Rolul biologic al pădurilor în natură

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Cât de des ne gândim la rolul pădurilor în viața noastră? Ce este o pădure? Ce funcții ecologice îndeplinește? În acest articol vom încerca să răspundem la aceste și multe alte întrebări legate de pădurea ca ecosistem natural.

Pădurea este o combinație de vegetație lemnoasă, tufișă și erbacee care crește pe suprafața solidă a planetei, incluzând animale, microorganisme și alte componente ale mediului natural (sol, corpuri de apă și râuri, înveliș de aer) interconectate biologic. Principalele proprietăți ale pădurilor sunt suprafața și rezervele de lemn pe picioare. Pădurile cresc pe toate continentele, cu excepția Antarcticii și ocupă aproximativ 31% din suprafața solului. Suprafața totală a fondului forestier al planetei este de 4 miliarde de hectare, iar rezervele de lemn în picioare sunt de 527.203 milioane m3 [1].

O pădure este un ecosistem autoreglabil, organizat complex, în care se realizează constant circulația substanțelor (azot, fosfor, oxigen, apă etc.) și fluxurile de energie între toate tipurile și formele de organisme. Toate plantele sunt adaptate una la cealaltă, precum și la organismele animale și invers, toate organismele animale sunt adaptate la organismele vegetale. Nu pot exista unul fără celălalt. Fiecare zonă de pădure are o structură spațială pronunțată (verticală și orizontală), care include un număr mare de arbori maturi, arbuști, plante erbacee, tufături ale speciilor principale și însoțitoare, precum și mușchi și licheni.

Structura verticală a pădurii se caracterizează prin distribuția diferitelor forme de plante pe înălțime, în timp ce cea orizontală reflectă distribuția diferitelor specii de plante în plan orizontal. Alături de un număr mare de plante, în pădure există un număr imens de specii diferite fără (c) vertebrate, milioane de organisme din sol, numeroase insecte, păsări și animale. Toate împreună formează un sistem ecologic în care fiecare plantă și animal îndeplinește o funcție ecologică specifică, participând la ciclul diferitelor elemente chimice.

Sub influența factorilor externi de mediu (lumină, temperatură, umiditate, vânt, curenți, diverse forme de activitate umană inteligentă etc.), în ecosistemul forestier au loc anumite modificări, care, de regulă, nu au un efect ascuțit și distructiv. natură și să nu conducă la dezechilibru în ecosistem. Cu toate acestea, impactul în creștere semnificativ al activității umane nerezonabile duce din ce în ce mai des la o încălcare a echilibrului ecologic, care se exprimă în schimbări și consecințe abrupte și catastrofale. Așadar, în vara anului 2008, pe teritoriul Ucrainei de Vest din regiunea munților Carpați, a avut loc cea mai mare inundație din cauza numeroaselor precipitații. Ca urmare, aproximativ 40 de mii de case au fost inundate, aproape 700 km de drumuri au fost spălate, peste trei sute de poduri au fost distruse [2].

Unul dintre motivele inundațiilor de amploare este defrișarea de pe versanții Munților Carpați, când o parte semnificativă a pădurii a fost tăiată timp de aproape 40 de ani [3].

Faptul este că pădurea joacă un rol important de reglare a apei, care este de a încetini scurgerea de suprafață a apei topite și de ploaie, transferând o parte din aceasta în sol, reducând astfel forța distructivă a inundațiilor și inundațiilor și, prin urmare, hrănind apele subterane. Când plouă, coroanele și trunchiurile copacilor rețin o parte din umiditate, ceea ce permite ca apa să fie absorbită în gunoiul pădurii treptat, mai degrabă decât spontan. Așternutul din pădure reține umiditatea și, în timp, o dă râurilor și apelor subterane, iar o parte din umiditate este folosită pentru hrănirea plantelor. Într-o zonă deschisă (de exemplu, o tăiere), apa de ploaie cade în întregime pe suprafața pământului și nu are timp să fie absorbită, deoarece permeabilitatea apei a gunoiului pădurii este mai mare decât într-o zonă deschisă, ceea ce duce la curgerea majorității apei de la suprafață într-o depresiune sau un curs de apă de suprafață (pârâu, râu). Uneori, o zonă deschisă nu permite trecerea apei deloc și se scurge complet, formând un curent puternic de apă. Pădurea joacă un rol important în distribuția precipitațiilor de iarnă și în timpul dezghețului primăvara. În zonele deschise stratul de zăpadă se fixează puțin mai târziu decât în pădure din cauza dezghețurilor frecvente și este distribuit neuniform din cauza vântului. În păduri, zăpada este distribuită uniform, ceea ce este asociat cu o schimbare a regimului vântului în stratul de suprafață. În general, în zonele deschise se acumulează mai multă zăpadă decât în păduri. Primăvara, sub influența unui flux puternic de radiație solară, are loc topirea zăpezii, care depinde nu numai de acest factor. Diferite tipuri de vegetație și relief joacă un rol important în acest proces. O zonă deschisă primește 100% din radiația solară și doar o parte sub coronamentul oricărui arbore, prin urmare, zăpada se topește în păduri mai lent. De exemplu, în poieni, zăpada se topește timp de 7-25 de zile, iar într-o pădure de molid-brad 32-51 de zile [4].

