Ο βιολογικός ρόλος των δασών στη φύση

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Πόσο συχνά σκεφτόμαστε τον ρόλο των δασών στη ζωή μας; Τι είναι ένα δάσος; Ποιες οικολογικές λειτουργίες επιτελεί; Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε αυτές και σε πολλές άλλες ερωτήσεις που σχετίζονται με το δάσος ως φυσικό οικοσύστημα.

Το δάσος είναι ένας συνδυασμός ξυλώδους, θαμνώδους και ποώδους βλάστησης που αναπτύσσεται στη στερεά επιφάνεια του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων ζώων, μικροοργανισμών και άλλων συστατικών του φυσικού περιβάλλοντος (έδαφος, υδάτινα σώματα και ποτάμια, περίβλημα αέρα) βιολογικά διασυνδεδεμένα. Οι κύριες ιδιότητες των δασών είναι η έκταση και τα στάσιμα αποθέματα ξυλείας. Τα δάση αναπτύσσονται σε όλες τις ηπείρους εκτός από την Ανταρκτική και καταλαμβάνουν περίπου το 31% της επιφάνειας της γης. Η συνολική έκταση του δασικού ταμείου του πλανήτη είναι 4 δισεκατομμύρια εκτάρια και τα μόνιμα αποθέματα ξυλείας είναι 527.203 εκατομμύρια m3 [1].

Το δάσος είναι ένα πολύπλοκα οργανωμένο αυτορυθμιζόμενο οικοσύστημα στο οποίο πραγματοποιείται συνεχώς η κυκλοφορία ουσιών (άζωτο, φώσφορος, οξυγόνο, νερό κ.λπ.) και ροές ενέργειας μεταξύ όλων των τύπων και μορφών οργανισμών. Όλα τα φυτά είναι προσαρμοσμένα μεταξύ τους, καθώς και σε ζωικούς οργανισμούς, και αντίστροφα, όλοι οι ζωικοί οργανισμοί είναι προσαρμοσμένοι στους φυτικούς οργανισμούς. Δεν μπορούν να υπάρξουν το ένα χωρίς το άλλο. Κάθε δασική έκταση έχει έντονη χωρική δομή (κάθετη και οριζόντια), η οποία περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ώριμα δέντρα, θάμνους, ποώδη φυτά, χαμόκλαδα των κύριων και συνοδευτικών ειδών, καθώς και βρύα και λειχήνες.

Η κατακόρυφη δομή του δάσους χαρακτηρίζεται από την κατανομή διαφορετικών φυτικών μορφών κατά μήκος του ύψους, ενώ η οριζόντια αντανακλά την κατανομή διαφορετικών ειδών φυτών στο οριζόντιο επίπεδο. Μαζί με μεγάλο αριθμό φυτών, στο δάσος υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών ειδών χωρίς (γ) σπονδυλωτά, εκατομμύρια εδαφικοί οργανισμοί, πολυάριθμα έντομα, πτηνά και ζώα. Όλα μαζί αποτελούν ένα οικολογικό σύστημα στο οποίο κάθε φυτό και ζώο εκτελεί μια συγκεκριμένη οικολογική λειτουργία, συμμετέχοντας στον κύκλο των διαφόρων χημικών στοιχείων.

Υπό την επίδραση εξωτερικών περιβαλλοντικών παραγόντων (φως, θερμοκρασία, υγρασία, άνεμος, ρεύματα, διάφορες μορφές ευφυούς ανθρώπινης δραστηριότητας κ.λπ.), συμβαίνουν ορισμένες αλλαγές στο δασικό οικοσύστημα, οι οποίες, κατά κανόνα, δεν έχουν απότομη και καταστροφική φύση και δεν οδηγούν σε ανισορροπία στο οικοσύστημα. Ωστόσο, ο πολύ αυξανόμενος αντίκτυπος της παράλογης ανθρώπινης δραστηριότητας οδηγεί όλο και πιο συχνά σε παραβίαση της οικολογικής ισορροπίας, η οποία εκφράζεται με απότομες και καταστροφικές αλλαγές και συνέπειες. Έτσι, το καλοκαίρι του 2008 στην επικράτεια της Δυτικής Ουκρανίας στην περιοχή των Καρπαθίων, σημειώθηκε η μεγαλύτερη πλημμύρα λόγω πολυάριθμων βροχοπτώσεων. Ως αποτέλεσμα, περίπου 40 χιλιάδες σπίτια πλημμύρισαν, σχεδόν 700 χιλιόμετρα δρόμων ξεβράστηκαν, περισσότερες από τριακόσιες γέφυρες καταστράφηκαν [2].

Ένας από τους λόγους για τις μεγάλης κλίμακας πλημμύρες είναι η αποψίλωση των δασών στις πλαγιές των Καρπαθίων, όταν ένα σημαντικό μέρος της δασικής κάλυψης αποκόπηκε για σχεδόν 40 χρόνια [3].

Το γεγονός είναι ότι το δάσος παίζει σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο, ο οποίος είναι να επιβραδύνει την επιφανειακή απορροή του τήγματος και του βρόχινου νερού, μεταφέροντας μέρος του στο έδαφος, μειώνοντας έτσι την καταστροφική δύναμη των πλημμυρών και πλημμυρών και ως εκ τούτου τροφοδοτώντας τα υπόγεια ύδατα. Όταν πέφτει η βροχή, οι κορμοί και οι κορμοί δέντρων διατηρούν μέρος της υγρασίας, η οποία επιτρέπει την απορρόφηση του νερού στα απορρίμματα του δάσους σταδιακά και όχι αυθόρμητα. Τα απορρίμματα των δασών συγκρατούν την υγρασία και, με την πάροδο του χρόνου, τη δίνουν στα ποτάμια και τα υπόγεια ύδατα, ενώ μέρος της υγρασίας χρησιμοποιείται για τη διατροφή των φυτών. Σε μια ανοιχτή περιοχή (για παράδειγμα, μια υλοτόμηση), το νερό της βροχής πέφτει εξ ολοκλήρου στην επιφάνεια της γης και δεν έχει χρόνο να απορροφηθεί, καθώς η υδατοπερατότητα των απορριμμάτων του δάσους είναι υψηλότερη από ό,τι σε μια ανοιχτή περιοχή, γεγονός που οδηγεί σε ροή του μεγαλύτερου μέρους του νερού από την επιφάνεια σε μια κοιλότητα ή επιφανειακό υδάτινο ρεύμα (ρέμα, ποτάμι). Μερικές φορές ένας ανοιχτός χώρος δεν αφήνει καθόλου το νερό να περάσει και αποστραγγίζεται εντελώς, σχηματίζοντας ένα ισχυρό ρεύμα νερού. Το δάσος παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανομή της χειμερινής βροχόπτωσης και κατά την απόψυξη την άνοιξη. Σε ανοιχτούς χώρους η χιονοκάλυψη στερεώνεται λίγο αργότερα από ότι στο δάσος λόγω των συχνών ξεπαγώσεων και κατανέμεται άνισα λόγω των ανέμων που πνέουν. Στα δάση, το χιόνι κατανέμεται ομοιόμορφα, γεγονός που σχετίζεται με μια αλλαγή στο καθεστώς ανέμου στο επιφανειακό στρώμα. Γενικά, περισσότερο χιόνι συσσωρεύεται σε ανοιχτές περιοχές παρά στα δάση. Την άνοιξη, υπό την επίδραση μιας ισχυρής ροής ηλιακής ακτινοβολίας, εμφανίζεται τήξη χιονιού, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από αυτόν τον παράγοντα. Διάφοροι τύποι βλάστησης και ανακούφισης παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Μια ανοιχτή περιοχή δέχεται το 100% της ηλιακής ακτινοβολίας και μόνο ένα μέρος κάτω από τον θόλο οποιασδήποτε συστάδας δέντρων, επομένως, το χιόνι λιώνει στα δάση πιο αργά. Για παράδειγμα, στα ξέφωτα, το χιόνι λιώνει για 7-25 ημέρες και σε ένα δάσος ελάτης για 32-51 ημέρες [4].

Ο εγχώριος επιστήμονας των δασών Aleksandr Alekseevich Molchanov διαπίστωσε ότι ο συντελεστής της εαρινής απορροής μειώνεται απότομα με την αύξηση της δασικής κάλυψης (από 0, 6-0, 9 σε μια άδενδρη λοφώδη περιοχή σε συντελεστή 0, 09-0, 38 με δασοκάλυψη του 40%) [6].

