Экологическое значение лесов

 

Лес – основная часть биосферы. Он является мощным аккумулятором солнечной энергии, существенно влияет на формирование климата, круговорот воды в природе, газообмен в атмосфере и, таким образом, создает условия для жизни человека.

Продуктивность лесов составляет 10-30 т, кустарников – 10 т, травянистых растений – 2 т сухого вещества на 1 га в год. Один га елово-лиственных насаждений в возрасте 20-40 лет за год поглощает из атмосферы 13-17 т углекислоты и выделяет в атмосферу 10-13 т кислорода. Один га спелых ельников поглощает 10-12 т углекислоты и выделяет 8-9 т кислорода. Ежегодно леса России выделяют более 4 млрд. т кислорода, поглощая 5.5 млрд. т СО₂ /5/.

Биомасса Земли составляет 1841·10⁹ т сухого вещества и неизмеримо мала по сравнению с массой Земли (около 6·10¹⁸ т). Основная биомасса создается зелеными растениями (автотрофами) в процессе фотосинтеза. Они производят около 99% биомассы планеты, а потребители (гетеротрофы) – лишь около 1%. Около 90% биомассы биосферы сосредоточено в лесах. Таким образом, леса, особенно тропические – наиболее продуктивная группа экосистем Земли, играющих исключительно важную роль в поддержании экологического равновесия в природе.

В среднем на 1 т органического вещества леса поглощается из атмосферы 1, 5 – 1, 8 т углекислого газа и выделяется до 1, 4 т кислорода. Суммарное годовое поглощение СО₂ лесами Земли составляет 30-50 млрд. т, что в 2-3 раза превышает его современное поступление от сжигания топлива и др.

Чтобы обеспечить оптимальную норму кислорода на 1 человека в год (400 кг), необходимо иметь площадь лесов на 1 человека 0, 1 – 0, 3 га. Одно крупное дерево, поглощая углекислоту, выделяет столько кислорода, сколько нужно 1 человеку в сутки для дыхания. В условиях же промышленного города под влиянием загазованности воздуха энергия фотосинтеза снижается в 10 раз. Это означает, что 1 человеку необходимо не одно, а десять деревьев. Поэтому жители города чрезвычайно нуждаются в озелененных территориях. Удовлетворительным отдых для человека считается в том случае, если в загородных парках посещаемость составляет 50 чел/га. В лесу, как известно, ионизации воздуха выше, чем на открытом месте.

В настоящее время все большее значение приобретают свойства леса очищать атмосферу от различных механических примесей, основная масса которых представлена пылью. Главный источник пыли – рыхлая почва. Наибольшее пылеобразование наблюдается в засушливых областях. Большое количество пыли поступает от промышленных предприятий. В промышленных районах городов максимальная концентрация пыли в воздухе 13, 85 мг/м³ и более при санитарной норме 0, 15 мг/м³.

Лес в значительной степени содействует очищению воздуха от пыли и копоти и препятствует дальнейшему их распространению. У стены леса, расположенной вблизи от промышленных предприятий, в воздухе содержится 0, 23 – 0, 32 мг/м³ сернистого газа. На расстоянии 15-20 км его количество снижается до 0, 07 мг/м³, а в пасмурную погоду до 0, 17 мг/м³.

Пылезащитные свойства разных древесных пород неодинаковы. В течение года 1 га леса отфильтровывает до 50-70 т пыли: сквозь кроны еловых древостоев ежегодно фильтруется из воздуха 32 т/га пыли, сосновых – 36, дубовых – до 56 и буковых – до 68 т/га. Лесные насаждения сохраняют пылезащитную способность и в безлистном состоянии. Поэтому лес и зеленые насаждения в городах особенно необходимы и незаменимы с социально-гигиенической точки зрения. Они являются «зелеными легкими» в районах промышленных предприятий.

При подборе древесных пород, устойчивых к действию дымо-газовых эмиссий, частично решается проблема поглощения вредных газов – окиси углерода, сернистого газа и сернистого ангидрида, представляющих опасность для здоровья человека. Газообразные ядовитые вещества адсорбируются на поверхности крон и стволов, интенсивно поглощаются листьями и частично вымываются дождями. Один кг листьев тополя бальзамического за лето может накопить и химически связать до 20 г двуокиси серы, липы сердцевидной, ясеня зеленого, жимолости татарской – до 10-12 г. На площади 1 га молодняка сосны обыкновенной хвоей задерживается до 26 кг, а хвоей лиственницы сибирской – до 72 кг двуокиси серы. Благодаря этому, лесные массивы сокращают дальность распространения газовых потоков примерно в два раза по сравнению с открытым пространством.

