Ели - растения преимущественно северные. Они распространены как в Евразии, так и в Северной Америке. Большинство видов ели находится в рамках области, южная граница которой не выходит за пределы 35° с.ш., причем подавляющая часть еловых лесов располагается значительно севернее. Елей около 40 видов - образователей темнохвойных лесов. Крупные деревья с нестрого мутовчатым расположением ветвей и конусовидной низко опущенной кроной. Ствол прямой, плохо очищается от сучьев. Кора тонкая. В молодом возрасте гладкая, позже пластинчатая, отслаивается чешуйками. Молодые побеги голые или опушенные, тонкие, ребристые, рыжеватые или бурого цвета. Почки яйцевидные, заостренные, бурые, большей частью не засмоленные. Хвоя жесткая, 1,5-4 см длиной, четырехгранная, заостренная, блестящая, колючая, в поперечном сечении ромбическая или ромбически-сплюснутая, с рядами устьиц по граням или в виде двух белых полосок, как у пихты, на верхней стороне хвоинки. На побегах расположена очередно или очередно-двурядно (настильно). Держится на побегах 6-12 лет в зависимости от вида. Крепится к побегу через подушечки - специальные выросты косы, которые остаются после опадения хвои.
Микростробилы ели образуются во всех частях кроны, а мегастробилы сосредоточены только в верхнем, хорошо освещенном ярусе кроны. Опыление происходит почти одновременно с распусканием ростовых почек.
Мегастробилы цилиндрические или конически-яйцевидные, с твердо- или мягкокожистыми семенными чешуями от 3 до 15 см длиной. Кроющие чешуи незаметны. Семена созревают в конце лета и в первой половине осени года опыления. Шишки после осеменения не рассыпаются, а опадают целиком. Семена мелкие, с заостренным концом и обратнояйцевидным крылом, нижняя часть которого охватывает семя, но с ним не срастается и легко отделяется. Всходы имеют 6-12 трехгранных семядолей.
Все виды елей теневыносливы, но хорошо растут только при полной освещенности.
Род ель более гегерогенен, чем пихта. В хозяйственном отношении ель ценится выше пихты. Древесина ели - источник сырья для целлюлозно-бумажной промышленности, строительства, для мебельного производства, производства музыкальных инструментов, приготовления различных медицинских препаратов, кормовых добавок для скота, сырье для получения дубильных веществ. Ценится в парковом хозяйстве, есть виды достаточно дымо- и газоустойчивые (ель колючая).
В России растут 5 видов елей в их естественных ареалах: ель европейская, ель сибирская, ель корейская, ель Гмелина и ель аянская. Кроме того, в качестве интродуцентов получили широкое распространение ель колючая, ель канадская и ель ситхинская.
Ель европейская,
или обыкновенная
(Р. abies).
Крупное дерево первой величины, с диаметром ствола до 1 м. Крона конусовидная, узкая. Ствол прямой, малосбежистый. Кора тонкая, в молодом возрасте гладкая, позднее слаботрещиноватая, отслаивающаяся. Побеги тонкие, ребристые, рыжеватые, слегка железисто-волосистые, но чаще голые. Почки яйцевидные, заостренные, не засмоленные.
Хвоя 1-3 см длиной, четырехгранная острая, блестящая. На вертикальных побегах расположена очередно, на боковых побегах более или менее двурядно. Держится 6-7, иногда до 10-12 лет. Опадает постепенно в осенне-зимний период.
Почки ели распускаются поздно, во второй половине весны в момент цветения черемухи, в это же время происходит опыление. В половозрелое состояние при полном освещении деревья вступают в 15-20 лет, а в лесу - в 25-30 лет.
Микростробилы в виде красновато-желтых колосков яйцевидной формы 12-15 мм длиной, формируются в боковых генеративных почках на побегах предыдущего года, поодиночке. Пыльца легкая с воздушными мешками. Мегастробилы возникают из генеративных почек на побегах прошлого года, но располагаются на их концах и стоят вертикально. Они хорошо видны на фоне темно-зеленой хвои из-за своей яркой окраски (светло-зеленые, розово-зеленые, ярко-красные, темно-бордовые).
После опыления шишки свешиваются вниз и к октябрю созревают. Раскрывание шишек и рассеивание семян происходит зимой - в январе -марте, чему способствует сухая морозная погода. Шишки веретеновидно-цилиндрические, 6-16 см длиной и 3-4 см толщиной, светло-коричневые или красно-бурые. Семенные чешуи жесткокожистые, ромбические, с зазубренным верхним краем. Семена яйцевидные, мелкие, длиной 3-5 мм, с заостренным кончиком, коричневые с обратнояйцевидным светлым легко отделяющимся крылом (рис. 9). Масса 1 000 семян 5-8 г. Семена сохраняют всхожесть в течение нескольких лет.
Семядольных листьев - 7-10, они серповидно изогнутые, трехгранные, сохраняются на побеге 2-3 года.
В молодом возрасте ель растет медленно, а с 5-10 лет - быстро, к 100-120-летнему возрасту прирост заметно падает, а в 250 - 300 лет дерево усыхает. Предельная продолжительность жизни около 500 лет.
Корневая система первоначально формируется как система главного корня и боковых корней, но к 10 годам главный корень становится незаметным, а корневую систему образуют сильные боковые корни. На глубоких, хорошо дренированных почвах боковые корни ели уходят на значительную глубину, на сырых тяжелых мелких почвах ель образует поверхностную корневую систему, в связи с чем часто страдает от ветровала.
У ели иногда образуются придаточные корни, возникающие у основания ствола или от нижних ветвей, соприкасающихся с почвой. Придаточные корни способствуют увеличению корневой системы, повышают ветроустойчивость.
Ель европейская занимает в России обширный ареал от северо-западных границ до Урала на востоке и до бассейна р. Припять на юге.
Ель требовательна к влажности воздуха и почвы, но не выносит избыточного застойного увлажнения, хотя неплохо растет на почвах с избыточным проточным увлажнением, образуя с ольхой черной лесные травяно-болотистые ассоциации. Можно сказать, что ель по отношению к воде - типичный мезофит, а отдельные ее экотипы - мезогигрофиты.
По отношению к почвам ель - мезотроф, вполне зимостойка, но может страдать (особенно подрост) от ранне- и поздневесенних заморозков. У нее есть четко выраженные рано- и позднораспускаюшиеся фенологические формы, у которых различия в сроках распускания почек, начала роста побегов и пыления могут достигать трех недель.
Ель очень теневынослива, уступает только тиссу и пихте, но без хорошей освещенности замедляет рост и не способна образовывать генеративные побеги.
Вид ели обыкновенной очень полиморфен. В нем много экотипов и морфологических форм. Различают формы: гребенчатую, плоскую, щитковидную, компактную по характеру ветвления; узкую и ширококронную формы; по окраске хвои - темно-зеленую, желтовато-зеленую и ярко-зеленую; по окраске мегастробилов - красно- и зеленошишечную формы; есть формы, отличающиеся по размерам, форме, окраске зрелых шишек и чешуй, по цвету и структуре коры.
У ели европейской довольно четко выражена заболонь. Спелая древесина равномерной бело-желтой окраски. Она мягкая, легкая, слабосмолистая. Используется как строевой лес, для целлюлозно-бумажной промышленности, изготовления полимерных материалов, музыкальных инструментов (резонансовая ель). Из лапки получают эфирные масла и витамин С. Ель неустойчива к промышленным газам.
Ель сибирская (P. obovata). По морфологическим и биологическим признакам близка к европейской и отличается от нее только размерами шишек и формой семенных чешуи. Шишки от 4 до 8 см длиной, яйцевидно-цилиндрические, с широкими закругленными цельнокрайними семенными чешуями. Хвоя сравнительно короткая (0,7-2 см длиной). Семена распространяются в более ранние сроки - в начале зимы. Масса 1 000 семян около 5 г.
