Az erdők biológiai szerepe a természetben

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Milyen gyakran gondolunk az erdők életünkben betöltött szerepére? Mi az az erdő? Milyen ökológiai funkciókat lát el? Ebben a cikkben ezekre és sok más, az erdővel, mint természetes ökoszisztémával kapcsolatos kérdésre próbálunk választ adni.

Az erdő a bolygó szilárd felszínén növekvő fás, cserjés és lágyszárú növényzet kombinációja, beleértve az állatokat, mikroorganizmusokat és a természetes környezet egyéb összetevőit (talaj, víztestek és folyók, légburok), amelyek biológiailag összekapcsolódnak. Az erdők fő tulajdonságai a terület és az állófa tartalékok. Erdők az Antarktisz kivételével minden kontinensen nőnek, és a szárazföld felszínének körülbelül 31%-át foglalják el. A bolygó erdőalapjának teljes területe 4 milliárd hektár, a faállomány 527 203 millió m3 [1].

Az erdő egy komplexen szervezett önszabályozó ökoszisztéma, amelyben az anyagok (nitrogén, foszfor, oxigén, víz stb.) keringése és az energiaáramlás az élőlények minden fajtája és formája között folyamatosan zajlik. Minden növény alkalmazkodott egymáshoz, valamint az állati szervezetekhez, és fordítva, minden állati szervezet alkalmazkodott a növényi szervezetekhez. Nem létezhetnek egymás nélkül. Minden erdőterület kifejezett térszerkezettel rendelkezik (függőleges és vízszintes), amely nagyszámú érett fát, cserjét, lágyszárú növényt, a fő és kísérő fajok aljnövényzetét, valamint mohákat és zuzmókat tartalmaz.

Az erdő függőleges szerkezetét a különböző növényformák magassági eloszlása jellemzi, míg a vízszintes a különböző növényfajok vízszintes síkbeli eloszlását tükrözi. A nagyszámú növény mellett az erdőben rengeteg különféle faj él (c) gerincesek nélkül, több millió talaj élőlény, számos rovar, madár és állat. Mindezek együtt egy ökológiai rendszert alkotnak, amelyben minden növény és állat meghatározott ökológiai funkciót lát el, részt vesz a különféle kémiai elemek körforgásában.

A külső környezeti tényezők (fény, hőmérséklet, nedvesség, szél, áramlatok, az intelligens emberi tevékenység különféle formái stb.) hatására bizonyos változások következnek be az erdei ökoszisztémában, amelyek általában nem rendelkeznek éles és pusztító hatással. természetben, és nem vezetnek egyensúlytalansághoz az ökoszisztémában. Az ésszerűtlen emberi tevékenység erőteljesen növekvő hatása azonban egyre gyakrabban vezet az ökológiai egyensúly megsértéséhez, ami hirtelen és katasztrofális változásokban és következményekben nyilvánul meg. Így 2008 nyarán Nyugat-Ukrajna területén, a Kárpátok térségében volt a legnagyobb árvíz a számos csapadék miatt. Ennek eredményeként mintegy 40 ezer házat öntött el a víz, közel 700 kilométernyi utat mostak ki, több mint háromszáz híd tönkrement [2].

A nagyarányú elöntés egyik oka a Kárpátok lejtőin bekövetkezett erdőirtás, amikor közel 40 évig az erdősültség jelentős részét kivágták [3].

Tény, hogy az erdőnek fontos vízszabályozó szerepe van, ami az olvadék- és csapadékvíz felszíni lefolyásának lassítása, egy részének a talajba juttatása, ezáltal az árvizek, árvizek pusztító erejének csökkentése, ezáltal a talajvíz táplálása. Ha esik az eső, a fák koronája és törzse visszatartja a nedvesség egy részét, ami lehetővé teszi, hogy a víz fokozatosan, nem pedig spontán módon felszívódjon az erdei avarba. Az erdei alom megtartja a nedvességet, és idővel a folyókba és a talajvízbe juttatja, a nedvesség egy részét pedig a növények táplálására használják fel. Nyílt területen (például fakivágásnál) a csapadékvíz teljes egészében a föld felszínére esik, és nincs ideje felszívódni, mivel az erdei avar vízáteresztő képessége nagyobb, mint a nyílt területen, ami a víz nagy részének áramlása a felszínről mélyedésbe vagy felszíni vízfolyásba (patak, folyó). Néha egy nyílt terület egyáltalán nem engedi át a vizet, és teljesen lefolyik, és erős vízáramot képez. Az erdő fontos szerepet játszik a téli csapadék elosztásában és a tavaszi olvadáskor. Nyílt területeken a hótakaró a gyakori olvadások miatt valamivel később rögzül, mint az erdőben, és a fújó szél miatt egyenetlenül oszlik el. Az erdőkben a hó egyenletesen oszlik el, ami a felszíni réteg széljárásának megváltozásával jár. A nyílt területeken általában több hó halmozódik fel, mint az erdőkben. Tavasszal a napsugárzás erőteljes áramlásának hatására hóolvadás következik be, ami nem csak ettől a tényezőtől függ. Ebben a folyamatban fontos szerepet játszanak a különböző típusú növényzetek és domborművek. A nyílt terület 100%-ban kapja meg a napsugárzást, és a faállománynak csak egy része a lombkorona alatt, ezért az erdőkben lassabban olvad a hó. Például tisztásokon 7-25 napig, lucfenyőben 32-51 napig olvad a hó [4].

