Леса как экологические системы
- Естественные экосистемы России ( леса, степи, луга, тундры, болота, горы, пустыни, моря, реки, озера)
Лес – один из основных типов растительного покрова Земли, представленный многочисленными жизненными формами растений, среди которых главную роль играют деревья и кустарники, второстепенную – травы, кустарнички, мхи, лишайники и т. д.
Характерная особенность леса заключается
в том, что образующие его компоненты
связаны между собой и с
окружающей средой. На рисунке 1 схематически
показано, что лесной фитоценоз находится
под воздействием внешней среды
и сам оказывает влияние на
нее. Так, солнечную энергию –
главный источник в растительных
сообществах – в лесу поглощают
в основном кроны деревьев в процессе
фотосинтеза и тем самым
Леса как экологические
При рациональном использовании лесных
экосистем в них поддерживается
экологическое равновесие – естественным
путем возобновляются популяции
деревьев, промысловых животных, лекарственных
трав, грибов. В итоге – сохраняется
и биосферная роль лесов. Однако принципы
рационального использования
Превышение расчетной лесосеки. Расчетная лесосека – это план заготовки древесины в пределах годичного прироста, при котором лесу не будет нанесен существенный урон и он сможет восстановится. В России в районах, приближенных к транспортным узлам, расчетные лесосеки ценных пород (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница) часто превышают. Это приводит к тому, что вместо этих пород вырубки зарастают березой и другими малоценными породами. Для того чтобы предотвратить этот процесс, называемый сменой пород, необходимо при рубках специально оставлять крупные деревья. Из их семян сможет восстановиться лес с преобладанием нужной породы. Там, где уже нет возможности обеспечить восстановление леса естественным путем, проводят посадки ценных пород.
Лесные пожары. Лесные пожары оказывают большое отрицательное влияние на многие процессы жизни леса. При лесных пожарах повреждается или полностью уничтожается растущий лес вместе с подлеском, подростом и травяным покровом. В связи с этим утрачивается источник получения древесины и резко снижаются водоохранно-защитные и санитарно-гигиенические свойства леса. Пожары уничтожают гнезда птиц и местообитания зверей, способствуют размножению вредных насекомых.
Одной из причин увеличения лесных пожаров
является резкое увеличение числа людей,
выезжающих в лес для отдыха. Случаи
возгораний в лесу являются следствием
неосторожного и неумелого
Мировая статистика показывает, что около 97% всех лесных пожаров возникает по вине людей. Отсюда борьба с лесными пожарами остается одной из важнейших государственных задач.
Характер распространения
Различают разные пожары: низовой (наземный), верховой (повальный) и подземный, или торфяной. Низовые пожары бывают чаще других. При них горение происходит на почве. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. При беглых сгорают трава, лесная подстилка, всходы, подрост, подлесок, обгорают нижние части стволов, гибнет ель (у нее тонкая кора), а на старых соснах огонь оставляет ожоги – подгары.
При низовом устойчивом пожаре огонь уничтожает живой напочвенный покров, ягодники, лекарственные и другие травы, лесную подстилку, прожигает почву, повреждаются на значительную высоту деревья, рост их ослабляется, на них нападают грибные болезни и вредные насекомые и они нередко погибают.
Еще не успеет растаять снег, а на солнцепеке и на сухих кочках уже высыхают прошлогодняя трава, листья, мхи и мелкий древесный опад. Все это очень легко воспламеняется.
Засушливым летом количество пожаров резко возрастает. То тут, то там возникают самые страшные верховые пожары, гибельные по своим последствиям. Эти пожары опасны в хвойных лесах, особенно в молодняках, где хвоя, кора и древесина содержат смолистые легко воспламеняющиеся вещества. Такие пожары чаще бывают в ветреную и сухую погоду. Огонь перебрасывается на кроны деревьев. Горящие головни и искры переносятся ураганным ветром на несколько километров, создавая впереди фронт пожара. Скорость движения огня доходит до 25-30 и даже 50 километров в час. Иногда над горящим лесом под влиянием ветра образуется огненный смерч. Температура достигает 900 градусов. С шумом двигается верховой пожар, со стоном падают деревья. Верховые пожары редко бывают в лиственных насаждениях.
В пламени разыгравшегося пожара погибают зайцы, лисицы, белки, медведи, лоси и даже птицы, потерявшие в дыму ориентировку. На гарях находили обгорелые трупы оленей, лосей и даже «хозяина» и «знатока» леса – медведя. Гари бедны животными и долгие годы представляют собой пустыню.
Такие пожары опасны для домов отдыха, санаториев, детских учреждений, расположенных в зеленых массивах, так как эвакуировать отдыхающих в короткий срок почти невозможно.
Подземные (торфяные) пожары бывают в лесах с мощными торфянистыми почвами. Торф выгорает на глубину высохшего слоя. Едкий и удушливый дым и запах горящего торфа доносятся на значительное расстояние. Такой пожар с первого взгляда даже не заметишь. Торф тлеет. Температура тления достигает 500 градусов. Пламя совсем не показывается наружу, а распространяется под слоем мха, и если неосторожно встать на такой обманчивый ковер, то можно провалиться в огонь и погибнуть или получить тяжелые ожоги. Вместе с торфом сгорают корни, и деревья наклоняются в разные стороны и падают в беспорядке, образуя непроходимые завалы.
Иногда торфяные пожары не прекращаются и зимой. Едкий дым, запах горящего торфа, огонь, кое-где прорвавшийся на поверхность, провалы в почве – вот признаки подземного пожара. При таких пожарах сгорают подстилка и торф, на восстановление которых требуются столетия.
К наиболее пожароопасным относятся
сосновые, кедровые и лиственничные
леса, особенно сухие боры с покровом
из лишайников. Этому способствует
сухая неразложившаяся
В лесах этого типа преобладают низовые беглые пожары. В перестойных древостоях возможны низовые устойчивые пожары. Повторные пожары в этом случае являются причиной гибели насаждений.
Опасность пожаров в таких лесах возникает весной, вскоре после таяния снега, и сохраняется до выпадения устойчивого снегового покрова.
В темнохвойных еловых и пихтовых лесах пожарная опасность возникает реже, но если возникнут, то приносят больше вреда, так как подрост и низко опущенные ветви способствуют переходу низового пожара в верховой. Лес гибнет. Ель из хвойных пород наиболее чувствительна к повреждениям огнем.
Выпас скота. При выпасе погибают молодые деревца, которые скот объедает и вытаптывает, ухудшаются условия для роста взрослых деревьев, исчезают птицы и массово размножаются вредители. В лесах на склонах гор выпас вызывает смыв почвы (эрозию). Для исправления ситуации выпас в лесах прекращают. Скот обеспечивают кормом на сенокосах и пастбищах, продуктивность которых повышают использованием специальных приемов улучшения лугов: 1 га улучшенного луга в лесной зоне дает столько же корма скоту, сколько дают 20 га леса.
Влияние на леса пыли и ядовитых газов. Отрицательно влияют на лесные экосистемы выбросы в атмосферу токсичных газов и пыли промышленными предприятиями и транспортом. Эти загрязняющие вещества попадают из атмосферы в леса чаще всего с кислотными дождями. В непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу, возможны ожоги листьев деревьев ядовитыми газами и пылью. Устойчивость разных деревьев к атмосферным загрязнителям различна (смотрите воздухоочистительное значение лесов, второй род деятельности). Для уменьшения количества промышленных выбросов в атмосферу строят очистные сооружения и внедряют новые малоотходные технологии.
Влияние водохранилищ. Леса могут погибать при строительстве водохранилищ и крупных дорог, нарушающих подземный сток грунтовых вод. В прилегающих к водохранилищу низких местах и вдоль дорог к поверхности приближаются грунтовые воды. Это называется подтоплением. Такие породы, как липа, дуб или сосна, не приспособлены к жизни на переувлажненных почвах и погибают. Для уменьшения вреда от подтопления на таких участках высаживают деревья, которые меньше страдают от избытка влаги (тополь, ольха, ива).
Истощение ресурсов побочного лесоиспользования. При чрезмерной заготовке даров леса: грибов, ягод, лекарственных растений и ненормированном отстреле дичи ресурсы леса истощаются. Заготовку растительного сырья и охоту в лесах организуют так, чтобы не подрывать способность популяций к возобновлению, то есть не превысить максимально допустимую долю изъятия урожая. Органы исполнительной власти контролируют использование лесных богатств, выдают специальные разрешения (лицензии) на отстрел животных и на заготовку определенного количества растительного сырья. В результате в последние годы увеличилась численность таких животных, как лоси и кабаны. Население должно знать способы и сроки заготовки растительного лекарственного сырья, бережно обращаться с кустарниками при сборе черемухи, калины, лещины и др.
Обеднение видового состава лесов
при использовании химических препаратов.
В современном лесоводстве
Степные
экосистемы на территории России представлены
огромным разнообразием формаций, ассоциаций,
экологических вариантов, что обусловлено
большой территориальной
Европейский сектор степного
биома занимает обширную площадь, протягиваясь
почти на 5 тыс. км с запада на восток
и более чем на 1,2 тыс. км с севера
на юг. Здесь сформировалось несколько
подзон: луговых степей и лесостепи; умеренно-влажных
степей; сухих и опустыненных степей; полупустынь
и пустынь (северного типа). Эти подзоны
различаются не только по биоразнообразию,
но и по виду хозяйственного использования,
величины антропогенного пресса, по степени
угрозы природным системам. Лесостепь
с луговыми степями представлены разнотравно-ковыльными
сообществами в сочетании с дубравами.
Южнее они сменяются разнотравно-типчаково-
Степные экосистемы Западно-Сибирского
сектора представлены с запада на восток
от предгорий Урала (57030’ в.д.) до предгорий
Алтайской горной страны (87030’ в.д.), т.е.
почти на 1750 км. Но единую полосу образуют
лишь луговые степи и лесостепи, представленные
разнотравно-ковыльными луговыми степями
в сочетании с осиново-березовыми колками
с луговым травянистым покровом. Лишь
на западе, на юге Челябинской и в Оренбургской
областях, и на востоке (Новосибирской
области и Алтайском крае) степной биом
выражен более полно. Здесь ширина степной
зоны достигает 500 км и более. На равнинах
луговые степи и лесостепь сменяются сухими
разнотравно-типчаково-
На востоке России степи распространены в межгорных котловинах и нижних поясах гор Средней Сибири, Забайкалья и Даурии, где доминирует экспозиционная лесостепь. Для межгорных впадин, расположенных севернее 520 с.ш., типичны луговые степи в сочетании с лиственничниками и сосняками. Часто травянистый растительный покров в этих степях образует мелкодерновинные злаки и разнотравье. В межгорных котловинах, имеющих значительную протяженность с севера на юг (Центрально-Селенгинская, Даурская) луговые степи и лесостепи сменяются сухими и опустыненными степями с господством змеевково- тырсовых, ковылковых и кустарничково-ковылковых сообществ. В Убсунурской котловине, северная часть которой относится к территории Тувы, змеевково-тырсовые степи сменяются остепненными пустынями с ковылковыми сообществами и караганниками. Для степей этого сектора типичны каштановые и светлокаштановые сильно щебнистые почвы, при нарушении легко подвергающиеся процессам дефляции и эрозии. В составе животного населения преобладают мышевидные грызуны и зайцевые (заяц-толай, даурская пишуха). Распашка ряда степных участков привела к значительному возрастанию численности полевки Брандта. Значительная изолированность большинства степей внутригорных котловин, близость обширных горных массивов предопределили довольно высокий эндемизм флоры и фауны. Так, эндемизм растений достигает 7%, хотя их общее разнообразие относительно не велико.
Биомасса степной
Распашка открытых пространств
или участков, возникших на месте
уничтоженных лесов, привела к резкому
изменению состава животного
населения степной зоны. Обширные
площади посевов
Пустыней называют тип биома в областях с постоянно сухим и жарким климатом, препятствующим развитию растительности, которая не образует в пустыне сомкнутого покрова. Пустыни покрывают около 22 % поверхности суши Земли, они расположены там, где солнечное тепло способно испарять с поверхности земли практически всю поступающую в виде осадков воду. Осадков в пустынях выпадает менее, чем 10 см в год, да и те в виде редких сильных ливней. Во многих районах дождей не бывает годами, а внезапный ливень вызывает временные, быстро стекающие бурные потоки. Эта вода собирается в мелкие бессточные озера и там быстро испаряется. Пустынями заняты обширные пространства в Северной и Юго-Западной Африке, Центральной и Юго-Западной Азии, Австралии, на западном побережье Южной Америки. В зависимости от подстилающих пород различают каменистые, песчаные, глинистые, солончаковые и другие типы пустынь. Песчаные пустыни занимают всего лишь пятую часть площади пустынь, чаще всего пустыня представляет собой обнаженную каменистую поверхность, расчлененную руслами временных рек или покрытую обломками горных пород со следами выветривания.