Omul de știință în pădure, Aleksandr Alekseevich Molchanov, a constatat că coeficientul scurgerii de primăvară scade brusc odată cu creșterea acoperirii forestiere (de la 0, 6-0, 9 pe o zonă deluroasă fără copaci la un coeficient de 0, 09-0, 38 cu o acoperire forestieră). de 40%) [6].

Atunci când o pădure este tăiată, copacul arborilor este îndepărtat, iar solul își pierde proprietatea de permeabilitate la apă, ceea ce duce la o încălcare a regimului apei al cursurilor de apă, în timp ce scurgerea de suprafață crește și procesul de distrugere a solului se intensifică. Astfel, pădurea joacă un rol important în reglarea debitului uniform al apei în cursurile de apă, participă la ciclul apei și previne distrugerea solului.

O proprietate la fel de importantă a vegetației este asociată cu formarea climei planetei. Pădurea afectează factori climatici precum vântul, temperatura, umiditatea etc. Datorită vântului, plantele sunt polenizate, fructele și semințele se răspândesc, procesul de evaporare a umidității de la suprafața frunzelor este intensificat, iar pădurea, la rândul său, reduce viteza vântului în stratul de aer de suprafață, reglând temperatura și umiditatea. Prezența plantațiilor modifică regimul termic în teritoriile adiacente. Vara, aerul mai rece al masivului verde înlocuiește aerul mai cald și mai ușor al teritoriului adiacent, scăzând temperatura aerului în aceste zone. Gradul de scădere a temperaturii aerului depinde de specia de plantare (de transparența coroanei, de reflectivitate a frunzelor, de înălțime și vârstă), de densitatea de plantare și de o serie de alte caracteristici. Copacii cu frunze mari sunt cei mai buni apărători împotriva energiei termice. Deci, de exemplu, aspenul trece prin frunzișul său de 10 ori mai multă energie decât păducelul. În pădure, umiditatea aerului crește, deoarece suprafața de evaporare a frunzelor copacilor și arbuștilor, tulpinile de iarbă este de 20 sau mai multe ori mai mare decât suprafața de sol ocupată de aceste plante. Timp de un an, un hectar de pădure se evaporă în aer 1-3, 5 mii de tone de umiditate, ceea ce reprezintă 20-70% din precipitațiile atmosferice. De exemplu, o creștere a acoperirii forestiere cu 10% poate duce la o creștere a cantității de precipitații anuale cu 10-15% [5]. În plus, aproximativ 90% din apa care intră se evaporă de pe suprafața frunzelor și doar 10% este folosită pentru nutriția plantelor. Umiditatea aerului în zona de mijloc într-o pădure sau parc vara este cu 16-36% mai mare decât în curtea unui oraș. Spațiile verzi contribuie și la creșterea umidității aerului în zonele deschise adiacente.

Pădurea participă activ la schimbul de gaze, în primul rând prin absorbția dioxidului de carbon și prin eliberarea de oxigen în atmosferă. Acest fenomen natural se numește fotosinteză. Deci, un hectar de pădure absoarbe 8 kg de dioxid de carbon (H2CO3) pe oră, care sunt emise de 200 de oameni. Gradul de absorbție a dioxidului de carbon și eliberarea de oxigen depinde foarte mult de tipul de plantație. Astfel, plopul de Berlin este de 7 ori, stejarul pedunculat este de 4,5 ori, teiul cu frunze mari este de 2,5 ori, iar pinul silvestru este de 1,6 ori mai eficient din punct de vedere al schimbului de gaze al molidului scotch.

Pădurea joacă, de asemenea, un rol semnificativ în curățarea atmosferei de praf. Plantele acumulează particule de praf pe suprafețele frunzelor, ramurilor și trunchiurilor. În acest caz, efectul acumulării este în mare măsură determinat nu numai de temperatură, umiditate și viteza vântului, ci și de speciile de plantație. Deci, coniferele de 30 de ori, iar mesteacănul de 2, 5 ori mai mult praf reține decât aspenul. Conținutul de praf din parcurile urbane și suburbane este de 1,5-4 ori mai mic decât în zona industrială. Măsurătorile au arătat că praful aerului de sub copaci este cu 20-40% mai mic decât în zonele deschise adiacente. În perioada activă a vieții plantei, un copac adult elimină din aer: castan de cal - 16 kg, artar de Norvegia - 28 kg, plop canadian - 34 kg de praf.

Pădurea este implicată și în curățarea aerului de impuritățile gazoase. Aerul mai rece, creând curenți verticali și viteze mai mici ale vântului în zona spațiilor verzi, contribuie la mișcarea impurităților gazoase în atmosfera superioară. Acest lucru duce la o scădere a numărului acestora în zona spațiilor verzi cu 15-60%. Diferite specii de arbori au rezistență diferită la poluarea atmosferică, păstrând în același timp capacitatea de a capta impuritățile toxice din atmosferă. Astfel, salcâmul alb captează compușii de sulf și fenoli din atmosferă, fără a-și deteriora grav frunzișul. Din (c) urmărirea a arătat că dioxidul de sulf dăunează grav vegetației.

În apropierea plantelor chimice, suprafața frunzelor de tei, mesteacăn și stejar este arsă cu 75-100%, iar rowan - cu 25-65%. Speciile de arbori nerezistenți la poluarea atmosferică sunt: castanul de cal, artarul norvegian, molidul și pinul comun, frasinul de munte, liliac, salcâmul galben, etc. Cele mai rezistente sunt: plopul negru, salcâmul alb, plopul cu frunze mari, arțarul Pennsylvania, iedera comună..

Plantele secretă substanțe biologic active (fitoncide), care au activitate fiziologică mare în cantități mici în raport cu anumite grupe de organisme vii. Substanțele biologic active ucid bacteriile patogene sau întârzie dezvoltarea microorganismelor. Eficacitatea substanțelor biologic active ale diferitelor plante nu este aceeași. Deci, cedrul Atlas provoacă moartea bacteriilor după 3 minute de secreție, cireșul de păsări - după 5 minute, coacăze negre - după 10 minute, dafin - după 15 minute.

Participarea zonelor forestiere este, de asemenea, mare în reducerea nivelului de zgomot de la autostrăzile de transport și întreprinderile. Coroanele arborilor de foioase absorb 26% din energia sonoră incidentă și reflectă și disipează 74%. Două rânduri de tei pot reduce nivelul de zgomot de 2, 5-6 ori, în funcție de lățimea fâșiei de plantare fără frunziș și de 7, 7-13 ori, când plantele erau cu frunziș. Gradul de izolare fonică depinde de specia, înălțimea și modelul de plantare a copacilor și arbuștilor. Zgomotul la apogeul creșterii umane pe o stradă construită cu clădiri înalte și lipsite de spații verzi este de 5 ori mai mare decât pe aceeași stradă mărginită de copaci din cauza reflectării zgomotului traficului în mișcare de pe pereții clădirilor.

Astfel, pădurea joacă un rol important pe planetă în menținerea condițiilor favorabile existenței tuturor organismelor vii, inclusiv a omului. Pădurea, ca ecosistem natural, participă la formarea climei și a sedimentelor, menține compoziția gazoasă a atmosferei, oferă casă și hrană pentru multe specii și forme de plante și animale. Cu toate acestea, astăzi există o problemă serioasă de conservare a pădurilor.

Cea mai mare parte a ecosistemelor forestiere se află în țări precum Rusia (809 milioane hectare), Brazilia (520 milioane hectare), Canada (310 milioane hectare), SUA (304 milioane hectare), China (207 milioane hectare), Republica Democratică Congo (154 milioane de hectare) [8].

Mai mult, cele mai valoroase pentru menținerea echilibrului ecologic de pe planetă sunt taiga și pădurile tropicale. Pădurile tropicale au o diversitate biologică destul de mare, care conțin până la 70-80% din toate animalele și plantele cunoscute științei. Potrivit Departamentului de Stat al SUA, pierderea anuală de păduri este egală cu patru zone din Elveția (41.284 km²) [9].

Pentru a reprezenta amploarea defrișărilor, această zonă poate fi încă comparată cu teritoriul regiunii Moscova (44.379 km²). Principalele motive pentru declinul pădurilor sunt defrișarea necontrolată a terenurilor agricole - 65-70% și exploatarea forestieră - 19% (Fig. 7, 8, 9).

Majoritatea țărilor tropicale au pierdut deja mai mult de jumătate din pădurile lor naturale. De exemplu, în Filipine, aproximativ 80% din păduri au fost defrișate, în America Centrală, suprafața pădurii a scăzut cu 60%. În țări tropicale precum Indonezia, Thailanda, Malaezia, Bangladesh, China, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libia, Guineea, Ghana, suprafața pădurii a scăzut cu 50% [9].

În concluzie, putem spune că conservarea și creșterea suprafeței ecosistemelor forestiere este cea mai importantă sarcină a omenirii, a cărei îndeplinire îi va asigura supraviețuirea într-un mediu natural favorabil. Altfel, umanitatea pur și simplu nu va supraviețui, deoarece numai dezvoltarea armonioasă a civilizației pământești cu natura oferă o șansă de viață și dezvoltare a umanității în ansamblu.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.