Biologická úloha lesov v prírode

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Ako často premýšľame o úlohe lesov v našom živote? čo je les? Aké ekologické funkcie plní? Na tieto a mnohé ďalšie otázky súvisiace s lesom ako prirodzeným ekosystémom sa pokúsime odpovedať v tomto článku.

Les je spojením drevinovej, krovinnej a bylinnej vegetácie rastúcej na pevnom povrchu planéty, vrátane živočíchov, mikroorganizmov a ďalších zložiek prírodného prostredia (pôda, vodné plochy a rieky, vzdušný obal) vzájomne biologicky prepojených. Hlavnými vlastnosťami lesov sú rozloha a zásoby dreva na pni. Lesy rastú na všetkých kontinentoch okrem Antarktídy a zaberajú asi 31 % zemského povrchu. Celková plocha lesného fondu planéty je 4 miliardy hektárov a zásoby dreva na stojato sú 527 203 miliónov m3 [1].

Les je komplexne organizovaný samoregulačný ekosystém, v ktorom neustále prebieha obeh látok (dusík, fosfor, kyslík, voda atď.) a energie medzi všetkými druhmi a formami organizmov. Všetky rastliny sú prispôsobené sebe navzájom, ako aj živočíšnym organizmom a naopak, všetky živočíšne organizmy sú prispôsobené rastlinným organizmom. Jeden bez druhého nemôžu existovať. Každá lesná oblasť má výraznú priestorovú štruktúru (vertikálnu a horizontálnu), ktorá zahŕňa veľké množstvo dospelých stromov, kríkov, bylinných rastlín, podrast hlavných a sprievodných druhov, ako aj machy a lišajníky.

Vertikálna štruktúra lesa je charakteristická rozmiestnením rôznych rastlinných foriem pozdĺž výšky, zatiaľ čo horizontálna odráža rozmiestnenie rôznych rastlinných druhov v horizontálnej rovine. Spolu s veľkým množstvom rastlín je v lese obrovské množstvo rôznych druhov bez (c)stavovcov, milióny pôdnych organizmov, množstvo hmyzu, vtákov a zvierat. Všetky spolu tvoria ekologický systém, v ktorom každá rastlina a živočích plní špecifickú ekologickú funkciu a zúčastňuje sa kolobehu rôznych chemických prvkov.

Vplyvom vonkajších faktorov prostredia (svetlo, teplota, vlhkosť, vietor, prúdy, rôzne formy inteligentnej ľudskej činnosti atď.) dochádza v lesnom ekosystéme k určitým zmenám, ktoré spravidla nemajú prudký a deštruktívny charakter. prírody a nevedú k nerovnováhe v ekosystéme. Silne rastúci vplyv neprimeranej ľudskej činnosti však čoraz častejšie vedie k narúšaniu ekologickej rovnováhy, čo sa prejavuje náhlymi a katastrofálnymi zmenami a následkami. Takže v lete 2008 došlo na území západnej Ukrajiny v oblasti Karpát k najväčšej povodni v dôsledku početných zrážok. V dôsledku toho bolo zaplavených asi 40 tisíc domov, podmytých takmer 700 km ciest, zničených viac ako tristo mostov [2].

Jednou z príčin rozsiahlych záplav je odlesňovanie na svahoch Karpát, kedy bola takmer 40 rokov vyrúbaná značná časť lesného porastu [3].

Les totiž zohráva významnú vodoregulačnú úlohu, ktorou je spomaľovanie povrchového odtoku taveniny a dažďovej vody, prenášanie jej časti na zem, čím sa znižuje ničivá sila povodní a záplav, a tým sa zásobuje podzemná voda. Pri daždi si koruny a kmene stromov zadržiavajú časť vlhkosti, čo umožňuje, aby sa voda absorbovala do lesnej podstielky postupne, a nie spontánne. Lesná podstielka zadržiava vlhkosť a po čase ju dodáva riekam a podzemnej vode a časť vlhkosti sa používa na kŕmenie rastlín. Na otvorenom priestranstve (napríklad pri výrube) dažďová voda úplne padá na zemský povrch a nestihne sa absorbovať, pretože priepustnosť vody v lesnom odpade je vyššia ako na otvorenom priestranstve, čo vedie k prúdenie väčšiny vody z povrchu do depresie alebo povrchového vodného toku (potok, rieka). Otvorená plocha niekedy vôbec neprepúšťa vodu a úplne odteká a vytvára silný prúd vody. Les zohráva dôležitú úlohu pri rozdeľovaní zimných zrážok a pri rozmŕzaní na jar. Na otvorených plochách sa snehová pokrývka kvôli častým topeniam upevňuje o niečo neskôr ako v lese a je nerovnomerne rozložená v dôsledku fúkajúcich vetrov. V lesoch je sneh rozmiestnený rovnomerne, čo súvisí so zmenou veterného režimu v povrchovej vrstve. Vo všeobecnosti sa na otvorených plochách nahromadí viac snehu ako v lesoch. Na jar, pod vplyvom silného toku slnečného žiarenia, dochádza k topeniu snehu, čo závisí nielen od tohto faktora. Dôležitú úlohu v tomto procese zohrávajú rôzne druhy vegetácie a reliéfu. Otvorená plocha prijíma 100 % slnečného žiarenia a len časť pod korunou akéhokoľvek porastu, preto sa sneh topí v lesoch pomalšie. Napríklad na čistinách sa sneh topí 7-25 dní a v smrekovo-jedľovom lese 32-51 dní [4].

