Skogens biologiska roll i naturen

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Hur ofta tänker vi på skogarnas roll i vårt liv? Vad är en skog? Vilka ekologiska funktioner har den? I den här artikeln kommer vi att försöka svara på dessa och många andra frågor relaterade till skogen som ett naturligt ekosystem.

Skogen är en kombination av träig, buskig och örtartig vegetation som växer på planetens fasta yta, inklusive djur, mikroorganismer och andra komponenter i den naturliga miljön (jord, vattendrag och floder, lufthölje) biologiskt sammankopplade. Skogens huvudsakliga egenskaper är areal och stående virkesreservat. Skogar växer på alla kontinenter utom Antarktis och upptar cirka 31 % av landytan. Den totala arealen av planetens skogsfond är 4 miljarder hektar och stående virkesreserver är 527 203 miljoner m3 [1].

En skog är ett komplext organiserat självreglerande ekosystem där cirkulationen av ämnen (kväve, fosfor, syre, vatten etc.) och energiflöden mellan alla typer och former av organismer ständigt genomförs. Alla växter är anpassade till varandra, såväl som till djurorganismer, och vice versa är alla djurorganismer anpassade till växtorganismer. De kan inte existera utan varandra. Varje skogsområde har en uttalad rumslig struktur (vertikal och horisontell), som inkluderar ett stort antal mogna träd, buskar, örtartade växter, undervegetation av huvudarterna och tillhörande arter samt mossor och lavar.

Skogens vertikala struktur kännetecknas av fördelningen av olika växtformer längs höjden, medan den horisontella speglar fördelningen av olika växtarter i horisontalplanet. Tillsammans med ett stort antal växter finns i skogen ett stort antal olika arter utan (c) ryggradsdjur, miljontals markorganismer, många insekter, fåglar och djur. Alla bildar tillsammans ett ekologiskt system där varje växt och djur utför en specifik ekologisk funktion och deltar i kretsloppet av olika kemiska element.

Under påverkan av yttre miljöfaktorer (ljus, temperatur, fukt, vind, strömmar, olika former av intelligent mänsklig aktivitet, etc.) sker vissa förändringar i skogens ekosystem, som i regel inte har en skarp och destruktiv naturen, och leder inte till obalans i ekosystemet. Den kraftigt ökande effekten av orimlig mänsklig aktivitet leder dock allt oftare till en kränkning av den ekologiska balansen, vilket tar sig uttryck i plötsliga och katastrofala förändringar och konsekvenser. Så sommaren 2008 på västra Ukrainas territorium i regionen Karpaterna var det den största översvämningen på grund av många nederbörd. Som ett resultat översvämmades cirka 40 tusen hus, nästan 700 km vägar spolades ut, mer än trehundra broar förstördes [2].

En av anledningarna till de storskaliga översvämningarna är avskogningen på sluttningarna av Karpaterna, då en betydande del av skogstäcket avverkades i nästan 40 år [3].

Faktum är att skogen spelar en viktig vattenreglerande roll, vilket är att bromsa ytavrinningen av smälta och regnvatten, överföra en del av det till marken och därigenom minska den destruktiva kraften från översvämningar och översvämningar och därigenom mata grundvatten. När regnet faller behåller trädkronor och stammar en del av fukten, vilket gör att vatten kan absorberas i skogsströet gradvis, snarare än spontant. Skogsskräp behåller fukten och ger den med tiden till floder och grundvatten, och en del av fukten används för att mata växter. I ett öppet område (till exempel en avverkning) faller regnvatten helt på jordens yta och hinner inte absorberas, eftersom vattengenomsläppligheten för skogsskräpet är högre än i ett öppet område, vilket leder till flöde av det mesta av vattnet från ytan till en sänka eller ytvattendrag (bäck, flod). Ibland låter ett öppet område inte vatten passera alls och det rinner helt av och bildar en kraftfull vattenström. Skogen spelar en viktig roll i fördelningen av vinternederbörden och vid upptining på våren. I öppna områden fixeras snötäcket lite senare än i skogen på grund av frekventa tinningar och är ojämnt fördelat på grund av de blåsande vindarna. I skogarna är snön jämnt fördelad, vilket är förknippat med en förändring av vindregimen i ytskiktet. Generellt sett samlas det mer snö i öppna ytor än i skogar. På våren, under påverkan av ett kraftfullt flöde av solstrålning, uppstår snösmältning, vilket inte bara beror på denna faktor. Olika typer av vegetation och relief spelar en viktig roll i denna process. Ett öppet område tar emot 100% av solstrålningen, och endast en del under trädkronorna på något trädbestånd, därför smälter snön i skogarna långsammare. Till exempel i hyggen smälter snön i 7-25 dagar och i en granskog i 32-51 dagar [4].

