Реферат: Лес и человек
2.1 Углеродная функция лесов
Основные надежды по выводу избытка углерода из атмосферы и тем самым решению проблемы парникового эффекта люди связывают с лесными экосистемами. Известно, что при образовании 1 т (абсолютно сухой вес) растительной продукции связывается 1,5 – 1,8 т углекислого газа и высвобождается 1,1 – 1,3 т кислорода. В расчете на 1 га среднепродуктивного леса в таком случае связывается за год 6 – 7 т углекислого газа и выделяется 5 – 6 т кислорода (Воронков, 2000).
Концентрация больших масс углерода в лесах связана с большой биомассой древостоев. Именно благодаря этому только лесные экосистемы способны на длительное время выводить углерод из атмосферы и тем самым как бы давать людям время и шанс для поиска путей решения проблемы парникового эффекта. Из всей массы углерода, сконцентрированного в растениях земного шара, 92% содержится в лесных экосистемах. В растениях всех других экосистем суши аккумулировано только около 7% углерода, а в растительных организмах океана – меньше 1%. Еще большая масса углерода законсервирована в мертвом органическом веществе лесов (детрите), а так же в гумусе почв и торфяных отложениях лесных болот. Ясно, что расширение площадей под лесами, как и повышение их продуктивности, способствовало бы если не нейтрализации, то замедлению процессов накопления углерода в атмосфере. Из сказанного следует, насколько важно не допустить высвобождение углерода из лесных «кладовых». Это возможно только в том случае, если площади, продуктивность и биомасса лесов не будет уменьшаться. Более того, для интенсификации процессов связывания углерода должны приниматься меры к расширению площадей лесов, повышению их продуктивности. Такие рекомендации для всех стран содержатся в документах, касающихся лесов, принятых Конференцией Организации Наций по окружающей среде и развитию (КООНОСР) в 1992 году.
К сожалению, имеет место весьма тревожная тенденция противоположной направленности – сокращение площадей и биомассы лесов на земном шаре. Это отрицательно сказывается на выполнении ими не только углеродной, но и других многочисленных функций (Воронков, 2000).
2.2 Воздухоочистительные функции лесов
Кроме воздействия на баланс углерода, леса способны удалять из воздуха другие посторонние вещества. Очищение воздуха от загрязняющих веществ происходит как в результате их поглощения (первый род деятельности), так и посредствам физического осаждения (второй род деятельности).
Первый род деятельности растений проявляется в накоплении загрязняющих веществ, в том числе и ядовитых (сернистый ангидрид и другие), в их теле. В последующем токсиканты попадают в почву либо с опадающими листьями, либо другими путями. Имеются данные, что 1 кг листьев может поглощать за сезон до 50 – 70 г сернистого газа, 40 – 50 г хлора, 15 – 20 мг свинца. Соединения азота в виде двуокиси и аммонийных солей, поглощаясь в небольшом количестве, выступают как фактор внекорневой (через листья) подкормки растений. Однако в больших количествах эти вещества, как и другие загрязнители, снижают устойчивость растений или даже ведут к их отравлению (Воронков. 2000).
До конца не выяснена роль растений во влиянии их на угарный газ. Некоторая часть угарного газа усваивается, по-видимому, через ассимиляционный аппарат. Отрицательное воздействие этого газа на растения не регистрировались. Имеются наблюдения, что в присутствии угарного газа интенсифицируется отрицательный эффект других полютантов, например сернистого ангидрида. Большая часть угарного газа, по-видимому, превращается в углекислый газ или связывается почвенными бактериями. Замечено, что интенсивность связывания тем значительнее, чем богаче почва органикой. Почвенным бактериям принадлежит также основная роль в усвоении и разложении (до углекислоты и воды) метана (Воронков, 2000).
Со вторым родом деятельности связано в основном осаждение взвешенных частиц. Оно может происходить как в сухом (под влиянием силы тяжести), так и в мокром виде после растворения в атмосферных осадках или водяном паре. Очистка воздуха в лесных массивах в несколько раз (до 20 – 30) интенсивнее, чем на не лесных территориях. При высокой запыленности воздуха 1 га леса может поглощать и осаждать до 50 – 60 т пыли за год. Этот же эффект проявляют полезащитные полосы по очистке воздуха от продуктов ветровой эрозии почв (Воронков, 2000).
Лесные насаждения существенно уменьшают шумовой эффект, сокращают дальность распространения звуков. Они защищают дороги от заносов снегом и продуктами эрозии почв, снижают сопротивление потоков воздуха движению транспорта, способствуют экономии горючего. Следует, однако, иметь в виду, что плотные лесные полосы вдоль дорог могут играть и отрицательную роль, создавая условия для накопления продуктов сгорания и других вредных веществ в результате замедленного воздухообмена.
С нейтрализацией загрязнений растениями неизбежно связаны и отрицательные последствия для жизнедеятельности растений (Воронков,2000).
2.3 Влияние лесов на сопредельные пространства
Леса изменяют факторы среды не только в месте произрастания, но и за его пределами. Эти свойства издавна используются человеком для защиты с помощью леса населенных пунктов, транспортных путей, сельскохозяйственных полей и других объектов от неблагоприятных погодных явлений. Наибольший опыт в этом отношении накоплен в сельском хозяйстве, где лесные полосы используются для защиты почв и посевов.
