Формирование ландшафтного баланса Земли

 

Рис. 6. Миграция биогенных веществ в агроландшафт (Агроклиматический справочник  мира 1990)

Глава ІІ. Важнейшие факторы ландшафтного баланса Земли

 

2.1. Факторы  лесной растительности

 

Лес – один из основных типов растительного покрова  Земли, представленный многочисленными жизненными формами растений, среди которых главную роль играют деревья и кустарники, второстепенную – травы, кустарнички, мхи, лишайники и т. д.

Характерная особенность  леса заключается в том, что образующие его компоненты связаны между собой и с окружающей средой. Так, солнечную энергию – главный источник в растительных сообществах – в лесу поглощают в основном кроны деревьев в процессе фотосинтеза и тем самым накапливают органическое вещество. Основная масса солнечной энергии отражается от поверхности крон и от почвы на прогалинах и уходит в атмосферу, незначительная часть расходуется на транспирацию.

Леса как экологические  системы интересны и важны  во многих отношениях. Во-первых, это  одни из немногих экосистем суши, сохранившиеся  в естественном или слабо измененном человеком состоянии; во-вторых, это самые крупные экосистемы на Земле, которые характеризуются высокой продуктивностью и в которых аккумулируется большая часть органического вещества планеты в виде древесины, детрита, гумуса, используемого затем человечеством как для собственного потребления, так и для восстановления исчезающих в процессе его хозяйственной деятельности компонентов биосферы.

Общая площадь лесных земель несколько больше 4 млрд. га.(рис.7.). В составе общей лесной выделяют площадь, покрытую лесом. Последняя не включает участки под полянами, дорогами, сенокосами, просеках в пределах лесной территории. Она оценивается примерно в 3 млрд. га. В расчете на одного человека общая лесная площадь составляет около 0,8 га.

Суммарная мировая биомасса лесов оценивается примерно в 2000 млрд. т. Доля северных хвойных лесов (в основном это Россия, Канада и  США) составляет 14-15%, тропических – 55-60%. Лесные площади и ресурсы  древесины на душу населения, соответственно, в Канаде – 9,4 га, 815 м, России – 5,2 га, 560 м, Финляндии – 4,9 га, 351 м, Швеции – 2,5 га, 313 м, США – 0,9 га, 88 м. Общая площадь земель лесного фонда России составляет 1180,9 млн. га, или 69% суши страны. Россия обладает почти 25% мировых запасов древесины и 50% ценных хвойных лесов мира.

Рис. 7. Запас древесины России на 1 га лесов.(Кузнецова Е. К. Леса и проблемы их эволюции. Л., 1999.

 

Еще до активного наступления  человека на природу леса занимали почти всю территорию Европы. В  настоящее время они сохранились на одной трети ее площади (рис. 2, 3). Самым заселенным европейским государством является Финляндия, где лесами покрыто 70% территории. Беднее всех в этом отношении Великобритания – там на леса приходиться менее 6% площади страны. По-прежнему обширные лесные массивы сохраняются в Азии – в сибирских низменностях и на горных склонах, а также в тропических и субтропических областях на юго-востоке континента. Леса покрывают около двух третьих площади Северной и Южной Америки: на севере – хвойная тайга, в субтропиках – хвойные и лиственные леса и пальмы, в экваториальной зоне – вечнозеленые дождевые, или влажно-тропические леса (рис. 4). Кроме того леса, остаются доминирующим биомом на четвертой части территории Африки и приблизительно пятой части Австралии.

Роль в жизни людей  и животных. Леса играют большую  роль в развитии экономики, улучшении  окружающей среды, повышении благосостояния народа. Сами деревья – мощнейшие  создатели биомассы; это поставщики топлива, а главное – древесины  для строек и поделок, технического сырья, дубильных, лекарственных, красящих и многих других полезных веществ. Без дубильного экстракта, получаемого из коры лесных деревьев, не обходится, например, кожевенная промышленность. Из древесины изготавливают более 20 тысяч видов изделий и продуктов. Без нее не может обойтись ни одна отрасль народного хозяйства. Из древесины получают пластмассу, удобрения, взрывчатые вещества. Из древесных опилок получают спирт, сахар, синтетический каучук. Древесина идет на изготовление шпал, тары, фанеры, она используется в целлюлозно-бумажной и мебельной промышленности.

В лесах России произрастает около 100 видов диких плодовых, ягодных  и орехоплодных растений, почти 200 видов  съедобных, имеющих большую ценность как лекарственное и техническое  сырье. Широко известны целебные свойства облепихи, черемухи, лимонника, малины, шиповника, золотого корня, зверобоя, смородины и многих других полезных растений. С давних пор люди используют дикорастущие растения как пищу и лекарство. Лекарственные растения содержат алкалоиды, гликозиды, сапонины, витамины, фитонциды, эфирные и жирные масла и другие биологически активные вещества. Лечение растениями можно считать комплексной терапией: одновременно с борьбой против основного заболевания оно улучшает обмен веществ, стимулирует защитные свойства организма.

