Орманның биотикалық компоненттері

Орманның доминанттары, эдификаторлары және негізгі өндірушісі (продуцент) болып ағаштар саналады. Оның құрамына және формасына аласа ағаштар тобының құрамы және құрылысы, жер бетіндегі тірі жабыны және де жануарлар мен саңырауқұлақтар түрлерінің құрамы және молдығы бағынышты.

Өсімдіктерден басқа компоненттерді былайша көрсетуге болады:

- Макрофауна – жабайы және үй жануарлары, құстар, ірі насекомдар, жыландар, шаяндар және т.б.

- Мезофауна – топырақ құрттары, моллюскалар, көпаяқтылар, әртүрлі насекомдар.

- Микрофауна – қарапайымдар (амеба, инфузория және т.б.) нематодтар, кенелер, жабайы қанатсыз насекомдар.

- Микрофлора – саңырауқұлақтар, микробтар, актиномицеттер, балдырлар.

Орманда өсімдіктердің фаунамен өзара тығыз байланысын қоректік тізбек арқылы бағалауға болады, бір организмді басқаларының жеуі нәтижесінде энергия ауысады. Қоректік тізбектің 2 түрін ажыратады: 1) жайылымдық және 2) детриттік (өсімдік қалдығы).

Бірінші жағдайда негізгі болып тірі ұлпалар, ал екінші жағдайда фитодетрит болады. Орманда бұның екеуі де мәнді рөл атқарады. Орманда қоректік тізбектің бұзылуы күтпеген жағдайларға алып келуі мүмкін. Мысалы, қасқырлардың жойылуы тұяқтылардың көбеюіне және бағалы төлге зиянын тигізеді.

Қоректік тізбектер араласып жүйе түзеді. Жайылымдық және детриттік тізбектер араласады. Кескен ағаштар қалдықтары және тамырлардың шектен тыс көбейіп кетуі ағаштарды бүлдіретін саңырауқұлақтардың дамып және тірі ағаштарды ауруға шалдықтырады.

Тізбектер өзара қатынастарды сапалық жағынан сипаттайды, ал сан жағынан сипаттауды немесе қауымның трофикалық құрылысын экологиялық пирамида (масса, сан, энергия) береді.

Жайылымдық пирамиданың табанында өсімдіктер продуценттер болады, екінші қабатта тұяқтылар, кеміргіштер, құстар, насекомдар орналасқан. Одан жоғары жыртқыштар.

Детриттік пирамиданың табанында детриттер келесі қабатта микроорганизмдер, саңырауқұлақтар, мезофауна (детритофагтар). Одан жоғары жыртқыштар орналасқан. Әрбір келесі қабат (немесе кезең) өнімділігі жағынан өткеннің 10-20% құрады. Қалған энергия өз басы тіршілігін қамтамасыз етуге жұмсалады.

Биологиялық айналымда – органикалық затты пайдалануда, оны майдалауда, ыдыратуда басты рөлді детритофагтар (лат. детрит – ыдырау, грек. фаг – жеймін) атқарады.

Қоректік тізбекті және экологиялық пирамиданы сақтау әдеттегі биоайналымды және орман экожүйесінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Бірақ та өсімдіктер және жануарлар түрлері арасындағы өзара қарым-қатынас тізбектегі және пирамидадағыдан күрделірек. Өзара қарым-қатынастың әртүрлі түрлері бар: кооперация, бәсекелестік, мутуализм, комменсализм және т.б. Бұл мәселелер орманның климатқа және топыраққа бағыныштылығына қарағанда жеткіліксіз зерттелген. Бірақ та шаруашылықтағы әр қолданған шара жоғарыда келтірілген, ормандағы өзара қарым-қатынасқа әсер етеді. Экожүйелердің дамуы барысында олардағы қатынастар реттеліп, тепе-теңдікке келіп экожүйенің тұрақтылығын арттырады. Ол өзара қарым-қатынастар ағаштар жасының өзгеруіне қарай өзгеріп отырады.

Өсімдіктер эволюциясы жануарларға бағынышты және керісінше. Биоайналымға қосымша фауна орман түзуге қатысады (тозаңдану, тұқымдар тарату, өскіндердің тамырлануын тездету және т.б.). Фауна орманның құрамының өзгеруіне әсер етеді (бәсекелес породалар тұқымын алып келу, қабандардың жаңғақтарды жоюы, қылқан жапырақтылар өскіндерін тұяқтылардың зақымдауы, насекомдар личинкаларының тамырларды зақымдауы және т.б.).

Өрттен, дауылдан және құрғақшылықтан кейін насекомдар және құстар орманның қалпына келуіне қатысады.

