Запасы и продукция фитомассы

В запасах биомассы суши преобладает фитомасса, а в запасах биомассы океана — зоомасса.

Запасы фитомассы суши оцениваются различными авторами в пределах 1,06–10 трлн.т.

В.И.Вернадский [1940] в планетарных запасах фитомассы главную роль отводил океану. Более поздними исследованиями это не подтвердилось. Запасы фитомассы океанов оцениваются в пределах 0,17–3,3 млрд. т. Из приведённых данных видно, что ныне существует представление, что доля океанов в общих запасах фитомассы Земли очень невелика: на порядок меньше, чем запасы фитомассы суши.

Запасы фитомассы суши представлены преимущественно лесами, на которые приходится 82% общих запасов, хотя занимают они лишь около четверти площади суши. По удельным запасам фитомассы на единицу площади первое место занимают тропические леса и особенно постоянно влажные (оцениваются в 440–500 т/га, а в Амазонии — до 1700 т/га). По удельным запасам фитомассы за тропическими влажными лесами идут субтропические лиственные леса (410 т/га), широколиственные леса умеренного пояса (370–400 т/га) и средняя и южная тайга (260–330 т/га) (рис.17).

Годичный прирост фитомассы по планете составляет около 232 млрд. т. Годичная продукция фитомассы суши оценивается в 100–172 млрд. т, а годичная продукция фитомассы океанов — в 50–60 млрд. т.

Рис. 17. Распределение фитомассы на суше

Наиболее высокий годичный прирост фитомассы дают в основном те же типы растительности, которые обладают наибольшими запасами фитомассы. Так, годовой прирост фитомассы влажных тропических лесов — 32,5 т/га, субтропических лиственных лесов — 24,5 т/га, широколиственных лесов умеренного пояса — 9–13 т/га. А прирост фитомассы средней и южной тайги (7–8,5 т/га) уступает приросту фитомассы умеренно засушливых степей (11,2 т/га).

Лесистость — степень облесённости территории, определяемая отношением лесопокрытой площади к общей площади какого-либо региона. Наряду с запасами фитомассы, лесистость также является показателем, отражающим в известной степени распределение основных ресурсов фитомассы.

Леса покрывают на планете площадь 4090 млн. га, то есть лесистость Земли составляет 27% всей суши. В Российской Федерации общая площадь земель занятых лесами, составляет 1178,6 млн. га, или 69% ее территории. Леса России составляют 22% лесов мира.

Значение лесов

Леса представляют собой лёгкие планеты, поскольку лесные формации являются самой мощной фабрикой фотосинтеза: 1 га леса может поглотить за год углекислого газа 5–10 т и выделить кислорода 10–20 т. Если раньше, в 30–50-х годах, на долю лесов в пополнении кислородного баланса планеты отводилось только 30%, то теперь, как считает академик А.П.Виноградов, — леса дают более 60% биологически активного кислорода, остальные примерно 40% дают растения морей и океанов и культурная растительность полей и садов. Лес очищает воздух от пыли, осаждая её на поверхности листьев и переводя с потоками дождевой воды в почву. 1 га леса за год может осадить из воздуха 50–70 т пыли. В этом плане буковые леса проделывают большую работу. Если сосновые или еловые насаждения в год перехватывают 32–36 т пыли, дубовые — до 50–55 т, то буковые — до 70 т.

Велико значение лесов в поддержании гидрологического режима рек, в смягчении климата (снижаются морозы, умеряются жара и ветры), в предупреждении водной и ветровой эрозии. В.В.Докучаев считает, что лес — надёжный собиратель и рачительный распределитель влаги. Учёными установлено, что на безлесной площади поверхностный сток составляет 65% годовой суммы осадков (осадки стекают по уклонам рельефа и часто вызывают эрозию почв), при лесистости 10% поверхностный сток составляет 25% годовой суммы осадков, при лесистости 20% уменьшается до 14%, при лесистости 40% снижается до 8–9%, а при 100% (когда площадь сплошь занята лесом) составляет только 5%.

