Biologinis miškų vaidmuo gamtoje

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Kaip dažnai susimąstome apie miškų vaidmenį mūsų gyvenime? Kas yra miškas? Kokias ekologines funkcijas jis atlieka? Šiame straipsnyje pabandysime atsakyti į šiuos ir daugelį kitų klausimų, susijusių su mišku kaip natūralia ekosistema.

Miškas yra sumedėjusios, krūminės ir žolinės augmenijos, augančios kietame planetos paviršiuje, derinys, apimantis gyvūnus, mikroorganizmus ir kitus natūralios aplinkos komponentus (dirvožemį, vandens telkinius ir upes, oro apvalkalą), biologiškai tarpusavyje susijusius. Pagrindinės miškų savybės yra plotas ir stovinčios medienos atsargos. Miškai auga visuose žemynuose, išskyrus Antarktidą, ir užima apie 31% žemės paviršiaus. Bendras planetos miškų fondo plotas yra 4 milijardai hektarų, o medžių atsargos – 527 203 mln. m3 [1].

Miškas – tai kompleksiškai organizuota savireguliuojanti ekosistema, kurioje nuolat vyksta medžiagų (azoto, fosforo, deguonies, vandens ir kt.) cirkuliacija ir energijos srautai tarp visų rūšių ir formų organizmų. Visi augalai yra prisitaikę vienas prie kito, taip pat ir prie gyvūnų organizmų, ir atvirkščiai, visi gyvūniniai organizmai yra prisitaikę prie augalų organizmų. Jie negali egzistuoti vienas be kito. Kiekvienas miško plotas turi ryškią erdvinę struktūrą (vertikalią ir horizontalią), kurią sudaro daug brandžių medžių, krūmų, žolinių augalų, pagrindinių ir lydinčių rūšių pomiškių, samanų ir kerpių.

Vertikaliai miško struktūrai būdingas skirtingų augalų formų pasiskirstymas išilgai aukščio, o horizontalioji atspindi skirtingų augalų rūšių pasiskirstymą horizontalioje plokštumoje. Kartu su daugybe augalų, miške yra daugybė skirtingų rūšių be (c) stuburinių gyvūnų, milijonai dirvožemio organizmų, daugybė vabzdžių, paukščių ir gyvūnų. Visi jie kartu sudaro ekologinę sistemą, kurioje kiekvienas augalas ir gyvūnas atlieka specifinę ekologinę funkciją, dalyvauja įvairių cheminių elementų cikle.

Veikiant išoriniams aplinkos veiksniams (šviesai, temperatūrai, drėgmei, vėjui, srovėms, įvairioms protingos žmogaus veiklos formoms ir kt.), miško ekosistemoje vyksta tam tikri pokyčiai, kurie, kaip taisyklė, neturi aštrių ir destruktyvių. gamtą ir nesukels ekosistemos disbalanso. Tačiau smarkiai didėjantis neprotingos žmogaus veiklos poveikis vis dažniau lemia ekologinės pusiausvyros pažeidimą, kuris pasireiškia staigiais ir katastrofiškais pokyčiais bei pasekmėmis. Taigi 2008 m. vasarą Vakarų Ukrainos teritorijoje, Karpatų kalnų regione, kilo didžiausias potvynis dėl daugybės kritulių. Dėl to buvo užlieta apie 40 tūkstančių namų, išplauti beveik 700 km kelių, sugriauta daugiau nei trys šimtai tiltų [2].

Viena iš didelio potvynio priežasčių – miškų kirtimas Karpatų kalnų šlaituose, kai beveik 40 metų buvo iškirsta nemaža dalis miškingumo [3].