Санитарно-гигиеническое значение лесных фитоценозов проявляется в их антимикробном, стерилизующем влиянии на среду. Это способность леса обогащать атмосферу фитонцидными веществами и ионизированным кислородом. Один га соснового леса выделяет 3-5 кг фитонцидов, березового – 2-3 кг, можжевелового – до 30 кг в сутки. Фитонциды хвойных пород обладают широким антимикробным спектром действия, они подавляют рост и развитие колоний очень многих видов микробов и вирусов, сохраняя это свойство в течение всего вегетационного периода.

Доказано повышенное содержание легких отрицательных ионов в лесном воздухе. В атмосфере без влияния леса число отрицательных ионов в 1 м³ воздуха равно 1000, в лесу 10000 – 15000, в воздухе жилых помещений 25-100. Установлено, что 5-7 – часовое пребывание человека в лесу приводит к повышению тонуса, улучшению функций высшей нервной деятельности, увеличению на 10-30% минутного объема дыхания. В лесу в 1 м³ воздуха содержится в среднем не более 500 патогенных бактерий, а в городе – 36000 /5/.

Таким образом, лес является мощным фильтром воздуха, обладает антимикробным, стерилизующим свойствами, ионизирующим воздействием на воздух и общим оздоровляющим действием на окружающую человека обстановку.

Велико влияние леса на водный баланс регионов, гидрологический режим рек, озер и водохранилищ, эрозию почвы. Лес замедляет движение воздушных масс, усиливает конвекцию воздуха. На равнине Европейской части России при увеличении лесистости на 10% сумма годовых осадков может возрасти в среднем на 10-15 мм. В лесных насаждениях и на защищенных ими безлесных участках накапливается снега больше, чем в безлесных местностях. В лесах влажность воздуха летом обычно выше на 5-10%, чем в поле, благодаря снижению скорости ветра уменьшены испарения и транспирация. Вследствие горизонтального переноса насыщенного водяными парами воздуха, леса в горах значительно увеличивают количество осадков, лес распространяет свое влияние далеко за пределы занимаемой ими территории. Все это улучшает водный баланс бассейна, способствует поддержанию высокой водности рек и увеличивает запасы подземных вод.

Значительно и водорегулирующее значение леса, который замедляет или уменьшает поверхностный сток талых и дождевых вод, переводит часть его в подземный. Это уменьшает разрушительную силу водных потоков, снижает высоту половодий и паводков, опасность водной эрозии почвы. Прослеживается прямая связь между лесистостью территории и величиной поверхностного стока вод. Особенно большое водоохранное значение имеют леса, произрастающие по берегам рек и водоемов, водорегулирующее – лес на высоких крутых склонах и водоразделах.

В настоящее время важнейшей проблемой становится качество воды. Так, заиление русел рек находится в прямой зависимости от облесения берегов. Смыв почвы с 1 га пашни составляет: в 100 м от облесенного водораздела 2, 1 т, в 300 м – 14, 6 т, в 600 м – 38, 4 т. Во многих странах общественное водоснабжение становится все более важной частью ведения лесного хозяйства. И этот процесс, несомненно, будет углубляться по мере роста населения и потребления воды. Во многих районах леса могут приобрести гораздо большее значение при регулировании водостока или использовании их в качестве зон отдыха, чем в производстве древесины.

Большой интерес представляет не только способность леса регулировать сток поверхности вод, но и способность в результате фильтрации изменять их химический состав. Например, в условиях Центральной лесостепи полосы шириной 40 м поглощают от 19 до 51% поверхностного стока, а полосы шириной 60 м – до 76%. Поверхностный сток может быть полностью зарегулирован при ширине полос 80 м. Кроме того, отмечено очень низкое содержание гербицидов даже после химической обработки насаждений.

Защитные насаждения оказывают положительное влияние на органолептические свойства (прозрачность, цвет, запах, мутность, осадок) и химический состав вод, проходящих через них: заметно уменьшается мутность воды, резко сокращается содержание солей аммиака, азотистой и азотной кислот, являющихся основными показателями загрязнения воды. Мутность водного потока после прохождения через лесную полосу шириной 30 м уменьшается в 100-150 раз, содержание аммиака – в 1, 5-2 раза. Такое же влияние на состав и свойства вод оказывают и другие виды защитных лесных насаждений (водорегулирующие, приовражно-балочные полосы и т.д.).

Предотвращая или значительно снижая поверхностный сток, лесные защитные полосы тем самым препятствует или резко ограничивают поступление удобрений, вымываемых с полей в открытые водоемы. Если в воду попадает значительное количество удобрений, то это способствует усиленному размножению водорослей – «цветению воды». Быстро разрастаясь, колонии водорослей столь же быстро погибают и насыщают водоем органическими веществами. Этот процесс называется эвтрофикацией или переудобрением. Он приводит к увеличению кислородного дефицита в воде. При наличии же древесной растительности по берегам водоемов и их воды обычно чисты и бедны водорослями.