Степень влияния лесных полос на прилежащей территории зависит от высоты деревьев и от плотности полога лесопосадок. Так, скорость ветра замедляется вблизи леса на расстоянии, равном 20 – 30 кратной высоте деревьев. Примерно в этих же пределах смягчается действие температур, влажности воздуха и почв, уменьшается степень и вероятность ветровой эрозии, увеличивается урожайность. Положительное влияние лесных посадок проявляется так же в предотвращении снегопереноса, замедлении снеготаяния, усилении питания грунтовых вод (Воронков, 2000).
В силах человека регулировать экологические функции лесных полос. Полосы плотной конструкции (густые и с кустарниками) способствуют местному накоплению снега в полосах и вблизи них. В то же время не плотные (ажурные) полосы (продуваемая конструкция) обуславливают равномерное распределение снега и продуктов эрозии в межполосных пространствах. Можно создавать полосы и такой конструкции, скорость ветра внутри которых будет повышаться как в аэродинамической трубе за счет занятости части пространства стволами деревьев.
2.4 Водоохранные функции лесов
Начало системной экологии (синэкологии) в отечественной, а затем и в мировой литературе связано, прежде всего, с наблюдениями за влиянием лесов на водные ресурсы. Люди давно заметили зависимость водности рек и уровней воды в колодцах от наличия лесов. Вырубка лесов обычно приводит к обмелению рек, исчезновению родников, пересыханию ручьев. В народе давно существуют выражения «Леса – хранители вод», «Леса – рождают реки», «Где лес – там и вода, где вода – там и жизнь» и т.п. Особенно большое внимание проблеме связи лесов и вод стали уделять в конце XIX – начале XX столетия. В это время резко усилилось уничтожение лесов в связи с развитием промышленности, участилась повторяемость засух на юге и юго-востоке России. Одну из причин этого явления видели в уменьшении лесистости (Воронков, 2000).
В целом по проблеме взаимоотношений лесов и вод, лесов и климата опубликованы сотни книг и десятки тысяч статей. Проблема чаще всего рассматривается под названиями «Гидрологическая роль лесов», «Водоохранно-защитная роль лесов», «Метеорологическая роль лесов» и др.
Обилие литературы по проблеме объясняется тем, что в силу неполноты информации об экосистемах на одни и те же вопросы далеко не всегда даются однозначные ответы (Воронков, 2000).
2.5 Влияние лесов и другой растительности на качество вод
Положительное влияние лесов на качество вод связано не только с процессом их фильтрации через почвенно-грунтовую толщу. Лесные воды (в том числе и поверхностного стока) всегда несут меньше взвешенных частиц и растворенных химических веществ, чем воды, поступающие с сельскохозяйственных полей, урбанизированных и других подвергающихся антропогенному воздействию территорий. Степень преимуществ качественного состава лесных почв над водами других категорий по мере возрастания антропогенных нагрузок продолжает увеличиваться.
Это является свидетельством того, что леса как мощные экосистемы сохраняют еще значительный потенциал способности к самоочищению и противостоянию разрушительным силам техногенеза. Лесные экосистемы оказывают также благоприятное влияние на бактериологические и физические свойства воды. Так, вода осадков взятая, на пашне, имела коли-индекс (количество кишечных палочек в 1 л воды), равный 18, а после прохождения воды через 45-метровую лесную полосу он уменьшается в 2 раза – до 9. В 5 раз увеличилась прозрачность воды (Николаенко, 1968).
При рубках лесов их водоохранные свойства резко снижаются или уничтожаются полностью. Если вырубки зарастают в результате вторичной сукцессии, то эти свойства довольно быстро восстанавливаются (Воронков, 2000).
Водоочищающая способность растений (совместно с другими организмами) широко используется для очистки вод на полях орошения. В качестве компонентов полей орошения можно использовать лесные экосистемы. Последние, в частности, перспективны для очистки вод, загрязненных удобрениями, ядохимикатами и другими веществами. Для этой цели ландшафты должны быть организованы таким образом, чтобы воды с полей, до того как попасть в источники, проходили через лесные массивы или лесные полосы рассредоточенным потоком (Воронков, 2000).
3. Влияние рекреационных нагрузок на леса
Термин «рекреация» все больше входит в употребление. С ним связывается восстановление здоровья и трудоспособности людей путем отдыха вне жилища.
В качестве рекреационных объектов широко используются леса и лесные ландшафты. Имеются данные, что городскому жителю для восстановления сил на природе требуется в 4 – 5 раз меньше времени, чем в условиях города или в других густонаселенных местах (Воронков, 2000).
В ряде стран рекреация проводится на коммерческой основе. Ученые США считают, что от организованного отдыха в лесах можно ежегодно получать боле 50 млрд. долларов, что существенно выше, чем доход от вырубаемой древесины. Рекреационные ресурсы России (в основном лесные) принимаются равными 240 – 250 млн.га.
Рост численности городского населения и стрессовых явлений увеличивают стремление людей общаться с природой. По этой причине возрастает площадь лесов, используемых в рекреационных целях, растут нагрузки на них. В связи с этим сформировался самостоятельный раздел лесоводственной науки – рекреационное лесоводство. Его задачи – оценка рекреационной ценности отдельных экосистем (типов леса), разработка мероприятий по регулированию нагрузок, снижению ущерба для экосистем и хозяйств в целом (Воронков, 2000).