Faktas yra tas, kad miškas atlieka svarbų vandens reguliavimo vaidmenį – sulėtina paviršinį tirpsmo ir lietaus vandens nutekėjimą, dalį jo perkeliant į žemę, taip sumažinant potvynių ir potvynių naikinamąją jėgą ir taip maitinant požeminį vandenį. Iškritus lietui, medžių lajos ir kamienai išlaiko dalį drėgmės, todėl vanduo į miško paklotę gali įsigerti palaipsniui, o ne spontaniškai. Miško paklotės sulaiko drėgmę ir laikui bėgant patenka į upes ir gruntinius vandenis, o dalis drėgmės panaudojama augalams šerti. Atviroje vietovėje (pavyzdžiui, kirtavietėje) lietaus vanduo visiškai iškrenta ant žemės paviršiaus ir nespėja susigerti, nes miško paklotės vandens pralaidumas yra didesnis nei atviroje vietoje, o tai lemia didžiosios dalies vandens nutekėjimas iš paviršiaus į įdubą arba paviršinį vandens telkinį (upelį, upę). Kartais atvira vieta vandeniui visiškai nepraleidžia ir jis visiškai nuteka, sudarydamas galingą vandens srovę. Miškas vaidina svarbų vaidmenį pasiskirstant žiemos kritulių ir atlydžio metu pavasarį. Atvirose vietose sniego danga dėl dažnų atlydžių fiksuojama kiek vėliau nei miške ir dėl pučiančių vėjų pasiskirsto netolygiai. Miškuose sniegas pasiskirsto tolygiai, o tai susiję su vėjo režimo pasikeitimu paviršiniame sluoksnyje. Apskritai atvirose vietose sniego susikaupia daugiau nei miškuose. Pavasarį, veikiant galingam saulės spindulių srautui, tirpsta sniegas, kuris priklauso ne tik nuo šio veiksnio. Šiame procese svarbų vaidmenį atlieka įvairios augalijos rūšys ir reljefas. Atviras plotas gauna 100% saulės spindulių, o po bet kurio medyno medynu tik dalis, todėl miškuose sniegas tirpsta lėčiau. Pavyzdžiui, plynuose sniegas tirpsta 7–25 dienas, o eglynuose – 32–51 dieną [4].

Namų miškų mokslininkas Aleksandras Aleksejevičius Molčanovas nustatė, kad pavasario nuotėkio koeficientas smarkiai mažėja didėjant miškingumui (nuo 0, 6-0, 9 bemedžių kalvotoje vietovėje iki koeficiento 0, 09-0, 38 esant miškingumui. 40 proc. [6].

Iškertant mišką, medžių lajos pašalinamos ir dirvožemis praranda vandens pralaidumo savybę, dėl ko pažeidžiamas vandentakių vandens režimas, didėja paviršinis nuotėkis ir suintensyvėja dirvožemio naikinimo procesas. Taigi miškas atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant tolygų vandens tekėjimą į vandens telkinius, dalyvauja vandens cikle, neleidžia naikinti dirvožemio.

Ne mažiau svarbi augalijos savybė yra susijusi su planetos klimato formavimu. Miškas įtakoja tokius klimato veiksnius kaip vėjas, temperatūra, drėgmė ir kt. Vėjo dėka augalai apdulkinami, plinta vaisiai ir sėklos, suaktyvėja drėgmės išgaravimo iš lapų paviršiaus procesas, o miškas savo ruožtu mažina. vėjo greitis paviršiniame oro sluoksnyje, reguliuojantis temperatūrą ir drėgmę. Sodinių buvimas keičia šiluminį režimą gretimose teritorijose. Vasarą šaltesnis žaliojo masyvo oras išstumia šiltesnį ir šviesesnį gretimos teritorijos orą, sumažindamas oro temperatūrą šiose vietose. Oro temperatūros kritimo laipsnis priklauso nuo sodinimo rūšies (nuo lajos skaidrumo, lapų atspindžio, aukščio ir amžiaus), nuo sodinimo tankumo ir daugybės kitų savybių. Stambialapiai medžiai yra geriausi gynėjai nuo šilumos energijos. Taigi, pavyzdžiui, drebulė per savo lapiją praleidžia 10 kartų daugiau energijos nei gudobelė. Miške oro drėgnumas didėja, nes medžių ir krūmų lapų, žolių stiebų garuojantis paviršius yra 20 ir daugiau kartų didesnis už šių augalų užimamą dirvos plotą. Per metus hektaras miško į orą išgaruoja 1-3,5 tūkst. tonų drėgmės, tai yra 20-70% atmosferos kritulių. Pavyzdžiui, 10 % padidėjus miškingumui, metinis kritulių kiekis gali padidėti 10-15 % [5]. Be to, apie 90 % įtekančio vandens išgaruoja nuo lapų paviršiaus, o tik 10 % panaudojama augalų mitybai. Oro drėgnumas vidurinėje zonoje miške ar parke vasarą yra 16-36% didesnis nei miesto kieme. Žaliosios erdvės taip pat prisideda prie oro drėgmės padidėjimo gretimose atvirose vietose.