Domáci lesný vedec Aleksandr Alekseevič Molchanov zistil, že koeficient jarného odtoku prudko klesá so zvyšujúcou sa lesnatosťou (z 0, 6-0, 9 na kopcovitej oblasti bez stromov na koeficient 0, 09-0, 38 s lesnou pokrývkou 40 %) [6].

Pri výrube lesa dochádza k odstráneniu koruny stromov a pôda stráca svoju vodopriepustnosť, čím dochádza k narušeniu vodného režimu vodných tokov, pričom sa zvyšuje povrchový odtok a zintenzívňuje sa proces deštrukcie pôdy. Les teda zohráva významnú úlohu pri regulácii rovnomerného prúdenia vody do vodných tokov, podieľa sa na kolobehu vody a zabraňuje deštrukcii pôdy.

Nemenej dôležitá vlastnosť vegetácie je spojená s tvorbou klímy na planéte. Les ovplyvňuje klimatické faktory ako vietor, teplota, vlhkosť atď. Vďaka vetru sa opeľujú rastliny, šíria sa plody a semená, zrýchľuje sa proces odparovania vlhkosti z povrchu listov a les naopak znižuje rýchlosť vetra v povrchovej vrstve vzduchu, regulujúca teplotu a vlhkosť. Prítomnosť plantáží mení tepelný režim v priľahlých územiach. V lete chladnejší vzduch zeleného masívu vytláča teplejší a ľahší vzduch priľahlého územia, čím sa v týchto oblastiach znižuje teplota vzduchu. Miera poklesu teploty vzduchu závisí od druhu výsadby (od priehľadnosti koruny, odrazivosti listov, výšky a veku), od hustoty výsadby a mnohých ďalších charakteristík. Veľkolisté stromy sú najlepšími obrancami proti tepelnej energii. Napríklad osika prechádza svojimi listami 10-krát viac energie ako hloh. V lese sa zvyšuje vlhkosť vzduchu, pretože odparovacia plocha listov stromov a kríkov, steblá trávy je 20-krát alebo viackrát väčšia ako plocha pôdy, ktorú tieto rastliny zaberajú. Za rok sa z hektára lesa vyparí do ovzdušia 1-3,5 tisíc ton vlhkosti, čo je 20-70% atmosférických zrážok. Napríklad zvýšenie lesnatosti o 10 % môže viesť k zvýšeniu množstva ročných zrážok o 10 – 15 % [5]. Okrem toho sa asi 90 % prichádzajúcej vody vyparí z povrchu listov a len 10 % sa využíva na výživu rastlín. Vlhkosť vzduchu v strednom pásme v lese alebo parku je v lete o 16-36% vyššia ako na mestskom dvore. Zelené plochy tiež prispievajú k zvýšeniu vlhkosti vzduchu na priľahlých otvorených plochách.

Les sa aktívne podieľa na výmene plynov, predovšetkým absorbovaním oxidu uhličitého a uvoľňovaním kyslíka do atmosféry. Tento prírodný jav sa nazýva fotosyntéza. Takže hektár lesa absorbuje 8 kg oxidu uhličitého (H2CO3) za hodinu, ktorý vypustí 200 ľudí. Stupeň absorpcie oxidu uhličitého a uvoľňovanie kyslíka silne závisí od typu plantáže. Topoľ berlínsky je teda 7-krát, dub letný 4,5-krát, lipa veľkolistá 2,5-krát a borovica lesná 1,6-krát efektívnejšia z hľadiska výmeny plynov smrekovca.

Les zohráva významnú úlohu aj pri čistení atmosféry od prachu. Rastliny hromadia prachové častice na povrchoch listov, konárov a kmeňov. V tomto prípade je vplyv akumulácie do značnej miery určený nielen teplotou, vlhkosťou a rýchlosťou vetra, ale aj druhmi plantáže. Ihličnany teda zadržia 30-krát a breza 2,5-krát viac prachu ako osika. Prašnosť v mestských a prímestských parkoch je 1,5-4 krát nižšia ako v priemyselnej zóne. Merania ukázali, že prašnosť vzduchu pod stromami je o 20 – 40 % nižšia ako na otvorených priľahlých plochách. Počas aktívneho obdobia života rastliny jeden dospelý strom odstráni zo vzduchu: pagaštan konský - 16 kg, javor nórsky - 28 kg, kanadský topoľ - 34 kg prachu.

