Peranan biologi hutan dalam alam semula jadi

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Berapa kerapkah kita berfikir tentang peranan hutan dalam kehidupan kita? Apakah hutan? Apakah fungsi ekologi yang dilakukannya? Dalam artikel ini kami akan cuba menjawab ini dan banyak lagi soalan lain yang berkaitan dengan hutan sebagai ekosistem semula jadi.

Hutan adalah gabungan tumbuh-tumbuhan berkayu, semak dan herba yang tumbuh di permukaan pepejal planet ini, termasuk haiwan, mikroorganisma dan komponen lain persekitaran semula jadi (tanah, badan air dan sungai, sampul udara) yang saling berkaitan secara biologi. Ciri-ciri utama hutan ialah kawasan dan rizab kayu tegak. Hutan tumbuh di semua benua kecuali Antartika dan menduduki kira-kira 31% permukaan tanah. Jumlah kawasan dana hutan planet ini adalah 4 bilion hektar, dan rizab kayu tegak adalah 527,203 juta m3 [1].

Hutan ialah ekosistem kawal selia sendiri yang tersusun secara kompleks di mana peredaran bahan (nitrogen, fosforus, oksigen, air, dll.) dan aliran tenaga antara semua jenis dan bentuk organisma sentiasa dijalankan. Semua tumbuhan disesuaikan antara satu sama lain, begitu juga dengan organisma haiwan, dan sebaliknya, semua organisma haiwan disesuaikan dengan organisma tumbuhan. Mereka tidak boleh wujud tanpa satu sama lain. Setiap kawasan hutan mempunyai struktur spatial yang jelas (menegak dan mendatar), yang merangkumi sejumlah besar pokok matang, pokok renek, tumbuhan herba, semak spesies utama dan yang menyertainya, serta lumut dan lumut.

Struktur menegak hutan dicirikan oleh taburan bentuk tumbuhan yang berbeza di sepanjang ketinggian, manakala yang mendatar mencerminkan taburan spesies tumbuhan yang berbeza dalam satah mendatar. Bersama-sama dengan sejumlah besar tumbuhan, di dalam hutan terdapat sejumlah besar spesies yang berbeza tanpa (c) vertebrata, berjuta-juta organisma tanah, banyak serangga, burung dan haiwan. Kesemua mereka bersama-sama membentuk sistem ekologi di mana setiap tumbuhan dan haiwan melaksanakan fungsi ekologi tertentu, mengambil bahagian dalam kitaran pelbagai unsur kimia.

Di bawah pengaruh faktor persekitaran luaran (cahaya, suhu, kelembapan, angin, arus, pelbagai bentuk aktiviti manusia pintar, dll.), Perubahan tertentu berlaku dalam ekosistem hutan, yang, sebagai peraturan, tidak mempunyai tajam dan merosakkan. alam semula jadi, dan tidak membawa kepada ketidakseimbangan dalam ekosistem. Walau bagaimanapun, kesan yang semakin meningkat daripada aktiviti manusia yang tidak munasabah semakin kerap membawa kepada pelanggaran keseimbangan ekologi, yang dinyatakan dalam perubahan dan akibat yang mendadak dan bencana. Oleh itu, pada musim panas 2008 di wilayah Ukraine Barat di kawasan pergunungan Carpathian, terdapat banjir terbesar disebabkan oleh banyak hujan. Akibatnya, kira-kira 40 ribu rumah ditenggelami air, hampir 700 km jalan raya dihanyutkan, lebih daripada tiga ratus jambatan musnah [2].

Salah satu sebab banjir besar-besaran adalah penebangan hutan di lereng Pergunungan Carpathian, apabila sebahagian besar tutupan hutan ditebang selama hampir 40 tahun [3].