Лес – это среда  обитания для большинства видов  животных, он являются кормильцем животных и человека, дарящий им орехи, ягоды, грибы, съедобные побеги, травы и  лишайники. Измельченные, сдобренные специальными добавками лесосечные отходы находят применение в животноводстве Наиболее питательны молодые побеги осины, ивы, клена, ясеня, рябины, лещины, липы, ильмовых.

Во всех без исключения лесах, в том числе в промышленном, обитают промысловые виды зверей и птиц. Лесная зона – крупнейшее в мире охотничье угодье: белка и соболь, куница и горностай, бобр и выдра, тетерев, глухарь, рябчик – чего только не приносят охотники из лесов.

Кроме того, леса – это  здравницы и места отдыха, ресурс культуры и науки, украшение ландшафта, источники радости и здоровья, эстетического и экологического воспитания.

Лесные экосистемы очень  важны для жизни биосферы: они  обогащают атмосферу кислородом и поддерживают уровень содержания в ней диоксида углерода. Леса играют большую роль в круговороте воды.

Рис. 8. Баланс углерода ландшафтной сфере Земли (по Дювинью и Тангу, 1968,)

При рациональном использовании лесных экосистем в них поддерживается экологическое равновесие – естественным путем возобновляются популяции  деревьев, промысловых животных, лекарственных трав, грибов. В итоге – сохраняется и биосферная роль лесов. (рис.9)

 

 

Рис 9 Гибель лесов мира (Кузнецова Е. К. Леса и проблемы их эволюции. Л., 1999).

 

Познакомимся с основными  нарушениями: Превышение расчетной лесосеки. Расчетная лесосека – это план заготовки древесины в пределах годичного прироста, при котором лесу не будет нанесен существенный урон и он сможет восстановится. В России в районах, приближенных к транспортным узлам, расчетные лесосеки ценных пород (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница) часто превышают. Это приводит к тому, что вместо этих пород вырубки зарастают березой и другими малоценными породами. Для того чтобы предотвратить этот процесс, называемый сменой пород, необходимо при рубках специально оставлять крупные деревья. Из их семян сможет восстановиться лес с преобладанием нужной породы. Там, где уже нет возможности обеспечить восстановление леса естественным путем, проводят посадки ценных пород.

Лесные пожары. Лесные пожары оказывают большое отрицательное  влияние на многие процессы жизни леса. При лесных пожарах повреждается или полностью уничтожается растущий лес вместе с подлеском, подростом и травяным покровом. В связи с этим утрачивается источник получения древесины и резко снижаются водоохранно-защитные и санитарно-гигиенические свойства леса. Пожары уничтожают гнезда птиц и местообитания зверей, способствуют размножению вредных насекомых.

Одной из причин увеличения лесных пожаров является резкое увеличение числа людей, выезжающих в лес  для отдыха. Случаи возгораний в лесу являются следствием неосторожного и неумелого обращения с огнем. Так же пожары могут возникнуть от самовозгорания торфа, иногда от молний.

Мировая статистика показывает, что около 97% всех лесных пожаров  возникает по вине людей. Отсюда борьба с лесными пожарами остается одной из важнейших государственных задач.

Характер распространения  лесного пожара зависит от состояния  лесных горючих материалов, их структуры, количества и размещения. К горючим  материалам в лесу относятся мхи, лишайники, лесная подстилка и торф, травы и кустарники, подрост и подлесок, пни, валежник, порубочные остатки, хвоя. Зная характеристику лесных горючих материалов, можно судить о степени пожарной опасности в лесах.

Различают разные пожары: низовой (наземный), верховой (повальный) и подземный, или торфяной. Низовые пожары бывают чаще других. При них горение происходит на почве. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. При беглых сгорают трава, лесная подстилка, всходы, подрост, подлесок, обгорают нижние части стволов, гибнет ель (у нее тонкая кора), а на старых соснах огонь оставляет ожоги – подгары.

При низовом устойчивом пожаре огонь уничтожает живой напочвенный  покров, ягодники, лекарственные и  другие травы, лесную подстилку, прожигает  почву, повреждаются на значительную высоту деревья, рост их ослабляется, на них нападают грибные болезни и вредные насекомые и они нередко погибают.

Еще не успеет растаять снег, а на солнцепеке и на сухих кочках уже высыхают прошлогодняя трава, листья, мхи и мелкий древесный опад. Все  это очень легко воспламеняется.

