Biološka uloga šuma u prirodi

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Koliko često razmišljamo o ulozi šuma u našem životu? Šta je šuma? Koje ekološke funkcije obavlja? U ovom članku pokušat ćemo odgovoriti na ova i mnoga druga pitanja vezana za šumu kao prirodni ekosistem.

Šuma je kombinacija drvenaste, žbunaste i zeljaste vegetacije koja raste na čvrstoj površini planete, uključujući životinje, mikroorganizme i druge komponente prirodnog okruženja (tlo, vodena tijela i rijeke, zračni omotač) biološki međusobno povezane. Glavna svojstva šuma su površina i stajaće drvne rezerve. Šume rastu na svim kontinentima osim Antarktika i zauzimaju oko 31% kopnene površine. Ukupna površina šumskog fonda planete je 4 milijarde hektara, a stajaće drvne rezerve iznose 527,203 miliona m3 [1].

Šuma je složeno organiziran samoregulirajući ekosistem u kojem se neprestano odvija cirkulacija tvari (azota, fosfora, kisika, vode itd.) i energetski tokovi između svih vrsta i oblika organizama. Sve biljke su prilagođene jedna drugoj, kao i životinjskim organizmima, i obrnuto, svi životinjski organizmi su prilagođeni biljnim organizmima. One ne mogu postojati jedno bez drugog. Svako šumsko područje ima izraženu prostornu strukturu (vertikalno i horizontalno), koja obuhvata veliki broj zrelih stabala, grmova, zeljastih biljaka, podrast glavnih i pratećih vrsta, kao i mahovine i lišajeve.

Vertikalna struktura šume karakterizira distribucija različitih biljnih oblika po visini, dok horizontalna odražava raspored različitih biljnih vrsta u horizontalnoj ravni. Uz veliki broj biljaka, u šumi postoji ogroman broj različitih vrsta bez (c) kičmenjaka, milioni organizama u zemljištu, brojni insekti, ptice i životinje. Svi oni zajedno čine ekološki sistem u kojem svaka biljka i životinja obavljaju određenu ekološku funkciju, učestvujući u ciklusu različitih hemijskih elemenata.

Pod uticajem spoljašnjih faktora sredine (svetlosti, temperature, vlage, vetra, strujanja, raznih oblika inteligentnih ljudskih aktivnosti i dr.), u šumskom ekosistemu nastaju određene promene koje po pravilu nemaju oštre i destruktivne promene. prirode, i ne dovode do neravnoteže u ekosistemu. Međutim, sve veći uticaj nerazumne ljudske aktivnosti sve češće dovodi do narušavanja ekološke ravnoteže, što se izražava u naglim i katastrofalnim promenama i posledicama. Tako je u ljeto 2008. godine na teritoriji Zapadne Ukrajine u regionu Karpatskih planina bila najveća poplava zbog brojnih padavina. Kao rezultat, oko 40 hiljada kuća je poplavljeno, skoro 700 km puteva je isprano, više od tri stotine mostova je uništeno [2].

Jedan od razloga poplava velikih razmjera je krčenje šuma na obroncima Karpatskih planina, kada je značajan dio šumskog pokrivača bio sječen skoro 40 godina [3].

Činjenica je da šuma ima važnu vodoregulatornu ulogu, a to je da usporava površinsko otjecanje otopljene i kišnice, prenoseći dio na tlo, čime se smanjuje razorna sila poplava i poplava, a time i hrani podzemne vode. Kada pada kiša, krošnje drveća i debla zadržavaju dio vlage, što omogućava da se voda apsorbira u šumsku stelju postepeno, a ne spontano. Šumska stelja zadržava vlagu i vremenom je daje rijekama i podzemnim vodama, a dio vlage se koristi za ishranu biljaka. Na otvorenom prostoru (na primjer, sječa), kišnica u potpunosti pada na površinu zemlje i nema vremena da se upije, jer je vodopropusnost šumske stelje veća nego na otvorenom, što dovodi do otjecanje većeg dijela vode sa površine u depresiju ili površinski vodotok (potok, rijeka). Ponekad otvoreno područje uopće ne dopušta da voda prođe i potpuno se ocijedi, formirajući snažan mlaz vode. Šuma igra važnu ulogu u raspodjeli zimskih padavina i tokom odmrzavanja u proljeće. Na otvorenim površinama snježni pokrivač se fiksira nešto kasnije nego u šumi zbog čestih odmrzavanja i neravnomjerno je raspoređen zbog puhanja vjetrova. U šumama je snijeg ravnomjerno raspoređen, što je povezano sa promjenom režima vjetra u površinskom sloju. Generalno, više snijega se akumulira na otvorenim područjima nego u šumama. U proljeće, pod utjecajem snažnog toka sunčevog zračenja, dolazi do topljenja snijega, što ne ovisi samo o ovom faktoru. Različite vrste vegetacije i reljefa igraju važnu ulogu u ovom procesu. Otvoreno područje prima 100% sunčevog zračenja, a samo dio ispod krošnje bilo kojeg drveća, pa se snijeg u šumama topi sporije. Na primjer, na čistinama se snijeg topi 7-25 dana, a u smreko-jelovoj šumi 32-51 dan [4].

