§ 27. Лес — деревья создают особую среду

Определения и обозначения

Лесное сообщество — совместно живущие растения, животные, грибы и микроорганизмы леса, связанные друг с другом и условиями среды. Это понятие показывает, что лес состоит не только из деревьев. Изменение одного участника может повлиять на многих других.

Ярусность — распределение растений леса по высоте, при котором разные виды занимают разные уровни. Одни растения тянутся к свету, а другие переносят затенение. Благодаря ярусности в одном лесу могут уживаться растения с разными потребностями.

Лесная подстилка — слой опавших листьев, хвои, веточек и других остатков на поверхности почвы. Она не является бесполезным мусором: в ней живут мелкие организмы, а остатки постепенно разлагаются. Подстилка защищает почву и возвращает ей вещества.

Микроклимат леса — особенности условий внутри леса, например освещённости, температуры и влажности. Он отличается от климата открытого места на небольшом участке. Понимание микроклимата помогает объяснить, почему в лесу растут одни виды, а другие встречаются редко.

Как это устроено

Деревья изменяют условия среды прежде всего своими кронами. Листья поглощают часть солнечного света, а ветви задерживают часть дождя и снега. Поэтому под пологом леса почва нагревается медленнее, воздух меньше пересыхает, а вода распределяется иначе, чем на открытом месте. Испарение воды листьями тоже влияет на влажность и температуру.

Растениям нужно разное количество света, и они имеют разную высоту. Высокие деревья получают свет сверху, кустарники используют освещение ниже крон, а травы и мхи приспособлены к более слабому свету. Так возникает несколько ярусов, и растения меньше мешают друг другу. Ярусность позволяет лесу полнее использовать пространство и доступный свет.

Под пологом деревьев освещённость обычно ниже, чем на поляне, потому что часть света поглощается листьями. Температура там меняется плавнее: днём не так жарко, а ночью не так быстро холодает. Влажность часто сохраняется дольше благодаря тени и подстилке. Поэтому в лесу лучше растут виды, способные жить при рассеянном свете и не слишком резких изменениях условий.

Листья, хвоя и веточки ежегодно опадают и накапливаются на поверхности почвы. Сначала их измельчают мелкие животные, затем грибы и микроорганизмы разлагают остатки. В результате сложные вещества превращаются в более простые и возвращаются в почву. Корни растений снова поглощают часть этих веществ, поэтому подстилка участвует в круговороте веществ.

Лесные условия важны не только для растений. В кронах, кустарниках, траве и подстилке животные находят пищу, укрытия и места для размножения. В древесине и почве живут грибы и микроорганизмы, участвующие в разложении остатков. Если меняются ярусы или подстилка, меняются и возможности для жизни всего сообщества.

Ярусы леса и условия жизни в них

Таблицу удобно читать сверху вниз, прослеживая, как уменьшается освещённость от крон к почве. Для каждого слоя нужно связывать растения не только с высотой, но и с условиями их жизни. Подстилка выделена отдельно, потому что это слой органических остатков, а не обычный растительный ярус.

Разбор задач

Задача 1

Сравните условия для растений на открытом месте и под кронами деревьев. Назовите два различия. Нужно не просто перечислить признаки, а связать их с влиянием крон. Ответ следует строить по двум условиям среды.

1. Сравним освещённость: на открытом месте солнечного света больше, потому что его не задерживают листья и ветви.
2. Сравним температуру: под кронами воздух и почва обычно нагреваются слабее, а её колебания меньше.
3. Свяжем различия с причиной: кроны поглощают и рассеивают свет, а тень и испарение воды смягчают нагревание.

Ответ: на открытом месте светлее и температура обычно меняется сильнее. Под кронами темнее и прохладнее, поэтому там растут растения, приспособленные к затенению. Дополнительно под деревьями часто дольше сохраняется влага.

Задача 2

Распределите высокое дерево, кустарник, траву и мох по ярусам леса и объясните, почему они могут расти на разной высоте. В условии уже указаны четыре жизненные формы, поэтому сначала расположим их от самых высоких к самым низким. Затем нужно объяснить роль различий в потребности растений в свете.

1. Высокое дерево отнесём к верхнему ярусу, потому что его крона находится выше остальных растений.
2. Кустарник поместим ниже деревьев, траву — в травянистый ярус, а мох — у поверхности почвы.
3. Объясним такое расположение: растения имеют разную высоту и по-разному переносят затенение, поэтому используют разные уровни света.

Ответ: высокое дерево относится к верхнему ярусу, кустарник — к нижнему древесному или кустарниковому, трава — к травянистому, мох — к самому нижнему слою. Такое распределение называют ярусностью. Оно уменьшает конкуренцию за свет и место.

Задача 3

После вырубки деревьев на участке изменились освещённость, влажность и количество опавшей листвы. Объясните, как это может повлиять на растения и животных леса. Рассуждать нужно цепочкой: сначала определить изменения среды, затем их последствия для организмов.

1. После исчезновения крон увеличится освещённость и усилится нагревание, а почва может быстрее терять влагу.
2. Опавшей листвы станет меньше, поэтому будет тоньше подстилка и уменьшится поступление веществ в почву.
3. Растения, животные, грибы и микроорганизмы, зависевшие от тени, укрытий и подстилки, будут сокращаться или сменятся другими видами.

Ответ: вырубка меняет микроклимат, почву и ярусную структуру участка. Одни лесные растения исчезают, а светолюбивые виды могут распространиться. Животные теряют привычные места питания и укрытия, поэтому меняется всё сообщество.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что в лесу повсюду одинаковые условия. Так думают, если замечают общий признак — наличие деревьев, но освещённость и влажность меняются от яруса к ярусу и от центра леса к опушке. Проверьте себя: сравните крону, кустарники, почву и открытый участок.

Ошибка: называть ярусами только этажи деревьев. Такое представление забывает о кустарниках, травах, мхах и лишайниках, которые тоже занимают определённые уровни. Проверьте себя: можете ли вы перечислить растения от верхнего яруса до поверхности почвы?

Ошибка: считать лесную подстилку просто мусором. Её допускают, когда не учитывают работу грибов, микроорганизмов и мелких животных. Проверьте себя: ответьте, куда после разложения попадают вещества из листьев и хвои.

Ошибка: думать, что деревья влияют только на растения. Кроны, стволы и подстилка создают условия для животных, грибов и микроорганизмов. Проверьте себя: назовите для каждого из них пищу, укрытие или место размножения, связанное с лесом.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о том, что растениям необходимы свет, вода, воздух и минеральные вещества. Именно различия в доступности этих условий объясняют ярусность и состав лесных растений. Если один ресурс меняется, это отражается на росте организмов.

Тема связана с изучением взаимосвязей организмов в сообществе и круговорота веществ. Опавшие остатки разлагаются, а вещества возвращаются в почву и снова включаются в питание растений. Значит, лес поддерживается взаимодействием живых организмов и неживой среды.

Понимание влияния деревьев на среду пригодится при изучении лесных экосистем и последствий вырубки лесов. Удаление деревьев меняет свет, влажность, температуру, почву и укрытия. Поэтому последствия затрагивают не один вид, а всё сообщество.

Что запомнить

• Деревья создают особые условия внутри леса.
• Кроны задерживают часть света и осадков.
• В лесу растения располагаются по ярусам.
• Освещённость и влажность различаются в разных частях леса.
• Опавшие остатки образуют подстилку и постепенно разлагаются.
• Изменение среды влияет на всё лесное сообщество.