Όταν κόβεται ένα δάσος, αφαιρείται ο θόλος του δέντρου και το έδαφος χάνει την υδατοπερατότητα του, γεγονός που οδηγεί σε παραβίαση του υδατικού καθεστώτος των υδάτινων ρευμάτων, ενώ αυξάνεται η επιφανειακή απορροή και εντείνεται η διαδικασία καταστροφής του εδάφους. Έτσι, το δάσος παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της ομοιόμορφης ροής του νερού στα υδάτινα ρεύματα, συμμετέχει στον κύκλο του νερού και αποτρέπει την καταστροφή του εδάφους.

Μια εξίσου σημαντική ιδιότητα της βλάστησης συνδέεται με τη διαμόρφωση του κλίματος του πλανήτη. Το δάσος επηρεάζει κλιματικούς παράγοντες όπως ο άνεμος, η θερμοκρασία, η υγρασία κ.λπ. Χάρη στον άνεμο, τα φυτά επικονιάζονται, οι καρποί και οι σπόροι απλώνονται, η διαδικασία εξάτμισης της υγρασίας από την επιφάνεια των φύλλων ενισχύεται και το δάσος με τη σειρά του μειώνει την ταχύτητα του ανέμου στο επιφανειακό στρώμα αέρα, ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία και την υγρασία. Η παρουσία φυτειών αλλάζει το θερμικό καθεστώς στις παρακείμενες περιοχές. Το καλοκαίρι, ο ψυχρότερος αέρας του πράσινου ορεινού όγκου εκτοπίζει τον θερμότερο και ελαφρύτερο αέρα της παρακείμενης περιοχής, μειώνοντας τη θερμοκρασία του αέρα σε αυτές τις περιοχές. Ο βαθμός μείωσης της θερμοκρασίας του αέρα εξαρτάται από το είδος φύτευσης (από τη διαφάνεια της κόμης, την ανακλαστικότητα των φύλλων, το ύψος και την ηλικία), από την πυκνότητα φύτευσης και μια σειρά από άλλα χαρακτηριστικά. Τα μεγαλόφυλλα δέντρα είναι οι καλύτεροι υπερασπιστές έναντι της θερμικής ενέργειας. Έτσι, για παράδειγμα, το ασπέν διέρχεται από το φύλλωμά του 10 φορές περισσότερη ενέργεια από τον κράταιγο. Στο δάσος, η υγρασία του αέρα αυξάνεται, καθώς η επιφάνεια εξάτμισης των φύλλων των δέντρων και των θάμνων, τα στελέχη του γρασιδιού είναι 20 ή περισσότερες φορές μεγαλύτερη από την περιοχή του εδάφους που καταλαμβάνουν αυτά τα φυτά. Για ένα χρόνο, ένα εκτάριο δάσους εξατμίζεται στον αέρα 1-3, 5 χιλιάδες τόνοι υγρασίας, που είναι το 20-70% των ατμοσφαιρικών βροχοπτώσεων. Για παράδειγμα, μια αύξηση της δασικής κάλυψης κατά 10% μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ποσότητας της ετήσιας βροχόπτωσης κατά 10-15% [5]. Επιπλέον, περίπου το 90% του εισερχόμενου νερού εξατμίζεται από την επιφάνεια των φύλλων και μόνο το 10% χρησιμοποιείται για τη διατροφή των φυτών. Η υγρασία του αέρα στη μεσαία ζώνη σε ένα δάσος ή ένα πάρκο το καλοκαίρι είναι 16-36% υψηλότερη από ό,τι σε μια αυλή πόλης. Οι χώροι πρασίνου συμβάλλουν επίσης στην αύξηση της υγρασίας του αέρα στους παρακείμενους ανοιχτούς χώρους.

Το δάσος συμμετέχει ενεργά στην ανταλλαγή αερίων, κυρίως απορροφώντας διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνοντας οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Αυτό το φυσικό φαινόμενο ονομάζεται φωτοσύνθεση. Έτσι, ένα εκτάριο δάσους απορροφά 8 κιλά διοξειδίου του άνθρακα (H2CO3) την ώρα, τα οποία εκπέμπονται από 200 άτομα. Ο βαθμός απορρόφησης του διοξειδίου του άνθρακα και η απελευθέρωση οξυγόνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο της φυτείας. Έτσι, η λεύκα του Βερολίνου είναι 7 φορές, η μίσχο βελανιδιά είναι 4,5 φορές, η μεγαλόφυλλη φλαμουριά είναι 2,5 φορές και η πεύκη είναι 1,6 φορές πιο αποτελεσματική όσον αφορά την ανταλλαγή αερίων της σκωτσέζικης ερυθρελάτης.

Το δάσος παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στον καθαρισμό της ατμόσφαιρας από τη σκόνη. Τα φυτά συσσωρεύουν σωματίδια σκόνης στις επιφάνειες των φύλλων, των κλαδιών και των κορμών. Σε αυτή την περίπτωση, η επίδραση της συσσώρευσης καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό όχι μόνο από τη θερμοκρασία, την υγρασία και την ταχύτητα του ανέμου, αλλά και από τα είδη της φυτείας. Έτσι, τα κωνοφόρα 30 φορές και η σημύδα 2, 5 φορές περισσότερη σκόνη συγκρατεί από το λεύκωμα. Η περιεκτικότητα σε σκόνη στα αστικά και προαστιακά πάρκα είναι 1,5-4 φορές χαμηλότερη από ό,τι στη βιομηχανική ζώνη. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η σκόνη του αέρα κάτω από τα δέντρα είναι 20-40% χαμηλότερη από ό,τι στις ανοιχτές παρακείμενες περιοχές. Κατά τη διάρκεια της ενεργού περιόδου της ζωής του φυτού, ένα ενήλικο δέντρο αφαιρεί από τον αέρα: ιπποκάστανο - 16 κιλά, σφενδάμι Νορβηγίας - 28 κιλά, καναδική λεύκα - 34 κιλά σκόνης.

Το δάσος συμμετέχει επίσης στον καθαρισμό του αέρα από αέριες ακαθαρσίες. Ο ψυχρότερος αέρας, η δημιουργία κατακόρυφων ρευμάτων και οι χαμηλότερες ταχύτητες ανέμου στην περιοχή των χώρων πρασίνου, συμβάλλουν στη μετακίνηση των αέριων ακαθαρσιών στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Αυτό οδηγεί σε μείωση του αριθμού τους στη ζώνη των χώρων πρασίνου κατά 15-60%. Διαφορετικά είδη δέντρων έχουν διαφορετική αντοχή στην ατμοσφαιρική ρύπανση, ενώ διατηρούν την ικανότητά τους να δεσμεύουν τοξικές ακαθαρσίες από την ατμόσφαιρα. Έτσι, η λευκή ακακία συλλαμβάνει ενώσεις θείου και φαινόλης από την ατμόσφαιρα, χωρίς να βλάπτει σοβαρά το φύλλωμά της. Από το (γ) η παρακολούθηση έδειξε ότι το διοξείδιο του θείου βλάπτει σοβαρά τη βλάστηση.

Κοντά σε χημικά φυτά, η επιφάνεια των φύλλων της φλαμουριάς, της σημύδας και της βελανιδιάς καίγεται κατά 75-100%, και της σορβιάς - κατά 25-65%. Μη ανθεκτικά είδη δέντρων στην ατμοσφαιρική ρύπανση είναι: η καστανιά, ο σφενδάμι της Νορβηγίας, η ερυθρελάτη και το κοινό πεύκο, η τέφρα του βουνού, η πασχαλιά, η κίτρινη ακακία κ.λπ..

Τα φυτά εκκρίνουν βιολογικά δραστικές ουσίες (φυτονκτόνες), οι οποίες έχουν υψηλή φυσιολογική δραστηριότητα σε μικρές ποσότητες σε σχέση με ορισμένες ομάδες ζωντανών οργανισμών. Οι βιολογικά δραστικές ουσίες σκοτώνουν παθογόνα βακτήρια ή καθυστερούν την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Η αποτελεσματικότητα των βιολογικά δραστικών ουσιών διαφορετικών φυτών δεν είναι η ίδια. Έτσι, ο κέδρος του Άτλαντα προκαλεί το θάνατο βακτηρίων μετά από 3 λεπτά έκκρισης, το κεράσι - μετά από 5 λεπτά, η μαύρη σταφίδα - μετά από 10 λεπτά, η δάφνη - μετά από 15 λεπτά.

Η συμμετοχή των δασικών εκτάσεων είναι επίσης μεγάλη στη μείωση του επιπέδου θορύβου από τους αυτοκινητόδρομους μεταφορών και τις επιχειρήσεις. Οι κορώνες των φυλλοβόλων δέντρων απορροφούν το 26% της προσπίπτουσας ηχητικής ενέργειας και αντανακλούν και διαχέουν το 74%. Δύο σειρές φλαμουριά μπορούν να μειώσουν το επίπεδο θορύβου κατά 2, 5-6 φορές, ανάλογα με το πλάτος της λωρίδας φύτευσης χωρίς φύλλωμα και 7, 7-13 φορές, όταν τα φυτά ήταν με φύλλωμα. Ο βαθμός ηχομόνωσης εξαρτάται από το είδος, το ύψος και το σχέδιο φύτευσης των δέντρων και των θάμνων. Ο θόρυβος στο αποκορύφωμα της ανθρώπινης ανάπτυξης σε δρόμο χτισμένο με ψηλά κτίρια χωρίς χώρους πρασίνου είναι 5 φορές υψηλότερος από ό,τι στον ίδιο δρόμο με δέντρα λόγω της αντανάκλασης του θορύβου της κίνησης από τους τοίχους των κτιρίων.

Έτσι, το δάσος παίζει σημαντικό ρόλο στον πλανήτη στη διατήρηση ευνοϊκών συνθηκών για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Το δάσος ως φυσικό οικοσύστημα συμμετέχει στον σχηματισμό του κλίματος και των ιζημάτων, διατηρεί τη σύνθεση αερίων της ατμόσφαιρας, παρέχει στέγη και τροφή σε πολλά είδη και μορφές φυτών και ζώων. Ωστόσο, σήμερα υπάρχει σοβαρό πρόβλημα διατήρησης των δασών.

Το κύριο μέρος των δασικών οικοσυστημάτων βρίσκεται σε χώρες όπως η Ρωσία (809 εκατομμύρια εκτάρια), η Βραζιλία (520 εκατομμύρια εκτάρια), ο Καναδάς (310 εκατομμύρια εκτάρια), οι ΗΠΑ (304 εκατομμύρια εκτάρια), η Κίνα (207 εκατομμύρια εκτάρια), η Λαϊκή Δημοκρατία της το Κονγκό (154 εκατομμύρια εκτάρια) [8].

Επιπλέον, τα πιο πολύτιμα για τη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας στον πλανήτη είναι η τάιγκα και τα τροπικά δάση. Τα τροπικά δάση έχουν αρκετά υψηλή βιολογική ποικιλότητα, η οποία περιέχει έως και 70-80% όλων των ζώων και φυτών που είναι γνωστά στην επιστήμη. Σύμφωνα με το Υπουργείο Εξωτερικών των ΗΠΑ, η ετήσια απώλεια δασών είναι ίση με τέσσερις περιοχές της Ελβετίας (41.284 km²) [9].

Προκειμένου να αντιπροσωπευτεί η κλίμακα της αποψίλωσης των δασών, αυτή η περιοχή μπορεί ακόμα να συγκριθεί με την επικράτεια της περιοχής της Μόσχας (44.379 km²). Οι κύριοι λόγοι για τη μείωση των δασών είναι η ανεξέλεγκτη αποψίλωση των δασών για γεωργική γη - 65-70% και η υλοτομία - 19% (Εικ. 7, 8, 9).

Οι περισσότερες τροπικές χώρες έχουν ήδη χάσει περισσότερα από τα μισά φυσικά δάση τους. Για παράδειγμα, στις Φιλιππίνες, περίπου το 80% των δασών έχει καθαριστεί, στην Κεντρική Αμερική, η δασική έκταση έχει μειωθεί κατά 60%. Σε τροπικές χώρες όπως η Ινδονησία, η Ταϊλάνδη, η Μαλαισία, το Μπαγκλαντές, η Κίνα, η Σρι Λάνκα, το Λάος, η Νιγηρία, η Λιβύη, η Γουινέα, η Γκάνα, η δασική έκταση έχει μειωθεί κατά 50% [9].

Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι η διατήρηση και η αύξηση της έκτασης των δασικών οικοσυστημάτων είναι το σημαντικότερο καθήκον της ανθρωπότητας, η εκπλήρωση της οποίας θα εξασφαλίσει την επιβίωσή της σε ένα ευνοϊκό φυσικό περιβάλλον. Διαφορετικά, η ανθρωπότητα απλά δεν θα επιβιώσει, αφού μόνο η αρμονική ανάπτυξη του επίγειου πολιτισμού με τη φύση δίνει μια ευκαιρία για ζωή και ανάπτυξη της ανθρωπότητας στο σύνολό της.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.