Ліс - складне поєднання безлічі різноманітних рослин, які сильно розрізняються за своїми розмірами будові, розмноження, типу харчування і т.д. Це як би своєрідний живий механізм, великий і дуже складний, а окремі рослини - його частини, деталі. Дерева і всі інші рослини в лісі тісно пов'язані між собою в своїй життєдіяльності, впливають один на одного. Ось чому ліс називають рослинним співтовариством або фітоценозів. Це дійсно щось цілісне, злагоджена, зі своїми внутрішніми зв'язками, а не випадковий набір окремих рослин.
Сучасні природні ліси пройшли довгий шлях становлення і розвитку. Протягом багатьох століть в лісі підбирався певний склад рослин, здатних до спільного існування. Час від часу під полог лісу тим чи іншим шляхом проникали нові рослини, але далеко не всі з них виживали, зберігалися. Повноправними членами рослинного співтовариства ставали лише найстійкіші, найбільш пристосовані до життя в даних умовах. Лісове рослинне співтовариство утворюють тільки такі рослини, які здатні успішно протистояти впливу сусідів.
Ліси формувалися у нас в різних частинах країни, в різних грунтово-кліматичних умовах - на півночі і на півдні, на рівнинах і в горах, на пісках і на суглинках, на вододілах і в заплавах річок. У різних умовах виникли різні типи лісу, оскільки рослинність тісно пов'язана з навколишнім середовищем, у великій мірі залежить від клімату і грунту. У кожному типі лісу ми знаходимо певний набір лісових рослин, відповідний даними природними умовами. Отже, до складу лісу входять такі рослини, які пристосовані не тільки до спільного існування, так би мовити до внутрішньому середовищі лісу, а й до певних грунтово-кліматичних умов, тобто до зовнішнього середовища.
Особливо чітко проявляється залежність рослинного населення лісу від ґрунтових умов на невеликому рівнинному просторі, наприклад на території якого-небудь лісництва. У середній смузі європейської частини країни на бідної живильними речовинами і сухому піщаному грунті ми зазвичай знайдемо сосновий ліс з покривом з лишайників і мізерним набором інших рослин. На грунті суглинистой, досить вологою і цілком забезпечень поживними речовинами, зустрінеться зовсім інший тип лісу - швидше за все ялинник з покривом з кислиці. Склад рослин тут буде іншим, ніж в сосняку, а видове різноманіття набагато більше.
У кожному лісовому фітоценози спільно розвиваються багато рослин. Але це не мирне існування. Вплив рослини один на одного часто зводиться до конкуренції за життєві блага: світло, воду, поживні речовини і т.д. Сильніші рослини здатні пригнічувати більш слабкі. Дуже помітна, гостра конкуренція за світло серед дерев у густому ялиновому лісі. Ті їли, які ростуть швидше, виживають. А ті, що відстають у рості від своїх найближчих сусідів, опиняються в умовах сильного затінення і через деякий час гинуть від нестачі світла.
У лісі є і конкуренція між рослинами за поживні речовини, що містяться в грунті. Коріння дерев поглинають ці речовини більш енергійно, ніж коріння трав, внаслідок чого дерева можуть пригнічувати розвиток трав'янистих рослин.
Але взаємовідношення рослин у лісі не сходяться тільки до конкуренції, до пригнічення одних іншими. Є й інші форми взаємодії. Особливо важливе значення в житті лісу має симбіоз між корінням вищих рослин (дерева, чагарники, трави) і мікроорганізмами (бактерії, гриби). Найкраще вивчений симбіоз коренів і мікроскопічних грибів, який відомий під назвою мікоризи. Ниткоподібні гіфи гриба суцільно обплітають кінчики коренів, утворюючи подобу пухкого футляра, і допомагають коріння витягати з грунту деякі важкодоступні поживні речовини. У свою чергу, гриб отримує від кореня підгодівлю - органічні продукти, що виділяються зовнішніми клітинами кореня.
Мікориза дуже широко поширена серед лісових рослин. Досить сказати, що близько 80% деревних порід, що входять до складу лісів нашої країни, мають мікоризу. Іншими словами, переважна більшість наших дерев не обходиться у своєму харчуванні без допомоги грунтових грибів. Мікориза є також у багатьох лісових трав.
У лісі спільно існує дві великі групи рослин: зелені (автотрофи) і незелёние (гетеротрофи). До перших відносяться дерева, чагарники і чагарники, майже всі трав'янисті рослини, а також мохи. Зелені рослини служать первинними джерелами органічної речовини на Землі. У процесі фотосинтезу вони створюють складні органічні сполуки з порівняно простих - вугіллі кислого газу і води, а необхідну для цього енергію отримують від Сонця. Зовсім інакше йде справа у незелённих, гетеротрофних рослин-грибів, слизовики, бактерій. Вони використовують готові органічні речовини, отримуючи з них енергію, необхідну для своєї життєдіяльності. Деякі гетеротрофні рослини паразитують на різних живих організмах і живляться за їх рахунок. Інша частина гетеротрофов- сапрофіти, їх їжею служать мертві органічні залишки. Сапрофіти грають важливу і дуже корисну роль в житті лісового фітоценозу. Їх діяльність зводиться до розкладання складних органічних речовин на більш прості. Кінцевими продуктами розкладання є неорганічні сполуки: вуглекислий газ, вода, мінеральні солі і т.д. Сапрофітні рослини - своєрідні могильники в лісі: вони не дають накопичуватися мертвим органічним залишкам рослинного і тваринного походження, виробляють їх мінералізацію.
