Дипломная работа: Оценка лесных экосистем Катон-Карагайского государственного национального природного парка
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