Ареал ели сибирской обширен. В Европейской России она растет вместе с сосной обыкновенной и занимает северные и северо-восточные районы, заходя на юг до нижнего течения р. Кама на Урале; растет в Западной и Восточной Сибири (кроме Крайнего Севера и северо-востока), в Саянах, на Алтае, на Дальнем Востоке (юг Охотского побережья бассейн р. Амур). Одна из главных лесообразующих пород. При продвижении на восток доля ее участия в лесных древостоях постепенно уменьшается.
По сравнению с елью европейской ель сибирская более зимостойка, морозоустойчива, менее требовательна к почвам. Значительная часть ее ареала расположена в зоне многолетней мерзлоты. К условиям увлажнения требовательна, хотя в горах может расти на относительно сухих бедных каменистых почвах. На севере европейской части страны образует северную границу леса с лесотундрой; в Сибири уступает эту роль лиственницам сибирской и Гмелина. Живет до 200-300 (500) лет.
Ель сибирская, так же как и ель европейская, имеет ряд экотипов и морфобиологических форм, в том числе различающихся окраской хвои и мегастробилов: чисто зеленая, серебристая, голубовато-сизая и золотистая. Хозяйственное использование сходно с елью европейской.
Ель аянская (P. ajanensis). Дерево до 35-40 м высотой, 0,4-0,5 м (до 1,1) в диаметре. По форме кроны напоминает ель обыкновенную, но отличается от нее хвоей и шишками. Крона густая, ширококоническая с заостренной вершиной, низкоопушенная. Живет 300-350 лет. Кора зрелого дерева с извилистыми трещинами, серая. Молодые побеги голые, блестящие, желтого цвета. Хвоя 1-2 см длиной, плоская, на побегах повернута на 180, снизу синевато-белая сверху темно-зеленая, блестящая, заостренная, слегка изогнутая. Зрелые шишки 4-4,5 см длиной, про-долговато-цилиндрические, светло-коричневого цвета.
Пыление ели аянской - в конце мая - начале июня. Созревание семян и вскрытие шишек происходит во второй половине сентября. Семена мелкие, черно-коричневые с крылом до 6 мм длиной. Масса 1 000 семян 2-3 г.
Порода медленно растущая, морозостойкая, нетребовательна к почвам, исключительно теневыносливая. Корневая система поверхностная, в связи с чем подвержена ветровалам. Ель аянская - хорошая декоративная древесная порода, выделяющаяся голубовато-сизой хвоей, в связи с чем пригодна для садово-паркового строительства как в пределах своего ареала, так и в зоне тайги Европейской России. Древесина слабосмолистая, широко используется в строительстве и целлюлозно-бумажной промышленности.
Ель колючая (Р. pungens). Крупное дерево высотой 25-45 м и с диаметром ствола до 1,2 м, интродуцировано из Северной Америки. Ствол прямой, полнодревесный. Крона густая, коническая, низкоопущенная, с ярусным расположением ветвей в горизонтальных плоскостях, что отличает ее от вышеописанных видов. Кора коричнево-серая, шелушащаяся; побеги толстые, оранжево-коричневые. Почки широкоовальные, серые, несмолистые, с верхними и нижними чешуями, отогнутыми назад.
Хвоя длиной 1,5-3 см, плотная, четырехгранная, торчащая и сильно колючая. Окраска хвои различна: зеленая, серебристая, сизо-голубая, реже золотистая. У голубой формы хвоя 1-го года сплошь покрыта голубоватым или серебристым восковым налетом, с возрастом становится темно-зеленой. Живет хвоя 4-7 лет.
Пыление у ели колючей в мае - июне. Для нее характерно позднее начало вегетации и позднее прохождение всех последующих фенофаз. Шишки 5 - 10 см длиной, цилиндрической формы, светло-коричневой окраски, с тонкими эластичными продолговаторомбическими по краю волнисто-зубчатыми сильно морщинистыми семенными чешуями. Созревают в сентябре года опыления. Шишки сохраняются на дереве после высыпания семян еще в течение года.
Семена бурые, около 3 мм длиной, коричневые. Масса 1 000 семян 4-5 г. При семенном размножении голубая и другие виды окраски хвои передаются потомству не всегда. Поэтому в лесопарковом хозяйстве декоративные формы этой ели размножают вегетативно - прививкой или зелеными черенками.
Ель колючая малотребовательна к теплу. Очень холодостойкий вид. Может расти в северных широтах до Архангельска и на юге в лесостепной и степной зонах, в том числе в Оренбургской области. хорошо переносит засуху. По отношению к почвам неприхотлива; наиболее дымо- и газоустойчивая порода из елей. Особой устойчивостью к городской среде отличается серебристая форма ели колючей (Picea pungeus, f. argentea) , часто применяемая для озеленения городов России.
Из других видов - интродуцентов ели можно отметить ель канадскую, или белую (Picea glauca) , сходную по морфологическим признакам с елью колючей, но с повышенной требовательностью к теплу. Поэтому ее можно встретить лишь в лесопарках городов западных областей России.
Род включает в себя около 40 видов - важных образователей темнохвойных лесов. Это высокие (до 50 м и более), стройные деревья, с нестрого мутовчатым ветвлением и плотной конической низкоопущенной кроной (нижние ветви могут укореняться). Ствол полнодревесный, кора тонкая, отслаивающаяся чешуйками. Хвоя живет 6-9 лет и более.
Опыляется ель почти одновременно с распусканием ростовых почек. Ее макростробилы сосредоточены в верхнем ярусе кроны, семенные чешуйки крупнее кроющих. Во время опыления макростробилы стоят вертикально на вершинках прошлогодних побегов, затем поникают. Шишки раскрывающиеся, вытянутой формы, с твердо- или мягкокожистыми семенными чешуями, кроющие чешуи очень маленькие. Семена созревают через 3,5 - 4,5 месяца после опыления, они мелкие (до 0,5 см), с заостренным концом и обратнояйцевидным крылом, нижняя часть которого охватывает семя в виде ложечки и не срастается с ним, легко отделяясь. Всходы имеют от 6 до 12 трехгранных семядолей.
В хозяйственном отношении ель в целом ценится выше пихты. Она является основным источником сырья для целлюлозно-бумажной промышленности. Древесину ели широко используют в строительстве, в мебельном, тарном производстве, при изготовлении музыкальных инструментов. В коре ели содержатся дубильные вещества, используемые в кожевенной промышленности. Из хвои ели получают различные медицинские препараты и кормовые (витаминные) добавки для скота. Ель используют для создания снегосборных полос вдоль железных и автодорог, ценится она и в озеленении, однако только некоторые виды этого рода (например, ель колючая) являются достаточно дымо- и газоустойчивыми в условиях городской среды.
В России в естественных условиях растут 8 видов ели, около 20 разводятся как интродуценты.
Род Ель объединяет две секции. Секция Настоящие ели (Eupicea) - хвоя одноцветная, так как устьичные полоски присутствуют на всех четырех гранях хвоинки.
Ель европейская, или обыкновенная Picea abies (L.) Karst.
Дерево до 30 м и более высотой и до 1 м в диаметре. 250 (500) лет. Таежная зона Европы. Скелетные ветви в мутовках, имеются более тонкие межмутовочные ветви. Побеги от коричнево-бурых до светло-желтых, слегка железисто-волосистые; почки буроватые, со слабозаметными выпотами смолы. Хвоя 2-3 см длиной, жесткая, блестящая. На осевом вертикальном побеге хвоя расположена радиально и почти прижата к стеблю, а верхушечную почку она даже закрывает, прижимаясь к ней по спирали. На боковых побегах хвоя торчащая в стороны и вверх. Живет хвоя 6-12 лет и так же, как у пихты, опадает постепенно в осенне-зимний период.
Генеративная фаза у свободно стоящих деревьев наступает в 15 лет, в насаждении - в 25-30. Микростробилы имеют вид красновато-желтых колосков яйцевидной формы до 15 мм длиной. Пылит в середине мая, пыльца с двумя воздушными мешками.
Макростробилы цилиндрические, до 5 см длиной, светло-розовые, розовато-зеленые, ярко-красные или темно-бордовые.
Семена созревают к октябрю. Раскрытие шишки и рассеивание семян происходит чаще с января по март, при сухой и морозной погоде, когда ветер может разносить семена на значительные расстояния, в том числе и по насту. Шишки овально-цилиндрические, от 6 до 16 см длиной и 3-4 см в диаметре, светло-коричневые или красновато-бурые. Чешуи шишек плотнокожистые, ромбические, с зазубренным верхним краем. Семена темно-коричневые, матовые, 3-5 мм длиной, крыло светло-желтое или палевое. Масса 1000 семян 5-8 г. Всхожесть семян ели хорошо сохраняется в течение нескольких лет.
Семядолей 7-10, они серповидно изогнутые, с зубчиками на внутреннем ребре, сохраняются 2-3 года.
В молодости ель растет очень медленно, а с 5-10 лет (при достаточном освещении) и в среднем возрасте быстро, примерно со 100-120 лет прирост заметно падает. Корневую систему ели образуют сильные боковые корни, на глубоких, хорошо дренированных почвах они уходят на значительную глубину. На сырых, тяжелых мелких почвах ель часто страдает от ветровала. У основания ствола, близ шейки корня, могут образовываться придаточные корни.
Распространение ели на юг ограничено сухостью воздуха, на север - температурой почвы и застойным увлажнением. В то же время приручейные ельники с черной ольхой наиболее продуктивны. Таким образом, ель - типичный мезофит, а отдельные ее экотипы - мезогигрофиты.
Ель является мезотрофом. Она вполне зимостойка, однако может сильно страдать (особенно молодняк) от поздневесенних и раннеосенних заморозков. У нее четко выражены рано- и позднораспускающиеся фенологические формы. Различия в сроках распускания почек, начала роста побегов, пыления и распускания хвои у этих форм могут достигать трех недель.
В таежной зоне более устойчива и перспективна позднораспускающаяся форма. В юго-западной части ареала, в хвойно-широколиственных лесах преимущество имеет ранораспускающаяся форма с более продолжительным периодом вегетации (до 7 месяцев и более). Ранняя форма трогается в рост при среднесуточной температуре воздуха около +6 °С, а поздняя - при +10 °С и выше. Пыление ранней формы совпадает с зацветанием черемухи обыкновенной (на неделю раньше, чем у пихты сибирской), а поздней - с пылением сосны обыкновенной и зацветанием рябины. Рост побегов ели продолжается один месяц или более, после чего начинается формирование почек.
Ель европейская отличается весьма широкой амплитудой внутривидовой изменчивости. Она содержит много экотипов и целую серию морфологических форм, всего около 180 внутривидовых таксонов различного ранга. В частности, по характеру ветвления у ели выделяют гребенчатую, плоскую, щитковидную, компактную формы; по форме кроны - узко- и ширококронную; по окраске хвои - темно-зеленую, желтовато-зеленую и ярко-зеленую; по окраске макростробилов - красно- и зелено-шишечную; различают также формы по размерам, форме и окраске зрелых шишек и чешуи.
Ель сибирская Picea obovata Ledeb
Очень близка к ели европейской по морфологическим и биологическим признакам и чётко отличается от неё только размерами шишек и округлой формой чешуй. До 30 м высотой и 80-100 см в диаметре. Живёт до 200-300(500) лет. Пылит в середине мая. Шишки от 4 до 8 см длиной, яйцевидно-цилиндрические. Распространение ветром зрелых семян может происходить уже осенью и в начале зимы.
Ареал ели сибирской обширен: северо-восток европейской части (здесь она образует переходные (гибридные) формы с елью обыкновенной), Западная и Восточная Сибирь, юг Охотского побережья, бассейн верхнего и нижнего течения р. Амур, горы Средней Азии. На Северном Урале ель сибирская поднимается в горы до 860 м над ур. м., на Алтае и в Саянах - до 1800-2000 м. На Кольском полуострове и на севере европейской части России образует северную границу леса с лесотундрой; в Сибири уступает эту роль лиственницам сибирской и Гмелина (даурской), хотя между реками Катунью и Леной поднимается на север до 71-72° с. ш. На северо-востоке своего ареала приурочена к поймам рек.
По сравнению с елью европейской ель сибирская более зимо- и морозоустойчива, к почвам менее требовательна (мезоолиготроф), значительная часть ее ареала лежит в области вечной мерзлоты (однако при близком залегании мерзлоты не растет). По отношению к воде - мезофит, но может расти как в условиях избыточного увлажнения, так и в горах на относительно сухих, бедных, часто каменистых почвах (при высокой атмосферной влажности).
Ель Шренка, или тянь-шанъская Picea schrenkiana Fisch. et Mey.
Мощное дерево 40-45 м высотой и до 2 м в диаметре. 400 лет. Крона узкоконическая, что препятствует задерживанию снега кроной, снеголому и снеговалу. Побеги светло-серые, со слабым блеском, голые, реже волосистые. Почки красно-коричневые, беловатые от смолы. Хвоя 20-35 мм длиной, тонкая с длинным острием, светло-зеленая или голубовато-сизая, живет 12-18 (до 28) лет. Зрелые шишки цилиндрические, 7-12 см длиной и 2,5-3 см в диаметре, темно-коричневые или фиолетовые, с четко-регулярными деревянистыми семенными чешуями, имеющими закругленный мелкозазубренный край. Семена яйцевидно-заостренные, 4-5 мм длиной, с одной стороны коричневые, с другой - серо-бурые; крыло 10-15 мм длиной.
Растет в горах Тянь-Шаня, сплошного пояса лесов не образует, встречается отдельными массивами преимущественно на крутых склонах северной экспозиции; на южных склонах ельники приурочены к глубоким влажным теневым ущельям, или тальвегам.
Хозяйственное значение ели Шренка сходно с другими видами ели, однако основная функция ее лесов - закрепление склонов и регулирование поверхностного стока.
Ель восточная, или кавказская Picea orientalis (L.) Link
Очень крупное дерево, до 50(65) м высотой и до 1,5-2 м в диаметре ствола. 450-500 лет. Крона плотная, узкопирамидальная. Побеги красноватые или светло-коричневые, блестящие, голые или слабоволосистые. Почки красно-коричневые или черные, незасмоленные. Хвоя весьма примечательная: короткая (4-8, до 10 мм длиной), жесткая, притуплённая, темно-зеленая.
При свободном стоянии ель вступает в возраст возмужалости в 25-30 лет, в насаждениях - позже. Зрелые шишки веретеновидные, 5-10(15) см длиной, слегка изогнуты и сильно засмолены. Семенные чешуи деревянистые, широкие, округлые, пурпурные, затем буреют. Семена неправильно-треугольные, 4-5 мм длиной, темные, с желто-бурым крылом до 18 мм длиной. Масса 1000 семян около 7 г, всходы с 3-9 семядолями.
Ель восточная распространена в западной части Кавказа, примерно до Военно-Грузинской дороги, образует горные леса на высоте от 1300 до 2300 м над ур. м. Во влажных ущельях она опускается до высот 200-400 м. В спелых ельниках обычна примесь пихты кавказской, которую ель обгоняет в росте. Распространена в местах выходов кристаллических пород, песчаников и известняков. На высоте от 1300 до 1800 м над ур. м. образует разновозрастные леса с запасом древесины до 2600 м 3 /га.