Hakikatnya ialah hutan memainkan peranan penting dalam mengawal selia air, iaitu untuk memperlahankan air larian permukaan cair dan air hujan, memindahkan sebahagian daripadanya ke tanah, dengan itu mengurangkan daya pemusnah banjir dan banjir, dan dengan itu memberi makan kepada air bawah tanah. Apabila hujan turun, mahkota dan batang pokok mengekalkan sedikit lembapan, yang membolehkan air diserap ke dalam sampah hutan secara beransur-ansur, bukannya secara spontan. Sampah hutan mengekalkan kelembapan dan, dari masa ke masa, memberikannya kepada sungai dan air bawah tanah, dan sebahagian daripada lembapan digunakan untuk memberi makan tumbuhan. Di kawasan terbuka (contohnya, penebangan), air hujan jatuh sepenuhnya ke permukaan bumi dan tidak mempunyai masa untuk diserap, kerana kebolehtelapan air sampah hutan lebih tinggi daripada di kawasan terbuka, yang membawa kepada aliran sebahagian besar air dari permukaan ke dalam lekukan atau aliran air permukaan (sungai, sungai). Kadang-kadang kawasan terbuka tidak membenarkan air mengalir sama sekali dan ia mengalir sepenuhnya, membentuk aliran air yang kuat. Hutan memainkan peranan penting dalam pengagihan kerpasan musim sejuk dan semasa pencairan pada musim bunga. Di kawasan terbuka, penutup salji diperbaiki sedikit lewat daripada di hutan kerana kerap mencair dan tidak sekata akibat tiupan angin. Di hutan, salji diedarkan sama rata, yang dikaitkan dengan perubahan dalam rejim angin di lapisan permukaan. Secara umum, lebih banyak salji terkumpul di kawasan terbuka berbanding di hutan. Pada musim bunga, di bawah pengaruh aliran sinaran suria yang kuat, pencairan salji berlaku, yang bukan sahaja bergantung pada faktor ini. Pelbagai jenis tumbuh-tumbuhan dan relief memainkan peranan penting dalam proses ini. Kawasan terbuka menerima 100% sinaran suria, dan hanya sebahagian di bawah kanopi mana-mana pokok, oleh itu, salji mencair di hutan dengan lebih perlahan. Sebagai contoh, dalam kawasan lapang, salji mencair selama 7-25 hari, dan dalam hutan cemara cemara selama 32-51 hari [4].

Saintis hutan domestik Aleksandr Alekseevich Molchanov mendapati bahawa pekali larian musim bunga berkurangan secara mendadak dengan peningkatan litupan hutan (dari 0, 6-0, 9 di kawasan berbukit tanpa pokok kepada pekali 0, 09-0, 38 dengan penutup hutan sebanyak 40%) [6].

Apabila hutan ditebang, kanopi pokok dibuang dan tanah kehilangan sifat kebolehtelapan airnya, yang membawa kepada pelanggaran rejim air alur air, manakala air larian permukaan meningkat dan proses pemusnahan tanah semakin meningkat. Oleh itu, hutan memainkan peranan penting dalam mengawal selia aliran air yang seragam ke dalam saluran air, mengambil bahagian dalam kitaran air, dan menghalang kemusnahan tanah.

Sifat tumbuh-tumbuhan yang sama pentingnya dikaitkan dengan pembentukan iklim planet ini. Hutan mempengaruhi faktor iklim seperti angin, suhu, kelembapan, dll. Terima kasih kepada angin, tumbuhan didebungakan, buah-buahan dan benih tersebar, proses penyejatan kelembapan dari permukaan daun dipertingkatkan, dan hutan, seterusnya, mengurangkan kelajuan angin dalam lapisan udara permukaan, mengawal suhu dan kelembapan. Kehadiran ladang mengubah rejim terma di wilayah bersebelahan. Pada musim panas, udara yang lebih sejuk dari jisim hijau menggantikan udara yang lebih hangat dan lebih ringan di wilayah bersebelahan, menurunkan suhu udara di kawasan ini. Tahap penurunan suhu udara bergantung pada spesies penanaman (pada ketelusan mahkota, pemantulan daun, ketinggian dan umur), pada ketumpatan penanaman dan beberapa ciri lain. Pokok berdaun besar adalah pembela terbaik terhadap tenaga haba. Jadi, sebagai contoh, aspen melewati dedaunannya 10 kali lebih banyak tenaga daripada hawthorn. Di dalam hutan, kelembapan udara meningkat, kerana permukaan penyejatan daun pokok dan pokok renek, batang rumput adalah 20 atau lebih kali lebih besar daripada kawasan tanah yang diduduki oleh tumbuhan ini. Selama setahun, satu hektar hutan menyejat ke udara 1-3, 5 ribu tan kelembapan, iaitu 20-70% daripada pemendakan atmosfera. Sebagai contoh, peningkatan litupan hutan sebanyak 10% boleh menyebabkan peningkatan jumlah kerpasan tahunan sebanyak 10-15% [5]. Di samping itu, kira-kira 90% air yang masuk menyejat dari permukaan daun, dan hanya 10% digunakan untuk pemakanan tumbuhan. Kelembapan udara di zon tengah di hutan atau taman pada musim panas adalah 16-36% lebih tinggi daripada di halaman bandar. Ruang hijau juga menyumbang kepada peningkatan kelembapan udara di kawasan terbuka bersebelahan.

Hutan mengambil bahagian aktif dalam pertukaran gas, terutamanya dengan menyerap karbon dioksida dan membebaskan oksigen ke atmosfera. Fenomena semula jadi ini dipanggil fotosintesis. Jadi, sehektar hutan menyerap 8 kg karbon dioksida (H2CO3) sejam, yang dikeluarkan oleh 200 orang. Tahap penyerapan karbon dioksida dan pembebasan oksigen sangat bergantung pada jenis perladangan. Oleh itu, poplar Berlin adalah 7 kali, oak pedunculate adalah 4.5 kali, linden berdaun besar adalah 2.5 kali, dan pain Scots adalah 1.6 kali lebih cekap dari segi pertukaran gas Scotch spruce.

Hutan juga memainkan peranan penting dalam membersihkan atmosfera daripada habuk. Tumbuhan mengumpul zarah debu pada permukaan daun, dahan dan batang. Dalam kes ini, kesan pengumpulan sebahagian besarnya ditentukan bukan sahaja oleh suhu, kelembapan dan kelajuan angin, tetapi juga oleh spesies ladang. Jadi, konifer 30 kali, dan birch 2, 5 kali lebih banyak habuk daripada aspen. Kandungan habuk di taman bandar dan pinggir bandar adalah 1.5-4 kali lebih rendah daripada di zon perindustrian. Pengukuran telah menunjukkan bahawa habuk udara di bawah pokok adalah 20-40% lebih rendah daripada di kawasan terbuka bersebelahan. Semasa tempoh aktif kehidupan tumbuhan, satu pokok dewasa mengeluarkan dari udara: chestnut kuda - 16 kg, maple Norway - 28 kg, poplar Kanada - 34 kg habuk.

Hutan juga terlibat dalam membersihkan udara daripada kekotoran gas. Udara yang lebih sejuk, mencipta arus menegak, dan kelajuan angin yang lebih rendah di kawasan ruang hijau, menyumbang kepada pergerakan bendasing gas ke atmosfera atas. Ini membawa kepada penurunan bilangan mereka di zon ruang hijau sebanyak 15-60%. Spesies pokok yang berbeza mempunyai rintangan yang berbeza terhadap pencemaran atmosfera sambil mengekalkan keupayaan mereka untuk menangkap kekotoran toksik dari atmosfera. Oleh itu, akasia putih menangkap sebatian sulfur dan fenol dari atmosfera, tanpa merosakkan dedaunannya dengan serius. Daripada (c) susulan menunjukkan bahawa sulfur dioksida merosakkan tumbuh-tumbuhan dengan teruk.

Berhampiran tumbuhan kimia, permukaan daun linden, birch dan oak dibakar sebanyak 75-100%, dan rowan - sebanyak 25-65%. Spesies pokok yang tidak tahan terhadap pencemaran atmosfera ialah: chestnut kuda, maple Norway, cemara dan pain biasa, abu gunung, ungu, akasia kuning, dll. Yang paling tahan ialah: poplar hitam, akasia putih, poplar berdaun besar, maple Pennsylvania, ivy biasa.