Den inhemska skogsforskaren Aleksandr Alekseevich Molchanov fann att koefficienten för våravrinning minskar kraftigt med en ökning av skogstäcket (från 0, 6-0, 9 på ett trädlöst kuperat område till en koefficient på 0, 09-0, 38 med ett skogstäcke på 40 %) [6].

När en skog huggs ner tas trädkronan bort och jorden förlorar sin vattengenomsläpplighetsegenskap, vilket leder till ett brott mot vattendragens vattenregim, samtidigt som ytavrinningen ökar och markförstöringsprocessen intensifieras. Skogen spelar således en viktig roll för att reglera det enhetliga flödet av vatten till vattendrag, deltar i vattnets kretslopp och förhindrar jordförstöring.

En lika viktig egenskap hos vegetationen är förknippad med klimatbildningen av planeten. Skogen påverkar sådana klimatfaktorer som vind, temperatur, luftfuktighet etc. Tack vare vinden pollineras växter, frukter och frön sprids, processen för avdunstning av fukt från bladytan förbättras och skogen minskar i sin tur. vindhastigheten i ytluftlagret som reglerar temperatur och luftfuktighet. Närvaron av plantager förändrar den termiska regimen i de angränsande territorierna. På sommaren förskjuter den kallare luften i det gröna massivet den varmare och lättare luften i det intilliggande territoriet, vilket sänker lufttemperaturen i dessa områden. Graden av lufttemperaturminskning beror på planteringsarten (på kronans genomskinlighet, bladens reflektionsförmåga, höjd och ålder), på planteringsdensiteten och ett antal andra egenskaper. Storlövade träd är de bästa försvararna mot värmeenergi. Så, till exempel, passerar asp genom sitt lövverk 10 gånger mer energi än hagtorn. I skogen ökar luftfuktigheten, eftersom den förångande ytan på bladen på träd och buskar, grässtammar är 20 eller fler gånger större än jordytan som upptas av dessa växter. Under ett år avdunstar en hektar skog i luften 1-3, 5 tusen ton fukt, vilket är 20-70% av atmosfärisk nederbörd. Till exempel kan en ökning av skogstäcket med 10 % leda till en ökning av mängden årsnederbörd med 10-15 % [5]. Dessutom avdunstar cirka 90 % av det inkommande vattnet från bladens yta, och endast 10 % används för växtnäring. Luftfuktigheten i mittzonen i en skog eller park på sommaren är 16-36% högre än på en stadsgård. Grönytor bidrar också till att luftfuktigheten ökar i de angränsande öppna ytorna.

Skogen deltar aktivt i gasutbytet, främst genom att ta upp koldioxid och släppa ut syre i atmosfären. Detta naturfenomen kallas fotosyntes. Så en hektar skog absorberar 8 kg koldioxid (H2CO3) per timme, som släpps ut av 200 personer. Graden av absorption av koldioxid och frigörandet av syre beror starkt på typen av plantage. Berlinpoppeln är alltså 7 gånger, stameken är 4,5 gånger, storbladslinden är 2,5 gånger och tallen är 1,6 gånger effektivare när det gäller gasutbyte av gran.

Skogen spelar också en betydande roll för att rena atmosfären från damm. Växter samlar dammpartiklar på ytorna av löv, grenar och stammar. I det här fallet bestäms effekten av ackumulering till stor del inte bara av temperatur, luftfuktighet och vindhastighet, utan också av plantagearten. Så barrträd 30 gånger, och björk 2, 5 gånger mer damm behåller än asp. Dammhalten i stads- och förortsparker är 1,5-4 gånger lägre än i industriområdet. Mätningar har visat att dammigheten i luften under träden är 20-40 % lägre än i de öppna angränsande områdena. Under den aktiva perioden av växtens liv tar ett vuxet träd bort från luften: hästkastanj - 16 kg, norsk lönn - 28 kg, kanadensisk poppel - 34 kg damm.

