ГЛАВА 6. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ
Роль растений в природе и жизни человека
Значение растительности в природе и жизни человека велико и разнообразно. Зеленые растения благодаря фотосинтезу и выделению кислорода обеспечивают существование жизни на Земле. Фотосинтез - сложный биохимический процесс, в котором растения посредством зеленого пигмента хлорофилла, используя энергию солнечного света, синтезируют богатые энергией органические вещества из диоксида углерода и воды. В результате происходит преобразование солнечной энергии в энергию химических связей. Растения - продуценты органических веществ в биосфере, они служат основой трофических пирамид, обеспечивая существование всех других организмов.
Фотосинтез в растениях протекает на Земле повсеместно, поэтому суммарный его эффект колоссален. По приблизительным подсчетам, растительный покров суши ежегодно ассимилирует 20 - 30 млрд т углерода (по другим данным, от 10 до 100 млрд т), примерно столько же углерода потребляет фитопланктон океанов. В течение 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и воде. Ежегодно растения Земли образуют около 177 млрд т органических веществ. Из них 122 млрд т приходится на растительность суши (в том числе 70 млрд т - на леса) и 55 млрд т - на растительность Мирового океана. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 100 раз превышает выработку энергии всеми электростанциями мира. Диоксида углерода, содержащегося в атмосфере, хватило бы только на 300 лет, если бы он не выделялся при дыхании животных и растений. При фотосинтезе происходит еще один важнейший для биосферы процесс - фотолиз воды. В результате его выделяется кислород, которым дышат все живые организмы. Весь кислород атмосферы проходит через живое вещество примерно за 2000 лет. Растения используют и разлагают всю воду нашей планеты в течение одного миллиона лет (Клауд, Джибор, 1972).
За миллиарды лет растения синтезировали огромное количество органических веществ, часть которых сохранилась до наших дней в виде залежей нефти, природного газа, каменного угля, горючих сланцев, торфа. Количество углерода, запасенного только в виде угля и нефти, примерно в 50 раз превышает его количество во всех живых организмах. Все это показывает, что фотосинтез - великий космический процесс, коренным образом преобразующий лик планеты.
В состав молекул органических веществ входят (помимо углерода, водорода и кислорода) атомы азота, серы, фосфора и других элементов: магния, железа, меди, кобальта и т. д. Они извлекаются растениями из почвенных растворов и вовлекаются в круговороты важнейших химических процессов.
Минеральные соли неминуемо должны были бы вымываться из поверхностных слоев почвы, но растения постоянно забирают из нее часть минеральных веществ, которые затем частично попадают в организмы животных. После смерти растений и животных минеральные вещества возвращаются в почву, откуда они снова потребляются растениями. Таким образом, в результате этого малого, или биологического, круговорота веществ растения постоянно поддерживают присутствие минеральных солей в почве, что очень важно для ее плодородия. Это свидетельствует об огромной роли растений в круговороте веществ и потоков энергии в природе. Растительность воздействует на климат, почву, животный мир и другие компоненты биосферы, с которыми они тесно взаимосвязаны. Растения оказывают смягчающее влияние на климат, в частности, в атмосферу они поставляют более 90% воды, испаряемой сушей.
Велико значение растительности в жизни человека. Она создает необходимую среду для жизни людей и разводимых ими животных, служит неиссякаемым источником разнообразных пищевых продуктов, технического и лекарственного сырья, строительных материалов и т. д. Многие виды растений человек использует в различных технологических процессах (пивоварении, хлебопечении, очистке сточных вод и т. д.).
Отрицательная роль растительности - это появление сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах; зарастание водоемов, ведущее к возникновению летних заморов рыбы в озерах; случаи вредного воздействия на человека (аллергические заболевания, отравления) и народное хозяйство (обрастание судов, зарастание дорог, обрабатываемых земель и т.д.). Однако отрицательное воздействие растительности на человека несравнимо с ее положительной ролью. Оно чаще всего связано с нерациональным использованием растений, незнанием закономерностей развития и взаимоотношений растительных сообществ, а также с непредсказуемостью возможных последствий вмешательства человека.
Из всех растительных ресурсов планеты самое важное значение в жизни природы и человека имеют леса. Они больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и раньше всего стали объектами охраны.
Лес как важнейший растительный ресурс планеты
Леса, в том числе посаженные людьми, покрывают около трети поверхности суши. Площадь их немногим более 40 млн км2. Это широкий пояс тайги в Северном полушарии, смешанные и лиственные леса умеренного пояса, вечнозеленые субтропические и влажные тропические леса. Большая часть лесов приходится на тропики; тайга и лесотундра составляют 32 %, смешанные и лиственные леса умеренного пояса - 17%. На планете 30% хвойных и 70% лиственных лесов.
Лесной покров оказывает воздействие на все компоненты биосферы, играет огромную средообразующую роль. Леса влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, подземный и поверхностный сток, формируют и сохраняют почвенный покров, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров взаимосвязан с климатом: он уменьшает силу ветра, смягчает высокие и низкие температуры, аккумулирует влагу. Обеспечивая круговорот веществ и потоки энергии, леса стабилизируют динамическое равновесие в биосфере. Они образуют весьма продуктивные растительные формации. Доля лесов в глобальной продуктивности фотосинтеза оценивается в 70 млрд т сухого органического вещества в год, что составляет 65 % годовой биологической продукции суши и 42 % биосферы.
