Кедр, растущий на свободе, отличается от кедра, растущего в насаждении, поскольку в лесу другой климат, другая почва, иной почвенный покров, меньше света. По выражению основоположника учения о лесе Морозова Г.Ф., полог леса, подобно «продырявленному «зонтику», пропускает не все выпадающие осадки, часть которой задерживается кронами и испаряется в атмосферу, другая часть через просветы в пологе достигает почвы, третья стекает по стволу к основанию дерева. В среднем полог леса задерживает от 15 до 80% осадков в зависимости от древесной породы, густоты, возраста леса и других условий. Кедровый и сосновый лес задерживает на кронах около 20 процентов, еловый – 40, а пихтовый – до 60 процентов выпадающих осадков. Сток по стволам у разных древесных пород составляет от 1 до 5 процентов.
Иглы хвойных деревьев опадают постепенно и заменяются новыми, поэтому хвойные деревья остаются зелеными. У сосны и кедра хвоя опадает в сентябре – ноябре. У ели хвоя опадает в течение всего года, но в основном – в мае. Долговечность хвои на ветвях зависит от вида дерева и от внешних условий. У сосны и кедра хвоя живет 2-4 года, у ели – 4-5 лет.
Таблица 1. Сравнительная характеристика различных видов кедра
Опадающие листья и хвоя, а также мелкие ветви, плоды, семена, остатки цветков, почек, коры и т. д. образуют верхний слой лесной почвы – лесную подстилку или лесной фильтр
, покрывающий поверхность почвы слоем различной мощности. Лесная подстилка содержит большое количество азота, фосфора, калия, кальция, магния и др. Подстилка является одним из главных источников минерального питания древесных пород, поэтому в ней распределяется основная масса мелких корней деревьев. Накопление подстилки зависит от количества упавшей хвои и от деятельности организмов, разлагающих подстилку, – насекомых, бактерий и грибов.Мощность слоя лесной подстилки различна. В сосновых и кедровых борах она составляет от 70 до 100 тонн на гектар. Иглы хвойных деревьев образуют мощную плотную подстилку, которая разлагается медленнее и образует при этом кислый перегной худшего качества для питания деревьев. Всходы прорастающих семян очень быстро «зависают» в мощном слое подстилки и погибают, что ведет к плохому росту в кедровых борах других пород деревьев, кустарников.
Характер подстилки и скорость ее разложения обуславливают различия в минеральном питании деревьев. Разложение и минерализация органического вещества подстилки сопровождается выделением углекислого газа, кислорода и аммиака. Углекислый газ является одним из исходных продуктов фотосинтеза, который выделяется с поверхности подстилки интенсивнее, чем с поверхности почвы, поэтому рост леса оказывается в прямой зависимости от выделения углекислого газа и лесной подстилки. В кедровых борах хвойная подстилка формируется длительное время и исчисляется сотнями лет. После пожара или непродуманной вырубки леса такая хвойная подстилка исчезает очень быстро, и склоны гор оголяются до камней. Атмосферные осадки вымывают благородную почву к ручьям и рекам.
Наиболее благоприятными местами произрастания кедра являются северные и северо-восточные склоны гор. Молодые всходы сибирского и европейского кедра в течение первых 10-15 лет растут очень медленно. Приведем динамику изменения роста кедра за 20 лет (таблица 2). Данные получены в поселке Чугунаш Таштагольского района, Кемеровской области.
Таблица 2. Рост кедра в насаждении, поселок Чугунаш Таштагольского района
После двадцати лет кедр начинает интенсивно расти, за год (при благоприятной летней погоде) он может вырасти на 70 см, но в среднем он вырастает по 50 см за сезон. Наиболее важными факторами, от которых зависит успешный рост кедра, являются осадки и высокая влажность воздуха. По данным В.А. Поварницына, в различных частях ареала кедра количество осадков варьирируется от 200 до 600 мм в год. Самой сухой областью распространения кедра является Якутия. На Западно-Сибирской равнине и Среднесибирском плоскогорье осадков выпадает 300-400 мм, а в европейской части ареала до 600 мм. Обильные осадки наблюдаются в некоторых районах Алтая, Саянской горной области (Салаир, Западный и Северо-западный Алтай, Западные Саяны).
Кедр – дерево преимущественно горное. В некоторых районах (Саяны, Алтай, Тыва, Северный Урал) чистые кедровники образуют верхнюю границу леса, а в средней части горно-лесного пояса кедр входит в состав древостоев вместе с лиственницей сибирской, пихтой сибирской, елью сибирской и реже с сосной обыкновенной. На равнинах чистые кедровники встречаются редко.