Орман биогеоценоздары үшін ағаштарды бұзатын саңырауқұлақтарлың рөлі зор. Сүректерді бұзу, байланысқан элементтерді босату барлық уақытта О₂ сіңірумен, СО₂ және Н₂О бөлумен бірге жүреді.

Саңырауқұлақтар және топырақ микроорганизмдерінің спецификалық ерекшеліктері - олар органикалық заттарды толық минералдандыруға қабілетті. Бұл зат айналымының өсімдіктер қауымындағы соңғы бөлімі, атмосфераға фотосинтезге қажетті СО₂, ал топыраққа минералдық заттар және микроэлементтер жеткізіледі. Сонымен саңырауқұлақтар және микроорганизмдер топырақ түзілу процесінің маңызды қатысушылары.

Ағаш бұзушы саңырауқұлақтар – орман биогеоценозының спецификалық компоненті. Бір жағынан олар сүректі бұзады, ал екінші жағынан екінші өнімді жасаушы (мицелий, жемісті денесі) басқа дәрежедегі деструкторлар үшін қоректік тізбектің бөлімі.

Орман типологиясы

Бұрын (XIX ғасырдың соңына дейін) орманды классификациялауда екпе ағаштардың белгілері негізге алынатын. Ағаштардың формасы, құрамы, жастық құрылысы, шығу тегі (тұқымнан, бүршіктерден, аралас) ескерілетін. Мұндай классификациялар керек, бірақ та орман шаруышылығына қажетті шараларды жобалауға толық негіз бола алмайды.

Орман шаруашылығының дамуына және орман туралы жүйелі көзқарас қалыптасуына байланысты орманды орман түзуші факторлар бірлігі және екпе ағаштар мен топырақтың сол регион климаты шекарасындағы бірлігі ретінде ормандарды классификациялауға сұраныс туа бастады.

Әдебиетте ормандарды классификациялаудың әртүрлі тәсілдері ұсынылды (Гутарович, 1897), Рожков, 1901, Серебренников, 1913, И.И. Гутарович (1897) екпе ағаштардың 9 типін ажыратты: 1) батпақ; 2) рада (батпақтағы қарағай); 3) суболоть (қарағай ылғал топырақта); 4) согра (батпақтағы қарағай немесе шырша орманы); 5) ровнядь (саздақ ылғал топырақтағы шыршалық көкек зығырымен және қырықбуынмен); 6) холм (көтеріңкі жерлердегі шыршалық); 7) сай; 8) қарағай орманы; 9) биль (ылғал топырақтағы қарағай немесе шырша орманы).

А.С. Рожковтың (1901) классификациялау тәсілдері Гутаровичке ұқсас болды, ол Солтүстік ормандарын зерттеп ормандар типтерін көрсетіп жинақ кестесін жасады.

П.П. Серебренников (1913) өз классификациясын ұсынды. Автор шырша, қарағай, жапырақты және аралас қылқанды-жалпақ жапырақты екпе ағаштарын 15 типке бөлді, оларды 2 категорияға жатқызды:

1) құрғақ (ылғал және жаңа (свежие) топырақтарда),

2) сулы (ылғал және батпақ топырақтарда).

П.П. Серебренников орман типологиясы саласында практикалық және теориялық тұрғыдан маман болды. П.П. Серебренниковтың ойынша, орман классификациясы орман шаруашылығы және орман таксациясы элементтері айырмашылықтарын зерттеу нәтижелеріне негізделген болуы керек. Ол элементтердің бас көрсеткіштері – қайта басталу, бүтін ағаштар құрамы, сүрек қасиеттері.

Ормандар типтері ілімінің негізін қалаушы Г.Ф. Морозов болды.

Г.Ф. Морозов бірінші типолог болды деуге болады. Ол ең алғаш рет:

1) Шаруашылық қызметте орман типологиясын кеңінен пайдаланудың қажеттігін дәлелдеді.

2) Орман типологиясы ілімін методологиялық тұрғыдан (қазір оны табиғатты зерттеудің жүйелі тәсілі деп атайды) теориялық дәлелдеді.

3) Орман типологиясын орман туралы ілім мен (ормантанумен) табиғи байланыстылық оны ормантанудың бір бөлімі етті.

4) Сол замандағы орман типтері туралы тәжірибені және оларды шаруашылықта пайдалануды талдап жалпы қорытынды жасады.

Г.Ф. Морозов 2 міндетті ажыратты:

1) екпе ағаштар типін тану;

2) ол типті білу.

Г.Ф. Морозовтан кейін орман типологиясын зерттеу Ресейде 2 бағытта жалғасты. Оның бір бағыты академик В.Н. Сукачевпен байланысты, ал екінші бағыты А.А. Крюнденер, Е.В. Алексеев, П.С. Погребняк аттарымен байланысты, бұл бағытты оңтүстік бағыты дейді.

В.Н. Сукачев принциптері көп жағдайда тайга аймағы жағдайында пайдаланылады, ал оңтүстік классификациясы – қылқан-жалпақ жапырақты ормандарда, орманды-далада және дала аймақтарында.

Орманды классификациялаудың В.Н. Сукачев ұсынған принциптері мыналар. Климаттық аймақ шекарасында әр формация үшін эдафо-фитоценотикалық жобасын тұрғызу керек. Эдафикалық жағдайға орман типтерінің топтары ұштасады. Мысалы, орта алқаптарының шыршалықтарында шырша ареалында В.Н. Сукачев эдафикалық жағдайға сәйкес ормандар типінің 5 тобын ажыратты:

1. Шыршалықтар – жасыл мүктер. Рельеф жеткілікті дамыған, топырағы бай, дренаждалған.

2. Шыршалықтар – көкек зығыры. Рельеф аз дамыған. Топырақтары жоғарыдағыдай бірақ батпақтанған.

3. Сфагнумды-шыршалықтар. Рельеф жазық немесе ойпаттау, топырақ батпақтанған.

4. Шөпті шыршалықтар. Сайлардың табаны топырақтары батпақтанған, бірақ ағынды суменен.

5. Күрделі шыршалықтар. Топырақтары бай, жақсы дренаждалған, әк қабаттары жақын орналасқан.

Осындай топтар қарағайлықтарда бөлінген. Эдафо-фитоценотикалық қатарлар өсімдіктердің алмасу бағытын көрсетеді. Олардың мәні осында.

В.Н. Сукачев ұсынған ормандарды классификациялау принциптері тайга ормандарын зерттеуде XX ғасырдың 40 жылдарынан бері пайдаланылуда.

Г.Ф. Морозов сияқты В.Н. Сукачевтың да типологиялық көзқарастары оның ғылыми тәжірибесінің өсуі нәтижесінде және жүйелік идеялардың әсерінен өзгеріп отырды. Ол өзгеріс орманды өзара тығыз байланысқан компоненттерімен күрделі жүйе ретінде классификациялау бағытында болды. Осылайша биогеоценология өмірге келді. Биогеоценоз туралы түсінікті ғылымға ендірген академик В.Н. Сукачев (1940) болды. Биогеоценоз экотоптан және биоценоздан тұрады.

Биогеоценоз (грек. био – өмір, де – жер және ценоз – жалпы) дегеніміз - зат алмасуы және энергия алмасуы негізінде тірі организмдер мен өлі компоненттерді біріктіретін күрделі табиғи жүйе.

Биогеоценоздың спецификалық белгілері: биоайналым ерекшеліктері, компоненттердің өзара әсері, уақытқа байланысты өзгеруі. Ол белгілерді өлшеуге болады, сондықтан сапалық және сандық бағалап классификациялауда пайдалануға болады.

В.Н. Сукачев бойынша орман типі – ботаниктердің өсімдіктер ассоциациясынан кеңірек түсінік. Оған құрамы әртүрлі өсімдіктер кіруі мүмкін, бірақ ассоциациялардың экологиялық қасиеттері бойынша ұқсас. Доминант ағаш түрлері әртүрлі болуы мүмкін, мысалы ареалдарының шектес бөлігінде Еуропа шыршасы және Сібір шыршасы.

Орман типінің аты шартты түрде ғана беріледі. В.Н. Сукачев жалпы қабылданған топырақ классификациясын орман типологиясының негізі етіп алу қажеттігін айтты. Бірақ ол әлі жоқ болғандықтан топырақтың жанама сипаттамасын доминант өсімдіктер арқылы бағалау мүмкін екендігін айтты.

Г.Ф. Морозов сияқты В.Н. Сукачев орманның типін танумен жұмыс бітпейді, орманды шаруашылық объектісі ретінде зерттеу керек деп бірнеше рет жазды.

Орман типологиясын зерттеудің екінші бағыты А.А. Крюденер, Е.В. Алексеев, Б.С. Погребняк жұмыстарына байланысты.

XX ғасырдың басында топыраққа байланысты бағытындағы жұмыстар А.А. Крюденерге байланысты болды. Оның жұмыстары экспедицияларда жиналған бай материалдарға байланысты. Реттеу нәтижесінде топырақ-грунт жағдайларының басты типтерінің кестесі жасалған. Кестеде типтер құрғақ, су жайылатын аңғар және батпақтанған деп бөлінген. Типтердің диагностикалық белгілері: топырақ ылғалдылығы және оның механикалық құрамы. Ылғалдылық аэрациямен және қарашірік түрімен сәйкестенген. Ылғалданудың мерзімділігі ескерілген градациялары бар: оқтын-оқтын ылғал, тұрақты ылғал, оқтын-оқтын дымқыл.

Топырақтың механикалық құрамы оның құнарлылығының потенциалын көрсетеді. Механикалық құрамның бірнеше градациялары ұсынылған. Ол градациялар топырақтың нақты құнарлылығының потенциалын көрсетеді. Олар әртүрлі клеткаларға бөлінген. Әр клеткада орман типінің аты беріледі, ол фитоценоз туралы түсінік береді.

А.А. Крюденердің ұсынысындағы негізгі кемшіліктер:

1) Бүтін ағаш құрамына және оның клеткада болуына екінші дәрежелік мән беріледі.

2) Топырақтың механикалық құрамына артық мән берілген.

3) Өсімдіктердің климатқа байланысты аймағы жеткіліксіз есептелген.

4) Жасаудың және пайдаланудың күрделілігі.

Топыраққа байланысты бағыттағы мамандар типологтар (Е.В. Алексеев және П.С. Погребняк) жұмыстарының эволюциясы Крюденер кестесін оңайлату және кейбір өзгертулер ендіру бағытында жүрді.

Е.В. Алексеевтің классификациясы негізіне сол ординаталар алынған: топырақтың механикалық құрамы және ылғалдылығын индикациялауға өсімдіктерді пайдалану ұсынылады. Крюденер кестесінде клеткаларға ормандар типі аттарының орнына басым өсімдіктер (доминанттар) аты жазылуын ұсынады.

Е.В. Алексеев, А.А. Крюденер және П.С. Погребняк сияқты топырақтары бірдей учаскелерді орман типі деп атайды. Бірақ орман типі шекарасында Г.Ф. Морозов сияқты құрамымен ерекшеленетін екпе ағаштар типтерін бөледі.

Е.В. Алексеев те ормандар типтерінің 2 тобын бөлген:

1) құрғақтағы (қылқан жапырақты орман, қарағай орманы, емен тоғайы және т.б.)

2) ылғалдағы (қарағайлар, қайыңдар және шымтезектердегі ольшанниктер) деп.

Барлық типтерді ол үшке бөлді:

1. Негізгі,

2. Уақытша,

3. Кездейсоқ (эрозияланған, айдалған жерлерде және т.б.)

Е.В. Алексеев орман типін бөлгенде таза шаруашылық критериясын пайдалану қажеттігін айтты.

Е.В. Алексеев, А.А. Крюденер кестесін оңайлатып, оны орман аймағының оңтүстік региондарындағы орман шаруашылығы сұранысына жақындатты.

П.С. Погребняк практика жүзінде пайдалануға ыңғайлы эдатоптардың (мекенжайдың топырағы) торын (сетка) жасады. Мұнда топырақтың ылғалдылығы және құнарлылығы есепке алынған. Бұл тор 6 ылғалдылық градациясынан (гигротоптардың) және 7 құнарлылық градациясынан тұрады: эдатоптар, бор (қылқан жапырақты орман), суборь (қарағай орманы), ылғал (қарағай орманы, емен тоғайы). Индикатор рөлінде өсімдіктер. Эдафикалық торға өсімдіктер ареалын-индикаторларды және ағаш тұқымдарын түсіруге болады. Топырақ құнарлылығы түсінігінің нақты маңызы (мазмұны) жоқ. Эдафотоптарды дұрыс анықтау немесе өлшеуге болмайды.

П.С. Погребняк та Морозовтың және Алексеевтің ағаш егістері (насаждение) типтері жоқ. Мұнда тек өсетін орта типтері және кейбір эталондар (жергілікті байырғы типтер) туралы айтылады. Погребняктың классификациясы Крюденердікі сияқты жергілікті, географиялық емес. Климат аймақтары есепке алынбайды.

Жоғарыда қаралған классификациялардың авторлары (Крюденер, Алексеев, Погребняк) негізгі бірлікті орман типі деп санайды. Бірақ та қаралған уақытта осы жерде осы тұрған орман өсімдіктері есепке алынбайды. Бүтін ағаштар болмауы да мүмкін. Сондықтан негізгі бірлікті орман өсімдіктері жағдайының типі деп атауға болатын сияқты.

Бірақ та В.Н. Сукачевтың пікірінше орман типімен орман өсімдіктері жағдайы типі арасында барлық уақытта параллелизм байқалады деп айту қиын. Орман типі – анағұрлым тар түсінік. Орман өсімдіктері жағдайы типінде бірнеше ормандар типтері болуы мүмкін.