Развивает мощную поверхностную (якорную) корневую систему, проникающую в трещины скальной породы и придающую дереву большую устойчивость, основная масса корней сосредоточена в верхнем горизонте на глубине до 20 см. Мезоолиготроф, мезофит. Теплолюбива. При интродукционных испытаниях в Санкт-Петербурге оказалась менее зимостойкой, чем пихта кавказская: в суровые зимы обмерзает до шейки корня или вымерзает совсем.
Благодаря мощно развитой корневой системе эта ель является ценной горно-мелиоративной древесной породой. Ценится ель восточная и в озеленении, она имеет много декоративных форм, но негазостойка.
Ель колючая Picea pungens Engelm.
Дерево до 45 м высотой и 1,2 м в диаметре ствола, интродуцированное из Северной Америки. В ареале живет до 500 лет, в городе не более 100. Кора шелушащаяся, коричнево-серая; побеги толстые, оранжево-коричневые; почки широкоовальные, серые, несмолистые, с отогнутыми наружными чешуями. Хвоя жесткая, толстая и колючая, 20-30 мм длиной, держится на побегах до 7 лет, в условиях города не более 4. На хвое первого года жизни присутствует восковой налет сизоватого или серебристого оттенка.
Пылит в конце мая. Зрелые шишки овально-цилиндрические, рыхлые, 5-8 см длиной и около 3 см в диаметре, песочного цвета. Кроющие чешуи мягкие, кожистые, морщинистые с волнистым краем. Семена созревают и высыпаются осенью. При семенном размножении окраска хвои материнского растения частично передается потомству, но в практике колерные формы этой ели обычно размножают вегетативно - прививкой или зеленым черенкованием.
Ель колючая характеризуется поздним началом вегетации, малотребовательна к теплу, зимо- и заморозкоустойчива, сравнительно засухоустойчива, наиболее дымо- и газостойка. По сравнению с другими хвойными породами в отношении почв неприхотлива. Особой устойчивостью в условиях промышленной среды отличается ель колючая серебристой формы (P. pungens f. argentea), часто применяемая для озеленения городов России.
Ель канадская, или белая Picea glauca (Moench) Voss
Дерево таежных лесов Северной Америки, достигающее 20-35 м высоты. Крона густая, коническая; побеги голые, беловатые; почки коричневые, со слабоотогнутыми чешуями; хвоя довольно мягкая, сизоватая, 8-18 мм длиной, живет 5-7(10) лет. Пылит в конце мая. Шишки не более 4-5 см длиной, яйцевидные, со светло-коричневыми, тонкими цельно-крайними чешуями, созревают в сентябре, раскрываются в конце осени-начале зимы. Семена до 2-3 мм длиной, масса 1000 шт. не превышает 3 г. Ель канадская малотребовательна к теплу, зимо- и заморозкоустойчива, к почвам нетребовательна, по дымо-и газоустойчивости уступает ели колючей. Широко применяется в озеленении городов европейской части Российской Федерации. Возможна интродукция в хозяйственных целях.
У пихтоподобных елей секции Omorica визуально нижняя поверхность хвоинки светлее, так как устьица расположены только на этих двух плоскостях.
Ель аянская Picea ajanensis (Lindl. Et Gord) Fisch. ex Carr
Дерево до 30-40 м высотой и 0,4- 0,5(1,1) м в диаметре. 300- 350 лет. Кора серая, смолоду слегка шершавая, в старости покрывается продольными извилистыми трещинами. Молодые побеги желтоватые, голые, блестящие; почки яйцевидно-конические, бледно-золотистые, несмолистые. Хвоя 10-20 мм длиной, остроконечная, на побегах с микро- или макростробилами четырехгранная, на остальных - почти плоская, слегка изогнутая, с двумя сизо-серебристыми полосами на обращенной вниз стороне.
Эта ель характеризуется ранним началом вегетации, поэтому чаще других видов страдает от весенних заморозков, хотя вполне зимостойка. В половозрелое состояние вступает в возрасте 15-50 лет. Опыление происходит вскоре после распускания листьев березы, в середине мая. Шишки 35-80 мм длиной, песочного цвета, цилиндрические, семенные чешуйки мягко-морщинистые. Семена созревают в конце августа - начале сентября, и сразу же рассеиваются; они коричнево-черные, с крылом до 6 мм длиной, масса 1000 шт. 2-3 г.
Ель аянская - дерево муссонного климата, важнейший образователь темнохвойных лесов Дальнего Востока. Мезотроф и мезофит, исключительно теневынослива.
Ель ситхинская Picea sitchensis (Bong.) Carr.
Одна из наиболее крупных елей на Земле. У себя на родине (на Тихоокеанском побережье Северной Америки) может превышать 60- 70 м в высоту и 2,5-5 м в диаметре ствола. Живет 500-800 лет. Кора красновато-бурая; побеги светло-коричневые; хвоя тонкая, 15-18 мм длиной, темно-зеленая глянцевая, визуально снизу - сизая. Шишки цилиндрические, 5-10 см длиной и до 3 см в диаметре, темно-коричневые глянцевые, с мягко-кожистыми чешуйками (похожи на шишки ели аянской, но крупнее и темнее). Относительно газо- и засухоустойчива, неветровальна, взрослые деревья сравнительно зимостойки. Переносит подтопление, лучшей производительности достигает на мощных свежих супесях.
Широко культивируется как лесное и парковое дерево в Западной Европе, на Украине, на Черноморском побережье Кавказа, в странах Балтии. Заслуживает более широких интродукционных испытаний в условиях зон смешанных лесов Русской равнины и муссонных смешанных лесов Дальнего Востока.
Ель сербская или балканская Picea omorica (Panc.) Purk.
Дерево до 40 м высотой, живет до 300 лет. Естественный ареал ограничен горами Сербии и Боснии до высот 1500 м над ур. м. Хвоя до 1,8 см длиной, плоская, снизу ярко-сизая, визуально сверху темно-зеленая, покрыта толстой глянцевой кутикулой. Крона узко-коническая, скелетные сучья слегка опущены, побеги поникающие, опушенные. Пылит в начале мая. Шишки до 6 см длиной, яйцевидные смолистые фиолетово-коричневые, семенные чешуйки плотно-кожистые округлые.
Отличается быстрым ростом с самого раннего возраста. По газоустойчивости (за счет кутикулы на хвое и визуально нижнего расположения устьиц на ней) уступает только ели колючей.
Ель европейская, или обыкновенная — дерево до 30 метров и более высотой и до 1 м в диаметре ствола. Кора в молодости буроватая, гладкая с мелкими пленчатыми чешуйками, к старости становится чешуйчато-шероховатой. Побеги от коричнево-бурых до светло-желтых, слегка железисто-волосистые; почки тупоконические, буроватые со слабозаметными выпотами смолы. Ветвление нестрого мутовчатое, но более крупные ветви располагаются почти мутовчато и вырастают из пазушных почек близ верхушечной. Крона густая , ширококоническая, с заостренной вершиной, опускается по стволу сравнительно низко. Хвоя 2—3 см длиной, жесткая, блестящая. На осевом вертикальном побеге хвоя расположена радиально и почти прижата к стеблю, а верхушечную почку она даже закрывает, прижимаясь к ней и закручиваясь спирально. На боковых побегах хвоя располагается по обе стороны и сверху побега, а снизу побег остается неохвоенным. Живет хвоя 6—12 лет и, так же как у пихты, опадает постепенно в осенне-зимний период.
Почки ели распускаются во второй половине весны, почти одновременно с зацветанием черемухи обыкновенной, и в это же время начинается ее опыление. В естественных условиях деревья ели , растущие при полном освещении, в половозрелое состояние вступают в 15—20 лет, а растущие в лесу — в 25—30 лет. Микростробилы имеют вид красновато-желтых колосков яйцевидной формы до 15 мм длиной и появляются из боковых генеративных почек на побегах предыдущего года. Во время пыления пыльцы образуется очень много, она снабжена двумя воздушными мешками и хорошо разносится ветром.
