Важнейшим аспектом состояния лесов в будущем становится разностороннее влияние человека на лес в процессе его хозяйственной деятельности. Помимо производства древесины, на лес влияют рекреационные нагрузки.

Возможное негативное влияние человека на состояние лесов в связи с производством древесины лесоводы давно учитывают и стараются свести к минимуму. Люди, проживающие в крупных городах, хотят использовать преимущества увеличившегося свободного времени для того, чтобы почувствовать тишину и красоту леса. Однако большое количество отдыхающих увеличивает опасность пожаров, и ухудшает водно-физические свойства почвы. Это угрожает существованию лесной флоры и фауны, да и жизни самих лесов в долгосрочной перспективе.

Различия между допустимым и недопустимым -- граница устойчивости экосистем. Эта граница изменяется в зависимости от экологических условий. К необратимым изменениям, возникающим в лесных экосистемах под влиянием чрезмерных нагрузок, следует отнести: уничтожение лесной подстилки, замену лесных видов на луговые, появление ненадежного подроста при достаточной освещенности и др.

Составление определенных правил и норм, регулирующих нагрузки на леса, позволит каждому поколению людей получить максимальное удовлетворение от посещения лесов без нанесения непоправимого ущерба этому важному компоненту среды, окружающей человека.

1.2.3 Средозащитные свойства лесов

Лес -- мощный аккумулятор солнечной энергии, он существенно влияет на формирование климата, круговорот воды в природе, газообмен в атмосфере и таким образом создает условия для жизни человека. Началом этого круговорота является процесс фотосинтеза, при котором выделяется кислород.

Общая годовая продуктивность фотосинтеза земного шара равна 4,2-1010 т углеродного эквивалента. Вторичная продуктивность составляет до 10% первичной. В целом первичная продуктивность биосферы составляет 2,29-1015 ккал, а вторичная - 0,29-1015 ккал. Таким образом, общая продуктивность биосферы Земли равна 2,6-1015 ккал.

Продуктивность лесов составляет 10 - 30т: кустарников--10т, травянистых растений -- 9т, полупустынных, пустынных и тундровых зеленых растений --2 т сухого вещества на 1 га в год. На 1 га елово-лиственных насаждений в возрасте 20--40 лет в год поглощает из атмосферы 13--17 т углекислоты и выделяет в атмосферу 10--13 т кислорода. В 1 га спелых ельников поглощается 10--12 т углекислоты и выделяется 8--9 т кислорода.

Из приведенных данных следует, что максимальные значения выделения кислорода характерны для высокобонитетных насаждений, т. е. выращивание высокотоварной древесины не уменьшает кислородопроизводительной роли лесов, а находится с ней в прямой зависимости. Кислород леса качественно отличается от кислорода планктона морей и океанов тем, что насыщен ионами отрицательного заряда. Это значительно повышает бальнеологические свойства лесов, так как научно и экспериментально доказано благоприятное воздействие отрицательной ионизации на организм больных и здоровых людей.

Природа взаимодействия леса с внешней средой сложна и, несмотря на длительное изучение ее, наука еще не раскрыла многого в области экологии леса, которая должна быть одной из важнейших научных основ рассматриваемой проблемы.

Лес, как самое большое биологическое сообщество на земле, содействует очищению воздуха от пыли и обогащает его кислородом, являясь важным регулятором газового соотношения в природе.

Считается, что продолжительность полного цикла круговорота кислорода в биосфере равняется 2000 годам. Кислород акцептируется непосредственно всеми компонентами биогеоценоза, обеспечивая дыхание животных и растений в атмосфере, почве, воде, превращение органических веществ, течение многих химических реакций в горных породах, почве, гидросфере. Но только с зелеными растениями атмосферный кислород находится в двустороннем взаимодействии -- поглощается при дыхании и выделяется при фотосинтезе. Во всех других случаях он лишь потребляется в разнообразных реакциях окисления.

Основная масса вещества растений (94--99,5% по массе) состоит из углерода, водорода и кислорода. Именно усвоение них элементов определяет количество освобождаемого кислорода и поглощаемой углекислоты и воды. Азота и зольных элементов в растениях мало, и они не влияют на выделение кислорода.