Domaći šumarski naučnik Aleksandar Aleksejevič Molčanov otkrio je da se koeficijent prolećnog oticanja naglo smanjuje sa povećanjem šumskog pokrivača (od 0,6-0,9 na brdovitom području bez drveća do koeficijenta od 0,09-0,38 sa šumskim pokrivačem od 40%) [6].

Prilikom sječe šume uklanja se krošnja drveća i tlo gubi svojstvo vodopropusnosti, što dovodi do narušavanja vodnog režima vodotoka, dok se površinsko otjecanje povećava i proces uništavanja tla intenzivira. Dakle, šuma igra važnu ulogu u regulisanju ravnomernog protoka vode u vodotoke, učestvuje u kruženju vode i sprečava uništavanje tla.

Jednako važno svojstvo vegetacije povezano je s formiranjem klime planete. Šuma utiče na klimatske faktore kao što su vjetar, temperatura, vlažnost itd. Zahvaljujući vjetru, biljke se oprašuju, šire se plodovi i sjemenke, pospješuje se proces isparavanja vlage s površine lista, a šuma zauzvrat smanjuje brzinu vjetra u površinskom sloju zraka, regulišući temperaturu i vlažnost. Prisustvo plantaža mijenja toplinski režim na susjednim teritorijama. Ljeti hladniji zrak zelenog masiva istiskuje topliji i lakši zrak susjedne teritorije, snižavajući temperaturu zraka u ovim područjima. Stepen smanjenja temperature vazduha zavisi od vrste sadnje (od prozirnosti krošnje, refleksivnosti listova, visine i starosti), od gustine sadnje i niza drugih karakteristika. Drveće velikog lišća su najbolji branioci od toplotne energije. Tako, na primjer, jasika prolazi kroz svoje lišće 10 puta više energije od gloga. U šumi se povećava vlažnost zraka, jer je isparljiva površina lišća drveća i grmlja, stabljika trave 20 ili više puta veća od površine tla koju zauzimaju ove biljke. Za godinu dana, hektar šume ispari u vazduh 1-3,5 hiljada tona vlage, što je 20-70% atmosferskih padavina. Na primjer, povećanje šumovitosti za 10% može dovesti do povećanja količine godišnjih padavina za 10-15% [5]. Osim toga, oko 90% vode koja dolazi ispari s površine listova, a samo 10% se koristi za ishranu biljaka. Vlažnost vazduha u srednjoj zoni u šumi ili parku ljeti je 16-36% veća nego u gradskom dvorištu. Zelene površine takođe doprinose povećanju vlažnosti vazduha na susednim otvorenim površinama.

Šuma aktivno učestvuje u razmjeni plinova, prvenstveno apsorbirajući ugljični dioksid i ispuštanjem kisika u atmosferu. Ovaj prirodni fenomen naziva se fotosinteza. Dakle, hektar šume apsorbuje 8 kg ugljičnog dioksida (H2CO3) na sat, koji emituje 200 ljudi. Stepen apsorpcije ugljičnog dioksida i oslobađanja kisika jako ovisi o vrsti plantaže. Tako je berlinska topola 7 puta, hrast lužnjak 4,5 puta, krupnolisna lipa 2,5 puta, a beli bor 1,6 puta efikasniji u pogledu razmjene gasova škote smrče.

Šuma također igra značajnu ulogu u čišćenju atmosfere od prašine. Biljke akumuliraju čestice prašine na površinama lišća, grana i debla. U ovom slučaju, učinak akumulacije je u velikoj mjeri određen ne samo temperaturom, vlažnošću i brzinom vjetra, već i vrstama plantaža. Dakle, četinari 30 puta, a breza 2,5 puta više prašine zadržavaju od jasike. Sadržaj prašine u gradskim i prigradskim parkovima je 1,5-4 puta manji nego u industrijskoj zoni. Mjerenja su pokazala da je zaprašenost zraka ispod stabala 20-40% manja nego na otvorenim susjednim površinama. Tokom aktivnog perioda života biljke, jedno odraslo drvo uklanja iz zraka: divlji kesten - 16 kg, norveški javor - 28 kg, kanadska topola - 34 kg prašine.

Šuma je također uključena u čišćenje zraka od plinovitih nečistoća. Hladniji vazduh, stvarajući vertikalne struje, i manje brzine vetra u oblasti zelenih površina, doprinose kretanju gasovitih nečistoća u gornju atmosferu. To dovodi do smanjenja njihovog broja u zoni zelenih površina za 15-60%. Različite vrste drveća imaju različitu otpornost na atmosfersko zagađenje, a zadržavaju svoju sposobnost da hvataju otrovne nečistoće iz atmosfere. Dakle, bijeli bagrem hvata jedinjenja sumpora i fenola iz atmosfere, bez ozbiljnog oštećenja lišća. Iz (c) praćenje je pokazalo da sumpor dioksid ozbiljno oštećuje vegetaciju.

U blizini hemijskih postrojenja, površina listova lipe, breze i hrasta je spaljena za 75-100%, a rovika - za 25-65%. Neotporne vrste drveća na atmosfersko zagađenje su: divlji kesten, javor, smrča i obični bor, planinski jasen, jorgovan, žuti bagrem i dr. Najotpornije su: crna topola, bijeli bagrem, krupnolisna topola, pensilvanski javor, obični bršljan.

Biljke luče biološki aktivne supstance (fitoncide) koje imaju visoku fiziološku aktivnost u malim količinama u odnosu na određene grupe živih organizama. Biološki aktivne tvari ubijaju patogene bakterije ili usporavaju razvoj mikroorganizama. Djelotvornost biološki aktivnih tvari različitih biljaka nije ista. Dakle, Atlas kedar uzrokuje smrt bakterija nakon 3 minute izlučivanja, trešnja - nakon 5 minuta, crna ribizla - nakon 10 minuta, lovor - nakon 15 minuta.

Učešće šumskih površina je takođe veliko u smanjenju nivoa buke od saobraćajnih autoputeva i preduzeća. Krošnje listopadnog drveća apsorbuju 26% upadne zvučne energije, a reflektuju i raspršuju 74%. Dva reda lipe mogu smanjiti nivo buke za 2,5-6 puta, u zavisnosti od širine sadne trake bez lišća i 7,7-13 puta, kada su biljke bile sa lišćem. Stepen zvučne izolacije zavisi od vrste, visine i načina sadnje drveća i grmlja. Buka na visini ljudskog rasta u ulici izgrađenoj visokim zgradama bez zelenih površina je 5 puta veća nego u istoj ulici oivičenoj drvećem zbog refleksije buke saobraćaja u pokretu od zidova zgrada.

Dakle, šuma igra važnu ulogu na planeti u održavanju povoljnih uslova za postojanje svih živih organizama, uključujući i čovjeka. Šuma kao prirodni ekosistem učestvuje u formiranju klime i sedimenta, održava gasni sastav atmosfere, obezbeđuje dom i hranu mnogim vrstama i oblicima biljaka i životinja. Međutim, danas postoji ozbiljan problem očuvanja šuma.

Najveći dio šumskih ekosistema nalazi se u zemljama kao što su Rusija (809 miliona hektara), Brazil (520 miliona hektara), Kanada (310 miliona hektara), SAD (304 miliona hektara), Kina (207 miliona hektara), Demokratska Republika Kongo (154 miliona hektara) [8].

Štoviše, najvrednije za održavanje ekološke ravnoteže na planeti su tajge i tropske šume. Tropske šume imaju prilično visoku biološku raznolikost, koje sadrže do 70-80% svih životinja i biljaka poznatih nauci. Prema američkom State Departmentu, godišnji gubitak šuma jednak je četiri područja Švicarske (41.284 km²) [9].

Da bi se prikazale razmjere krčenja šuma, ovo područje se još uvijek može uporediti sa teritorijom Moskovske regije (44.379 km²). Glavni razlozi opadanja šuma su nekontrolisana seča poljoprivrednog zemljišta - 65-70% i sječa - 19% (sl. 7, 8, 9).

Većina tropskih zemalja već je izgubila više od polovine svojih prirodnih šuma. Na primjer, na Filipinima je iskrčeno oko 80% šuma, u Srednjoj Americi površina šuma je smanjena za 60%. U takvim tropskim zemljama kao što su Indonezija, Tajland, Malezija, Bangladeš, Kina, Šri Lanka, Laos, Nigerija, Libija, Gvineja, Gana, šumska površina se smanjila za 50% [9].

Sumirajući, možemo reći da je očuvanje i povećanje površine šumskih ekosistema najvažniji zadatak čovječanstva, čije će ispunjenje osigurati njegov opstanak u povoljnom prirodnom okruženju. U suprotnom, čovječanstvo jednostavno neće opstati, jer samo skladan razvoj zemaljske civilizacije sa prirodom daje šansu za život i razvoj čovječanstva u cjelini.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.