Макростробилы образуются в генеративных почках на побегах прошлого года, но располагаются на их концах и стоят вертикально. Они хорошо заметны в кроне на фоне темной хвои: цилиндрические, до 5 см длиной, светло-розовые, розовато-зеленые, ярко-красные или темно-бордовые.После опыления шишки свешиваются вниз и к октябрю созревают. Но осенью, как правило, они не раскрываются, чешуи их плотно сомкнуты и семена не выпадают. Раскрытие шишки и рассеивание семян происходит чаще с января по апрель. Раскрытию шишек способствует сухая и морозная погода, а распространению семян — ветер, который может разносить семена на значительные расстояния. Шишки веретеновидно-цилиндри-ческие, от 6 до 16 см длиной и 3—4 см толщиной, светло-коричневые или красновато-бурые. Чешуи шишек жесткокожистые, ром бические, с зазубренным верхним краем. Семена яйцевидные , с заостренным кончиком, коричневые, матовые, 3—5 см длиной, масса 1000 шт. 5—8 г. Крыло семени обратнояйцевидное, светло-коричневое, легко отделяется. Всхожесть семян ели хорошо сохраняется в течение нескольких лет.
При прорастании семян ели подсемядольное колено зародыша выносит на поверхность кожуру семени и остатки эндосперма, которые по мере роста семядолей опадают. Семядолей 7—10, они серповидно-изогнутые, трехгранные, с зубчиками на внутреннем ребре, сохраняются 2—3 года.
В молодости ель растет очень медленно, а с 5—10 лет и в среднем возрасте быстро. Примерно со 100—120 лет прирост заметно падает, а в 250—300 лет дерево усыхает, но в отдельных случаях деревья могут жить свыше 500 лет.
При прорастании семени главный корень в первые 2—3 года растет вертикально, затем разветвляется на несколько боковых, растущих или горизонтально, или наклонно вниз, поэтому уже к 10 годам главный корень незаметен, а корневую систему образуют сильные боковые корни. На глубоких, хорошо дренированных почвах боковые корни ели уходят на значительную глубину. На сырых, тяжелых мелких почвах ель образует поверхностную корневую систему, поэтому часто страдает от ветровала. Повышению ветроустойчивости ели и увеличению объема корневой системы способствует образование придаточных корней. Они возникают у основания ствола, близ шейки корня, особенно при покрытии его землей или при обрастании мхом. Придаточные корни у ели способны давать и прилегающие к земле или моховому покрову нижние ветви.
Ель европейская занимает обширный ареал в Западной Европе, а в СССР она распространена в северо-западных, западных и центральных районах европейской части (до среднего течения р. Камы на востоке и до бассейна р. Припяти на юге), а также в Украинских Карпатах.Ее высокая требовательность к влажности воздуха и почвы является главным фактором, определяющим южную границу распространения. В юго-восточной части ареала после засух могут отмирать даже крупные деревья. Ель не выносит избыточного застойного увлажнения, но на почвах с избыточным проточным увлажнением растет хорошо, принимая вместе с ольхой черной участие в образовании лесных травяно-болотных ассоциаций. Таким образом, по отношению к воде ель — типичный мезофит, а отдельные ее экотипы — мезогигрофиты.
В отношении плодородия почв ель не отличается высокой требовательностью и относится к мезотрофам. Ель вполне зимостойка, однако может сильно страдать (особенно подрост) от поздне-и ранневесенних заморозков. У нее четко выражены рано- и позд-нораспускающиеся фенологические формы. Различие в сроках распускания почек, начала роста побегов, пыления и распускания хвои у этих форм может достигать 3 недель.
Дендрологическая характеристика.
Род ель (Picea) объединяет виды, к которым относятся крупные деревья с мутовчатым ветвлением и удлиненными побегами. Побеги покрыты многолетней, спирально расположенной игловидной хвоей. Имеются также межмутовочные побеги.
Род ель (Picea Dietr.) относится к семейству сосновых (Pinacea Lindl.). Свое название он получил от греческого слова pissa, что в переводе означает "смола".
Ели однoдoмны. Опыляются ветром. Шишки созревают в тот же год, свисают с ветвей и после вылета семян остаются некоторое время на деревьях. Кроющие чешуи незаметны. Семена крылаты; при отделении от крылышка оставляют в нем ложкообразное углубление. Всходы имеют 6-9 семядолей с зубчиками по краям. Зубчики имеются и по краям первичной хвои.
Смоляные ходы встречаются в коре и древесине. Ядровая часть древесины не окрашена.
Представители рода ели произрастали в Европе в меловом периоде. Более ясные остатки ели европейской обнаружены в плиоцене, ели сибирской - в межледниковых слоях. Во время ледникового периода ель встречалась по всей Северной Европе. Изменившиеся условия привели к обособлению европейского вида ели, ареал которой оказался разорванным по линии течения рек Вислы, Буга и Дуная. В горах Средней Европы обособилась ель альпийская, на востоке - ель европейская. В Сибири и на северо-востоке Европы осталась ель сибирская, которая в ледниковый период заходила значительно далее на Запад, вплоть до Франции.
Первое место по экономической значимости занимает ель европейская.
Ель европейская (Picea abies (L.) Karsten). В природных условиях может достигать размеров крупного дерева - до 30 (50) м высоты. Крона густая, широкопирамидальная. Ветвление мутовчатое, но имеются и межмутовочные побеги и сучья. На опушках и у одиночно стоящих деревьев кроны спускаются до земли. Рост в высоту у ели европейской продолжается до глубокой старости, поэтому вершины ее всегда заострены.
Различают три типа ветвления ели европейской: гребенчатый, щетковидно-компактный и плоскогоризонтальный. При первом типе ветвления сучья отходят от ствола в разные стороны, верхушки их приподняты, а веточки свешиваются вниз. Такое ветвление характерно для более быстрорастущих елей, обитающих в западной части ее ареала. У деревьев с щетковидно-компактным типом ветвления сучья короче, сидят плотно и вытянуты в горизонтальном направлении. Такая форма лучше приспособлена к северным условиям, менее страдает от навала снега и интенсивнее использует освещение. Процесс опыления, однако, эффективнее проходит у елей с гребенчатым типом ветвления. У деревьев с плоскогоризонтальным типом ветвления сучья и веточки горизонтально расходятся в стороны. Он присущ затененным частям кроны и зонтикообразному подросту. Встречаются деревья промежуточных форм.
Кора у ели европейской в раннем возрасте гладкая, буроватая, с мелкими пленочками. Позднее начинают появляться дугообразные вертикальные трещинки. К 40 годам у основания стволов обособляются чешуйки, сначала мелкие, затем все грубее и толще, с блюдцеобразными впадинами, под которыми виднеются буровато-коричневые слои. К 100 годам толстые чешуйки выделяются уже по всей нижней части стволов, и кора становится ясно шероховатой. Для деревьев старого возраста, замедливших рост, характерно окрашивание чешуи в мутно-зеленоватый или красноватый тон, что объясняется развитием водорослей, грибов и бактерий. В особенно неблагоприятных условиях ветви старых елей покрываются листоватыми или свисающими «бородатыми» лишайниками, придающими им своеобразный вид.
Заостренные буроватые почки ели европейской не содержат смолы и у сильных побегов прикрыты снизу скрученными хвоинками. Деревья этого вида имеют только удлиненные побеги, вначале зеленые, с нежной хвоей. Хвоя сидит на выступах - подушечках, остающихся и после ее опадания. Подушечки низбегают по побегу, образуя валики, вследствие чего он кажется бороздчатым.
Различают световую и теневую хвою. Световая хвоя встречается в верхней части кроны и торчит во все стороны. Она жесткая, колючая, четырехгранная, в разрезе ромбическая с белыми полосками устьиц на всех сторонах длиной 1,3-2,5 см, заостренный конец ее прозрачный. Теневая хвоя сидит неясно двурядно в затененных местах. Она относительно плоская, менее жесткая и более зеленая. У световой хвои плодоносящих деревьев осмотическое давление сока более высокое, чем у теневой хвои и у молодых деревьев.
В самых затененных местах хвоя сидит в два ряда. На таких побегах разрез ее узкоромбический и хвоинки повернуты горизонтально, широкой стороной. Хвоя у ели держится до 6-7 лет, а на вершине - до 10 лет, но в городских условиях и при задымлении опадает раньше.
Хвоя разного возраста обладает различной устойчивостью против заболеваний. У некоторых деревьев теневая хвоя, например третьего года, оказывается иногда поврежденной, в то время как остальная хвоя здорова. Это связано с различными погодными условиями, возрастом, свойствами протоплазмы клеточного сока, различием в режиме обмена веществ и развитием вредителей. В центре хвои проходит сосудисто-волокнистый пучок, у краев - два смоляных хода. Цветет ель европейская в мае. Пыльцы высыпается много. Держится в воздухе она хорошо, так как имеет летательные мешки. В момент цветения на концах основных побегов появляются пурпурно-красные или изумрудно-зеленые женские шишечки; свисающие побеги покрываются множеством мужских красноватых колосков. Такое расположение способствует перекрестному опылению.
Рисунок 1. Ель европейская (Picea abies):
1 - ветвь с мужскими колосками; на верхнем боковом побеге имеются галлы хермеса; 2 - тычинки с двумя раскрывшимися гнездами; 3 - побег с женской шишечкой; 4 - зрелая шишка; 5 - чешуя от зрелой шишки снаружи с маленькой покровной чешуей у основания; 6 - она же изнутри с двумя крылатыми семенами; 7 - семя с крылом, (без крыла и крыло отдельно; 8 - хвоя цельная отдельно и поперечный разрез; 9 - вход, еще не освободившийся от семенной оболочки; 10 - он же без семенной оболочки.
Женские шишечки состоят из кроющих и семенных чешуй. Семена созревают примерно через 4-6 месяцев после опыления к осени. Шишки с созревшими семенами остаются на деревьях зимой. Спелые шишки имеют удлиненно-цилиндрическую форму. Длина их достигает 10-15 см, ширина 3-4 см. Вначале они зеленые или фиолетовые, затем бурые, лоснящиеся. Чешуи деревянисто-кожистые, выпуклые, широкие, обратно-яйцевидной формы, по краю выемчатые или выгрызенно-зубчатые, иногда усеченные. Кроющих чешуй не видно: они спрятаны внутри и прикреплены над семенными в виде узеньких беловатых язычков (рисунок 1). Самые крупные шишки 18,5 см формы acuminata обнаружены в Беловежской пуще (Мельник, 1996).
Весной под действием солнца и сухого воздуха семенные чешуи раскрываются и семена вылетают. Массовое опадание семян наблюдается в мае. Одиночные семена падают и в марте, и в сентябре. Нередко в сухую, с сильными заморозками осень шишки раскрываются и семена вылетают в сентябре-октябре. В сухие морозные дни после весенних оттепелей шишки иногда раскрываются, и семена, кружась, отлетают и падают на наст крылышком кверху. При ветре они перегоняются в пониженные места, иногда на расстояние в несколько километров.
Семена - яйцевидной формы, с острым носиком, кофейно-бурого цвета, длиной 4-5 мм. Крылышки – светло-коричневые длиной 1,2-1,5 см. Обе стороны семени – матовые. Вес семян ели обыкновенной, как и других пород, зависит от погоды, условий произрастания, природы растения. Так, ель с гребенчатым типом ветвления в Тверской области давала хорошие по качеству семена, весом 1000 шт. 6,8 г, с хозяйственной годностью 59%. Ель с щетковидным типом ветвления приносила более плохие семена - весом 4,3 г и 21% годности. В урожайный год под Смоленском вес семян ели составлял 4,9 г, а в 1936 г. в ельнике-зеленомошнике соседней Тверской области доходил до 8 г. Всхожесть семян ели доходит до 95% и сохраняется 4-5 лет. Всхожесть 85% соответствует I классу качества по ГОСТ (Гроздов, 1952).
Ель европейская образует обширный ареал. На Кольском полуострове северная граница ее распространения проходит южнее Мурманска и идет к горлу Белого моря. Восточнее Белого моря она отступает к юго-востоку, а весь северо-восток оказывается занятым елью сибирской. Южная граница ели европейской довольно близко совпадает с северной границей чернозема.
Крайняя западная граница распространения ели совпадает с восточной границей Польши, где наблюдается разрыв ареала (Рисунок 2).
Значение температуры воздуха и почвы.
Ель европейская зимостойка. Об этом говорит, прежде всего, ее ареал. Все же лучший рост ели европейской наблюдается в районах с более умеренным климатом, где сильнее сказывается влияние Балтийского моря.
Ель европейская чувствительна к поздним весенним заморозкам, особенно в западной части ареала, например в Брянской области. Здесь набухание почек у нее происходит в начале мая. В середине мая почки распускаются, а к концу мая зеленые, богатые влагой побеги покрываются нежной мягкой хвоей. Обычно в конце мая, иногда в начале июня, в средней полосе проходит волна холода, сопровождаемого заморозками. Елочки на открытых местах, особенно в понижениях, сильно обмерзают и иногда теряют весь годичный прирост. В Кировской и Московской области это явление наблюдается редко в связи с более поздним пробуждением ели весной. Заморозки опасны для ели европейской и в другом отношении: на сырых пониженных местах они «выжимают» молодые сеянцы, которые в результате этого погибают.
Большую опасность для ели, кроме заморозков, представляет также солнцепек, поэтому она проводит первые годы под пологом лиственных и светлохвойных пород. Густая крона, наличие теневой хвои, способность зонтикообразного подроста выносить значительное затенение и слабое самоизреживание стволов в насаждении говорят о теневыносливости ели.
Ель очень чувствительна к воздушной засухе и усыханию почвы: засушливых периодов она не переносит.
Требовательность к почве и минеральному питанию.
Ель европейская довольно требовательна к плодородию почвы. Сама же воздействует на почву неблагоприятно - образует грубый гумус. Хвоя ели разлагается в три года, слабо отдавая почве продукты распада. Ель произрастает на разнообразных свежих почвах, начиная с глинистых песков и супесей до тяжелых суглинков и черноземов. Встречается и на сильно подзолистых почвах, способствуя их дальнейшему оподзоливанию. Крайне заболоченных почв с застойной влагой избегает, страдая здесь из-за недостатка в них кислорода. Растет по берегам ручьев.
В юго-западной части ареала лучшие ельники встречаются в Ельнинском лесхозе Смоленской области. Здесь на слабоподзолистых, легких, хорошо дренированных суглинках, подстилаемых прослойками песка на морене, ельники к 80 годам достигают средней высоты 29 м (1а бонитет). Обычно в таких насаждениях в подлеске встречается лещина с липой. Запас древесины около 600 м 3 на 1 га (Гроздов, 1952)
Хорошо растут ельники и на свежих крупнопылеватых почвах, подстилаемых лёссовидной породой (Дугино, Смоленской области). Здесь к 10 годам деревья имеют высоту 2,5 м, в 40 лет- 17 м и в 80 лет - 27 м (I бонитет). На ровных, менее дренированных суглинистых и супесчаных почвах, имеющих признаки оглеения, рост ели более медленный, и деревья к 80 годам достигают 22 м высоты (II бонитет). Еще хуже растет ель в сырых пониженных местах, на подзолисго-глеевых почвах, подстилаемых водонепроницаемыми суглинками. В таких условиях складывается неблагоприятный водный и воздушный режим почвы для ели, и ельники достигают едва III бонитета.
На песчаных сухих почвах и на торфяных болотах ель уступает место сосне. По берегам ручьев она иногда растет в смеси с ольхой черной и ясенем. Здесь на торфянисто-иловато-подзолистых почвах ель достигает высокой продуктивности: наличие кислорода в таких почвах благоприятно для жизненных процессов ели. Наоборот, на торфяно-глеевых почвах, при недостатке кислорода, ель совершенно не селится, хотя семена ее сюда попадают.
В молодых чистых насаждениях ель хорошо растет также на черноземах, избегая избыточно засоленных почв.
Тип корневой системы
Заметная чувствительность ели к засухе обусловливается также типом ее корневой системы. Корни у ели, как и у других пород, обычно состоят из растущих и сосущих. Сосущие корни, как правило, окружены микоризой. В пределах проекции кроны корни ветвятся слабо, их активная, воспринимающая часть выходит за ее пределы.
На суглинистых почвах ель развивает поверхностную корневую систему, располагающуюся в слое 20-30 см. Это обусловливает вeтpoвaльнocть ели.
На глубоких супесчаных почвах, как, например, в условиях камов (возвышенных гряд) Тверской области, ель развивает корневую систему, достигающую глубины 1,5 м, и становится более ветроустойчивой.
В лучших условиях ель живет до 250 лет, отдельные деревья даже до 400-500 лет, и достигает 45 м в высоту и 1,5 м в толщину.
В северных районах рост ели ухудшается. Так, под Архангельском 120-летние ельники едва достигают по высоте 23-25 м, на Кольском полуострове в каменистой тундре при сильном промерзании грунта и воздействии северных ветров ель в возрасте 120-130 лет имеет всего 7-8 м высоты и запас древесины не более 5-10 м 3 на 1 га.
При нормальных условиях в лесной зоне ель постоянно продвигается вперед, отвоевывая территорию у других пород (Гроздов, 1952).
Размножение
Ель размножается преимущественно семенами. Начинает плодоносить на свободе с 15 лет, а в насаждении - с 30-50. Из-за неблагоприятных условий в некоторые годы урожайность заметно понижается. В урожайные годы получаются семена более высокого качества, чем в малоурожайные. На 1 га в спелом ельнике в среднем опадает 6 кг семян (Брянский лесной массив).
В редких случаях в горах ель дает отводки, из которых образуются искривленные деревца. Укоренение нижних ветвей наблюдается и в равнинных лесах, что можно заметить, приподняв лежащие на земле и закрытые мхом ветви ели. Практического значения такие отводки не имеют. На Крайнем Севере у границ леса иногда наблюдают группы елей из отводков с остатками пня материнского дерева по середине.
При весеннем посеве всходы появляются через 3-5 недель. Проросток выносит наверх 8-9 (10) согнутых трехгранных семядолей с кожурой. Впоследствии кожура сбрасывается, семядоли расходятся и начинает расти стебелек. На четвертом году жизни семядоли опадают. Сеянцы растут медленно: иногда в трехлетнем возрасте достигают всего 13 см (максимум 20 см). С 3-4 лет они образуют мутовки. Из-за слабого роста при массовых посадках используются лишь сеянцы или саженцы 2-3 лет. У сеянцев сразу же вырастает стержневой корешок, который вскоре перестает развиваться. К 10 годам начинают усиленно развиваться боковые корни, и рост ели убыстряется. Максимальные приросты у нее наступают в возрасте 30-50 лет.
Совместимость с другими породами
Ель произрастает совместно с другими хвойными, например сосной, и лиственными породами (дубом и др.).
На свежих, более плодородных почвах ель вытесняет сосну. Приостановить этот процесс могут лишь пожары, так как от них больше страдает ель. Препятствием к распространению ели являются также сухость и бедность почвы.
Более сложны взаимоотношения между елью и дубом. В елово-широколиственных лесах под Брянском имеются древостой с преобладанием ели и дуба. Строение таких насаждений весьма непостоянно. Дуб - мощная порода, с могучей корневой системой, благодаря чему легко противостоит действию ветров. Корневая система ели здесь поверхностная, распределяется в слое почвы около 30 см. Этим объясняются вывалы гигантских стволов ее. Малейшее ослабление ели привлекает короедов и других насекомых, вызывает грибные заболевания. В засушливые годы, а также при сплошных рубках, значительно нарушающих структуру леса, ель попадает в более невыгодные условия и уступает дубу. В этом случае начинается преобладание дуба. В холодные сырые и влажные годы, наоборот, ель теснит дуб, затеняет его, задерживает нормальный рост, обедняет почву и ухудшает ее свойства. Она как бы «осеверяет» условия, что не отвечает природе дуба, более теплолюбивого и требовательного к плодородию почвы растения.
В елово-широколиственном лесу под Москвой (Абрамцево) ель более активно конкурирует с дубом. Она теснит его, образуя густые заросли и гнезда благонадежного подроста. Под Брянском, за несколько десятков километров до южной границы распространения ели, дуб конкурирует с елью за влагу. В лесостепи, на выщелоченных черноземах, ель неплохо растет в молодых культурах, но все эти культуры чистые, без дуба.
При сплошных рубках в чистых еловых насаждениях ель часто сменяется осиной и березой. Лишь после того как образуется полог из лиственных, начинается внедрение ели, вытесняющей со временем эти менее долговечные породы. Этот процесс растягивается иногда на 15-20 лет. В Тверской, Великолукской, Смоленской и в соседних, более северных областях иногда наблюдается смена ели ольхой серой.
Хозяйственное применение.
Ель имеет громадное значение как главная порода для многих районов лесной зоны. Наибольшую ценность представляет древесина ели. Она отличается характерным желтовато-белым цветом (у болотной ели - с красноватым оттенком в центре) с шелковистым отливом из-за сердцевинных лучей. Древесина не содержит окрашенного ядра; имеет смоляные ходы. У зеленошишечной ели древесина более прямослойная, чем у красношечной. Ель используется в значительных количествах для заготовки строевого леса, пиломатериалов, балансов для целлюлознобумажной промышленности, для получения искусственного шелка, пленки, мебели, колотого и щепного товара, для изготовления музыкальных инструментов (резонансовая ель). Еловые стружки применяют для упаковки, из коры ели извлекают дубильные вещества (10%), из хвойной лапки получают в небольших количествах эфирные масла, иногда она идет на подстилку скоту. Хвоя содержит витамин С.
Ель используется для устройства густых защитных живых изгородей вдоль железных дорог и является прекрасным деревом для озеленения. Особенно эффектна она в куртинах и групповых посадках. Оригинальное впечатление производит змеевидная ель с направленными в стороны, несколько искривленными (как змеи) редкими длинными ветвями и хвоей, прижатой к побегам (P. abies var. virgata Gasp.). Такая форма ели растет в ботанических садах Воронежа, Кирова, в Лесостепной станции (Орловская область) и других местах. У этой ели иногда наблюдается явление атавизма-возврата признаков: среди змеевидных сучьев вырастают сучья, типичные для ели европейской (Воронеж).
Широкому применению ели в городских посадках препятствует, однако, ее неустойчивость к вредным газам.
Формы ели.
В пределах обширного ареала ели европейской имеется много форм, различающихся по внешнему виду (плакучие, колонновидные, низкорослые, округло-пирамидальные, шаровидные, стланиковые), по окраске хвои (с сизо-зеленой, золотисто- желтой и пестрой хвоей), по окраске шишек. Наиболее изучено лесоводственное значение елей, различающихся по окраске шишек: зеленошишечной (P. abies var. chlorocaгрa Purk.) и красношишечной (P. abies var. erythrocaгрa Purk.). Ель зеленошишечная с гребенчатым типом ветвления оказалась самой быстрорастущей в условиях юго-западного ареала. Красношишечная ель чаще встречается в пониженных местах и отличается менее тонкими и стройными стволами. Иногда обе разновидности растут вместе (Брянский массив) (Правдин, 1975).