Alekszandr Alekszejevics Molcsanov hazai erdőkutató megállapította, hogy a tavaszi lefolyási együttható meredeken csökken az erdőborítás növekedésével (a fák nélküli dombos területen 0, 6-0, 9-ről 0, 09-0, 38-ra erdőborítottság esetén 40%) [6].

Az erdő kivágásakor a fa lombkorona eltávolításra kerül, és a talaj elveszti vízáteresztő képességét, ami a vízfolyások vízjárásának megsértéséhez vezet, miközben megnő a felszíni lefolyás és felerősödik a talajpusztulás folyamata. Az erdő tehát fontos szerepet játszik a vízfolyásokba való egyenletes vízáramlás szabályozásában, részt vesz a víz körforgásában, megakadályozza a talajpusztulást.

A növényzet ugyanilyen fontos tulajdonsága a bolygó éghajlati kialakulásához kapcsolódik. Az erdő befolyásolja az olyan éghajlati tényezőket, mint a szél, a hőmérséklet, a páratartalom stb. A szélnek köszönhetően a növények beporoznak, a gyümölcsök és magvak elterjednek, a levélfelületről felgyorsul a nedvesség elpárolgása, az erdő pedig csökkenti a szél sebességét a felszíni levegőrétegben, szabályozva a hőmérsékletet és a páratartalmat. Az ültetvények jelenléte megváltoztatja a szomszédos területek termikus rezsimjét. Nyáron a zöld tömeg hidegebb levegője kiszorítja a szomszédos terület melegebb és világosabb levegőjét, csökkentve a levegő hőmérsékletét ezeken a területeken. A levegő hőmérséklet-csökkenés mértéke függ az ültetés fajtájától (a korona átlátszóságától, a levelek visszaverő képességétől, magasságától és életkorától), az ültetési sűrűségtől és számos egyéb jellemzőtől. A nagylevelű fák a legjobb védelmezők a hőenergia ellen. Így például a nyárfa 10-szer több energiát enged át lombozatán, mint a galagonya. Az erdőben megnövekszik a levegő páratartalma, mivel a fák és cserjék leveleinek, fűszárainak párolgási felülete 20-szor nagyobb, mint a növények által elfoglalt talajterület. Egy év alatt egy hektár erdő 1-3,5 ezer tonna nedvességet párolog a levegőbe, ami a légköri csapadék 20-70%-a. Például az erdősültség 10%-os növekedése az éves csapadékmennyiség 10-15%-os növekedéséhez vezethet [5]. Ráadásul a bejövő víz mintegy 90%-a elpárolog a levelek felszínéről, és csak 10%-a kerül felhasználásra a növények táplálására. A levegő páratartalma a középső zónában egy erdőben vagy parkban nyáron 16-36%-kal magasabb, mint a városi udvarban. A zöldfelületek szintén hozzájárulnak a levegő páratartalmának növekedéséhez a szomszédos nyílt területeken.

Az erdő aktívan részt vesz a gázcserében, elsősorban a szén-dioxid elnyelésével és oxigén kibocsátásával a légkörbe. Ezt a természeti jelenséget fotoszintézisnek nevezik. Tehát egy hektár erdő óránként 8 kg szén-dioxidot (H2CO3) nyel el, amit 200 ember bocsát ki. A szén-dioxid felszívódás mértéke és az oxigén felszabadulás erősen függ az ültetvény típusától. Így a berlini nyár 7-szeres, a kocsányos tölgy 4,5-szeres, a nagylevelű hárs 2,5-szeres, az erdeifenyő 1,6-szoros gázcsere szempontjából.

Az erdő a légkör portól való megtisztításában is jelentős szerepet játszik. A növények porszemcséket halmoznak fel a levelek, ágak és törzsek felületén. Ebben az esetben a felhalmozódás hatását nagymértékben nemcsak a hőmérséklet, a páratartalom és a szélsebesség határozza meg, hanem az ültetvényfajták is. Tehát a tűlevelűek 30-szor, a nyír pedig 2-5-ször több port tart vissza, mint a nyárfa. A városi és külvárosi parkok portartalma 1,5-4-szer alacsonyabb, mint az ipari övezetben. A mérések kimutatták, hogy a fák alatti levegő porossága 20-40%-kal alacsonyabb, mint a nyílt szomszédos területeken. A növény életének aktív időszakában egy felnőtt fa eltávolítja a levegőből: vadgesztenye - 16 kg, norvég juhar - 28 kg, kanadai nyár - 34 kg por.

