Факторы, определяющие восстановления сосновых лесов

 

Послепожарный лесообразовательный  процесс в его полном объеме изучен недостаточно. Серьезного внимания заслуживает  послепожарная динамика растительности, в том числе и сосновых лесов  на ландшафтной основе. Изучение различных  фаций сосняков показало существенных особенностей, которые необходимо учитывать. В темнохвойных лесах послепожарные восстановительные стадии имеют хорошо выраженное морфологическое различия, в следствие которых они надежно выявляются в натуре и дешифрируются на аэрофотоснимках. Сосняки значительно реже полностью погибают от пожаров. Обычно они лишь изреживаются, в той или иной степени разрушаются, но часто сохраняют дополнительное поколение древостоя. Возобновление после пожаров во многих типах насаждений происходит без смены пород, с появлением группового подроста и формированием разновозрастных древостоев. Резких визуальных изменений и различий в морфологической структуре насаждений часто нет, за исключением характера живого напочвенного покрова, подроста и подлеска. Абсолютное большинство формирующихся послепожарных насаждений в течение многих десятилетий, как правило, периодически подвергается воздействию повторных пожаров, привносящих очередные изменения в состав структуру древостоев.

 

В рядах послепожарного восстановления сосняков в качестве основных признаков выделения стадий восстановительно-возрастной динамики принято принимать преобладающую породу и возраст основного поколения древостоя. При рассмотрении стадий восстановления темнохвойного древостоя, напротив, в первую очередь рассматривают состав пород. Возраст основного поколения древостоев сосняков таёжной зоны в большинстве случаев обусловлен давностью наиболее сильного пожара (Фуряев, 1996).

 

Востановительно-возрастные стадии формирования сосняков различных  фаций имеют ряд общих характерных особенностей. Прежде всего это касается морфологической структуры сообществ на разных этапах формирования, обеспечивающий достаточно резкое внешние различие стадий и надежное выделение их в натуре.

 

Стадии:

 

-свежие гари с полностью погибшим древостоем

 

-лиственно-сосновые или  сосново-лиственные молодняки

 

-сосновые жердняки

 

-средневозрастные и  приспевающие насаждения

 

-спелые

 

-перестойные сосновые  сообщества

 

Отмеченные выше более-менее  общие черты стадий и динамика характерны для большинства сосновых сообществ ландшафтов подзоны южной тайги Западной и Средней Сибири.

 

Обобщенная схема не может отражать все возможные  варианты восстановительно-возрастной динамики лесов. Особенности стадий по каждой фации обусловлены множеством прямых и косвенно действующих факторов: экологическим режимом экотопа и биологическими свойствами пород, слагающих сообщества и находящиеся в сложных межвидовых взаимоотношениях на протяжении всего цикла восстановительных смен. Кроме того, состав пород, его возрастную структуру, наличие подроста и подлеска, характер живого напочвенного покрова сосновых сообщества каждой стадии предопределяют в подавляющем большинстве случаев повторяющиеся пожары. Вследствие этого каждая из стадий того или иного вида фаций имеет свои индивидуальные черты, выражающиеся в составе пород на каждом этапе формирования, наличия возрастных поколений, характере живого напочвенного покрова и т.д. Эти черты проявляются при детальном сопоставлении лесоводственно-таксационных, геоботанических и лесопирологических характеристик сообществ на одних и тех же стадиях различных фаций. Вместе с тем, начиная со свежий гари и кончая коренным или условно коренным типом соснового насаждения, растительность каждой фации проходит через морфологически сходные стадии восстановительно-возрастной динамики.

 

 

2.2. Факторы  биологической природы и их  влияние (болезни и вредители)

 

Болезни древесных пород.

 

Болезни древесных  пород - обширная группа заболеваний древесных растений и кустарников, вызываемых патогенными организмами (болезни инфекционные) или неблагоприятными абиотическими факторами внешней среды (болезни неинфекционные). Среди инфекционных болезней лесных пород  наиболее распространённые, многочисленные и вредоносные — грибные болезни лесных пород. Большое значение имеют и некоторые бактериальные болезни лесных пород. Реже встречаются (или менее изучены) болезни  лесных пород, вызываемые вирусами, нематодами, цветковыми растениями-паразитами и др. патогенами. Значительный вред могут причинять неинфекционные болезни, а также сопряжённые болезни лесных пород. Болезни лесных пород классифицируют по возрастным группам поражаемых растений (например, болезни всходов, сеянцев, молодняков и т. д.), поражаемым органам (например, болезни листьев, корней, стволов и т. д.), типам болезней (сосудистые, раковые, гнилевые болезни, болезни типа шютте, парша, мумификация и др.).

 

Болезни плодов и семян — многочисленная группа заболеваний, разнообразных по особенностям развития и симптомам. Различают болезни, развивающиеся в течение вегетационного периода, и болезни, развивающиеся во время хранения плодов и семян. Первые вызываются преимущественно высоко-специализированными грибами, реже бактериями, из числа облигатных паразитов и факультативных сапрофитов. Они характеризуются ранним (обычно весенним) заражением семян. Развиваясь в летний период, эти болезни, как правило, сопровождаются специфическими изменениями формы, цвета, размеров или структуры плодов и семян. К таким болезням относятся, напр., ржавчина шишек, деформация плодов, пятнистости, некоторые болезни типа мумификации. Большинство болезней плодов и семян характеризуется внутренней инфекцией, при которой патоген развивается в тканях семян, вызывая ухудшение посевных качеств или полную потерю всхожести семян. Для защиты плодов и семян от болезней необходимо проведение системы мероприятий, которая включает надзор за появлением и распространением болезней, правильную организацию заготовки семян и соблюдение режима их хранения, химическую защиту плодов и семян (протравливание семян, дезинфекцию тары и хранилищ), фитопатологическую экспертизу семян на лесосеменных станциях.

Фитопатологическая экспертиза - специальное исследование с целью  определения заражённости растений или растит, материалов микроорганизмами. Методы Ф. а.: макроскопический (метод наружного осмотра), дополняемый микроскопированием; анатомический; биологический (с использованием влажных камер и питат. сред); серологический; физический (напр., люминесцентный анализ); химический и др. В лес. практике наиболее распространён Ф. а. семян древесных и кустарниковых пород на заражённость фитопатогенными грибами и бактериями. Его проводят лесосеменные станции. При Ф. а. семян для выявления внешних и внутренних инфекции чаще всего применяют метод питательных сред: ср. пробу семян (50—200 шт.) раскладывают на агаризированную питат. среду в чашки Петри или Коха, к-рые затем помещают в термостат и выдерживают 7—8 сут при темп-ре 22—26 °С, после чего по образовавшимся на семенах и питат. среде колониям грибов и бактерий определяют видовой состав патогенов и степень заражённости семенного материала. С этой целью используют также метод влажных камер. Для выявления поверхностного загрязнения семян спорами грибов часто применяют метод центрифугирования: ср. пробу семян помещают в колбы, заливают 10—20 мл дистиллированной воды, взбалтывают 5—10 мин, сливают суспензию в пробирки, центрифугируют 3—5 мин, воду сливают, осадок с небольшим количеством оставшейся воды встряхивают, полученную суспензию с помощью пипетки заливают в счётную камеру Горяева и просматривают под микроскопом; при этом устанавливают видовой состав патогенов, подсчитывают число спор в 1 мл суспензии и, зная кол-во семян в пробе, ср. массу одного семени и объём суспензии, определяют инфекц. нагрузку, т. е. ср. кол-во спор на одном семени. Реже применяют люминесцентный анализ семян и метод грунтконтроля.

 

Болезни всходов  и сеянцев — многочисленная группа болезней, свойственных древесным растениям на самых ранних этапах развития — с момента прорастания семян до 2-летнего возраста. Встречаются в питомниках, а также на самосеве — при естественном возобновлении под пологом леса или на вырубках. К болезням всходов и сеянцев иногда условно относят также многочисленные болезни ассимилирующих органов (листьев, хвои), встречающиеся на древесных растениях в любом возрасте, но опасные главным образом для молодых растений и поэтому требующие мер борьбы при поражении посадочного материала в питомниках, а также молодых культур. Самое вредоносное и широко распространённое заболевание многих лесных пород на первых этапах их жизни — загнивание проростков и полегание всходов, чаще вызываемое грибами, но иногда имеющее неинфекционную природу. В посевах лиственных и хвойных пород встречается фитофторозная гниль всходов. Молодые сеянцы клёна поражаются церкоспорозом, сеянцы бирючины — антракнозом. В отдельных районах 1-летние (реже 2-летние) сеянцы сосны поражаются выпреванием, а 1 — 3-летние сеянцы дуба — грибом Rosellinia quercina («дубовым корнедушителем»). В питомниках, в молодых культурах и на самосеве древесных пород под пологом леса встречается болезнь «удушье» сеянцев. Специфическое заболевание сосны в питомниках и сосновых молодняках до 12 лет — ржавчина побегов. Большой вред посевам древесных пород причиняют плесени (серая и тёмно-оливковая), вызываемые гриба-ми-дейтеромицетами. Из неинфекционных болезней всходов и сеянцев представляют опасность опал корневой шейки, выжимание, вымерзание и некоторые др. Болезни всходов и сеянцев характеризуются высокой вредоносностью: поражённые растения, как правило, гибнут; поэтому отпад сеянцев от болезней в питомниках может достигать значит, величины. При сильном развитии болезней резко снижается и выход стандартных сеянцев. Для защиты всходов и сеянцев от болезней в питомниках разработана система мер, включающих: надзор за появлением и распространением болезней; комплекс агро-технич. и лесохозяйственных мероприятий, направленных на улучшение роста сеянцев и создание неблагоприятных условий для развития патогенов; химические меры борьбы (протравливание семян и почвы, искореняющие и защитные опрыскивания); биологические меры борьбы (применение антибиотиков и др. биопрепаратов).

