теневой хвои значительно ниже, чем в световой. Световая хвоя в верхней части кроны имела максимальную интенсивность фотосинтеза в период с 9 до 12 ч. Причем интенсивность ассимиляции на секции с сильной степенью сжижения была выше на 40%, а на секции с умеренным ожижением - на 13% по сравнению с контролем.

Средняя часть кроны, которая занята преимущественно промежуточным типом хвои, на прореженных секциях также имела более высокую интенсивность фотосинтеза по сравнению с контролем. Причем проведение рубки в большей степени активизировало фотосинтез именно в средней части крон, потому что верхняя часть оставалась почти при таком же освещении, как и к рубки.

Через 7 лет после рубки ухода хвоя верхней и средней части крон сосны ассимилировала на 15-27% интенсивнее, чем на контроле. При этом на секции с умеренным ожижением разница с контролем была минимальной. Ассимиляция теневой хвоей в нижних частях крон происходила с отрицательным балансом в течение всего вегетационного периода. Здесь процесс дыхания преобладал над фотосинтезом и очень редко (с 9 до 11 ч.) наблюдалось слабое усвоение углекислоты. Это объясняется значительным снижением освещенности в нижних частях крон через 7 лет после рубки. Влиял также дефицит влаги в почве в сезон исследований.

В кроне деревьев сосны встречается хвоя разного возраста - от годовалого до пятилетней. Интенсивность фотосинтеза хвои разного возраста - разная. По данным исследований Л.О.Іванова, Ю. А. Тетещина, Н. С. Завьяловой, интенсивность фотосинтеза в двухлетней хвое сосны выше, чем у трех - четырехлетней. Исследования Г. В. Савінової и М. В. Журавлевой показали, что световая и промежуточная хвоя сосны имеют высшую интенсивность в трехлетнем возрасте. Однолетняя хвоя заметно активизирует фотосинтез только под конец вегетационного периода. Таким образом, накопление органического массы у сосны происходит (особенно в начале вегетационного периода) благодаря деятельности двух-трехлетней хвои и только со второй половины июля становится заметной энергия ассимиляции однолетней хвои.

В дубравных условиях установлена также большая интенсивность ассимиляции углекислоты дубом на пройденных рубкой ухода секциях. Но в этих условиях световая обстановка восстанавливается после рубки быстрее, чем в сосняках, поэтому разница в интенсивности ассимиляции на опытных секциях и на контроле через 7 лет сглаживается. Если в сосняках разница выравнивалась через 7 лет, то в дубравах - через 4 года.

Установлены исследованиями положительные изменения в процессе фотосинтеза "а продуцирование органической массы после проведения рубок ухода, даже если они количественно незначительные, приходящихся на меньшее количество деревьев в лісостані. К тому же, при уходе оставляют на корню лучшие деревья, которые в данных условиях способны продуцировать органическое вещество лучше, более эффективно используя позитивные изменения в среде. Следовательно, общий эффект от рубок ухода будет заметнее.

Влияние рубок ухода на продуктивность фотосинтеза также изучал Г. Д. Белый (за Изюмским, 1969) у 18-летнему дубняка на Харьковщине. Автором установлено, что продуктивность фотосинтеза среднего дерева растет уже на следующий год после рубки ухода, достигая наибольшей величины на третий год. После 5 лет данные производительности приближаются к данным на контроле. Наилучшие результаты получены при умеренном прореживании древостоя.

Положительное влияние рубок ухода на продуктивность фотосинтеза был отмечен и в 20-летнем сосняка в Лебединском лесхозе на Сумщине.

Сжижение древостоя при рубках ухода влияет на транспирацию путем ее повышения, особенно в июле, на 26-30% по сравнению с контролем.