Сухое жаркое лето продолжается 5-6 месяцев. Температура воздуха в это время в тени поднимается до +50 °С, а песок раскаляется до 60-80 градусов. Дожди выпадают весной и осенью. Весна и осень в пустыне короткие, а зимы -- холодные. Название "пустыня" совсем не означает полное отсутствие жизни. Некоторые животные и растения хорошо приспособились к существованию в условиях сухости климата и высоких температур, однако, по сравнению с флорой и фауной других экосистем, растительный и животный мир пустынь крайне скуден.
Типичные растения -- эфедра, солянка, кактусы, кендырь; много эфемеров (лебеда диморфная) и эфемероидов (мятлик). В пустынях Средней Азии растет саксаул -- черный и белый. Встречаются также -- полынь, песчаная акация, верблюжья колючка. Ранней весной, в конце февраля разрастается осока вздутая. Много цветов: ремерии, тюльпаны, малькольмии, эминиум и другие.
Животный мир пустыни представлен немногочисленными видами. Типичными представителями являются: верблюды, антилопы, куланы, тушканчики, суслики, песчанки, ящерицы и многочисленные насекомые. Больше всего животных в пустынях можно увидеть весной, в это время года начинают вести активный образ жизни змеи, пауки, насекомые. Наибольшую распространенность получили грызуны. Грызуны -- суслики, тушканчики, песчанки и другие роют норы, что позволяет им укрыться от дневной жары. Неплохо приспособлены к суровым условиям пустынь и пресмыкающиеся: различные ящерицы, черепахи. Некоторые животные, такие как антилопы, -- обладают способностью быстро перемещаться на большие расстояния в поисках воды и пищи, что обеспечивает более или менее стабильное существование популяций.
Продуктивность пустынь очень низкая. Среди лимитирующих факторов, ограничивающих продуктивность экосистемы, наиболее значимым является недостаток воды. Из -- за дефицита влаги растения, основные продуценты, находятся на больших расстояниях друг от друга. Их мелкие толстые листья адаптированы к сохранению воды, а колючки отпугивают животных, не давая им возможности использовать эти растения в качестве источников влаги. Еще один фактор, определяющий невысокий прирост биомассы это высокая температура воздуха в дневное время суток. Известно, что такие процессы, как фотосинтез, дыхание и рост у живых организмов протекают быстрее при температуре от 20 до 40 градусов по Цельсию, тогда как средняя температура в тени для пустынь юж-ного полушария составляет более 50 градусов, а почва при этом может прогревается до 70 градусов и более. Поэтому, помимо того, что высокая температура вызывает интенсивное испарение, она еще и оказывает замедляющее воздействие на основные процессы жизнедеятельности. Редкие колебания численности особей в значительной степени обусловлены климатическими факторами. После периода обильных дождей, которые, вообще говоря, в пустынях бывают редко, наблюдается резкое увеличение числа растений, и, как следствие этого, увеличения числа особей насекомых и мелких грызунов. С наступлением засухи та влага, которая была запасена в тканях растений постепенно расходуется консументами, причем ее совокупный объем уменьшается из -- за активного испарения, и в конечном счете система возвращается в исходное состояние равновесия. Данный процесс не оказывает значительного влияния на изменение численности крупных животных, это можно объяснить тем, что их цикл воспроизводства достаточно продолжительный по времени, а осадки в пустынях весьма непродолжительны.
В настоящее время наблюдается тенденция расширения территорий ряда крупнейших пустынь. Так, южная граница Сахары в последние годы отодвигается на юг в среднем на 15 километров ежегодно. Опустыниванию зачастую подвергаются сельскохозяйственные земли, что наносит значительный урон экономике стран, территория которых непосредственно примыкает к пустыням. Причины данного явления заключаются в плохой ирригации, нерациональном использовании пастбищ, слишком интенсивном земледелии. Пустыни являются источниками пылевых бурь. Огромное количество пыли и песка переносится мощными воздушными потоками на значительные расстояния, и затем выбрасывается на землю, покрывая слой почвы песком и способствуя опустыниванию земель. Проблема приняла глобальный характер, об этом свидетельствует тот факт, что по инициативе ООН была создана специальная комиссия по изучению проблемы и выработке целевой программы путей ее решения. Целевая программа профилактики опустынивания включает комплексное экономическое изучение пустынь, их охрану, а также систему мер для предотвращения их расширения.
Болотные экосистемы.
Болото – это участки суши, где почвы постоянны или большую часть года
находятся в переувлажненным состоянии, и поэтому детрит образуется в виде торфа.В отличие от других экосистем, мёртвая органика до конца перегнивает, а следовательно гумус не образуется. Растительность: травы, кустарники и деревья, приспособившиеся к переувлажнённым почвам (ольха чёрная, осока, тростник).
Типы болот:
1. Низменные
болота возникают при
или заболачивании суши. Основные торфообразователи – это разные осоки,
тростник, рогоз, камыш.
2. Переходные
болота Мощность торфяного
болота. На переходных болотах растут вахта трёхлистная, берёза пушистая, белокрыльник болотный, мох сфагнум.
3. Верховые болота. Если торфяная залежь продолжает нарастать, то количество минеральных веществ в верхнем слое торфа становится ещё меньше. Настаёт момент, когда растения переходного болота не могут здесь расти. Так формируются верховые болота. Растительность: сосна, клюква, багульник,
болотный мирт, подбел, лишайники.
Значение болот. 1. В осенне-весенний период болота запасают воду, а в сухое время постепенно отдают её ручьям, которые в свою очередь питают реки.
2.Болота являются санитарами
сельскохозяйственных
Вода - одно из наиболее распространенных веществ в природе. Из общих запасов воды на Мировой океан приходится 361 млн. км2, или около 71% площади поверхности земного шара, равной 510 млн. км2. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади, равной 149 млн. км2. Около 10% территории суши покрыто ледниками. Представление о распределении воды в различных частях гидросферы дает приложение 1. Наибольший практический интерес для удовлетворения потребностей человека представляют воды рек. Их единовременный объем, как видно из таблицы в приложении 1, ничтожно мал. Однако в процессе круговорота влаги он возобновляется в течение года в среднем 23 раза и, таким образом, фактические ресурсы речных вод могут быть оценены в 47 тыс. км3 /год.
Водные ресурсы рек, выраженные в слое стока, составляют в среднем 315 мм/год. Речной сток резко изменяется по территории (приложение 1): от 10-20 мм в год в аридных районах до 9000 мм в год в некоторых хорошо увлажненных горных массивах.
Представление о суммарной величине поверхностных и подземных вод России дает приложение 2. Кроме того, примерно по 3 тыс. км3 воды содержится в болотах и почвах в виде почвенной влаги. Практически наибольшее значение для страны имеют воды рек. Годовой сток всех рек России оценивается в 4,74 тыс. км3. Россия по этому показателю занимает второе место в мире, существенно уступая Бразилии (9,9 тыс. км3), по территории которой протекает Амазонка.
Вода на Земле находится в непрерывном движении - влагообороте, в процессе которого происходят ее фазовые превращения и перемещение по территории.
Гидросфера проникает в другие сферы земли - литосферу и атмосферу, составляет важнейший компонент биосферы.
Основная масса влаги поступает на территорию России из Атлантического океана. В виде осадков выпадает 11,7 тыс. км3. Значительная часть атмосферных осадков, фильтруясь через почвы и горные породы, пополняет запасы подземных вод. На транспирацию всеми видами растительности и испарение с поверхности водоемов и почвы расходуется 7300 км3/год.
Ресурсы подземных вод в нашей стране широко используются для различных хозяйственных целей. Этому способствуют большая равномерность их территориального распределения и чистота. Ресурсы подземных вод делятся на естественные и эксплуатационные. Подземные воды, гидравлически не связанные с поверхностными (около 170 км3), представляют собой дополнительные водные ресурсы.
В ряде промышленно развитых районов страны (Москва, Санкт-Петербург и др.) интенсивная эксплуатация подземных вод вызывает постоянное снижение их уровня (до 1 м в год). Воронки депрессии в зонах сосредоточенного водоотбора подземных вод развились уже на площади в сотни квадратных километров. В этих районах ухудшается качество подземных вод, отмечаются подсос морских вод к водозаборам, например в Крыму, просадки земной поверхности, активизируются карстовые процессы.

- Леса Красноярского края
- Леса-легкие нашей планеты
- Леса мира
- «Лес» А. Н. Островского и «Вишневый сад» А. П. Чехова опыт сопоставительного анализа
- Леса России
- Леса России в мире
- Леса России. Количественные и качественные характеристики
- Лермонтов Михаил Юрьевич (1814-1841), поэт, прозаик, драматург
- Лермонтов Михаил Юрьевич (1814-1841) - русский поэт
- Лермонтов на Кавказе
- Леса и деревья Узбекистана
- Леса и степи в первый период русской колонизации
- Леса. Их экологические функции
- Леса как объект эколого-правового режима лесопользования