Таким чином, в лісі безперервно йдуть два протилежні процеси: створення органічної речовини і його руйнування. Один процес здійснює зелені, автотрофні рослини, інший - сапрофіти.
У лісі звичайно неважко бачити своєрідні поверхи растітельності- яруси. Верхній, панівний ярус завжди утворюють дерева. Ці великі, потужні рослини - основа лісового рослинного співтовариства. Під їх пологом створюється специфічна лісове середовище, сильно відрізняється від того, що ми знаходимо на відкритому, безлісному просторі.
У лісі дерева ростуть досить близько і тому надають один на одного сильний вплив. В результаті цього стовбури їх сильно витягнуті, крони дуже вузькі, а живі гілки починаються високо від землі. Саме в лісі дерева сильно тягнуться вгору і жодна з них не може вільно розростися в ширину. Взаємодія дерев, жорстока конкуренція між ними - характерна риса лісу.
Під пологом дерев зазвичай розташовуються більш низькі яруси рослинності: підлісок (чагарники), трав'яний і моховий покрив.
У лісі пов'язані між собою не тільки окремі рослини, а й цілі структурні одиниці лісової рослинності - різні яруси. Чим густіше деревне полог, тим зазвичай слабкіше розвинені нижележащие яруси і тим більше пригнічені окремі рослини, що утворюють їх. Пригніченість рослин проявляється в тому, що вони погано ростуть, не цвітуть і виявляють інші ознаки пригніченого розвитку.
Які ж з наших дерев світлолюбні, а які до тіні? До перших відносяться модрина, береза, сосна. Про їх світлолюбний можна судити за зовнішнім виглядом зовнішності: крони цих дерев дуже пухкі, ажурні, вони пропускають багато світла. Тіньовитривалі дерева, навпаки, мають густі, щільні крони, що створюють сильне затінення. Прикладами таких дерев можуть бути ялина, ялиця, липа. Дуб займає проміжне положення, його не можна віднести ні до типово світлолюбних, ні до типових тіньовитривалим деревних порід.
Більшість рослин, які зустрічаються в лісі, можна віднести до певного ярусу. Однак є й такі лісові рослини, які не входять ні в якій ярус і являють собою особливу, внеярусниє рослинність. Один із прикладів такого роду-ліани. Слабкі, Тонкі стебла цих своєрідних мешканців лісу використовують дерева як опору і піднімаються від землі до самих верхівок крон, перекидаються з одного дерева на інше. Різні ліани піднімаються на дерева по-різному. Одні на них обвиваються навколо стовбура як спіраль, інші повзуть по корі, прикріплюючись за допомогою особливих коренів-пріцепок. Є й такі, які зачіпляються за дерево за допомогою міцних вусиків або гострих шипів, що нагадують гачки. Ліани добре пристосовані до життя в лісі, тут вони знаходять для себе цілком сприятливі умови існування. У лісах середньої смуги нашої країни ліан дуже мало. Дещо більше їх в лісах Кавказу і Далекого Сходу.
Старі дерева, що ростуть в лісі, як правило, приносять насіння, а ті, в свою чергу, дають початок новим маленьким деревцям. Це молоде покоління лісу називають самосівом і підростом. Самосів - зовсім юні деревця висотою не більше півметра. Підріст - деревця більші, але не перевищують половини висоти дорослих, материнських дерев.
Ні самосів, ні підріст не вважають окремими ярусами лісової рослинності. Пояснюється це тим, що молоді деревця не залишаються весь час однаковими по висоті і не утворюють постійного ярусу в лісі. Розподіл самосіву та підросту в лісі зазвичай буває нерівномірним. Нерівномірним, плямистим зазвичай буває в лісі і розподіл по площі окремих трав'янистих рослин. Вони теж часто ростуть плямами і куртинами.
Нерівномірний, плямисте розподіл рослин - характерна особливість лісу. Це прояв горизонтальної неоднорідності лісового фітоценозу, його мозаїчності.
Серед різноманітних лісових рослинних угруповань розрізняють корінні і похідні типи лісу. Багато наших сосняку, дубняки, ялинники корінні типи лісу. Це стійкі, довговічні рослинні співтовариства.
Похідні типи лісу-Березняки, осичняки - зазвичай виникають на місці вирубаних корінних лісів, вони зобов'язані своїм існуванням діяльності людини. Зміна корінних лісів похідними - явище широко поширене.
Здатність дерева давати поросль від пня після рубки - корисне біологічне властивість, це своєрідна природний захист від знищення людиною. У лісовому господарстві порослеві відновлення деревних порід не завжди бажано. Справа в тому, що дерево, яке виростає від пня, має набагато гірші технічні властивості деревини, ніж дерево, яке виросло з насіння. Порослеві стовбури завжди більш-менш вигнуті на зразок шаблі, деревина має широкі і пухкі річні шари, причому ширина шару окружності стовбура неоднакова.