Tumbuhan merembeskan bahan aktif secara biologi (phytoncides), yang mempunyai aktiviti fisiologi yang tinggi dalam kuantiti yang kecil berhubung dengan kumpulan organisma hidup tertentu. Bahan aktif secara biologi membunuh bakteria patogen atau melambatkan perkembangan mikroorganisma. Keberkesanan bahan aktif biologi tumbuhan yang berbeza adalah tidak sama. Jadi, Atlas cedar menyebabkan kematian bakteria selepas 3 minit rembesan, ceri burung - selepas 5 minit, currant hitam - selepas 10 minit, laurel - selepas 15 minit.

Penyertaan kawasan hutan juga hebat dalam mengurangkan tahap bunyi dari lebuh raya pengangkutan dan perusahaan. Mahkota pokok daun luruh menyerap 26% tenaga bunyi kejadian, dan memantulkan serta menghilangkan 74%. Dua baris linden boleh mengurangkan tahap bunyi sebanyak 2, 5-6 kali, bergantung pada lebar jalur penanaman tanpa dedaunan dan 7, 7-13 kali, apabila tumbuhan itu dengan dedaunan. Tahap penebat bunyi bergantung pada spesies, ketinggian dan corak penanaman pokok dan pokok renek. Kebisingan pada ketinggian pertumbuhan manusia di jalan yang dibina dengan bangunan tinggi tanpa ruang hijau adalah 5 kali lebih tinggi daripada di jalan yang sama yang dibarisi pokok disebabkan oleh pantulan bunyi bising yang bergerak dari dinding bangunan.

Oleh itu, hutan memainkan peranan penting di planet ini dalam mengekalkan keadaan yang menggalakkan untuk kewujudan semua organisma hidup, termasuk manusia. Hutan sebagai ekosistem semula jadi mengambil bahagian dalam pembentukan iklim dan sedimen, mengekalkan komposisi gas atmosfera, menyediakan rumah dan makanan untuk banyak spesies dan bentuk tumbuhan dan haiwan. Walau bagaimanapun, hari ini terdapat masalah serius dalam pemuliharaan hutan.

Bahagian utama ekosistem hutan adalah di negara-negara seperti Rusia (809 juta hektar), Brazil (520 juta hektar), Kanada (310 juta hektar), Amerika Syarikat (304 juta hektar), China (207 juta hektar), Republik Demokratik Congo (154 juta hektar) [8].

Selain itu, yang paling berharga untuk mengekalkan keseimbangan ekologi di planet ini ialah taiga dan hutan tropika. Hutan tropika mempunyai kepelbagaian biologi yang agak tinggi, yang mengandungi sehingga 70-80% daripada semua haiwan dan tumbuhan yang diketahui sains. Menurut Jabatan Negara AS, kehilangan tahunan hutan adalah sama dengan empat kawasan Switzerland (41,284 km²) [9].

Untuk mewakili skala penebangan hutan, kawasan ini masih boleh dibandingkan dengan wilayah wilayah Moscow (44,379 km²). Sebab utama kemerosotan hutan adalah penebangan hutan yang tidak terkawal untuk tanah pertanian - 65-70% dan pembalakan - 19% (Rajah 7, 8, 9).

Kebanyakan negara tropika telah kehilangan lebih separuh daripada hutan semula jadi mereka. Sebagai contoh, di Filipina, kira-kira 80% daripada hutan telah ditebang, di Amerika Tengah, kawasan hutan telah berkurangan sebanyak 60%. Di negara tropika seperti Indonesia, Thailand, Malaysia, Bangladesh, China, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libya, Guinea, Ghana, kawasan hutan telah berkurangan sebanyak 50% [9].

Kesimpulannya, kita boleh mengatakan bahawa pemeliharaan dan peningkatan kawasan ekosistem hutan adalah tugas paling penting bagi manusia, pemenuhannya akan memastikan kelangsungannya dalam persekitaran semula jadi yang menggalakkan. Jika tidak, manusia tidak akan bertahan, kerana hanya pembangunan harmoni tamadun duniawi dengan alam semula jadi yang memberi peluang untuk kehidupan dan pembangunan manusia secara keseluruhan.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.