Biološka uloga šuma u prirodi

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

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

Šuma je kombinacija drvenaste, grmolike i zeljaste vegetacije koja raste na čvrstoj površini planeta, uključujući životinje, mikroorganizme i druge komponente prirodnog okoliša (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 planeta je 4 milijarde hektara, a stajaće drvne rezerve iznose 527,203 milijuna m3 [1].

Šuma je složeno organizirani samoregulirajući ekosustav u kojem se neprestano odvija kruženje tvari (dušik, fosfor, kisik, voda 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 prilagođeni su biljnim organizmima. Ne mogu postojati jedno bez drugog. Svako šumsko područje ima izraženu prostornu strukturu (vertikalno i horizontalno) koja uključuje veliki broj zrelih stabala, grmova, zeljastih biljaka, podrast glavnih i pratećih vrsta, kao i mahovine i lišajeve.

Okomitu strukturu šume karakterizira distribucija različitih biljnih oblika po visini, dok horizontalna odražava raspored različitih biljnih vrsta u horizontalnoj ravnini. Uz veliki broj biljaka, u šumi postoji ogroman broj različitih vrsta bez (c) kralježnjaka, milijuni organizama u tlu, brojni kukci, ptice i životinje. Svi oni zajedno čine ekološki sustav u kojem svaka biljka i životinja obavljaju određenu ekološku funkciju, sudjelujući u ciklusu različitih kemijskih elemenata.

Pod utjecajem vanjskih čimbenika okoliša (svjetlo, temperatura, vlaga, vjetar, strujanja, različiti oblici inteligentnih ljudskih aktivnosti i dr.) događaju se određene promjene u šumskom ekosustavu koje u pravilu nemaju oštre i destruktivne prirode, i ne dovode do neravnoteže u ekosustavu. Međutim, sve veći utjecaj nerazumnog ljudskog djelovanja sve češće dovodi do narušavanja ekološke ravnoteže, što se izražava u naglim i katastrofalnim promjenama i posljedicama. Dakle, u ljeto 2008. na području Zapadne Ukrajine u području Karpatskih planina dogodila se najveća poplava zbog brojnih oborina. Kao rezultat toga, poplavljeno je oko 40 tisuća kuća, isprano je gotovo 700 km cesta, uništeno je više od tri stotine mostova [2].

Jedan od razloga velikih poplava je krčenje šuma na obroncima Karpata, kada je značajan dio šumskog pokrivača bio posječen gotovo 40 godina [3].

Činjenica je da šuma ima važnu vodoregulacijsku ulogu, a to je usporavanje površinskog otjecanja otopljene i oborinske vode, 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 omogućuje da se voda apsorbira u šumsku stelju postupno, a ne spontano. Šumska stelja zadržava vlagu i s vremenom je daje rijekama i podzemnim vodama, a dio vlage koristi se za ishranu biljaka. Na otvorenom prostoru (na primjer, sječa), kišnica u potpunosti pada na površinu zemlje i nema vremena da se apsorbira, jer je vodopropusnost šumske stelje veća nego na otvorenom, što dovodi do otjecanje većeg dijela vode s površine u depresiju ili površinski vodotok (potok, rijeka). Ponekad otvoreno područje uopće ne dopušta da voda prođe i potpuno se ocijedi, stvarajući snažan mlaz vode. Šuma ima važnu ulogu u raspodjeli zimskih oborina i tijekom odmrzavanja u proljeće. Na otvorenim područjima snježni pokrivač se zbog čestih odmrzavanja fiksira nešto kasnije nego u šumi i neravnomjerno je raspoređen zbog puhanja vjetrova. U šumama je snijeg raspoređen ravnomjerno, što je povezano s promjenom režima vjetra u površinskom sloju. Općenito se više snijega nakuplja na otvorenim površinama nego u šumama. U proljeće, pod utjecajem snažnog toka sunčevog zračenja, dolazi do topljenja snijega, što ne ovisi samo o ovom čimbeniku. U tom procesu važnu ulogu imaju različite vrste vegetacije i reljefa. Otvoreno područje prima 100% sunčevog zračenja, a samo dio ispod krošnje bilo koje sastojine, stoga 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 znanstvenik Aleksandar Aleksejevič Molčanov otkrio je da se koeficijent proljetnog otjecanja naglo smanjuje s 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 ima važnu ulogu u reguliranju ravnomjernog protoka vode u vodotoke, sudjeluje u kruženju vode i sprječava uništavanje tla.

Jednako važno svojstvo vegetacije povezano je s formiranjem klime planeta. Šuma utječe na klimatske čimbenike kao što su vjetar, temperatura, vlažnost itd. Zahvaljujući vjetru, biljke se oprašuju, šire se plodovi i sjemenke, pojačava se proces isparavanja vlage s površine lista, a šuma zauzvrat smanjuje brzina vjetra u površinskom sloju zraka, regulirajući temperaturu i vlažnost. Prisutnost nasada mijenja toplinski režim na susjednim područjima. Ljeti hladniji zrak zelenog masiva istiskuje topliji i lakši zrak susjednog teritorija, snižavajući temperaturu zraka u tim područjima. Stupanj smanjenja temperature zraka ovisi o vrsti sadnje (o prozirnosti krošnje, refleksivnosti listova, visini i starosti), o gustoći sadnje i nizu drugih karakteristika. Stabla velikog lišća najbolji su branitelji od toplinske energije. Tako, na primjer, jasika prolazi kroz svoje lišće 10 puta više energije od gloga. U šumi se povećava vlažnost zraka, budući da je površina isparavanja 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 zrak 1-3,5 tisuća tona vlage, što je 20-70% atmosferskih oborina. Na primjer, povećanje šumovitosti za 10% može dovesti do povećanja količine godišnje oborine za 10-15% [5]. Osim toga, oko 90% ulazne vode isparava s površine lišća, a samo 10% se koristi za ishranu biljaka. Vlažnost zraka u srednjoj zoni u šumi ili parku ljeti je 16-36% viša nego u gradskom dvorištu. Zelene površine također doprinose povećanju vlažnosti zraka na susjednim otvorenim površinama.

Šuma aktivno sudjeluje u izmjeni plinova, prvenstveno apsorbirajući ugljični dioksid i ispuštanjem kisika u atmosferu. Ovaj prirodni fenomen naziva se fotosinteza. Dakle, hektar šume apsorbira 8 kg ugljičnog dioksida (H2CO3) na sat, koji ispušta 200 ljudi. Stupanj apsorpcije ugljičnog dioksida i oslobađanja kisika jako ovisi o vrsti nasada. Tako je berlinska topola 7 puta, hrast lužnjak 4,5 puta, krupnolisna lipa 2,5 puta, a bijeli bor 1,6 puta učinkovitiji u pogledu izmjene plinova škotske smreke.

Šuma također igra značajnu ulogu u čišćenju atmosfere od prašine. Biljke nakupljaju čestice prašine na površinama lišća, grana i debla. U ovom slučaju, učinak akumulacije uvelike je određen ne samo temperaturom, vlagom i brzinom vjetra, već i vrstama nasada. Dakle, četinjača 30 puta, a breza 2, 5 puta više prašine zadržava od aspen. 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. Tijekom aktivnog razdoblja života biljke, jedno odraslo stablo uklanja iz zraka: divlji kesten - 16 kg, norveški javor - 28 kg, kanadska topola - 34 kg prašine.

Šuma također sudjeluje u čišćenju zraka od plinovitih nečistoća. Hladniji zrak, stvarajući vertikalna strujanja, i manje brzine vjetra u području zelenih površina, doprinose kretanju plinovitih 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 onečišćenje, a zadržavaju svoju sposobnost hvatanja otrovnih nečistoća iz atmosfere. Dakle, bijeli bagrem hvata spojeve sumpora i fenola iz atmosfere, a da pritom ozbiljno ne ošteti svoje lišće. Iz (c) praćenje je pokazalo da sumporov dioksid ozbiljno oštećuje vegetaciju.

U blizini kemijskih postrojenja, površina lišća lipe, breze i hrasta je izgorjela za 75-100%, a rowan - za 25-65%. Neotporne vrste drveća na atmosfersko zagađenje su: divlji kesten, javor, smreka 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 tvari (fitoncide) koje imaju visoku fiziološku aktivnost u malim količinama u odnosu na određene skupine živih organizama. Biološki aktivne tvari ubijaju patogene bakterije ili usporavaju razvoj mikroorganizama. Učinkovitost biološki aktivnih tvari različitih biljaka nije ista. Dakle, Atlas cedar uzrokuje smrt bakterija nakon 3 minute izlučivanja, ptičja trešnja - nakon 5 minuta, crni ribiz - nakon 10 minuta, lovor - nakon 15 minuta.

Sudjelovanje šumskih područja također je veliko u smanjenju razine buke od prometnih autocesta i poduzeća. Krošnje listopadnog drveća apsorbiraju 26% upadne zvučne energije, a reflektiraju i raspršuju 74%. Dva reda lipe mogu smanjiti razinu buke za 2,5-6 puta, ovisno o širini sadne trake bez lišća i 7,7-13 puta, kada su biljke bile s lišćem. Stupanj zvučne izolacije ovisi o vrsti, visini i uzorku 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 obrubljenoj drvećem zbog refleksije buke prometa u pokretu od zidova zgrada.

Dakle, šuma igra važnu ulogu na planeti u održavanju povoljnih uvjeta za postojanje svih živih organizama, uključujući i čovjeka. Šuma kao prirodni ekosustav sudjeluje u stvaranju klime i sedimenta, održava plinoviti sastav atmosfere, osigurava dom i hranu mnogim vrstama i oblicima biljaka i životinja. Međutim, danas postoji ozbiljan problem očuvanja šuma.

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

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

Kako bi se prikazala razmjera krčenja šuma, ovo se područje još uvijek može usporediti s područjem Moskovske regije (44 379 km²). Glavni razlozi propadanja šuma su nekontrolirana sječa poljoprivrednog zemljišta - 65-70% i sječa - 19% (sl. 7, 8, 9).

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

Sumirajući, možemo reći da je očuvanje i povećanje površine šumskih ekosustava najvažnija zadaća čovječanstva, čije će ispunjenje osigurati njegov opstanak u povoljnom prirodnom okruženju. Inače, čovječanstvo jednostavno neće preživjeti, jer samo skladan razvoj zemaljske civilizacije s prirodom daje šansu za život i razvoj čovječanstva u cjelini.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.