Лес – вот истинный Прометей,
К.А. Тимирязев
похитивший огонь с неба, похищенный
им луч солнца приводит в движение
чудовищный маховик паровой машины,
и кисть художника, и перо поэта.
И тихо дремлет бор зелёный
И. Бунин
И в серебре лесных озёр –
Ещё стройней его колонны,
Ещё свежее сосен кроны
И нежных лиственниц узор!
Ни камень, ни металл, ни какой-либо другой материал не напоены такой поэзией и какой-то особой теплотой, которую так щедро излучает дерево – самый живой и любимый нами материал. Эта необыкновенная притягательная теплота дерева соткана из солнечных лучей, которые оно впитало за многие десятилетия своей жизни. Дерево обычно ассоциируется с лесом.
Лес – это не только деревья. Он всегда полон неожиданностей и интересен во все времена года. Человек издревле находил в лесу всё необходимое для жизни: пищу, лекарства, жилище, одежду, орудия труда, домашнюю утварь и многое другое. Трудно себе представить нашу жизнь без леса, без дерева …
Давайте проследим этот сложный путь от небольшого ростка дерева в лесу до прекрасных произведений искусства из дерева. Попробуем рассмотреть его именно в такой последовательности, в виде нескольких статей, каждая из которых посвящена важнейшим моментам из жизни дерева. Первая статья, естественно, посвящается лесу. Затем предлагается описать основной элемент леса – само дерево. Далее, следует рассмотреть применения дерева, а именно – древесину и всё, что связано с ней. Очень интересным будет следующий материал – он посвящён инструментам по дереву. И, наконец, последняя статья – искусство по дереву. Итак, начнём наш путь с великого чуда и неоценимого богатства – леса.
Что такое лес? Как он живёт? Мы часто бываем в лесу, любуемся его красотами и редко задумываемся о его собственной жизни, которая, оказывается, существует, и она невероятно интересна и сложна.
Начнём с того, что лес – это, прежде всего, сложное растительное сообщество. В состав его входит множество самых разнообразных растений: крупные деревья, относительно высокие кустарники, низкие кустарники, всевозможные травы и совсем маленькие мхи и лишайники. Все эти растения тесно связаны между собою и влияют друг на друга.
В этом сообществе обычно выделяют несколько ярусов растений. Верхний ярус образуют деревья, ниже идет ярус кустарников, ещё ниже – травянисто-кустарничковый ярус и, наконец, мохово-лишайниковый покров.
Вот древесный ярус, или, как его называют, древостой. Ведущая роль среди зелёного населения леса, бесспорно, принадлежит деревьям. Фактически именно они создают лес, без них не может быть самого леса, их главенствующая роль проявляется во многом. Они имеют огромную растительную массу, на их долю приходится подавляющая часть органического вещества. Мощные древесные растения создают под своими кронами совершенно особую лесную среду, благодаря чему они определяют возможность существования под своим пологом целых сообществ фауны и флоры. Под густым пологом леса не могут развиваться светолюбивые травы и кустарники и, в то же время, теневыносливые растения чувствуют себя прекрасно. Древостой является господствующим ярусом – всё, что растет под деревьями, испытывает большее или меньшее угнетение со стороны лесных исполинов.
Особенностью древесного яруса является неодинаковая густота деревьев. Чаще всего это связано с почвенными условиями, например, на песчаных дюнах лучше развиваються сосновые леса, а также с вырубками леса. Густоту размещения деревьев обычно выражают в числе стволов на одном гектаре. Густота стволов сильно зависит также от отношения самих деревьев к свету. Например, сосновый лес более редкий, нежели ельник – сосна более светолюбива и не может расти также густо, как теневыносливая ель.
В естественном лесу деревья никогда не бывают размещены равномерно по площади – часто можно увидеть разрывы, так называемые «окна». Особенно «окна» характерны для старого леса, когда случаются отмирания старых деревьев – такие места долго не зарастают.
Нередко встречаются участки леса, где древесный ярус образован какой-нибудь одной породой. Такой древостой называется чистым и одноярусным. В случае же нескольких пород древостой становится смешанным и двухярусным, а иногда и трёхъярусным.
Деревья – это бесконечное разнообразие, возникающее в результате их взаимодействия и конкуренции между собою и с другими составляющими леса. Такое разнообразие и различия между деревьями в лесу удобно классифицировать с помощью так называемых классов Крафта. По этой классификации деревьев в насаждении, предложенной ещё в XIX в. немецким лесоводом Густавом Крафтом, определено пять классов деревьев по степени их господства.
