Meža bioloģiskā loma dabā

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Cik bieži mēs domājam par meža lomu mūsu dzīvē? Kas ir mežs? Kādas ekoloģiskās funkcijas tas veic? Šajā rakstā mēs centīsimies atbildēt uz šiem un daudziem citiem jautājumiem, kas saistīti ar mežu kā dabisku ekosistēmu.

Mežs ir uz planētas cietās virsmas augoša koka, krūmu un zālaugu veģetācijas kombinācija, kurā ietilpst dzīvnieki, mikroorganismi un citas dabiskās vides sastāvdaļas (augsne, ūdenstilpes un upes, gaisa apvalks), kas ir bioloģiski saistīti. Galvenās meža īpašības ir platība un augošās koksnes rezerves. Meži aug visos kontinentos, izņemot Antarktīdu, un aizņem aptuveni 31% no zemes virsmas. Planētas mežu fonda kopējā platība ir 4 miljardi hektāru, un meža krājumi ir 527 203 miljoni m3 [1].

Mežs ir sarežģīti sakārtota pašregulējoša ekosistēma, kurā pastāvīgi notiek vielu (slāpekļa, fosfora, skābekļa, ūdens u.c.) cirkulācija un enerģijas plūsmas starp visu veidu un formu organismiem. Visi augi ir pielāgoti viens otram, kā arī dzīvnieku organismiem, un otrādi, visi dzīvnieku organismi ir pielāgoti augu organismiem. Viņi nevar pastāvēt viens bez otra. Katrai meža platībai ir izteikta telpiskā struktūra (vertikālā un horizontālā), kas ietver lielu skaitu pieaugušu koku, krūmu, lakstaugu, pamatsugu un pavadošo sugu pamežu, kā arī sūnas un ķērpjus.

Meža vertikālo struktūru raksturo dažādu augu formu izplatība pa augstumu, savukārt horizontālā atspoguļo dažādu augu sugu izplatību horizontālajā plaknē. Kopā ar lielu skaitu augu mežā ir milzīgs skaits dažādu sugu bez (c) mugurkaulniekiem, miljoniem augsnes organismu, daudziem kukaiņiem, putniem un dzīvniekiem. Tie visi kopā veido ekoloģisku sistēmu, kurā katrs augs un dzīvnieks veic noteiktu ekoloģisko funkciju, piedaloties dažādu ķīmisko elementu apritē.

Ārējās vides faktoru (gaisma, temperatūra, mitrums, vējš, straumes, dažādas saprātīgas cilvēka darbības formas u.c.) ietekmē meža ekosistēmā notiek noteiktas izmaiņas, kurām, kā likums, nav asas un postošas. dabā un neizraisa nelīdzsvarotību ekosistēmā. Taču cilvēka nepamatotas darbības stipri pieaugošā ietekme arvien biežāk noved pie ekoloģiskā līdzsvara pārkāpumiem, kas izpaužas pēkšņās un katastrofālām pārmaiņām un sekām. Tātad 2008. gada vasarā Rietumukrainas teritorijā Karpatu kalnu reģionā bija lielākie plūdi daudzo nokrišņu dēļ. Rezultātā applūda aptuveni 40 tūkstoši māju, izskaloti gandrīz 700 km ceļu, nopostīti vairāk nekā trīs simti tiltu [2].

Viens no vērienīgo plūdu iemesliem ir mežu izciršana Karpatu kalnu nogāzēs, kad gandrīz 40 gadus tika izcirsta ievērojama daļa meža seguma [3].

Fakts ir tāds, ka mežam ir svarīga ūdens regulēšanas loma, kas ir palēnināt kušanas un lietus ūdens virszemes noteci, daļu no tā pārnesot uz zemi, tādējādi samazinot plūdu un plūdu postošo spēku un tādējādi barojot gruntsūdeņus. Lietus laikā koku vainagi un stumbri saglabā daļu mitruma, kas ļauj ūdenim iesūkties meža pakaišos pakāpeniski, nevis spontāni. Meža pakaiši saglabā mitrumu un laika gaitā nodod to upēm un gruntsūdeņiem, un daļu mitruma izmanto augu barošanai. Atklātā vietā (piemēram, cirtē) lietus ūdens pilnībā nokrīt uz zemes virsmas un tam nav laika uzsūkties, jo meža pakaišu ūdens caurlaidība ir augstāka nekā atklātā vietā, kas izraisa lielākās ūdens daļas ieplūde no virsmas ieplakā vai virszemes ūdenstecē (strautā, upē). Dažkārt atklāta vieta ūdenim nemaz nelaiž cauri un tas pilnībā izplūst, veidojot spēcīgu ūdens straumi. Mežam ir liela nozīme ziemas nokrišņu sadalē un atkušņa laikā pavasarī. Atklātās vietās sniega sega tiek fiksēta nedaudz vēlāk nekā mežā biežo atkušņu dēļ un nevienmērīgi pūš vēja dēļ. Mežos sniegs sadalās vienmērīgi, kas saistīts ar vēja režīma maiņu virsējā slānī. Kopumā atklātās vietās sniega sakrājas vairāk nekā mežos. Pavasarī spēcīgas saules starojuma plūsmas ietekmē notiek sniega kušana, kas ir atkarīga ne tikai no šī faktora. Šajā procesā liela nozīme ir dažāda veida veģetācijai un reljefam. Atklāta teritorija saņem 100% saules starojuma, un tikai daļa zem jebkuras koku audzes lapotnes, tāpēc mežos sniegs kūst lēnāk. Piemēram, izcirtumos sniegs kūst 7-25 dienas, bet egļu mežā - 32-51 dienu [4].

Pašmāju mežzinātnieks Aleksandrs Aleksejevičs Molčanovs atklāja, ka pavasara noteces koeficients strauji samazinās, palielinoties meža segumam (no 0, 6-0, 9 paugurainā vietā bez kokiem līdz koeficientam 0, 09-0, 38 ar meža segumu). 40%) [6].

Izcērtot mežu, tiek noņemta koku lapotne un augsne zaudē ūdens caurlaidības īpašību, kā rezultātā tiek pārkāpts ūdensteču ūdens režīms, savukārt palielinās virszemes notece un pastiprinās augsnes iznīcināšanas process. Tādējādi mežam ir svarīga loma vienmērīgas ūdens ieplūdes regulēšanā ūdenstecēs, piedalās ūdens apritē, novērš augsnes iznīcināšanu.

Tikpat svarīga veģetācijas īpašība ir saistīta ar planētas klimata veidošanos. Mežs ietekmē tādus klimatiskos faktorus kā vējš, temperatūra, mitrums uc Pateicoties vējam, augi apputeksnējas, izplatās augļi un sēklas, pastiprinās mitruma iztvaikošanas process no lapu virsmas, savukārt mežā samazinās vēja ātrumu virszemes gaisa slānī, regulējot temperatūru un mitrumu. Stādījumu klātbūtne maina termisko režīmu blakus esošajās teritorijās. Vasarā vēsāks zaļā masīva gaiss izspiež siltāko un gaišāko piegulošās teritorijas gaisu, pazeminot gaisa temperatūru šajās vietās. Gaisa temperatūras pazemināšanās pakāpe ir atkarīga no stādīšanas sugas (no vainaga caurspīdīguma, lapu atstarošanas, augstuma un vecuma), no stādīšanas blīvuma un vairākām citām īpašībām. Liellapu koki ir vislabākie aizsargi pret siltumenerģiju. Tā, piemēram, apse izlaiž cauri lapotnei 10 reizes vairāk enerģijas nekā vilkābele. Mežā palielinās gaisa mitrums, jo koku un krūmu lapu, zāles stublāju iztvaikošanas virsma ir 20 vai vairāk reižu lielāka nekā šo augu aizņemtā augsnes platība. Gada laikā uz hektāra meža gaisā iztvaiko 1-3,5 tūkstoši tonnu mitruma, kas ir 20-70% no atmosfēras nokrišņiem. Piemēram, meža seguma palielināšanās par 10% var izraisīt gada nokrišņu daudzuma pieaugumu par 10-15% [5]. Turklāt apmēram 90% no ienākošā ūdens iztvaiko no lapu virsmas, un tikai 10% tiek izmantoti augu barošanai. Gaisa mitrums vidusjoslā mežā vai parkā vasarā ir par 16-36% augstāks nekā pilsētas pagalmā. Zaļās zonas arī veicina gaisa mitruma palielināšanos blakus esošajās atklātajās teritorijās.