Miškas aktyviai dalyvauja dujų mainuose, pirmiausia sugerdamas anglies dioksidą ir išskirdamas deguonį į atmosferą. Šis gamtos reiškinys vadinamas fotosinteze. Taigi hektaras miško per valandą sugeria 8 kg anglies dvideginio (H2CO3), kuriuos išmeta 200 žmonių. Anglies dioksido absorbcijos ir deguonies išsiskyrimo laipsnis labai priklauso nuo plantacijos tipo. Taigi, Berlyno tuopa – 7 kartus, ąžuolas – 4,5 karto, didžialapė liepa – 2,5 karto, o paprastoji pušis – 1,6 karto efektyvesnė paprastosios eglės dujų mainų prasme.

Miškas taip pat vaidina svarbų vaidmenį valant atmosferą nuo dulkių. Augalai kaupia dulkių daleles ant lapų, šakų ir kamienų paviršių. Šiuo atveju kaupimosi poveikį daugiausia lemia ne tik temperatūra, drėgmė ir vėjo greitis, bet ir plantacijos rūšis. Taigi, spygliuočiai 30 kartų, o beržas 2, 5 kartus sulaiko dulkių daugiau nei drebulė. Dulkių kiekis miesto ir priemiesčio parkuose yra 1,5-4 kartus mažesnis nei pramoninėje zonoje. Matavimai parodė, kad oro dulkėtumas po medžiais yra 20-40% mažesnis nei atvirose gretimose vietose. Aktyviuoju augalo gyvenimo periodu vienas suaugęs medis pašalina iš oro: arklio kaštonas - 16 kg, norveginis klevas - 28 kg, kanadinė tuopa - 34 kg dulkių.

Miškas taip pat dalyvauja valant orą nuo dujinių priemaišų. Šaltesnis oras, sukuriantis vertikalias sroves ir mažesnis vėjo greitis žaliųjų erdvių srityje, prisideda prie dujinių priemaišų judėjimo į viršutinius atmosferos sluoksnius. Dėl to jų skaičius želdynų zonoje sumažėja 15-60%. Įvairios medžių rūšys turi skirtingą atsparumą atmosferos taršai, išlaikant gebėjimą sugauti toksiškas priemaišas iš atmosferos. Taigi baltoji akacija sulaiko sieros ir fenolio junginius iš atmosferos, rimtai nepažeisdama savo lapijos. Iš c punkto tolesni veiksmai parodė, kad sieros dioksidas labai pažeidžia augmeniją.

Prie chemijos gamyklų liepų, beržų ir ąžuolų lapų paviršius apdega 75-100 proc., o šermukšnių - 25-65 proc. Atmosferos taršai neatsparios medžių rūšys yra: paprastasis kaštonas, norveginis klevas, eglė ir paprastoji pušis, šermukšnis, alyvinė, geltonoji akacija ir kt. Atspariausios yra: juodoji tuopa, baltoji akacija, stambialapė tuopa, Pensilvanijos klevas, paprastoji gebenė..