Первый класс – это самые мощные деревья, которые заметно выше и толще других и имеют особенно широкую крону. Это «деревья-волки» – биологически наиболее сильные и жизнеспособные. Они встречаются единично, но, как правило, имеют некачественную древесину, вследствие чего от них при лесозаготовках избавляются в первую очередь.
Ко второму классу Крафта относят нормально развитые деревья – их большинство, это основная масса древесного яруса в лесу.
Можно встретить деревья, которые заметно ниже и имеют кроны более узкие. Это уже третий класс Крафта – отставшие в росте от других, они угнетены своими соседями. Деревья третьего класса обречены, они уже не смогут догнать своих более сильных соседей.
Деревья ещё более угнетённые относят к четвертому классу. Они еще сильнее отстали от основной массы, кроны их сжатые, узкие, редкие, слабые. Некоторые толстые сучья в кроне уже засохли – таким деревьям жить осталось недолго.
Наконец, последний, пятый класс Крафта составляют совсем угенетённые, частично вымирающие или находящиеся на грани гибели, деревья.
Выделение классов Крафта – это классификация деревьев в лесу по степени угнетённости, отражающая основной биологический закон – закон конкуренции: выживает сильнейший. Такое разделение возникает вследствие целого ряда факторов: влияние света, количество влаги, питательных веществ, влияние на других своими продуктами жизнедеятельности, через опавшую листву и т.д. Интересно, что наибольшая «смертность» (до 95%) среди деревьев наблюдается в молодом возрасте.
Но лес – это не только деревья. Под деревьями в лесу обычно развиваются ранообразные кустарники. Они образуют свой особый ярус – подлесок. В зависимости от свойств почвы, густоты размещения деревьев, их пород, возраста леса, подлесок может быть густым, пышным или редким, слабо развитым. Лесные кустарники не тенелюбивы, а только теневыносливы. Кустарники в подлеске обычно сильно различаются по высоте.
Добавим также, что видов кустарников существенно меньше, чем пород деревьев. В разных лесах видовой состав кустарников может сильно различаться – в сосняке мало кустарников, в основном это можжевельник и крушина, дубовый же лес имеет более богатый набор кустарников: орешник, бересклет, жимолость, волчье лыко, шиповник. Можно сказать, что каждый тип леса имеет свой набор кустарниковых растений.
Подлесок играет немоловажную роль в жизни леса – в первую очередь как место гнездования птиц, истребляющих большое количество вредных насекомых, а также как поставщик различных плодов для зверей и птиц, обитающих в лесу. Многим лесным кустарникам свойственно опыление с помощью насекомых, в отличие от деревьев, по большей части опыляющихся ветром.
Кустарники хорошо размножаются семенами – это главный способ их воспроизведения. Вегетативное воспроизведение у кустарников не играет существенной роли. Наиболее распространённые виды лесных кустарников: орешник (лещина), жимолость, крушина, бересклет бородавчатый, можжевельник, бузина, калина, волчье лыко, малина.
Ещё ниже, на почве в лесу, как правило, развивается множество разнообразных травянистых растений и более мелких кустарничков. Этот покров сильно зависит от типа леса. Преобладание кустарничков, в особенности черники и брусники характерно для хвойного леса. В широколиственных дубравах, напротив, кустарнички встречаются редко и никогда не образуют сплошного покрова.
Травянисто-кустарничковый покров – это подчинённый ярус растительности в лесу. Степень его развития сильно зависит от плотности древостоя. Вот могучая дубрава – смыкающиеся тесно кроны дубов создают сильное затемнение, вследствие чего травяной покров там развивается слабо. Совсем другая картина в редком дубовом лесу, где под деревьями много света – травяной покров сплошной, густой, а сами травы высокие, крупные.
Обычно под пологом деревьев травы и кустарнички достаточно теневыносливы и прекрасно цветут и плодоносят. Среди лесных трав и кустарничков немало таких, у которых развиваются сочные плоды, привлекающие зверей и птиц – брусника, черника, костяника, майник, ландыш и др. Распространение семян с помощью представителей животного мира – обычное явление у лесных растений.
Нередко встречаются и другие способы переноса семян – потоками воздуха. Отдельные семена настолько малы, что почти неразличимы простым глазом – пылевидные семена являются одним из приспособлений растений к жизни в лесу. Интересно, что среди лесных растений почти нет таких, семена которых были бы снабжены специальными приспособлениями для полёта – подобного рода семена больше встречаются у растений открытых мест. В лесу немало растений, семена которых распространяются лесными насекомыми, например, муравьями.
Многие лесные травы быстро разрастаются, захватывая новые территории. Их «подвижность», как правило, объясняется наличием у них длинных ползучих корневищ (ландыш, майник) или надземных побегов (костяника, зеленчук, живучка). Почти все лесные травы – многолетние растения. Некоторые из трав прячутся на зиму в землю – у них в зимнее время живыми сохраняются только корневища и корни. Вся надземная часть полностью отмирает – это ландыш, майник, седмичник, сныть, вороний глаз. Другие травы сохраняют на зиму зеленые листья – это копытень, зеленчук, осока волосатая. Стоит добавить, что разные лесные травы могут сильно различаться по высоте. Вот кислица и копытень почти не поднимаются над почвой, а борец и колокольчик широколистный могут достигать 1–1,5 м.
Особо стоит упомянуть о ранневесенних растениях, их называют эфемероиды. Эти небольшие растения имеют совершенно особый необычный «график» развития. Они появляются на свет почти сразу же после схода снега, затем быстро цветут и плодоносят. После этого их надземная часть желтеет и засыхает, но они не пропадают – эти многолетние растения имеют клубни, луковицы, корневища. Наиболее распространённые из них – ветреница лютиковая с ярко-желтыми цветками, хохлатка с сиреневыми цветками, сцилла сибирская (голубой подснежник). Эфемероиды – украшение наших лесов.
Схожим образом ведут себя и кустарнички. Многие из них (черника, брусника) сильно разрастаются в разных направлениях. Именно так образуются целые их заросли, занимающие большие площади. Кустарничковые растения сильно различаются по способу перезимовки. Черника теряет осенью свою листву и зимует в виде «голых» кустиков, брусника же, наоборот, остаётся всегда зелёной, сохраняет листья на зиму.
Наборы трав и кустарничков в разных типах лесов сильно зависят от почвенных условий, пород кустарниковых подлесков и деревостоя.
Остаётся ещё самый нижний ярус лесного растительного мира – мохово-лишайниковый покров. Мхи и лишайники – растения низкорослые, едва поднимаются над поверхностью почвы. Моховой покров хорошо развивается в хвойных лесах. Опадающая листва обычно действует на мхи угнетающим образом. В лиственных лесах они обычно не образуют сплошного покрова и встречаются рассеянно. Особенно мало мхов в дубраве.
Моховой ковёр играет заметную роль в жизни леса, особенно когда он сплошь покрывает почву. Мхи, растущие большой массой, препятствуют прорастанию опадающих мелких семян деревьев. Семена как бы зависают среди стебельков мхов и не имеют возможности нормально прорасти – там всходы деревьев почти не появляются.
В состав мохового покрова входят многие виды мхов. По видовому составу мхов можно судить о свойствах почвы – в этом отношении они столь же показательны, как и другие обитатели леса. Каждое лесное растение предъявляет свои требования к окружающей среде и может быть показателем почвенных и других условий.
Не всякое лесное растение можно отнести к тому или иному ярусу. Есть такие растения, которые не принадлежат ни к одному лесному «этажу» – это подрост или молодые деревца, появившиеся под пологом леса естественным путём. По мере своего роста они переходят из одного яруса в следующий. Подрост – это будущее леса. Присутствие подроста указывает на то, что взрослые деревья хорошо развиваются, дают достаточно семян, а всходы находят благоприятные условия для своего роста.
В лесах встречается ещё одна группа растений, не входящих ни в какой ярус – это лианы и эпифиты, или внеярусная растительность.
Лианы имеют тонкие, слабые стебли, которые разными способами поднимаются по деревьям, вынося листья к свету. Одни лианы обвиваются вокруг ствола как спираль, другие цепляются с помощью усиков. Корни этих растений находятся в почве. В наших лесах встречается мало видов лиан, наиболее распространённым является знакомый всем хмель.