Фенологические формы.
Ель обыкновенная имеет две фенологические формы: рано- и поздно распускающуюся. Деревья ранораспускающейся формы начинают расти на 1-2 недели раньше поздно распускающейся. Данное явление пока не имеет строгого научного объяснения. Высказывается лишь предположение, что ранораспускающаяся форма ели представляет собой южный экотип, сформировавшийся в условиях более теплого климата, где вегетация растений наступает значительно раньше.
Формы по окраске шишек.
По цвету молодых женских шишек различают три формы елей: красношишечную – f. Erytrocaгрa Purk, зеленошишечную – f. Clorocaгрa Purk и розовошишечную (переходную) – f. Dichroa Domin. Строгой приуроченности этих форм ели к определенным экологическим условиям не наблюдается, однако красношишечная форма ели чаще встречается на плодородных и лучше подогреваемых почвах, зеленошишечная – на переувлажненных и более холодных почвах. Красношишечная ель имеет лучшее качество древесины, более толстую кору и высокую полнодревесность ствола.
Формы по стороению кроны.
Размеры и строение кроны у ели обыкновенной варьируются в больших пределах, поэтому выделяют несколько форм ее по данному признаку. Среди них встречается ель колонновидная – f. Columnaris Сатг., у которой побеги первого порядка свисают вдоль ствола и образуют плотную, низкоопушенную крону. В северных таежных лесах многие особи ели имеют пирамидальную форму- f. Piramidata Carr. У этих елей ветви держатся горизонтально и постепенно увеличиваются от вершины ствола к его основанию, образуя остроугольную пирамиду. Иногда встречается змеевидная форма – f. Virgata Casp., отличающаяся длинными, горизонтальными побегами первого порядка. Побеги второго и третьего порядка образуют неправильные мутовки, несут на себе грубую, колючую хвою. Особую форму представляет ель плакучая – f. Pendula Jacg. Ее особи имеют овальную крону, образованную длинными, тонкими, повислыми побегами первого порядка. Побеги второго порядка густоохвоенные, слаборазветвленные, также повислые. Встречается ель прутовидная – f. Viminalis Casp. У этой формы ели главные боковые побеги часто оголенные, побеги второго порядка образуют шнурообразные пучки.
Формы по типу ветвления.
По характеру ветвления кроны выделяют пять форм ели: гребенчатую, зубчатую (неправильно гребенчатую), щетковидную, плоскую и компактную. По цвету и структуре поверхности коры выделяют формы с совершенно гладкой корой, пластинчато-шероховатой, ямчатой, свилеватой, воротничковой и с корой, прорезанной глубокими продольными трещинами.
Ель сибирская (Picea obovata Ledebour). Дерево высотой 30 м. По экономической значимости занимает следующее место после ели европейской. В морфологическом отношении и по экологическим свойствам очень близка к ней; отличается густо опушенными побегами, более короткой (0,7-2 см) хвоей, шишками меньших размеров (5-8 см длины) с выпуклыми, широкими, по краю закругленными, цельнокрайними чешуями. 1000 семян весят около 5 г.
Область распространения ели сибирской весьма обширна: северо-восток Европы, Урал, Сибирь. В Сибири граница ее проходит через южную половину Обской губы, низовья Енисея, озеро Пясино, пересекает р. Хатангу под 72°15 / с. ш. и р. Лену под 67° с. ш., обходит Верхоянский хребет и направляется к Охотскому морю (Ямск). Здесь ель сибирская уступает место ели аянской и далее встречается уже в Приамурье, Забайкалье, на Саянах, Алтае и в северной части Монгольской народной республики. От г. Зайсана и хребта Тарбагатай граница ели поднимается на север и, обойдя лесостепную зону в Западной Сибири, южнее Барнаула и севернее Омска, через Ишим и Камышлов, переходит на Урал, где опускается до Магнитогорска.
На этом обширном пространстве ель сибирская распределена неравномерно: за Енисеем и Байкалом встречается редко, в Восточной Сибири чаще всего растет в узких ущельях гор, долинах рек, у дна ручьев и речек. Это объясняется требовательностью ели сибирской к более защищенным и влажным условиям, так как она страдает от сухости и резких колебаний континентального климата.
На Байкале и восточнее его у ели сибирской хвоя становится более плоской, возрастает число стереид в центральном цилиндре, а смоляные ходы становятся более крупными. Высоко в горах (на Алтае) ель сибирская образует стланиковые формы.
Лесоводственные свойства ели.
Ель является типичной древесной породой для таежной зоны России. Она широко распространена в наших лесах, что объясняется рядом ее экологических особенностей.
Ель, как лесообразующая древесная порода характерна и тем, что она способна сильно влиять на окружающую ее среду следующим образом изменяя ее: а) понижает среднюю температуру воздуха и почвы, б) увеличивает влажность воздуха, в) уменьшает доступ ветра, г) снижает количество проникающих под полог осадков, д) увеличивает количество подстилки, е) сильнее других хвойных и многих лиственных пород оподзоливает почву.
Все это сильно влияет на общий характер елового леса, которому присущ ряд особых черт, отличающих его от всякого другого сообщества.
Рост ели в первые годы, лет до пяти, отличается медленностью. В первый год ель вырастает всего до 4-5 см, в 10 лет высота ее не превышает обычно 1-2 м. Но после этого возраста при благоприятных условиях ель начинает давать сильный прирост в высоту, увеличивая последнюю ежегодно на 0,5-1,0 м, и часто уже к 20-30 годам догоняет одновозрастную сосну.
В условиях сильного затенения и недостатка почвенного питания (под пологом материнского древостоя) еловый подрост обычно растет очень медленно. Но после выставления на свет угнетенный подрост способен часто развивать энергичный рост в высоту. Особенно хорошо растет такой подрост на богатых почвах.
Распространенная оценка ели как породы, очень медленно растущей и поэтому не заслуживающей внимания, в большинстве случаев неправильна. По сравнению с сосной на лучших почвах ель дает более высокую производительность, а в отдельных случаях рост ее оказывается исключительно быстрым. Например, в Лисинском учебно-опытном лесхозе Лесотехнической академии им. С. М. Кирова естественно возникший на месте старого кострища еловый древостой на хорошей супесчаной почве в возрасте 40 лет показал средний прирост 10 м 3 в год с 1 га, т.е. прирост, не уступающий приросту осокоря в пойме Средней Волги на богатейших наносных почвах. Таким образом, будет правильнее сказать, что при благоприятных лесорастительных условиях ель может быть очень быстрорастущей породой.
Возобновлению ели очень часто препятствуют быстрое задернение почвы злаками и периодические пожары, особенно губительно отражающиеся на этой древесной породе из-за ее поверхностно расположенной корневой системы, тонкой коры и низко опущенной кроны. Очевидно, влиянию лесных пожаров нужно приписать сравнительно малое распространение в сибирской тайге еловых лесов.
Из вредителей, чаще всего распространенных в еловых лесах и нередко причиняющих им большой ущерб, нужно на первое место поставить шелкопряда-монашенку (Porthetria monacha) и типографа (Ips typographus). Оба эти вредителя особенно часто нападают на старые еловые леса и вызывают гибель их на больших площадях. Из грибных вредителей наиболее часты и наиболее вредны следующие два гриба: опенок (Armillaria) и корневая губка (Fomes annosus). Они вызывают корневую и комлевую (напенную) гниль, увеличивают, таким образом, ветровальность и буреломность ели и сильно снижают выход деловых, часто наиболее ценных сортиментов в еловых древостоях. Еловые древостои, особенно лучших бонитетов, отличаются большим выходом деловой древесины. Хотя древесина ели качественно и уступает сосне, но все же высоко ценится как поделочный материал