Skogen är också involverad i att rena luften från gasformiga föroreningar. Kallare luft, skapar vertikala strömmar och lägre vindhastigheter i grönområdena, bidrar till förflyttningen av gasformiga föroreningar till den övre atmosfären. Detta leder till en minskning av deras antal i grönområdena med 15-60%. Olika trädarter har olika motståndskraft mot luftföroreningar samtidigt som de behåller sin förmåga att fånga upp giftiga föroreningar från atmosfären. Således fångar vit akacia svavel- och fenolföreningar från atmosfären utan att allvarligt skada dess bladverk. Från (c) visade uppföljningen att svaveldioxid allvarligt skadar vegetationen.

Nära kemiska växter bränns ytan på bladen av lind, björk och ek med 75-100% och rönn - med 25-65%. Oresistenta trädarter mot luftföroreningar är: hästkastanj, lönn, gran och tall, fjällaska, syren, gul akacia etc. De mest motståndskraftiga är: svartpoppel, vit akacia, storbladig poppel, Pennsylvanialönn, vanlig murgröna.

Växter utsöndrar biologiskt aktiva ämnen (fytoncider), som har hög fysiologisk aktivitet i små mängder i förhållande till vissa grupper av levande organismer. Biologiskt aktiva ämnen dödar patogena bakterier eller försenar utvecklingen av mikroorganismer. Effektiviteten hos biologiskt aktiva substanser från olika växter är inte densamma. Så, Atlasceder orsakar bakteriers död efter 3 minuters sekretion, fågelkörsbär - efter 5 minuter, svarta vinbär - efter 10 minuter, lagerblad - efter 15 minuter.

Skogsområdenas deltagande är också stort för att minska bullernivån från transportvägar och företag. Kronorna på lövträd absorberar 26 % av den infallande ljudenergin och reflekterar och avleder 74 %. Två rader lind kan minska ljudnivån med 2, 5-6 gånger, beroende på bredden på planteringsremsan utan bladverk och 7, 7-13 gånger, när plantorna var med bladverk. Graden av ljudisolering beror på art, höjd och planteringsmönster för träd och buskar. Buller på höjden av mänsklig tillväxt på en gata byggd med höga byggnader utan grönområden är 5 gånger högre än på samma gata kantad av träd på grund av reflektionen av bullret från rörlig trafik från byggnadernas väggar.

Således spelar skogen en viktig roll på planeten för att upprätthålla gynnsamma förhållanden för existensen av alla levande organismer, inklusive människor. Skogen som naturligt ekosystem deltar i klimat och sedimentbildning, upprätthåller atmosfärens gassammansättning, ger hem och mat åt många arter och former av växter och djur. Men idag finns det ett allvarligt problem med skogsvården.

Huvuddelen av skogarnas ekosystem finns i länder som Ryssland (809 miljoner hektar), Brasilien (520 miljoner hektar), Kanada (310 miljoner hektar), USA (304 miljoner hektar), Kina (207 miljoner hektar), Demokratiska republiken Kongo (154 miljoner hektar) [8].

Dessutom är de mest värdefulla för att upprätthålla den ekologiska balansen på planeten taiga och tropiska skogar. Tropiska skogar har en ganska hög biologisk mångfald, som innehåller upp till 70-80% av alla djur och växter som är kända för vetenskapen. Enligt US Department of State är den årliga förlusten av skog lika med fyra områden i Schweiz (41 284 km²) [9].

För att representera omfattningen av avskogningen kan detta område fortfarande jämföras med territoriet i Moskva-regionen (44 379 km²). De främsta orsakerna till skogsnedgången är okontrollerad avskogning för jordbruksmark - 65-70% och avverkning - 19% (Fig. 7, 8, 9).

De flesta tropiska länder har redan förlorat mer än hälften av sina naturliga skogar. Till exempel i Filippinerna har cirka 80 % av skogarna röjts, i Centralamerika har skogsarealen minskat med 60 %. I sådana tropiska länder som Indonesien, Thailand, Malaysia, Bangladesh, Kina, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libyen, Guinea, Ghana har skogsarealen minskat med 50 % [9].

Sammanfattningsvis kan vi säga att bevarandet och ökningen av området med skogsekosystem är mänsklighetens viktigaste uppgift, vars uppfyllande kommer att säkerställa dess överlevnad i en gynnsam naturlig miljö. Annars kommer mänskligheten helt enkelt inte att överleva, eftersom endast den harmoniska utvecklingen av jordisk civilisation med naturen ger en chans till liv och utveckling av mänskligheten som helhet.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.