Az erdő is részt vesz a levegő tisztításában a gáznemű szennyeződésektől. A hidegebb levegő, amely függőleges áramlatokat hoz létre, és a zöldterületeken kisebb szélsebesség, hozzájárul a gáznemű szennyeződések bejutásához a felső légkörbe. Ez a zöldfelületi övezetben számuk 15-60%-os csökkenéséhez vezet. A különböző fafajok eltérően ellenállnak a légköri szennyezésnek, miközben megőrzik képességüket a légkörből származó mérgező szennyeződések megkötésére. Így a fehér akác felfogja a kén- és fenolvegyületeket a légkörből anélkül, hogy súlyosan károsítaná lombozatát. A c) pontból a követés kimutatta, hogy a kén-dioxid súlyosan károsítja a növényzetet.

A vegyi üzemek közelében a hárs, nyír és tölgy leveleinek felülete 75-100%, a berkenye pedig 25-65% -kal ég. A légköri szennyezésnek nem ellenálló fafajok: vadgesztenye, norvég juhar, lucfenyő és közönséges fenyő, hegyi kőris, orgona, sárga akác stb. A legellenállóbbak: fekete nyár, fehér akác, nagylevelű nyár, pennsylvaniai juhar, borostyán.

A növények biológiailag aktív anyagokat (fitoncidokat) választanak ki, amelyek kis mennyiségben nagy fiziológiai aktivitással rendelkeznek bizonyos élőlénycsoportokhoz képest. A biológiailag aktív anyagok elpusztítják a patogén baktériumokat vagy késleltetik a mikroorganizmusok fejlődését. A különböző növények biológiailag aktív anyagainak hatékonysága nem azonos. Tehát az Atlasz cédrus 3 perc elválasztás után okozza a baktériumok halálát, a madárcseresznye - 5 perc, a fekete ribizli - 10 perc, a babér - 15 perc után.

A közlekedési utak és vállalkozások zajszintjének csökkentésében is nagy az erdőterületek részvétele. A lombhullató fák koronái a beeső hangenergia 26%-át elnyelik, 74%-át pedig visszaverik és eloszlatják. Két sor hárs a zajszintet a lombozat nélküli ültetési sáv szélességétől függően 2,5-6-szorosára, lombozatos növények esetén 7,7-13-szorosára csökkentheti. A hangszigetelés mértéke a fák és cserjék fajtájától, magasságától és ültetési módjától függ. A magas épületekkel épített, zöldfelületektől mentes utcában a zaj az emberi növekedés csúcsán ötször nagyobb, mint a fákkal szegélyezett utcában a mozgó forgalom zajának az épületek falairól való visszaverődése miatt.

Így az erdő fontos szerepet játszik a bolygón abban, hogy minden élő szervezet, így az ember számára is kedvező feltételeket biztosítson. Az erdő, mint természetes ökoszisztéma részt vesz a klíma- és üledékképződésben, fenntartja a légkör gázösszetételét, otthont és táplálékot ad számos növény- és állatfajnak és -formának. Napjainkban azonban komoly probléma merül fel az erdővédelem terén.

Az erdei ökoszisztémák nagy része olyan országokban található, mint Oroszország (809 millió hektár), Brazília (520 millió hektár), Kanada (310 millió hektár), az USA (304 millió hektár), Kína (207 millió hektár), Demokratikus Köztársaság Kongó (154 millió hektár) [8].

Sőt, a bolygó ökológiai egyensúlyának fenntartásához a legértékesebbek a tajga és a trópusi erdők. A trópusi erdők meglehetősen nagy biológiai sokféleséggel rendelkeznek, amelyek a tudomány által ismert összes állat és növény 70-80% -át tartalmazzák. Az Egyesült Államok külügyminisztériuma szerint az éves erdőveszteség Svájc négy területének (41 284 km²) [9].

Az erdőirtás mértékének bemutatása érdekében ez a terület továbbra is összehasonlítható a moszkvai régió területével (44 379 km²). Az erdőpusztulás fő oka a mezőgazdasági területek ellenőrizetlen erdőirtása - 65-70%, illetve a fakitermelés - 19% (7., 8., 9. ábra).

A legtöbb trópusi ország már elvesztette természetes erdeinek több mint felét. Például a Fülöp-szigeteken az erdők mintegy 80%-át irtották ki, Közép-Amerikában az erdőterületek 60%-kal csökkentek. Az olyan trópusi országokban, mint Indonézia, Thaiföld, Malajzia, Banglades, Kína, Srí Lanka, Laosz, Nigéria, Líbia, Guinea, Ghána, az erdőterületek 50%-kal csökkentek [9].

Összegezve elmondható, hogy az erdei ökoszisztémák területének megőrzése és növelése az emberiség legfontosabb feladata, melynek teljesítése biztosítja a fennmaradását kedvező természeti környezetben. Ellenkező esetben az emberiség egyszerűen nem marad életben, hiszen csak a földi civilizáció és a természet harmonikus fejlődése ad esélyt az emberiség egészének életére és fejlődésére.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.