Лес в значительной степени содействует очищению воздуха от пыли и копоти и препятствует дальнейшему их распространению. У стены леса, расположенной вблизи от промышленных предприятий, в воздухе содержится 0,23--0,32 мг/м3 сернистого газа. На расстоянии 15--20 км его количество снижается до 0.07 мг/м3, а в пасмурную погоду до 0,17 мг/м3. Как днем, так и ночью при малой скорости ветра лишь незначительное количество пыли проникает внутрь лесного массива. Основная масса попадает в него со стороны опушки. Эта пыль быстро оседает вследствие безветрия в лесу.

Пылезащитные свойства разных древесных пород неодинаковы. Гладкие, глянцевитые листья осины и тополя бальзамического задерживают в 6,3, а дуба в 2,3 раза меньше пыли, чем шероховатые листья вяза. На верхушке вяза высотой 13 м ее остается в 8 раз меньше, чем на высоте 1,5 м. Это объясняется сдуванием пыли ветром и смыванием ее дождем с вершин деревьев. В точение года 1 га леса отфильтровывает до 50--70 т пыли: сквозь кроны еловых древостоев ежегодно фильтруется из воздуха 32 т/га пыли, сосновых --36, дубовых -- до 56 и буковых до 68 т/га. Лесные насаждения сохраняют пылезащитную способность и в безлистном состоянии. Поэтому лес и зеленые насаждения в городах особенно необходимы и незаменимы с социально-гигиенической точки зрения. Они являются «зелеными легкими» в районах промышленных предприятий. При подборе древесных пород, устойчивых к действию дымогазовых эмиссий, частично решается проблема поглощения вредных газов -- окиси углерода, сернистого газа и сернистого ангидрида, представляющих опасность для здоровья человека.

Санитарно-гигиеническое значение лесных фитоценозов проявляется в их антимикробном, стерилизующем влиянии на среду. На первый план в данном случае выступает способность леса обогащать атмосферу ионизированным кислородом и фитонцидными веществами.

Установлено, что 5-- 7 часовое пребывание человека в лесу приводит к повышению тонуса, улучшению функций высшей нервной деятельности, увеличению на 10 -- 30% минутного объема дыхания.

Фитонциды, продуцируемые лесными фитоценозами, изменяют биохимические условия окружающей среды и являются лучшими из регуляторов микрофлоры воздуха.

Таким образом, лес является мощным фильтром воздуха, обладает антимикробными, стерилизующими свойствами, ионизирующим воздействием на воздух и общим оздоровляющим действием на окружающую человека обстановку.

Выяснена шумопоглощающая способность насаждений в зависимости от породы, полноты насаждения и количества подроста. Так, на расстоянии 80--100 м от источника шума (автомобильная дорога) в лесу с полнотой 0,8 при наличии подроста и подлеска наблюдается снижение звукового давления до 30 дБ.

Освещенность в лесу -- немаловажный показатель для оценки фитоценоза. Для определения освещенности фитоценоза применяют индекс затенения, который учитывает густоту и величину деревьев одновременно в пихтово-еловых и широколиственно-хвойных лесах.

Результаты исследований показали, что индекс затенения полностью согласуется с показателями освещенности. Аналогичные данные, по на склонах различной экспозиции, получены в широколиственно-хвойных лесах. Отмечено, что применение индекса затенения оправдывается в горных лесах только в сходных топографических условиях.

В течение всего года в темнохвойном лесу влажность воздуха выше, чем на полянах и вырубках. Наибольшие различия наблюдаются в теплые месяцы. В среднем за вегетационный период относительная влажность воздуха в спелых и приспевающих насаждениях выше, чем на открытых участках, на 9%. Трансформирующее влияние леса на осадки проявляется особенно ярко. От общего количества осадков открытого места в спелых ельниках задерживается 27--31%, в пихтовых и кедровых насаждениях --26--32%. По градациям дождей диапазон перехвата осадков расширяется до 8--82%.

В настоящее время водоохранная и водорегулирующая роль леса, известная человеку и используемая им с очень давних времен, научно подтверждена и получила количественную оценку. Данные исследований, накопленные различными областями науки, убедительно свидетельствуют, что с истреблением леса обводненность ландшафтов заметно уменьшается, водный режим рек значительно нарушается и в конечном итоге благодатные лесные и лесостепные местности превращаются в почти безжизненные пустыни с аренами развеваемых песков и обнаженных горных пород.