Таким образом, водоохранно-водорегулирующая роль леса проявляется прежде всего в более полном и рациональном расходовании влаги как на внутрилесных, так и на защищенных лесом территориях, в эффективной защите и очистке воды от различного рода загрязнений. Лес – это совершенная система защиты почвы и вод, очистке атмосферы от пыли и вредных газов. Но и его емкость имеет пределы. Неся огромную средозащитную функцию, лес сам в значительной мере страдает от запыленности и загазованности атмосферы. Загрязнение атмосферы вредными выбросами уменьшает интенсивность процессов фотосинтеза. На территориях, подверженных задымлению, полностью отсутствует пихта, быстро усыхают хвойные, что наносит значительный ущерб окружающей среде и хозяйству.

Поэтому в настоящее время необходимо уделять большое внимание созданию и выделению водоохранных лесов и ведению хозяйства в них.

Бесспорно влияние леса на ветровой режим. Для горизонтального перемещения воздуха каждая группа деревьев служит преградой: снижается скорость воздуха, изменяется его направление. Благотворность воздействия леса в этом случае выражается не в предотвращении, а лишь в торможении ветров. Эта ветрозащитная способность леса использовалась людьми с давних времен. Сведение лесов на больших пространствах неизбежно влечет за собой усиление ветров (особенно в приземных слоях атмосферы). Это очевидно при сравнении силы и повторяемости ветров в лесных и равномерно покрытых лесом районах.

Лес принимает непосредственное участие в почвообразовательном процессе, так как способствует накоплению органического вещества на поверхности почвы и внутри ее.

Велика роль леса в борьбе с засухой и суховеями. Защитное лесоразведение в различных масштабах проводится почти во всех странах мира и направлено на улучшение условий роста сельскохозяйственных культур, защиту почв от водной и ветровой эрозии, резко снижающей продуктивность земель. Широко применяются защитные лесные насаждения в северных приморских районах, подверженных действию сильных морских ветров, районах со средиземноморским климатом, отличающимся длительными засухами в летний период, в центральных районах с малым количеством осадков и резко континентальным климатом.

Положительное влияние защитных лесных насаждений, в частности, лесных полос в северных районах с достаточным количеством осадков и дефицитом солнечной радиации заключается в:

1. защите сельскохозяйственных культур от сильных ветров;

2. повышении температуры в припочвенном слое воздуха и в верхнем слое почвы;

3. уменьшении испарения влаги из почвы и транспирации ее растениями;

4. уменьшение механического повреждения культур ветром, осыпания зерна, полегания;

5. предупреждением эрозии легких и торфянистых почв;

6. защите скота от сильных холодных ветров и метелей.

Имеется тесная взаимосвязь сельскохозяйственных и лесных угодий. С первых шагов занятия земледелием человек столкнулся с явлением утраты плодородия почвы на участках, расчищенных из-под леса, которая обуславливалась процессом эрозии. Только за последнее столетие на нашей планете в результате процесса эрозии почвы 23-28 % бывших сельскохозяйственных угодий выбыли из хозяйственного оборота, и перешли в категорию бросовых земель, а потери валового урожая возделываемых культур за счет этого процесса составили 30 % или около 300 млн. т зерна в год.

Огромный ущерб наносят пыльные бури и другие стихийные процессы, проявление которых обусловлено, главным образом, истреблением леса и другой растительности. Например, пыльной бурей 1928 г., охватившей почти всю Украину и Приазовье, на подверженных ветровой эрозии участках был уничтожен почвенный слой мощностью 12 см, а в отдельных местностях 20-25 см и обнажена почва. Было поднято около 15 млн. т почвы, из которых примерно 9, 3 млн. т переотложено в пределах области развевания, а 5, 4 млн. т вынесено за ее пределы. Осажденная пыль в области выпадения содержала около 10 % гумуса.

Установлена тесная взаимосвязь между облесенностью полей и степенью повреждения посевов и почвы пыльной бурей. Так, озимые посевы в местностях с полезащитной лесистостью 1, 2; 1, 6; 3, 3 % оказались поврежденными соответственно на 46, 30 и 10 %. Использование лесозащитных полос позволяет значительно повысить продуктивность сельскохозяйственных угодий.

Нельзя забывать, что леса являются местом обитания ценнейших представителей фауны. Огромно рекреационное и эстетическое значение лесов. Относясь к возобновляемым природным ресурсам, выполняя планетарную биогеохимическую функцию, участвуя в создании разнообразных ландшафтов, лес требует постоянной заботы о его сохранении и рациональном использовании.

 

                            

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: