Тема 12. Биологические ресурсы.

1. Сущность и значение биологических ресурсов.

3. Антропогенное воздействие на растительность.

4. Вторичная растительность на вырубках и пожарах.

Значение растений в природе и жизни человека

Большую роль в природе выполняют леса. Экологические функции их следующие:

1. Углеродная функция заключается в использовании углекислого газа растениями для фотосинтеза. 1 га среднепродуктивного леса связывает за год 6-7 т углекислого газа и выделяет 5-6 т кислорода. 3 га леса поставляют в атмосферу 400 кг кислорода – это годичная норма для дыхания человека. Концентрация больших масс углерода в лесах связана с большой биомассой древостоя. Значительная масса углерода законсервирована в мертвом органическом веществе (детрите), в гумусе почв и торфяных отложениях лесных болот.

2. Воздухоочистительная функция лесов заключается в очищении воздуха от загрязняющих веществ в результате их поглощения растениями и посредством физического осаждения. Лесная растительность и другие типы задерживают от 21 до 86% пыли и на 19-44% снижают уровень загрязнения воздуха микробами. В воздухе городских парков в 40-50 раз меньше выбросов, чем вблизи промышленных предприятий.

Лесные насаждения существенно уменьшают шумовой эффект, сокращают дальность распространения звуков.

3. Климатические и метеорологические функции лесов. Леса оказывают существенное влияние на метеорологические элементы, образуется микроклимат леса. Лес влияет на температуру воздуха. Летом в лесу прохладнее в среднем на 1-2^оС, зимой несколько теплее, чем на безлесных территориях. Лесу свойственна более высокая влажность воздуха и верхних горизонтов почв.

4. Водоохранные функции лесов. Лес увеличивает продолжительность и уменьшает паводок, регулирует поступление воды в русло рек и предотвращает наводнения, обеспечивает полноводность рек в течение всего года. Лес уменьшает поверхностный сток и увеличивает подземный сток в результате хорошей водопроницаемости лесных почв и более равномерному поступлению влаги на поверхность почв. Леса оказывают влияние на качество вод. Лесные воды всегда несут меньше взвешенных частиц и растворенных химических веществ, чем воды, поступающие с сельскохозяйственных, урбанизированных территорий.

5. Растения участвуют в образовании гумуса почвы, влияют на содержание химических элементов в почве. Лес способствует накоплению влаги в почве и зимой предохраняет почву от вымерзания. Растения уменьшают эрозионные процессы. Растения предупреждают заболачивание территорий и вторичное засоление.

6. Лес является средой обитания многих живых организмов. Многие животные приспособлены к обитанию только в лесных условиях.

1. Лес – источник древесины. Суммарный запас древесины в лесах мира – 337-370 млрд м³, ежегодный текущий прирост – 5,5 млрд м³(в освоенных лесах – 1,8 млрд м³). Ежегодно заготавливается 1,2 – 1,8 млрд.м³. Половина всей добываемой в мире древесины используется как источник топлива, в основном в развивающихся странах тропических и экваториальных поясов (на первом месте по заготовке дров и древесного угля – Азия, затем Африка и Южная Америка).

Древесина – главный строительный материал и наиболее дешевый. По данным профессора Лизе (ФРГ), расход энергии на производство кирпичей в 4 раза больше, чем на эквивалентное по объему количество древесины, на производство цемента – в 5 раз больше, пластмассы - в 6 раз, стали – в 23, Сu – в 40, Al – в 120 раз.

Из древесины получают около 20 тысяч различных продуктов и изделий: глюкозу, кормовой сахар, дубильные вещества, спирт, бумагу, вискозу, синтетический каучук, пластмассы, канифоль, ацетон и др. При соответствующей химической обработке древесина по прочности не уступает металлу, к тому же, она после срока службы легко разлагается и не загрязняет окружающую среду.

2. Лес – источник живицы. Живицу используют для получения канифоля, скипидара, флотационного масла. Доход от подсочки березы примерно в 20 раз выше, чем от реализации березовой древесины.

3. Лес – источник лекарственных растений, грибов, ягод, плодов, веточного корма и т.д. Это все продукты побочного пользования леса. Эти продукты часто дают больший доход государству, чем древесина. Например, стоимость урожая орехов с 1 га плодоносящих кедровых насаждений в 3 раза превышает стоимость заготовленной древесины. В лесах Карелии урожайность черники на вырубках достигает 500 кг/га.

Из ягодных лесных растений в Беларуси основными заготавливаемыми видами являются клюква, черника, брусника, голубика, а из плодовых — рябина, шиповник. Наиболее широко в лесах распространена черника, которая по занимаемой площади в 5 и более раз, а по биологическим запасам в 10—15 раз превосходит остальные виды. Площади грибных угодий составляют 30—35 % от площади древостоев. Размеры эксплуатационных ресурсов дикорастущих грибов и ягод в целом близки. В связи с катастрофой на ЧАЭС две трети территории лесного фонда в той или иной мере загрязнены радионуклидами, эксплуатационные ресурсы грибов, ягод и плодов значительно уменьшились.

4. Растительность имеет рекреационное значение. Рекреационная ценность лесов в десятки раз выше стоимости их древесины. Леса выступают важнейшим компонентом рекреационных ландшафтов, лесные насаждения обладают исключительно специфическими эстетическими, средообразующими свойствами и в полной мере могут удовлетворять практически все физиологические и санитарно-гигиенические требования отдыхающих.

На земном шаре выделяются пять основных лесорастительных поясов:

1. хвойные бореальные леса умеренного пояса; 2. смешанные суббореальные леса умеренного и субтропического поясов; 3. постоянно-влажные экваториальные леса; 4. тропические сезонно-влажные экваториальные леса; 5. тропические субаридные сухие леса.

Наибольшим ресурсным значением обладает пояс хвойных бореальных лесов Евразии и Северной Америки. Этот пояс дает основную массу деловой древесины. Таежные леса Евразии характеризуются сравнительно бедным видовым составом: несколько видов елей, сосен, лиственницы, кедра, пихты. Древесина деревьев отличается высокими техническими средствами и широко применяется в различных отраслях хозяйства.

Хвойные леса Северной Америки значительно богаче по видовому составу, чем леса Евразии. Здесь произрастают несколько видов елей (белая, черная, Энгельмана и др.), сосен (веймутова, Банкса и др.), пихт, лиственниц, хемлок, в примеси – много лиственных.

Смешанные суббореальные леса умеренного и субтропического поясов представлены во многих регионах вторичными, искусственными насаждениями. Широколиственные леса Европы, слабо сохранившиеся, представлены дубовыми и буковыми древостоями с примесью ясеней, граба, кленов, лип, вязов и др. Леса отличались высокой продуктивностью. После вырубки этих лесов повсеместно высаживались сосна и ель. В странах Средней Европы лесистость составляет в среднем 22%.

Влажные муссонные леса произрастают на юге умеренных и субтропических поясов Восточной Азии. Эти леса практически сведены и заменены искусственными насаждениями из тунга, кипарисов, эвкалиптов, бумажного дерева. Лесистость изменяется от 8% в Монголии до 68% в Японии. В Северной Америке суббореальные широколиственные леса (в районе Великих озер, в Аппалачах, на востоке Центральных равнин США) состоят из дубов, вязов, ясеней, кленов, тсуги и других пород. На юго-востоке США произрастают высокопродуктивные смешанные субтропические леса из сосны ладанной, эллиота, из тисов, тюльпанного дерева и др.

Самые продуктивные леса на планете и очень ценные по своим свойствам произрастают по склонам Береговых хребтов, Каскадных гор и Съерра-Невада. Леса состоят из дугласии, тсуги западной, туги гигантской, секвойи (высотой более 100м, запасы древесины в лесах из секвойи – до 6000 м³/га).

Субтропические широколистные леса распространены на юге Южной Америки. На юго-западе и юго-востоке Австралии произрастают субтропические леса из эвкалиптов. Из эвкалиптов получаются ценные эфирные масла.

Экваториальные влажные леса отличаются сложной многоярусной структурой, большим видовым разнообразием, обилием лиан и эпифитов. В Бразилии в лесах произрастают красное дерево, бальсовое дерево (быстро растущее и с легкой древесиной), колумбийский махагони и др. В Африке растут эбеновое дерево, красное дерево, терминалия и др., в Азии – лавровые деревья, фикусы, бамбуки, пальмы, ченгал, капур и др.

Тропические сезонно-влажные леса в Южной, Юго-Восточной Азии – тиковые, саловые и смешанные. Тик и сал - деревья с прочной и красивой древесиной, устойчивой к гниению, с высокими огнепрочными и водоотталкивающими свойствами. В лесах произрастают розовое дерево, черное эбеновое дерево, сандаловое, терминалия и др. Сезонно-влажные леса сохранились хуже, чем влажные экваториальные леса.

Редкостойные леса и кустарники или саванновые леса распространены в субэкваториальном климатическом поясе (где сухой сезон может длится до шести месяцев). В Азии произрастают акации, пальмы, тик, бамбук, белый сандал и др., в Африке – акации, баобабы, мимоза, кофейные деревья, баугиния, в Центральной и Южной Америке – красный квебрахо, пальма бабасу, пальма карнауба, акации. В Австралии распространены мимозы, эвкалипты, акации. Редколесья и саванновые леса – единственный источник топлива для местного населения, что приводит к деградации лесов.

Когда пожар охватывает темнохвойно-лиственный лес, большинство деревьев и травянистых растений погибают. Беззащитны перед огнём ели и пихты с их поникшими сухими нижними ветвями и пропитанной эфирными маслами хвоей. Все таёжники знают, что нижние еловые ветки — прекрасная растопка для костра даже в дождь. По ним низовой пал может подняться в крону и превратиться в разрушительный верховой пожар. Более устойчивы к огню сосна обыкновенная и лиственница. Толстая кора и способность по мере роста очищаться от нижних сучьев помогают им выживать во время пожара. Но в результате сильных пожаров образуются участки леса, где погибают даже эти сравнительно пожароустойчивые деревья.

На месте сгоревшего леса вначале буйствуют травы и кустарники, быстро растёт мелколесье из берёзы и лиственницы, а через несколько лет вырастает вторичный мелколиственный или лиственнично-берёзовый лес, большей частью одновозрастной, с преобладанием одного вида. Со временем в таком лесу легко размножаются вредители и развиваются болезни. В Приамурье после пожаров резко снижается количество птиц (с 175—212 пар на 1 км² до 50—100). Изменяется их видовой состав в целом и состав доминирующих видов в частности. Утрачиваются многие экзотические представители маньчжурской фауны, а также широко распространённые таёжные виды, живущие в темнохвойных лесах. Не компенсируют потерю прежних видов вселяющиеся в эти леса птицы лиственного леса и сибирские виды лиственничной тайги.

Восстановиться темно-хвойно-лиственный лес может лишь через 150—200 лет, по некоторым данным, через 225—375 лет. Представить столь длительный период без пожаров в нынешних условиях просто невозможно. Реальностью для значительных территорий Приамурья стали пожары с периодичностью один раз в 5—10 лет.

Процесс смены коренных темнохвойно-лиственных лесов вторичными лесами характерен для всего юга Дальнего Востока России. В Приморском крае под воздействием пожаров и рубок кедрово-широколиственные леса заменяются вторичными дубняками и смешанными лесами. Изменения эти происходят не резко — после низовых пожаров исчезают темнохвойные деревья, а сообщество в целом меняется незначительно. Практически неизменным остаётся мир птиц. В Приамурье, как было сказано выше, изменения носят более разрушительный характер.

Кажется, что влияние лесных пожаров на лесные сообщества можно оценить однозначно — это зло. Однако среди специалистов есть немало учёных (особенно в Северной Америке), которые часто расценивают пожар как положительный фактор. Если в сформировавшемся растущем лесу возникает пожар, то он коренным образом меняет развитие древостоя — это нарушение и катастрофа. Но если рассматривать пожар в многолетнем плане с точки зрения цикличности развития пожарозависимых экосистем, то он не является нарушением.

В качестве яркого примера положительного влияния пожаров можно привести популяцию секвойи гигантской, которая растёт в смешанных хвойных лесах Сьерра-Невады и Калифорнии. После пожара семена секвойи легко проникают в землю и прорастают, а огнём уничтожаются патогенные грибы и устраняются растения-конкуренты. Такие пирогенные леса похожи на парки. При защите этих лесов от пожаров, которые периодически возникали здесь и до прихода европейцев, развиваются растительные сообщества с елью белой и другими видами деревьев. В результате под секвойями формируется мощный подлесок, накапливается большое количество горючего материала — сушняка, который может стать причиной катастрофического верхового пожара. А в этом случае огонь способен подняться в кроны гигантских деревьев и погубить их. Поэтому для сохранения секвойи гигантской рекомендуется раз в 5—8 лет «устраивать» низовой пожар — для уничтожения конкурентов реликтовых растений и накопившегося горючего материала.

Другой пример сообщества, длительное существование которого невозможно без регулярных пожаров, — эвкалиптовые леса юго-востока Австралии. Эти высокие густые древостои из эвкалипта гигантского и эвкалипта царственного образуются на месте сгоревших старых эвкалиптовых лесов. Старые деревья (особенно эвкалипт царственный) исключительно пожароопасны из-за чешуйчатой коры и высокого содержания эфирных масел в листве. Если пожар не происходит, продолжается естественное развитие сообщества: в подлеске развиваются растения дождевого леса с нотофагусом антарктическим, атероспермой мускусной и древовидным папоротником — диксонией антарктической. При этом молодые эвкалипты не выдерживают конкуренции и вытесняются, и, если пожар не повторится в течение 100—200 лет, они могут исчезнуть совсем. В реальности частые пожары не позволяют разыгрываться такому сценарию и в регионе доминируют эвкалиптовые леса.

Часто рассматривается как положительный момент пестрота местообитаний, возникающая после пожара и способствующая увеличению биологического разнообразия.

Однако в Приамурье все плюсы пожаров (например, возрастание численности копытных) многократно перевешиваются минусами. Вторичные леса значительно уступают коренным темнохвойно-лиственным лесам и по видовому богатству, и по количеству растений и животных. Те островки видового разнообразия и высокой плотности различных организмов, которые возникают возле сохранившихся единичных темнохвойных деревьев, не меняют общей тенденции, а только подчёркивают её.

Ещё одно печальное следствие весенних пожаров — гибель гнёзд птиц. Именно в этом причина низкой численности многих редких птиц, в том числе каменного глухаря. Ведь глухарки не оставляют гнёзд и нередко погибают вместе с будущими птенцами.

Доминирование кустарников там, где раньше были леса, деградация и эрозия почв в таких местах, низкая численность многих редких птиц — всё это минусы воздействия пожаров.

1. Сущность и значение биологических ресурсов.

3. Антропогенное воздействие на растительность.

4. Вторичная растительность на вырубках и пожарах.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: