Biologická role lesů v přírodě

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Jak často přemýšlíme o roli lesů v našem životě? co je to les? Jaké ekologické funkce plní? Na tyto a mnohé další otázky související s lesem jako přirozeným ekosystémem se pokusíme odpovědět v tomto článku.

Les je kombinací dřevinné, křovinaté a bylinné vegetace rostoucí na pevném povrchu planety, včetně živočichů, mikroorganismů a dalších složek přírodního prostředí (půda, vodní plochy a řeky, vzdušný obal) vzájemně biologicky propojených. Hlavními vlastnostmi lesů jsou rozloha a zásoby dřeva nastojato. Lesy rostou na všech kontinentech kromě Antarktidy a zabírají asi 31 % zemského povrchu. Celková plocha lesního fondu planety je 4 miliardy hektarů a zásoby dřeva nastojato jsou 527 203 milionů m3 [1].

Les je komplexně organizovaný samoregulační ekosystém, ve kterém neustále probíhá oběh látek (dusík, fosfor, kyslík, voda atd.) a energie mezi všemi druhy a formami organismů. Všechny rostliny jsou přizpůsobeny sobě navzájem, stejně jako živočišným organismům a naopak všechny živočišné organismy jsou přizpůsobeny rostlinným organismům. Jeden bez druhého nemohou existovat. Každá lesní oblast má výraznou prostorovou strukturu (vertikální i horizontální), která zahrnuje velké množství vzrostlých stromů, keřů, bylin, podrostu hlavních i doprovodných druhů, ale i mechů a lišejníků.

Vertikální struktura lesa je charakteristická rozložením různých rostlinných forem podél výšky, zatímco horizontální odráží rozložení různých rostlinných druhů v horizontální rovině. Spolu s velkým množstvím rostlin je v lese obrovské množství různých druhů bez (c) obratlovců, miliony půdních organismů, četný hmyz, ptáci a zvířata. Všechny dohromady tvoří ekologický systém, ve kterém každá rostlina a živočich plní specifickou ekologickou funkci a účastní se koloběhu různých chemických prvků.

Vlivem vnějších faktorů prostředí (světlo, teplota, vlhkost, vítr, proudění, různé formy inteligentní lidské činnosti atd.) dochází v lesním ekosystému k určitým změnám, které zpravidla nemají prudký a destruktivní účinek. přírody a nevedou k nerovnováze v ekosystému. Silně rostoucí dopad nepřiměřené lidské činnosti však stále častěji vede k narušení ekologické rovnováhy, které se projevuje náhlými a katastrofickými změnami a důsledky. Takže v létě 2008 došlo na území západní Ukrajiny v oblasti Karpat k největší povodni kvůli četným srážkám. V důsledku toho bylo zaplaveno asi 40 tisíc domů, vyplaveno téměř 700 km silnic, zničeno více než tři sta mostů [2].

Jedním z důvodů rozsáhlých povodní je odlesňování na svazích Karpat, kdy byla téměř 40 let vykácena významná část lesního porostu [3].

Les totiž hraje důležitou vodoregulační roli, kterou je zpomalení povrchového odtoku taveniny a dešťové vody, její převedení do podzemí, čímž se sníží ničivá síla povodní a záplav, a tím se zásobuje podzemní voda. Když padá déšť, koruny a kmeny stromů zadržují část vlhkosti, což umožňuje, aby se voda do lesní podestýlky vsakovala postupně, spíše než samovolně. Lesní stelivo zadržuje vláhu a po čase ji dodává řekám a podzemním vodám a část vláhy se využívá ke krmení rostlin. Na otevřeném prostranství (například při kácení) dešťová voda zcela padá na povrch země a nestihne se vstřebat, protože propustnost lesní podestýlky je vyšší než na otevřeném prostranství, což vede k proudění většiny vody z povrchu do sníženiny nebo povrchového vodního toku (potok, řeka). Otevřená plocha někdy nedovolí vodě vůbec procházet a zcela odteče a vytvoří silný proud vody. Les hraje důležitou roli v distribuci zimních srážek a při jarním tání. Na otevřených plochách je sněhová pokrývka v důsledku častého tání fixována o něco později než v lese a vlivem vanoucích větrů je nerovnoměrně rozložena. V lesích je sníh rozložen rovnoměrně, což souvisí se změnou větrného režimu v povrchové vrstvě. Obecně platí, že na otevřených plochách se hromadí více sněhu než v lesích. Na jaře dochází pod vlivem silného toku slunečního záření k tání sněhu, které závisí nejen na tomto faktoru. V tomto procesu hrají důležitou roli různé druhy vegetace a reliéfu. Otevřená plocha přijímá 100 % slunečního záření a jen část pod korunou jakéhokoli stromového porostu, proto sníh v lesích taje pomaleji. Například na mýtinách taje sníh 7–25 dní a ve smrkovo-jedlovém lese 32–51 dní [4].