Mežs aktīvi piedalās gāzu apmaiņā, galvenokārt absorbējot oglekļa dioksīdu un izlaižot atmosfērā skābekli. Šo dabas parādību sauc par fotosintēzi. Tātad meža hektārs stundā absorbē 8 kg oglekļa dioksīda (H2CO3), ko izdala 200 cilvēku. Oglekļa dioksīda absorbcijas pakāpe un skābekļa izdalīšanās ir ļoti atkarīga no stādījuma veida. Līdz ar to Berlīnes papele ir 7 reizes, kātiņainais ozols ir 4,5 reizes, liellapu liepa ir 2,5 reizes, bet parastā priede ir 1,6 reizes efektīvāka ogļu egles gāzu apmaiņas ziņā.

Mežam ir arī nozīmīga loma atmosfēras attīrīšanā no putekļiem. Augi uzkrāj putekļu daļiņas uz lapu, zaru un stumbru virsmām. Šajā gadījumā akumulācijas efektu lielā mērā nosaka ne tikai temperatūra, mitrums un vēja ātrums, bet arī stādījumu suga. Tātad, skujkoki 30 reizes un bērzs 2, 5 reizes vairāk putekļu saglabā nekā apse. Putekļu saturs pilsētu un piepilsētu parkos ir 1,5-4 reizes mazāks nekā industriālajā zonā. Mērījumi liecina, ka gaisa putekļainība zem kokiem ir par 20-40% zemāka nekā atklātajās blakus teritorijās. Auga aktīvajā dzīves periodā viens pieaugušais koks izņem no gaisa: zirgkastaņa - 16 kg, Norvēģijas kļava - 28 kg, Kanādas papele - 34 kg putekļu.

Mežs ir iesaistīts arī gaisa attīrīšanā no gāzveida piemaisījumiem. Vēsāks gaiss, radot vertikālas straumes un mazāks vēja ātrums zaļo zonu zonā, veicina gāzveida piemaisījumu pārvietošanos augšējos atmosfēras slāņos. Tas noved pie to skaita samazināšanās zaļo zonu zonā par 15-60%. Dažādām koku sugām ir atšķirīga izturība pret atmosfēras piesārņojumu, vienlaikus saglabājot spēju uztvert toksiskos piemaisījumus no atmosfēras. Tādējādi baltā akācija no atmosfēras uztver sēra un fenola savienojumus, nopietni nesabojājot tās lapotni. No c) apakšpunkta pēcpārbaude parādīja, ka sēra dioksīds nopietni bojā veģetāciju.

Ķīmisko rūpnīcu tuvumā liepu, bērzu un ozolu lapu virsma ir apdegusi par 75-100%, bet pīlādžiem - par 25-65%. Atmosfēras piesārņojumam nenoturīgas koku sugas ir: zirgkastaņa, Norvēģijas kļava, egle un parastā priede, pīlādži, ceriņi, dzeltenā akācija uc Visizturīgākās ir: melnā papele, baltā akācija, liellapu papele, Pensilvānijas kļava, parastā efeja..