Augalai išskiria biologiškai aktyvias medžiagas (fitoncidus), kurios mažais kiekiais turi didelį fiziologinį aktyvumą tam tikrų gyvų organizmų grupių atžvilgiu. Biologiškai aktyvios medžiagos naikina patogenines bakterijas arba stabdo mikroorganizmų vystymąsi. Skirtingų augalų biologiškai aktyvių medžiagų efektyvumas nevienodas. Taigi, Atlaso kedras sukelia bakterijų mirtį po 3 minučių sekrecijos, paukščių vyšnios - po 5 minučių, juodųjų serbentų - po 10 minučių, laurų - po 15 minučių.

Miškų plotų dalyvavimas taip pat yra puikus mažinant transporto magistralių ir įmonių keliamą triukšmo lygį. Lapuočių medžių vainikai sugeria 26 % sklindančios garso energijos, o atspindi ir išsklaido 74 %. Dvi liepų eilės gali sumažinti triukšmo lygį 2, 5-6 kartus, priklausomai nuo sodinimo juostos pločio be lapijos ir 7, 7-13 kartų, kai augalai buvo su lapija. Garso izoliacijos laipsnis priklauso nuo medžių ir krūmų rūšies, aukščio ir sodinimo modelio. Gatvėje, užstatytoje aukštais pastatais be žaliųjų erdvių, žmogaus augimo aukštyje triukšmas yra 5 kartus didesnis nei toje pačioje gatvėje, apsodintoje medžiais, dėl judančio transporto triukšmo atspindžio nuo pastatų sienų.

Taigi miškas planetoje vaidina svarbų vaidmenį palaikant palankias sąlygas egzistuoti visiems gyviems organizmams, taip pat ir žmogui. Miškas kaip natūrali ekosistema dalyvauja formuojantis klimatui ir nuosėdoms, palaiko atmosferos dujinę sudėtį, teikia namus ir maistą daugeliui augalų ir gyvūnų rūšių bei formų. Tačiau šiandien yra rimta miškų išsaugojimo problema.

Didžioji dalis miškų ekosistemų yra tokiose šalyse kaip Rusija (809 mln. hektarų), Brazilija (520 mln. hektarų), Kanada (310 mln. hektarų), JAV (304 mln. hektarų), Kinija (207 mln. hektarų), Demokratinė Respublika. Kongas (154 mln. hektarų) [8].

Be to, vertingiausi ekologinei pusiausvyrai planetoje palaikyti yra taiga ir atogrąžų miškai. Atogrąžų miškai pasižymi gana didele biologine įvairove, kuriuose yra iki 70-80% visų mokslui žinomų gyvūnų ir augalų. JAV Valstybės departamento duomenimis, metinis miškų nuostolis prilygsta keturiems Šveicarijos plotams (41 284 km²) [9].

Siekiant parodyti miškų naikinimo mastą, šią teritoriją vis dar galima palyginti su Maskvos srities teritorija (44 379 km²). Pagrindinės miškų nykimo priežastys – nekontroliuojamas miškų kirtimas žemės ūkio naudmenoms - 65-70% ir kirtimai - 19% (7, 8, 9 pav.).

Dauguma atogrąžų šalių jau prarado daugiau nei pusę savo natūralių miškų. Pavyzdžiui, Filipinuose iškirsta apie 80 % miškų, Centrinėje Amerikoje miškų plotas sumažėjo 60 %. Tokiose atogrąžų šalyse kaip Indonezija, Tailandas, Malaizija, Bangladešas, Kinija, Šri Lanka, Laosas, Nigerija, Libija, Gvinėja, Gana miškų plotai sumažėjo 50 % [9].

Apibendrinant galima teigti, kad miško ekosistemų ploto išsaugojimas ir didinimas yra svarbiausias žmonijos uždavinys, kurio įvykdymas užtikrins jos išlikimą palankioje gamtinėje aplinkoje. Kitaip žmonija tiesiog neišgyvens, nes tik darnus žemiškosios civilizacijos vystymasis su gamta suteikia šansą gyvybei ir visos žmonijos vystymuisi.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.