Засушливым летом количество пожаров резко возрастает. То тут, то там возникают самые страшные верховые пожары, гибельные по своим  последствиям. Эти пожары опасны в  хвойных лесах, особенно в молодняках, где хвоя, кора и древесина содержат смолистые легко воспламеняющиеся вещества. Такие пожары чаще бывают в ветреную и сухую погоду. Огонь перебрасывается на кроны деревьев. Горящие головни и искры переносятся ураганным ветром на несколько километров, создавая впереди фронт пожара. Скорость движения огня доходит до 25-30 и даже 50 километров в час. Иногда над горящим лесом под влиянием ветра образуется огненный смерч. Температура достигает 900 градусов. С шумом двигается верховой пожар, со стоном падают деревья. Верховые пожары редко бывают в лиственных насаждениях.

В пламени разыгравшегося пожара погибают зайцы, лисицы, белки, медведи, лоси и даже птицы, потерявшие в дыму ориентировку. На гарях находили обгорелые трупы оленей, лосей  и даже «хозяина» и «знатока»  леса – медведя. Гари бедны животными и долгие годы представляют собой пустыню.

Такие пожары опасны для  домов отдыха, санаториев, детских  учреждений, расположенных в зеленых  массивах, так как эвакуировать отдыхающих в короткий срок почти невозможно.

Подземные (торфяные) пожары бывают в лесах с мощными торфянистыми почвами. Торф выгорает на глубину высохшего слоя. Едкий и удушливый дым и запах горящего торфа доносятся на значительное расстояние. Такой пожар с первого взгляда даже не заметишь. Торф тлеет. Температура тления достигает 500 градусов. Пламя совсем не показывается наружу, а распространяется под слоем мха, и если неосторожно встать на такой обманчивый ковер, то можно провалиться в огонь и погибнуть или получить тяжелые ожоги. Вместе с торфом сгорают корни, и деревья наклоняются в разные стороны и падают в беспорядке, образуя непроходимые завалы.

Иногда торфяные пожары не прекращаются и зимой. Едкий дым, запах горящего торфа, огонь, кое-где  прорвавшийся на поверхность, провалы  в почве – вот признаки подземного пожара. При таких пожарах сгорают подстилка и торф, на восстановление которых требуются столетия.

К наиболее пожароопасным  относятся сосновые, кедровые и лиственничные  леса, особенно сухие боры с покровом из лишайников. Этому способствует сухая неразложившаяся подстилка, сухость напочвенного покрова, быстрота его высыхания после дождя, разреженность древостоя.

В лесах этого типа преобладают низовые беглые пожары. В перестойных древостоях возможны низовые устойчивые пожары. Повторные  пожары в этом случае являются причиной гибели насаждений.

Опасность пожаров в  таких лесах возникает весной, вскоре после таяния снега, и сохраняется  до выпадения устойчивого снегового  покрова.

В темнохвойных еловых и пихтовых лесах пожарная опасность возникает  реже, но если возникнут, то приносят больше вреда, так как подрост и низко опущенные ветви способствуют переходу низового пожара в верховой. Лес гибнет. Ель из хвойных пород наиболее чувствительна к повреждениям огнем.

Выпас скота. При выпасе погибают молодые деревца, которые  скот объедает и вытаптывает, ухудшаются условия для роста взрослых деревьев, исчезают птицы и массово размножаются вредители. В лесах на склонах гор выпас вызывает смыв почвы (эрозию). Для исправления ситуации выпас в лесах прекращают. Скот обеспечивают кормом на сенокосах и пастбищах, продуктивность которых повышают использованием специальных приемов улучшения лугов: 1 га улучшенного луга в лесной зоне дает столько же корма скоту, сколько дают 20 га леса.

Влияние на леса пыли и  ядовитых газов. Отрицательно влияют на лесные экосистемы выбросы в атмосферу  токсичных газов и пыли промышленными предприятиями и транспортом. Эти загрязняющие вещества попадают из атмосферы в леса чаще всего с кислотными дождями. В непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу, возможны ожоги листьев деревьев ядовитыми газами и пылью. Устойчивость разных деревьев к атмосферным загрязнителям различна (смотрите воздухоочистительное значение лесов, второй род деятельности). Для уменьшения количества промышленных выбросов в атмосферу строят очистные сооружения и внедряют новые малоотходные технологии.

Влияние водохранилищ. Леса могут погибать при строительстве  водохранилищ и крупных дорог, нарушающих подземный сток грунтовых вод. В  прилегающих к водохранилищу  низких местах и вдоль дорог к  поверхности приближаются грунтовые воды. Это называется подтоплением. Такие породы, как липа, дуб или сосна, не приспособлены к жизни на переувлажненных почвах и погибают. Для уменьшения вреда от подтопления на таких участках высаживают деревья, которые меньше страдают от избытка влаги (тополь, ольха, ива).