У лісі, крім рослин, мешкають різноманітні представники тваринного світу: звірі та птахи, численні комахи і т.д. Вони населяють ліс від верху до низу - від вершин крон дерев до решт їх коренів. Чи не залишається незаселеною навіть лісова грунт: тут живуть мишоподібні гризуни, кроти, личинки різних комах, дощові черв'яки.
Всі живі істоти, що живуть в лісі, тісно пов'язані з лісовимфітоценозів: вони знаходять тут притулок, їжу, умови розмноження. Між ними, як і між рослинами, існують тісні зв'язки, різного роду взаємодії. У світі тварин теж є сильні і слабкі, конкуренція і співробітництво. Але форми взаємодії між тваринами, звичайно, зовсім інші, ніж між рослинами. Тут, наприклад, є хижаки і їхні жертви, одні живі істоти служать їжею іншим, чого не буває у рослин.
Тварина населення лісу впливає на рослинність, на фітоценоз. Деякі комахи (гусениці певних видів метеликів, личинки ряду жуків) завдають дуже великої шкоди лісу, знищуючи листя дерев, пошкоджуючи їх плоди та насіння. Особливо страждає від подібних шкідників дуб. Лісові миші і полівки знищують велику кількість насіння деревних порід, опалого на землю, особливо жолудів дуба, і тим ускладнюють насіннєве відновлення дерев.
Однак в лісі є і своєрідна противага цієї шкідливої діяльності: комах-шкідників в масі знищують лісові птахи, а миші полівки в великих кількостях винищуються лісовими хижаками. Деякі живі істоти, що населяють ліс, благотворно впливають на лісовий фітоценоз. Це, дощові черв'яки, які покращують властивості лісовий грунту, лісові мурахи, що знищують шкідливих комах. Корисна також діяльність деяких птахів, що сприяють поширенню насіння лісових дерев і чагарників. Неможливо перелічити тут всі ті взаємодії і зв'язку, які існують між тваринами і рослинним населенням лісу, вони дуже різноманітні і складні.
Лісова рослинність знаходяться в тісній взаємодії з навколишнім середовищем. Кожен лісової фітоценоз розвивається на тій чи іншій ділянці земної поверхні, в певних грунтових і кліматичних умовах. Він багато в чому залежить від навколишнього середовища, відчуває на собі сильний вплив зовнішніх факторів. Склад деревних порід і рослин нижніх ярусів лісу. Багато інші особливості лісового фітоценозу в значній мірі обумовлені характером клімату і властивостями грунту.
Однак і лісова рослинність впливають на середовище проживання, видозмінює і перетворюють її. Лісовий фітоценоз і навколишнє середовище впливають один на одного, знаходяться у взаємодії.
Лісова рослинна тісно пов'язана, зокрема, з тим грунтом, на якій вона розвивається. Один із прикладів такого зв'язку - круговорот поживних речовин в лісі. Ці речовини, необхідні для життя рослин (солі азоту, фосфору, калію і т.д.), містяться в лісовому грунті і витягуються звідти корінням. З коренів вони надходять в надземну частину - стебла і листя. Однак час перебування їх тут обмежено. Рано чи пізно стебла і листя відмирають, падають на землю, розкладаються, і поживні речовини знову повертаються в грунтовий шар. Між лісовимфітоценозів і грунтової середовищем йде безперервний обмін поживними речовинами, відбувається постійне їх пересування з грунту в рослини і назад.
Важливу роль в цьому процесі відіграє лісова підстилка - шар опалого листя або хвої на поверхні грунту. Підстилка містить багато поживних речовин, але майже всі вони входять до складу складних органічних сполук і для зелених рослин не доступні. Однак в процесі природного розкладання підстилки утворюються більш прості, доступні форми поживних речовин, які поступово, невеликими порціями надходять в грунт.
Лісовий фітоценоз знаходиться в тісній взаємодії не тільки з ниркою, Але і з атмосферою. Прояви цієї взаємодії дуже різноманітні. Багато лісові фітоценози отримують необхідну для життя рослин воду з атмосфери, з випадають опадами (вода потрапляє в грунт і звідти поглинається корінням). Атмосферне фактор дуже впливає на ліс. Більше того - він часто визначає сам тип лісу.
Однак ліс в свою чергу також впливає на атмосферу. Він не тільки поглинає воду, але і повертає частину її назад у вигляді водяної пари, зволожують атмосферу. Зволоження повітря над лісом дуже значно. Воно відбувається в результаті транспіраціі- виділення водяної пари з внутрішніх тканин листя і хвої через продихи, а також внаслідок фізичного випаровування води з поверхні змочених дощем надземних органів рослин, особливо листя. Основними зволожувачами повітря над лісом є дерева: вони мають набагато більшу масу і поверхню листя, ніж інші лісові рослини. На одному гектарі листяного лісу сумарна площа всіх листя дерев складає десятки гектарів, вона у багато разів більше тієї площі, яку займає сам ліс.