Эпифиты – растения, которые поселяются на стволах и ветвях деревьев. Обычно это мхи и лишайники, которые отличаются от мхов и лишайников, проживающих на почве. Эпифитные растения использую дерево только как место своего поселения, но не как источник питания.
Известны также кустарники, паразитирующие на многих древесных растениях: тополях, клёнах, соснах, ивах, берёзах и на разнообразных плодовых деревьях. Это известная нам омела – вечнозелёное кустарниковое растение. Обычно она поселяется на верхушке дерева или на его ветвях и разрастается зелёным, в большинстве случаев густым кустом. Её семена разносятся птицами (особенно активно это делают дрозды), которые питаются её плодами.
Важной составляющей частью леса являются также грибы и бактерии. И те и другие не способны самостоятельно создавать органические вещества и существуют за счёт готовых органических продуктов.
О грибном «населении» лесов написано и известно очень много. Здесь лишь отметим, что грибы важны для леса тем, что разлагают отмершие остатки растений, накапливающихся на поверхности почвы. Довольно многочисленно в лесу и бактериальное «население». Почвенные бактерии обычно сосредоточены в слое опавшей листвы, их миллиарды на 1 грамм грунта. Эта масса мельчайших клеток выполняет большую и важную работу по разложению отмерших остатков растений и животных. Бактерии, как и грибы, не дают накапливаться в лесу мёртвому органическому веществу и превращают его в более простые соединения, необходимые растениям в качестве «сырья» для фотосинтеза.
Ещё одна из главнейших составляющих леса – его животное население. Как невозможно представить лес без зверей, птиц, насекомых, дождевых червей и т.д., так и невозможно полностью описать эту интересную и многочисленную часть леса. Видов живых существ в лесах очень много, и каждый из них по-разному оказывает влияние на жизнь леса. К примеру, влияние крупных млекопитающих (лось, кабан, лисица и т.д.) в целом менее значительно в сравнении с мелкими млекопитающими (лесными мышевидными грызунами).
К животному населению леса относится и пернатое население леса, которое исчисляется многими десятками видов. Их влияние на лес также многообразно. Наиболее важна роль птиц в уничтожении вредных насекомых, а также в распространении семян лесных растений.
К лесной фауне следует отнести также и мелких беспозвоночных животных (дождевых червей, моллюсков, насекомых, паукообразных и т.д.). Очень велика польза в лесу от дождевых червей. Роль насекомых также велика , хотя и не всегда положительна. Самыми полезными лесными насекомыми считаются муравьи – санитары леса.
Всё лесное население невозможно представить себе вне окружающей среды – почвы и атмосферы. Почвенно-грунтовый слой в лесу определяет тип леса и многие особенности его жизни. Он важен не только как источник получения воды и минеральных питательных веществ для зелёных растений, но и как место накопления продуктов разложения мёртвых растительных остатков – между этим слоем и растениями происходит непрерывный обмен веществами.
Очень важную роль здесь играет так называемая подстилка – слой опавшей листвы или хвои. Подстилка является непременной частью леса, и она значительно влияет на жизнь растений и животных, на водный режим и питательные свойства почвы. Её мощность сильно колеблется в разных типах леса.
Хотя формально подстилка – это самый верхний почвенный горизонт, фактически это совершенно особое образование, являющееся связующим звеном между живыми зелёными растениями и минеральным почвогрунтом. По сути – это копилка питательных веществ для всего леса. В ней происходят процессы разложения, сосредоточено много тонких всасывающих корней растений, прорастают опавшие семена, она служит местом перезимовки многих насекомых, это место зимовки грибницы и т.д.
Как видим, даже этого небольшого описания леса достаточно, чтобы понять, что лес – это сложнейшая совокупность многих самых разнообразных представителей фауны и флоры, это невероятно интересное и исключительно сложное природное образование живой природы. Каждое дерево в лесу имеет и своё особое эстетическое значение, каждое прекрасно по-своему.
Мы ходим в лес не только по грибы да ягоды, каждое посещение леса – это сказка. А сказки живут в лесу всюду – в невзрачном на первый взгляд сучке, засохшем корешке, в обгоревшей в костре и омытой дождями головешке.
Покидая лес, мы должны не только уносить с собой его дары, яркие впечатления и заряд бодрости, но и абсолютную уверенность в том, что не нанесли нашему зелёному другу никакого вреда.
А.А. Антонюк, кандидат физико-математических наук,
Н.Г. Антонюк, кандидат химических наук