Les sa podieľa aj na čistení vzduchu od plynných nečistôt. Chladnejší vzduch vytvárajúci vertikálne prúdy a nižšie rýchlosti vetra v oblasti zelených plôch prispievajú k pohybu plynných nečistôt do vyšších vrstiev atmosféry. To vedie k zníženiu ich počtu v zóne zelených plôch o 15-60%. Rôzne druhy stromov majú rôznu odolnosť voči znečisteniu ovzdušia pri zachovaní schopnosti zachytávať toxické nečistoty z atmosféry. Biela akácia teda zachytáva zlúčeniny síry a fenolu z atmosféry bez toho, aby vážne poškodila jej listy. Z (c) sledovanie ukázalo, že oxid siričitý vážne poškodzuje vegetáciu.

V blízkosti chemických závodov je povrch listov lipy, brezy a dubu spálený o 75 - 100% a jarabina - o 25 - 65%. Neodolné dreviny voči znečisteniu ovzdušia sú: pagaštan konský, javor nórsky, smrek a borovica obyčajná, jaseň horský, orgován, akácia žltá a pod. Najodolnejšie sú: topoľ čierny, akácia biela, topoľ veľkolistý, javor pennsylvánsky, brečtan obyčajný.

Rastliny vylučujú biologicky aktívne látky (fytoncídy), ktoré majú v malých množstvách vysokú fyziologickú aktivitu vo vzťahu k určitým skupinám živých organizmov. Biologicky aktívne látky zabíjajú patogénne baktérie alebo spomaľujú vývoj mikroorganizmov. Účinnosť biologicky aktívnych látok rôznych rastlín nie je rovnaká. Takže céder Atlas spôsobuje smrť baktérií po 3 minútach sekrécie, vtáčia čerešňa - po 5 minútach, čierne ríbezle - po 10 minútach, vavrín - po 15 minútach.

Účasť lesných oblastí je tiež veľká pri znižovaní hladiny hluku z dopravných ciest a podnikov. Koruny listnatých stromov absorbujú 26 % dopadajúcej zvukovej energie a odrážajú a rozptyľujú 74 %. Dva rady lipy môžu znížiť hladinu hluku 2, 5-6 krát, v závislosti od šírky výsadbového pásu bez olistenia a 7, 7-13 krát, keď boli rastliny s listami. Stupeň zvukovej izolácie závisí od druhu, výšky a vzoru výsadby stromov a kríkov. Hluk vo výške ľudského rastu na ulici zastavanej vysokými budovami bez zelene je 5-krát vyšší ako na tej istej ulici lemovanej stromami v dôsledku odrazu hluku pohybujúcej sa dopravy od stien budov.

Les teda zohráva na planéte dôležitú úlohu pri udržiavaní priaznivých podmienok pre existenciu všetkých živých organizmov vrátane človeka. Les ako prirodzený ekosystém sa podieľa na tvorbe klímy a sedimentov, udržiava plynové zloženie atmosféry, poskytuje domov a potravu mnohým druhom a formám rastlín a živočíchov. V súčasnosti však existuje vážny problém ochrany lesov.

Hlavná časť lesných ekosystémov je v krajinách ako Rusko (809 miliónov hektárov), Brazília (520 miliónov hektárov), Kanada (310 miliónov hektárov), USA (304 miliónov hektárov), Čína (207 miliónov hektárov), Demokratická republika Kongo (154 miliónov hektárov) [8].

Navyše, najcennejšie pre udržanie ekologickej rovnováhy na planéte sú tajga a tropické lesy. Tropické lesy majú pomerne vysokú biologickú diverzitu, ktorá obsahuje až 70-80% všetkých živočíchov a rastlín známych vede. Podľa ministerstva zahraničných vecí USA sa ročná strata lesov rovná štyrom oblastiam Švajčiarska (41 284 km²) [9].

Na vyjadrenie rozsahu odlesňovania možno túto oblasť stále porovnávať s územím Moskovskej oblasti (44 379 km²). Hlavnými príčinami úbytku lesov sú nekontrolované odlesňovanie pre poľnohospodársku pôdu - 65-70 % a ťažba dreva - 19 % (obr. 7, 8, 9).

Väčšina tropických krajín už stratila viac ako polovicu svojich prirodzených lesov. Napríklad na Filipínach bolo vyrúbaných asi 80 % lesov, v Strednej Amerike sa plocha lesov zmenšila o 60 %. V takých tropických krajinách ako Indonézia, Thajsko, Malajzia, Bangladéš, Čína, Srí Lanka, Laos, Nigéria, Líbya, Guinea, Ghana sa plocha lesov zmenšila o 50 % [9].

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že zachovanie a zväčšenie plochy lesných ekosystémov je najdôležitejšou úlohou ľudstva, ktorej splnenie mu zabezpečí prežitie v priaznivom prírodnom prostredí. V opačnom prípade ľudstvo jednoducho neprežije, pretože iba harmonický rozvoj pozemskej civilizácie s prírodou dáva šancu na život a rozvoj ľudstva ako celku.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.