 

Болезни листьев — большая группа болезней, встречающихся в насаждениях любого возраста. Весьма различны по биологии возбудителей, характеру патологического процесса и внешним признакам. Наиболее многочисленны грибные болезни листьев: специализированные виды мучнистой росы и ржавчины, различают пятнистости (в т. ч. антракнозы), деформации и чернь листьев, парша. Широко распространены бактериальные болезни листьев (главным образом пятнистости, реже ожоги) и некоторые вирусные болезни типа мозаик. Известны и неинфекционные болезни листьев, проявляющиеся в виде ожогов, в изменении формы, размеров и окраски листьев, их отмирании. Болезни листьев опасны в основном в питомниках, молодых культурах, защитных лесных насаждениях и городских посадках. При болезнях листьев нарушаются фотосинтез, дыхание, транспирация и другие физиологические процессы, происходят гипертрофия, некроз тканей и другие патологические изменения. Болезни листьев ведут к снижению интенсивности ассимиляции, преждевременному опадению листьев, ухудшению декор, качеств, уменьшению прироста, снижению зимостойкости и общему ослаблению растений. При ежегодно повторяющемся поражении растений болезни листьев могут привести к отставанию в росте, а при сильной степени поражения — и к гибели молодых растений. В результате массового развития болезней листьев в питомниках уменьшается выход стандартного посадочного материала. Меры борьбы: устранение источников инфекции (уничтожение опавших листьев, искореняющие опрыскивания, изоляция промежуточных растений-хозяев и т. п.); Комплекс агро-технических и лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение устойчивости растений (правильный подбор пород, уход за растениями, применение удобрений и т. д.); профилактические и защитные химические обработки растений.

 

Болезни хвои встречаются в насаждениях разного возраста, но представляют опасность главным образом в питомниках и молодняках. Важнейшие из них — болезни типа шютте и различные виды ржавчины, свойственные почти всем хвойным породам и вызываемые высокоспециализированными видами грибов. Меры борьбы с болезнями хвои аналогичны тем, которые рекомендуются против болезней листьев.

 

Болезни корней встречаются у древесных растений разного возраста. В лесных питомниках наиболее часто наблюдается загнивание корешков при поражении молодых сеянцев полеганием. У сеянцев дуба гниль корней вызывается «дубовым корне-душителем». В школьных отделениях питомников, молодых посадках плодовых и некоторых других  древесных пород встречается бактериальный рак, или «зобоватость», корней. В насаждениях хвойных пород, начиная со II класса возраста, наибольшую опасность представляют корневые гнили, вызываемые корневой губкой и опёнком. Гнили корней хвойных пород вызывают также трутовик Швейница и рицина волнистая, а у лиственных — опёнок, трутовики плоский и дубравный. Болезни корней ведут к нарушению подачи воды в надземные части растений, ослаблению физиологических процессов, частичному или полному усыханию поражённых растений.

 

Болезни стволов  и ветвей свойственны главным образом взрослым насаждениям, но встречаются и в молодняках. Болезни стволов и ветвей очень многочисленны. Они разнообразны по этиологии, типу патологического процесса и внешнему проявлению. Наибольшее распространение и хозяйственное значение имеют сосудистые болезни, некрозные болезни, раковые болезни и стволовые гнили. Большинство болезней стволов и ветвей вызывается грибами, некоторые виды рака — бактериями. Поражение деревьев обычно ведёт к их ослаблению, усыханию части кроны или всего дерева. Стволовые гнили способствуют также бурелому и уменьшению выхода деловых сортиментов. Некоторые болезни, например голландская болезнь ильмовых, сосудистый микоз дуба, смоляной рак сосны, носят очаговый характер, что часто служит причиной массового усыхания и распада насаждений. Реже встречаются и не представляют большой опасности деформации ветвей типа ведьминых мётел, вызываемые чаще грибами, иногда вирусами, насекомыми, клещами и др. Из неинфекционных болезней важное значение имеют морозобойный рак, снеголом, повреждения градом, ожеледью, камнепадом (в горных лесах), а также повреждения, наносимые животными (особенно копытными) или связанные с деятельностью человека: раны, ушибы, затёски, ожоги и т. п. Неинфекционный патологич. процесс часто служит предпосылкой развития инфекц. заболевания. Системы мер по защите лесных пород от болезней стволов и ветвей включают проведение рекогносцировочного и детального надзора, лесохоз. мероприятий, направленных на повышение устойчивости насаждений и профилактику развития и распространения болезней (оптимальный подбор пород, рубки ухода и санитарные рубки, обрезка поражённых ветвей, лечение ран, пломбирование дупел и др.), и использование химич. методов борьбы (антисептирование пней, дезинфекция ран и срезов, химическая обработка против насекомых — переносчиков инфекции).

 

Пример: Нектрия - грибное заболевание поражает все древесные растения. На пораженных побегах весной или в середине лета появляются яркие оранжевые, красные подушечки. Заболеванию подвергаются обычно ослабленные растения - засухой, солнечными ожогами, подмерзанием. Гриб проникает в ткани через различные поражения коры. Грибница развивается в древесине и вызывает отмирание клеток. Наибольшее количество подушечек можно обнаружить на сухих, отмерших ветках.

Меры борьбы. Вырезают и сжигают усыхающие ветви  при санитарной обрезке деревьев.

На стволе пораженные части коры счищают, захватывая 3 - 4 см здорового участка. Края раны хорошо зачищают ножом, а места срезов покрывают садовым варом или замазывают смесью глины с коровяком (1:1). Затем рану обматывают тряпкой и в течение лета повязку смачивают водой, пока не зарастет рана.

 

Бактериальный рак – заболевание поражающее более чем двести видов двудольных растений, включая виноград. Встречается, практически во всем мире, но наиболее актуальна болезнь в прохладных регионах. Бактериальный рак вызывается бактерией Agrobacterium tumefaciens и имеет 3 биовариации, третью классифицируют как отдельный подвид - Agrobacterium vitis.

Среди видов винограда vitis vinifera – самый восприимчивый, но может серьезно поражать некоторые  межвидовые гибриды и подвои. На винограднике бактериальный рак  снижает рост лозы и урожайность, затрудняя движение воды и питательных веществ, кольцевое поражение приводит к гибели растения, в школке потери от бактериального рака, также, могут быть существенны. Зараженные кусты винограда менее морозо- и засухоустойчивы.

Признаки болезни: Agrobacterium tumefaciens поражает различные части виноградной лозы, чаще ближе к уровню почвы, рак на корнях нетипичен, но бактерия может вызывать на них ограниченные некрозы. Рак состоит из от белой до коричневой мясистой опухоли. Бактериальный рак становится виден на кусте где-то в середине вегетации, при этом быстро увеличивается в размерах, иногда разрастаясь до 15 см и более в диаметре.

Цикл болезни. Бактерия обнаружена во всех частях пораженного  виноградного куста, т.е. является системной  и может распространяться с посадочным материалом (черенки, саженцы), внешне кажущимся здоровым. На месте раскорчеванных больных кустов Agrobacterium tumefaciens может сохраняться в остатках корней и лозы до двух лет, инфицируя посадочный материал.

Болезнетворный микроорганизм может находиться в растении в течение нескольких лет, не вызывая опухолей, пока не появятся условия, способствующие поражению. Бактериальный рак развивается на многолетней и однолетней древесине виноградного куста в местах поранений (механических, морозобоины).

Поврежденная клетка винограда, выделяет аттрактанты, привлекающие Agrobacterium vitis к клетке. Бактерия передает часть кода ДНК (названный T-ДНК) в  ДНК клетки растения. T-ДНК активизирует клетку вырабатывать огромное количество гормонов роста (ауксинов и цитокининов), которые приводят к неуправляемому делению и росту зараженных клеток растения, из которых образуется ракообразный нарост.