Сухостойные деревья и валеж – круговорот жизни

ГКУ «Дирекция особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга»

Бытует мнение, что древесина погибших деревьев – это «ненужный хлам, занимающий полезную площадь», «очаг размножения вредителей и болезней», и избавление от нее – единственный путь к спасению леса. Это заблуждение. В естественном лесу всегда есть сухостойные и упавшие на землю деревья. Они обеспечивают разнообразие жизни в лесу и устойчивость лесных экосистем.

Деревья способны жить несколько десятков или даже сотен лет. Гуляя по лесу, можно видеть их разные возрастные стадии: тонкие молодые деревца, полные сил зрелые и, наконец, старые деревья с дуплами, сухобочинами и отдельными сухими ветвями. Иногда встречаются вертикально стоящие стволы уже погибших деревьев – сухостой. Сильный ветер, размывание почвы водой приводят к падению на землю сухих или еще живых деревьев – их называют валежем. При сломе стволов остаются пни, при выворачивании деревьев с корнем образуются так называемые вывороты. Продолжительность жизни отдельного дерева часто определяет случай, не последнюю роль играет конкуренция за место под солнцем в древесном пологе, которую выдерживают не все.

Усыхающие некрупные деревья, а также падающие сучья и ветви постоянно пополняют запас мелких древесных остатков. Мертвая древесина выступает хранилищем органической материи, которую дерево накапливало в течение своей жизни. Процесс ее разложения и передачи питательных веществ в экосистему происходит с участием множества организмов. Его длительность зависит от размеров древесных остатков, вида дерева, особенностей климата и других факторов и может составлять не одно десятилетие. Таким образом, естественные лесные экосистемы отличает обязательное присутствие разнообразной мертвой древесины на различных стадиях разложения. Рассмотрим более подробно ее экологические функции.

Поддержание биологического разнообразия

Согласно оценкам ученых, более 50% растений, животных и грибов, обитающих в лесу, в той или иной степени связаны с погибшими деревьями. С другой стороны, многие виды стали редкими или находятся на грани исчезновения и нуждаются в охране именно в связи с сокращением объемов мертвой древесины в лесах в условиях современного лесопользования. Каждый исчезнувший вид – это брешь в сложной цепочке процессов, благодаря которым лес функционирует как единое целое на протяжении веков, предоставляя человеку множество природных богатств или, говоря современным языком, экосистемных услуг.

Среда обитания разнообразных живых организмов. Не будет преувеличением сказать, что древесина погибших деревьев полна жизни – на ней и в ней обитают сотни видов насекомых, моллюсков и прочих беспозвоночных животных, грибов, лишайников, печеночников, мхов и других растений. Многие из них участвуют в разрушении древесины, последовательно сменяя друг друга. Главную роль в этом процессе играют насекомые и грибы. Насекомые разрушают ее механически: прокладывают сеть ходов, разрыхляют трухлявую древесину, обеспечивая доступ воздуха и способствуя проникновению грибных спор. Грибы выделяют в окружающий субстрат ферменты и поглощают высвобождающиеся с их помощью питательные вещества.

Первыми начинают осваивать новое жизненное пространство так называемые пионерные виды. По меткому выражению одного из исследователей (А. Бородин), они «образуют своеобразный авангард «армии разрушения», которая должна включить вещества, накопленные погибшим деревом, в пищевую цепочку, а также возвратить в почву микро- и макроэлементы». Среди насекомых широко известными представителями этой группы являются короеды. К этой же группе относятся усачи и златки, которые в отличие от короедов питаются собственно древесиной, но еще не сильно разрушенной грибами – за это их называют истинными ксилофагами. Они проникают вглубь ствола, где проходит большая часть их жизненного цикла.

Не отстают и грибы – их распространению способствуют сами насекомые, являясь невольными переносчиками грибных спор. Сначала появляются так называемые деревоокрашивающие грибы, питающиеся содержимым клеток недавно погибших деревьев, но не разрушающие древесину. Следующими наступают дереворазрушающие грибы – такие как трутовики и некоторые шляпочные грибы, например, широко известный опенок осенний. Грибы выделяют ферменты, разлагающие целлюлозу или лигнин. Если остается нетронутым лигнин, это так называемая бурая гниль; если остается целлюлоза – белая гниль. Виды грибов в той или иной степени избирательны по отношению к занимаемому субстрату: важен вид дерева, сохранилась ли на нем кора, занимает ствол вертикальное или горизонтальное положение, полностью ли лежит на земле или нависает над ней. Есть виды, поселяющиеся на сухих ветвях и других некрупных древесных остатках, и виды, которые селятся исключительно на крупном валеже, некоторые предпочитают открытые места, другие – тень и т. д.

Мицелий грибов в свою очередь является источником пищи для следующей группы насекомых: на смену ксилофагам по мере разрушения древесины приходят ксиломицетофаги. Они включают, например, горбаток, жуков-рогачей, бронзовок.

Отжившие деревья служат средой обитания и для представителей других трофических групп. Утилизаторы древесины привлекают насекомых-хищников и паразитов. На дереворазрушающих грибах паразитируют другие виды грибов. Насекомые-сапрофаги питаются остатками жизнедеятельности других организмов. Некоторые насекомые обитают исключительно внутри плодовых тел трутовиков.

После опадения коры на поверхности ствола поселяются десятки видов эпиксильных лишайников, печеночников и мхов. Их роль в разрушении древесины скромна. В то же время, являясь фотосинтезирующими организмами, они вносят заметный вклад в «производство» органических веществ из неорганических и вовлекают в этот процесс мертвую древесину в качестве «полезной площади».

Со временем разрушающийся ствол становится трухлявым. На этой стадии на нем появляются шляпочные грибы, относящиеся к группе гумусовых и подстилочных сапротрофов – потребителей мертвой органики, обитающих как на почве, так и на гнилой древесине. Не отстают и сосудистые растения, среди них одной из первых начинает использовать гниющие стволы кислица обыкновенная. Такой субстрат обладает целым рядом преимуществ (например, длительное удержание влаги, защита от промерзания, хорошая освещенность, меньшая конкуренция со стороны других растений). Постепенно на лежащие на земле гнилые стволы буквально наступают и другие обычные виды напочвенного покрова, включая мхи, лишайники и сосудистые растения. В конце концов, некогда упавшее дерево выглядит просто как повышение лесной подстилки. Переработку погибшего дерева в почву завершают бактерии, почвенные грибы и черви.

Некоторые виды насекомых и грибов, разрушающих древесину, в лесном и парковом хозяйствах рассматриваются как вредители и патогены. Это связано с тем, что они способны использовать древесину не только недавно погибших, но и еще живых деревьев. Массовое развитие таких видов наносит ущерб хозяйственной деятельности. Однако важно понимать, что их появление в угрожающей древостою численности возможно лишь при определенных условиях, например, при массовом ослаблении или повреждении деревьев. Также быстрому размножению и распространению возможных вредителей и патогенов благоприятствует единообразие породного и возрастного состава древесных насаждений.

В естественном лесу, где представлены деревья различных пород и возрастных стадий, этим видам гораздо сложнее найти себе подходящий субстрат. Здоровые, неослабленные деревья благополучно сопротивляются их натиску. В свою очередь, численность таких видов эффективно ограничивается хищниками и в результате конкуренции. Примечательно, что хищным насекомым, эффективно регулирующим численность условных вредителей, для успешного существования необходима мертвая древесина различных стадий разложения: одну они используют в качестве охотничьих угодий, другую – как места размножения, третью – для зимовки. В случае дереворазрушающих грибов работает субстратная конкуренция – патогенные и условно патогенные виды грибов вынуждены делить жизненное пространство и, соответственно, «тратить силы» на конкуренцию за субстрат с множеством других видов грибов, менее агрессивных по отношению к живым деревьям.

Кормовая база. Личинки жуков, поселяющихся в древесине, служат кормом для многих видов насекомоядных птиц (например, дятлов: желны, большого и малого пестрых, трехпалого, белоспинного). Так, насекомые, обитающие в мертвой древесине, составляют более 90% летнего рациона большого пестрого дятла. Насекомыми с удовольствием лакомятся барсук и медведь.

Место для устройства гнезд, убежищ. Сухостойные деревья, пни и валеж дают приют многочисленным позвоночным животным. Для млекопитающих и птиц важны крупные стоящие полусгнившие деревья с дуплами и полостями. В таких укрытиях могут поселиться совы, дикие голуби, горихвостки, синицы, мухоловки, куницы, летяги, белки, летучие мыши и др. Участки леса с обилием валежника и кучами хвороста – излюбленные места гнездования крапивника, черного дрозда и некоторых других птиц. Под старыми трухлявыми пнями укрываются и зимуют ежи, жабы, лягушки, тритоны.

Обеспечение устойчивости лесной экосистемы

Субстрат для новых поколений деревьев. На гниющих стволах семена прорастают легче, чем на мощной лесной подстилке. Молодые деревца получают здесь больше света. Разлагающаяся древесина обеспечивает всходы необходимыми питательными веществами и водой. Например, в еловых лесах часто можно видеть целые ряды молодых елочек, выросших на упавших стволах погибших елей.

• 

• 

Сохранение плодородия почвы, удержание воды. В течение жизни дерево накапливает органические вещества, произведённые из неорганических в процессе фотосинтеза, а также потребленные из почвы минеральные вещества. При разложении древесины эти вещества передаются в почву, что поддерживает ее плодородие. Этот процесс – одно из важнейших звеньев круговорота веществ в природе.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Мертвая древесина выступает хранилищем не только органической материи, но и больших запасов воды. Вбирая воду во время сильных дождей или после снеготаяния, поваленные стволы долго сохраняют ее и очень медленно отдают при высыхании. Благодаря этому в лесах, где много валежа, поддерживаются особые микроклиматические условия, с более стабильной влажностью, а также температурой воздуха.

• 

Стволы, лежащие на склонах, создают препятствия для стекающей воды и предотвращают эрозию почвы. Деревья, упавшие в русло реки или ручья, несколько изменяют скорость и направление течения воды, создают разнообразие местообитаний, что очень важно, например, для моллюсков и рыб.

Поддержание углеродного баланса

Древесина содержит в связанном состоянии огромное количество углерода, накопленного во время жизни дерева. При ее естественном разложении углерод высвобождается в виде углекислого газа медленно, в отличие от быстрого процесса при сжигании древесины. Сохранение мертвой древесины в лесах способствует поддержанию углеродного баланса на земном шаре.

Научные знания об экологической роли мертвой древесины применяются в современном лесном и садово-парковом хозяйствах. Получает распространение практика ее сохранения, хотя бы частичного. Закономерно, что она используется в наибольшей степени на особо охраняемых природных территориях, предназначенных именно для сохранения биологического и ландшафтного разнообразия.

Использованные источники:

Красная книга Санкт-Петербурга / Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности, Ботанический институт им. В.Л. Комарова [и др.; редакционная коллегия: Д.В. Гельтман (отв. ред.) и др.]. – Санкт-Петербург: Дитон, 2018. – 568 с.: ил.

Выявление и обследование биологически ценных лесов на Северо-Западе Европейской части России. Том 1. Методика выявления и картографирования / Отв. ред. Л. Андерссон, Н.М. Алексеева, Е.С. Кузнецова. СПб., 2009, 238 с.

Выявление и обследование биологически ценных лесов на Северо-Западе Европейской части России. Том 2. Пособие по определению видов, используемых при обследовании на уровне выделов / Отв. ред. Л. Андерссон, Н.М. Алексеева, Е.С. Кузнецова. СПб., 2009, 258 с.

Бородин А. Жизнь мертвой древесины: мнимый вред и реальная польза. https://wildlife.by/science/articles/ zhizn-mertvoy-drevesiny-mnimyy-vred-irealnaya-polza/

Бородин А. Жизнь мертвой древесины: микромир внутри. https://wildlife.by/science/articles/zhizn-mertvoy-drevesiny-mikromir-vnutri/