Augi izdala bioloģiski aktīvas vielas (fitoncīdus), kurām ir augsta fizioloģiskā aktivitāte nelielos daudzumos attiecībā pret noteiktām dzīvo organismu grupām. Bioloģiski aktīvās vielas iznīcina patogēnās baktērijas vai aizkavē mikroorganismu attīstību. Dažādu augu bioloģiski aktīvo vielu efektivitāte nav vienāda. Tātad, atlanta ciedrs izraisa baktēriju nāvi pēc 3 minūšu sekrēcijas, putnu ķirsis - pēc 5 minūtēm, upenes - pēc 10 minūtēm, lauru - pēc 15 minūtēm.

Liela ir arī meža teritoriju līdzdalība transporta maģistrāļu un uzņēmumu radītā trokšņa līmeņa samazināšanā. Lapu koku vainagi absorbē 26% no krītošās skaņas enerģijas un atstaro un izkliedē 74%. Divas liepu rindas var samazināt trokšņa līmeni 2, 5-6 reizes atkarībā no stādīšanas joslas platuma bez lapotnes un 7, 7-13 reizes, kad augi bija ar lapotni. Skaņas izolācijas pakāpe ir atkarīga no koku un krūmu sugas, augstuma un stādīšanas veida. Troksnis cilvēka augšanas augstumā uz ielas, kas apbūvēta ar augstām ēkām bez zaļajām zonām, ir 5 reizes augstāka nekā tajā pašā ielā, kas klāta ar kokiem, jo kustīgās satiksmes troksnis atstarojas no ēku sienām.

Tādējādi mežam ir svarīga loma uz planētas, lai uzturētu labvēlīgus apstākļus visu dzīvo organismu, arī cilvēka, pastāvēšanai. Mežs kā dabiska ekosistēma piedalās klimata un nogulumu veidošanā, uztur atmosfēras gāzveida sastāvu, nodrošina mājvietu un pārtiku daudzām augu un dzīvnieku sugām un formām. Tomēr mūsdienās pastāv nopietna meža saglabāšanas problēma.

Galvenā meža ekosistēmu daļa ir tādās valstīs kā Krievija (809 miljoni hektāru), Brazīlija (520 miljoni hektāru), Kanāda (310 miljoni hektāru), ASV (304 miljoni hektāru), Ķīna (207 miljoni hektāru), Demokrātiskā Republika. Kongo (154 miljoni hektāru) [8].

Turklāt visvērtīgākie ekoloģiskā līdzsvara uzturēšanai uz planētas ir taiga un tropiskie meži. Tropu mežos ir diezgan augsta bioloģiskā daudzveidība, kas satur līdz 70-80% no visiem zinātnei zināmajiem dzīvniekiem un augiem. Saskaņā ar ASV Valsts departamenta datiem ikgadējais mežu zudums ir vienāds ar četrām Šveices teritorijām (41 284 km²) [9].

Lai atspoguļotu mežu izciršanas mērogu, šo teritoriju joprojām var salīdzināt ar Maskavas apgabala teritoriju (44 379 km²). Galvenie mežu samazināšanās iemesli ir nekontrolēta mežu izciršana lauksaimniecības zemēs - 65-70% un mežizstrāde - 19% (7., 8., 9. att.).

Lielākā daļa tropu valstu jau ir zaudējušas vairāk nekā pusi no saviem dabīgajiem mežiem. Piemēram, Filipīnās ir izcirsti ap 80% mežu, Centrālamerikā mežu platība ir samazinājusies par 60%. Tādās tropiskās valstīs kā Indonēzija, Taizeme, Malaizija, Bangladeša, Ķīna, Šrilanka, Laosa, Nigērija, Lībija, Gvineja, Gana mežu platība ir samazinājusies par 50% [9].

Rezumējot, var teikt, ka meža ekosistēmu platības saglabāšana un palielināšana ir cilvēces svarīgākais uzdevums, kura izpilde nodrošinās tās izdzīvošanu labvēlīgā dabas vidē. Citādi cilvēce vienkārši neizdzīvos, jo tikai harmoniska zemes civilizācijas attīstība ar dabu dod iespēju dzīvībai un cilvēces attīstībai kopumā.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.