Лес позволяет управлять природным круговоротом веществ и энергии. Для леса характерны особые закономерности плодородия и водного режима почв, в нём создаются свой микроклимат, свой круговорот органических и минеральных веществ, особые условия жизни животных и микроорганизмов. Если различны условия среды (почвенные, гидрологические, климатические), то различны и лесные фитоценозы. Леса тропиков вовлекают в круговорот в 3–4 раза больше химических элементов, чем леса умеренных широт; они поглощают из атмосферы около четверти поглощаемого всей наземной растительностью углекислого газа и насыщают воздух таким количеством влаги, что их гибель равнялась бы потере одного океана пресной воды. 1 га тропического леса производит кислорода вдвое больше, чем леса других широт (рис.18).

Рис.18. Круговорот вещества и энергии в лесной экосистеме

Лесной фитоценоз состоит из нескольких ярусов растительности, которые образуют древостой, подлесок, подрост и живой напочвенный покров. Количество ярусов в лесу может быть различным. В тропическом влажном лесу бывает до 12 ярусов. В лесах тропиков сосредоточена половина всех видов земной флоры и фауны. Уничтожение тропических лесов приводит к распространению многих болезной, ибо они вырабатывают «витамины атмосферы» — фитонциды, несколько десятков килограмм которых хватает на уничтожение всех микробов города средних размеров.

Лес имеет разнообразное сырьевое значение. Кроме основного вида сырья — древесины, лес поставляет продукты технического, лекарственного и пищевого значения. Только из древесины получают свыше 20 тысяч видов материалов, веществ и соединений. Лес нужен в строительстве и мебельной промышленности, из древесины производят бумагу, музыкальные инструменты и т.д. Трудно перечислить все продукты, которые даёт химическая переработка древесного сырья: искусственный шёлк, спирт, синтетический каучук, скипидар, уксусная кислота, ацетон, формалин, пищевые и кормовые дрожжи, корд для автопокрышек, целлофан и многое другое.

Лес обеспечивает плодородие почвы, способствует переводу осадков в почву и грунтовые воды, регулирует гидрологический режим водосборных бассейнов рек. Лес способствует улучшению климата прилегающих полей, уменьшает на них испарение влаги и способствует повышению урожаев сельскохозяйственных культур. Он создаёт нормальные гигиенические условия для жизни человека, обеспечивает пищей животных, создаёт им благоприятные условия обитания.

Лес сформировал озоновый экран, предохраняющий человека и животных от ультрафиолетовых лучей. Из всех элементов живой природы лес — наиболее мощный фактор усиления биологической продуктивности ландшафта благодаря улучшению структуры почвы, её водного режима и микроклимата. Тропические леса играют также важную роль на биологическом уровне организованности биосферы, они обеспечивают биогеохимический процесс планетного значения.

В России существует следующее экономическое подразделение лесов на группы.

Леса первой группы — особо важные, защитные, заповедные леса, курортные, пыле- и почвозащитные, зелёные зоны вокруг городов, защитные полосы вдоль железных и шоссейных дорог. Их площадь на 01.01.2003 г. составляет 254,2 млн. га, или 22,4% общей площади. В этих лесах запрещена рубка главного пользования и разрешены только лесовосстановительные рубки для удаления перестойных и усохших деревьев.

Леса второй группы — водоохранные леса. В России они занимают площадь 65,1 млн. га, или 5,8%. Рубки главного пользования разрешены в объёме, не превышающем объём годового прироста. Система рубок направлена на формирование на их месте высокопродуктивных древостоев.

Леса третьей группы — леса промышленного использования Севера, Урала, Сибири, Дальнего Востока. Они занимают площадь 812,9 млн. га (71,8% площади лесов РФ). Являются основным объектом лесозаготовок и поставляют необходимое количество древесины народному хозяйству. Допускаются все виды рубок, но преобладают сплошные концентрированные лесосеки.