Все леса, расположенные в пределах водосборных бассейнов, а не только запретные полосы вдоль рек, выполняют водоохранные и водорегулирующие функции. Водоохранная и водорегулирующая роль леса количественно характеризуется повышением относительной влажности воздуха на 5--6%, увеличением запасов воды на полях за счет снежного покрова в 1,5--2 раза и более, снижением испарения влаги на 10--30%, повышением влагоемкости почв в 18 раз, снижением коэффициента поверхностного стока в 10--20 раз.

Во многих районах леса могут приобрести гораздо большее значение при регулировании водостока или использовании их в качестве зон отдыха, чем в производстве древесины. Прирусловые леса, оказывая влияние на состояние рек и водоемов, способствуют развитию судоходства, повышают энергетический потенциал рек и воздействие их на сельское и рыбное хозяйства.

Большой интерес представляет не только способность леса регулировать сток поверхностных вод, но и способность в результате фильтрации изменять их химический состав. Прозрачность воды, как известно, один из важнейших признаков ее доброкачественности. Она зависит от большего или меньшего содержания в воде взвешенных частиц и химических примесей.

Наряду с улучшением органолептических свойств и химического состава воды водоемов установлено также повышение ее бактериологической чистоты под влиянием защитных лесных насаждений.

При наличии древесной растительности по берегам водоемов их воды обычно чисты и бедны водорослями. Питательных веществ, имеющихся в воде, хватает лишь на ограниченное количество водных растений, которые к тому же интенсивно поедаются находящимися в воде живыми организмами. Таким образом, водоем находится в состоянии биологического равновесия,

Необходимо также подчеркнуть большую роль лесных защитных насаждений в предотвращении испарения воды и повышения ее температуры в водоемах. Повышение температуры поды оказывает воздействие на физические, химические и биологические процессы, которые определяют пригодность воды для ее обитателей, потребления и других хозяйственных целей.

К настоящему времени установлено положительное влияние леса на выпадение осадков и увлажнение атмосферы, регулирование грунтовых вод и накопление снега, а также на изменение водного баланса бассейнов под влиянием лесных насаждений.

Таким образом, водоохранно-водорегулирующая роль леса проявляется, прежде всего, в более полном и рациональном расходовании влаги как на внутрилесных, так и на защищенных лесом территориях, в эффективной защите и очистке воды от различного рода загрязнений.

Средозащитные функции леса не могут быть заменены никакими другими видами использования земли. Лес -- это совершенная система защиты почвы и вод, очищения атмосферы от пыли и вредных газов. Но и его емкость имеет пределы. Неся огромную средозащитную службу, лес сам в значительной мере страдает от запыленности и загазованности атмосферы. Загрязнение атмосферы вредными выбросами уменьшает интенсивность процессов фотосинтеза. На территориях, подверженных задымлению, полностью отсутствует пихта, быстро усыхают хвойные насаждения, что наносит значительный ущерб окружающей среде и хозяйству.

Лесная растительность с момента образования сомкнутого древостоя активно воздействует на почву, изменяя ее свойства. Происходящие изменения в почве связаны с видовым составом лесообразующих пород лесного биоценоза. Направление, интенсивность и устойчивость этих изменений под влиянием насаждений зависят также от многих условий: типа почвы, физико-географической среды, климатических особенностей.

Интерес к вопросу о взаимосвязях между древесной растительностью и почвами обусловлен его практическим значением. Изучение этих взаимосвязей служит обоснованием одной из средообразующих функций леса.

Система «лес -- почва» выполняет в биосфере наиболее важные функции, обеспечивающие само существование жизни. Среди этих функций можно отметить: непрерывно протекающий процесс биогенного накопления трансформированной и перераспределенной солнечной энергии и постоянное поддерживание на Земле общемирового круговорота химических элементов, особенно таких, как кислород, водород, углерод, азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий и микроэлементы.

Влияние лесной растительности сказывается и на физических свойствах почвы, которые являются не только важнейшим условием, но и непосредственно действующим, а часто и решающим экологическим фактором плодородия почвы. Лесная растительность, развивая мощную корневую систему в поверхностных горизонтах почв, создает лучшие условия для аэрации водопроницаемости, изменяет влагоемкость, улучшает структуру и другие свойства почвы. Изменение физических свойств почв происходит под действием изменяющихся в связи с составом насаждений обмена веществ между почвой и лесом, характера распространения и количества корней, заселенности дождевыми червями и другими представителями почвенной фауны.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11