ГЭП-МОЗАИКА

(от англ. gap - щель промежуток и mosaic - что-либо, составленное из разных частей), мозаика «окон» возобновления, мозаичная структура малонарушенного лесного биогеоценоза, сформировавшаяся в результате процесса постоянного выпадения из древостоя одного или нескольких крупных деревьев вследствие естественной гибели.

Естественные малонарушенные леса, вне зависимости от географического положения и флористического состава, имеют сходные признаки мозаично-ярусного строения. Девственные леса, длительное время развивающиеся в спонтанном режиме, без катастрофических нарушений, представляют собой сукцессионную мозаику возрастных парцелл, находящихся на разных этапах своего развития.

Истоки современных представлений о том, что естественный лес представляет собой мозаику «пятен», различающихся по структуре и флористическому составу, восходят к работам А. Уотта, который описал буковый лес как закономерное сочетание «пятен», находящихся на разных стадиях развития. Он выделил 3 основные стадии цикла возобновления леса, последовательно сменяющих друг друга: 1) фаза «окна», или прогалины (gap-phase), которая образуется в результате вывала одного дерева или группы деревьев; 2) фаза формирования древостоя (building-phase), в которой господствует молодое поколение древесных видов; 3) фаза зрелости (maturity-phase), образованная взрослыми деревьями. Современные исследователи лесов выделяют те же 3 основные стадии возобновления леса, которые соответствуют возрастным этапам онтогенеза дерева. Стадия «окна» рассматривается как наиболее существенная в определении видового состава следующего цикла.

Мозаичность лесной растительности связана с режимами естественных нарушений, изучение которых является основным направлением многих исследований лесных территорий разных географических зон. К важнейшим параметрам, характеризующим режимы нарушений, относят: пространственное распределение «окон», частоту их появления (число «окон», образующихся в единицу времени), площади и размеры «окон», возникающих в результате нарушений (обычно определяется доля общей площади исследуемой территории), время оборота «окон» и др. Существенной характеристикой структуры и динамики лесного массива является классификация «окон» по размерам и соотношение площадей «окон» разных размеров в пределах лесного массива.

К важнейшим параметрам «окон» относят размеры (диаметр, длину, ширину, площадь), ориентацию по сторонам света, высоту окружающей «окно» растительности. Данные параметры определяют световой режим, влажность, температуру и скорость ветра. По сравнению с сомкнутым пологом в «окнах» возрастает интенсивность и продолжительность освещения, изменяется спектральный состав света. Амплитуда суточных температур в «окне» выше, чем под пологом леса; влажность воздуха в «окне» уменьшается, а влажность почвы возрастает, что связано с уменьшением транспирации. В лесах умеренных широт, по сравнению с тропическими, «окна» отличаются более высокой неоднородностью микроклиматических факторов. В отличие от «окон», созданных рубкой деревьев, ветровальные «окна» характеризуются дополнительной пестротой в распределении экологических факторов, что связано с наличием ветровалъно-почвенных комплексов.

Зарастание «окон» происходит за счет нескольких составляющих: бокового разрастания крон деревьев, окружающих «окно»; роста в высоту деревьев нижних ярусов и подроста, существовавших до образования «окна»; возобновления и роста вновь поселившихся видов. В зависимости от размеров «окна» соотношение этих процессов будет различным. Малые «окна» с диаметром менее 1/2 высоты древостоя закрываются вследствие бокового разрастания крон окружающих «окно» деревьев. В «окнах» среднего размера (диаметр составляет от 1/2 высоты до полной высоты древостоя) создаются условия для нормального развития теневыносливых видов. В крупных «окнах» (с диаметром более одной высоты древостоя) начинают возобновляться и затем доминируют светолюбивые виды. Размеры «окон», необходимые для развития светолюбивых видов, больше, чем для развития теневыносливых. Так, в тропических лесах критический размер «окон» для нормального возобновления и роста пионерных видов составляет более 0,1 га.

Результаты исследований гэп-мозаики привели к разработке особого класса лесных математических моделей (см. Математическое моделирование лесных объектов) -гэп-моделей. Развитие представлений о гэп-мозаике имеет большое значение для разработки методов охраны, восстановления и хозяйственного использования лесов разных географических зон.

Лит.: Восточноевропейские леса. Кн. 1.— М., 2004; McCarthy J. Gap dynamics of forest trees: A review with particular attention to boreal forests // Envion. Review. 2001. №9.