Domácí lesnický vědec Aleksandr Alekseevič Molčanov zjistil, že koeficient jarního odtoku prudce klesá s nárůstem lesního porostu (z 0, 6-0, 9 na bezlesé kopcovité oblasti na koeficient 0, 09-0, 38 s lesním porostem 40 %) [6].

Při kácení lesa dochází k odstranění koruny stromů a půda ztrácí vodopropustnost, což vede k narušení vodního režimu vodních toků, zvyšuje se povrchový odtok a zintenzivňuje se proces destrukce půdy. Les tak hraje důležitou roli při regulaci rovnoměrného proudění vody do vodních toků, podílí se na koloběhu vody a zabraňuje destrukci půdy.

Neméně důležitá vlastnost vegetace je spojena s tvorbou klimatu planety. Les ovlivňuje takové klimatické faktory, jako je vítr, teplota, vlhkost atd. Díky větru dochází k opylování rostlin, šíření plodů a semen, podporuje se proces odpařování vlhkosti z povrchu listů a les naopak snižuje rychlost větru v povrchové vrstvě vzduchu, regulující teplotu a vlhkost. Přítomnost plantáží mění tepelný režim v přilehlých územích. V létě chladnější vzduch zeleného masivu vytlačuje teplejší a lehčí vzduch přilehlého území a snižuje teplotu vzduchu v těchto oblastech. Míra poklesu teploty vzduchu závisí na druhu výsadby (na průhlednosti koruny, odrazivosti listů, výšce a stáří), na hustotě výsadby a řadě dalších vlastností. Velkolisté stromy jsou nejlepšími obránci tepelné energie. Takže například osika projde svými listy 10krát více energie než hloh. V lese se vlhkost vzduchu zvyšuje, protože odpařovací povrch listů stromů a keřů, stonků trávy je 20krát nebo vícekrát větší než plocha půdy, kterou tyto rostliny zabírají. Za rok se z hektaru lesa odpaří do vzduchu 1-3, 5 tisíc tun vlhkosti, což je 20-70% atmosférických srážek. Například zvýšení lesního porostu o 10 % může vést ke zvýšení množství ročních srážek o 10–15 % [5]. Navíc se asi 90 % přitékající vody odpaří z povrchu listů a pouze 10 % se využije na výživu rostlin. Vlhkost vzduchu ve středním pásmu v lese nebo parku je v létě o 16-36% vyšší než na městském vnitrobloku. Zelené plochy rovněž přispívají ke zvýšení vzdušné vlhkosti na přilehlých volných plochách.

Les se aktivně podílí na výměně plynů, především absorbováním oxidu uhličitého a uvolňováním kyslíku do atmosféry. Tento přírodní jev se nazývá fotosyntéza. Hektar lesa tak pohltí 8 kg oxidu uhličitého (H2CO3) za hodinu, který vypustí 200 lidí. Stupeň absorpce oxidu uhličitého a uvolňování kyslíku silně závisí na typu plantáže. Berlínský topol je tedy 7x, dub letní 4,5x, lípa velkolistá 2,5x a borovice lesní je 1,6x efektivnější z hlediska výměny plynů smrku.

Les se také významně podílí na čištění atmosféry od prachu. Rostliny hromadí prachové částice na povrchu listů, větví a kmenů. V tomto případě je vliv akumulace do značné míry určován nejen teplotou, vlhkostí a rychlostí větru, ale také druhem plantáže. Takže jehličnany 30krát a bříza 2,5krát více prachu zadrží než osika. Prašnost v městských a příměstských parcích je 1,5-4x nižší než v průmyslové zóně. Měření ukázala, že prašnost vzduchu pod stromy je o 20-40 % nižší než na otevřených přilehlých plochách. Během aktivního období života rostliny odstraní ze vzduchu jeden dospělý strom: jírovec - 16 kg, javor norský - 28 kg, kanadský topol - 34 kg prachu.

Les se také podílí na čištění vzduchu od plynných nečistot. Chladnější vzduch vytvářející vertikální proudy a nižší rychlost větru v oblasti zeleně přispívají k pohybu plynných nečistot do horní atmosféry. To vede k poklesu jejich počtu v zóně zelených ploch o 15-60%. Různé dřeviny mají různou odolnost vůči znečištění atmosféry při zachování schopnosti zachycovat toxické nečistoty z atmosféry. Bílá akát tedy zachycuje sloučeniny síry a fenolu z atmosféry, aniž by vážně poškodil její listy. Z (c) sledování ukázalo, že oxid siřičitý vážně poškozuje vegetaci.

V blízkosti chemických závodů je povrch listů lípy, břízy a dubu spálen o 75-100% a jeřáb - o 25-65%. Neodolné dřeviny vůči atmosférickému znečištění jsou: jírovec, javor ztepilý, smrk a borovice obecná, jasan ztepilý, šeřík, akát žlutý aj. Nejodolnější jsou: topol černý, akát bílý, topol velkolistý, javor pennsylvánský, břečťan obecný.

Rostliny vylučují biologicky aktivní látky (fytoncidy), které mají v malých množstvích vysokou fyziologickou aktivitu ve vztahu k určitým skupinám živých organismů. Biologicky aktivní látky zabíjejí patogenní bakterie nebo zpomalují vývoj mikroorganismů. Účinnost biologicky aktivních látek různých rostlin není stejná. Atlaský cedr tedy způsobuje smrt bakterií po 3 minutách sekrece, ptačí třešeň - po 5 minutách, černý rybíz - po 10 minutách, vavřín - po 15 minutách.

Podíl lesních ploch je také velký na snižování hladiny hluku z dopravních komunikací a podniků. Koruny listnatých stromů absorbují 26 % dopadající zvukové energie a 74 % odrážejí a rozptylují. Dvě řady lípy dokážou snížit hladinu hluku 2, 5-6x v závislosti na šířce výsadbového pásu bez olistění a 7, 7-13x, když byly rostliny s olistěním. Stupeň zvukové izolace závisí na druhu, výšce a vzoru výsadby stromů a keřů. Hluk ve výšce lidského růstu na ulici zastavěné vysokými budovami bez zeleně je 5krát vyšší než na stejné ulici lemované stromy v důsledku odrazu hluku pohybující se dopravy od zdí budov.

Les tak na planetě hraje důležitou roli při udržování příznivých podmínek pro existenci všech živých organismů včetně člověka. Les jako přirozený ekosystém se podílí na tvorbě klimatu a sedimentů, udržuje plynné složení atmosféry, poskytuje domov a potravu mnoha druhům a formám rostlin a živočichů. V současnosti však existuje vážný problém ochrany lesů.

Hlavní část lesních ekosystémů je v zemích jako je Rusko (809 milionů hektarů), Brazílie (520 milionů hektarů), Kanada (310 milionů hektarů), USA (304 milionů hektarů), Čína (207 milionů hektarů), Demokratická republika Kongo (154 milionů hektarů) [8].

Navíc nejcennější pro udržení ekologické rovnováhy na planetě jsou tajga a tropické pralesy. Tropické lesy mají poměrně vysokou biologickou rozmanitost, které obsahují až 70-80 % všech zvířat a rostlin známých vědě. Podle amerického ministerstva zahraničí se roční ztráta lesů rovná čtyřem oblastem Švýcarska (41 284 km²) [9].

Aby bylo možné reprezentovat rozsah odlesňování, lze tuto oblast stále srovnávat s územím Moskevské oblasti (44 379 km²). Hlavními důvody úbytku lesů jsou nekontrolované odlesňování pro zemědělskou půdu - 65-70 % a těžba dřeva - 19 % (obr. 7, 8, 9).

Většina tropických zemí již ztratila více než polovinu svých přirozených lesů. Například na Filipínách bylo vymýceno asi 80 % lesů, ve Střední Americe se plocha lesů zmenšila o 60 %. V tropických zemích, jako je Indonésie, Thajsko, Malajsie, Bangladéš, Čína, Srí Lanka, Laos, Nigérie, Libye, Guinea, Ghana, se plocha lesů zmenšila o 50 % [9].

Souhrnně lze říci, že zachování a zvětšení plochy lesních ekosystémů je nejdůležitějším úkolem lidstva, jehož splnění zajistí jeho přežití v příznivém přírodním prostředí. Jinak lidstvo prostě nepřežije, protože jedině harmonický rozvoj pozemské civilizace s přírodou dává šanci na život a rozvoj lidstva jako celku.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.