Лес широко используется в разных отраслях народного хозяйства. Ни одна отрасль не может развиваться без применения лесных материалов. Лес служит источником различных химических веществ, получаемых при переработке древесины, коры, хвои. Из этого универсального сырья можно изготовить свыше 15-20 тыс. изделий и продуктов. Почти половина всей потребляемой в мире древесины пока расходуется на топливо, а треть идет на производство строительных материалов.
Лес поставляет техническое и лекарственное сырье, пищевые продукты, живицу и т.д. Мировая заготовка леса составляет 121 млрд м3/год. Дефицит древесины уже остро ощущается во многих промышленно развитых странах.
В последние десятилетия все большее внимание уделяется санитарно-гигиенической, бальнеологической и рекреационной роли лесов. В некоторых регионах мира «несырьевые» функции леса отодвинули на второй план значение лесных территорий как лесозаготовительной базы. В России леса тоже стали широко использоваться как несырьевой ресурс. Это зеленые зоны городов, природные или национальные парки, курортные зоны.
Общеизвестно благотворное влияние сосновых боров на больных туберкулезом, вызываемое дезинфицирующими свойствами терпенов. Древесные насаждения в городах поглощают из воздуха избыток диоксида углерода и восстанавливают в нем необходимый для жизни кислород. Они служат хорошим фильтром - в парках количество пыли бывает в десятки раз меньше, чем на улицах города. Листья и цветы деревьев выделяют фитонциды, многие из которых обезвреживают городской воздух, убивают вредные микроорганизмы, задерживают развитие возбудителей инфекций, предупреждая распространение инфекционных заболеваний. Зеленые насаждения хорошо поглощают звуки, способствуют борьбе с шумом. Неоценимо психологическое воздействие леса на человека.
Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия
Сведение лесов началось на заре развития человечества и продолжается в настоящее время. Деревья рубят и сжигают для получения тепла, для расчистки участков под пастбища и пашни. С совершенствованием хозяйства и ремесел лес стал использоваться не только как топливо, но и как строительный и поделочный материал. По мере развития человеческого общества, когда потребность в древесине и других продуктах леса быстро возрастала, усиливалась и эксплуатация лесов. Особой силы она достигла в эпоху капитализма с его высокоразвитой техникой и частной собственностью на землю. Наиболее сильно пострадали мировые лесные ресурсы с наступлением промышленно-технической революции. За последние 10 тыс. лет на земном шаре сведено 2/3 всех лесов, причем в наиболее населенных регионах. За историческое время колоссальная площадь в 500 млн га превратилась из лесов в бесплодные пустыни (Рябчиков, 1980). Степень сокращения лесистости можно видеть на примере бассейна р. Оскол (рис. 12).
Человек потребляет в год не более 1 % биологической продукции биосферы. Однако объемы заготовок древесины местами доведены до предельных возможностей лесопользования. Леса уничтожают гак быстро, что площади вырубок значительно превышают территории посадок. К настоящему времени в зоне смешанных и широколиственных лесов сведено до 50% их первоначальной площади, в зоне средиземноморских субтропиков - 80, муссонных лесов - 90, а на Великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее 5 % лесов. Быстро сокращаются площади первичных лесов в Западной Африке, Юго-Восточной Азии, Центральной Америке; несколько меньшими темпами - в Центральной Африке и бассейне Амазонки. В зарубежной Азии ежегодно вырубается 15 млн га, в Южной Америке 10 млн га. Деградируют влажные тропические (около 6 га/мин) и муссонные леса, сокращается их площадь. Если в Таиланде в 1960-е годы они занимали половину всей площади лесов, то сейчас - меньше четверти. Высказываются опасения, что при таких темпах они полностью исчезнут в XXI столетии. Вырубленные участки сель вы не восстанавливаются, на их месте развиваются малопродуктивные кустарниковые формации, а при сильной эрозии происходит опустынивание.
Говоря о судьбе тропических лесов, нужно отметить, что, по мнению экспертов, в районах с быстрыми темпами вырубки практически все первичные леса будут неузнаваемо изменены в ближайшие десятилетия. Преобразование же всех лесов тропиков при современном их использовании завершится в начале XXI в. По предварительным подсчетам, в первые десятилетия XXI в. общая площадь лесов сократится до 50 % их нынешнего состояния. Резкое сокращение лесов на планете вызвало тяжелые последствия: обмеление рек и озер, разрушительные наводнения, эрозию почв, селевые потоки, изменение климата.
Сокращение водоносности рек и высыхание озер под влиянием рубки лесов известно с давних пор. Известно, что обезлесение Сицилии и других средиземноморских стран резко сократило водоносность рек еще в античное время. Сейчас обмеление рек и озер - широко распространенное явление во многих странах мира. Оно отрицательно сказывается на рыбных запасах и сельском хозяйстве.
Другим последствием истребления лесов является рост частоты и мощности наводнений. Особенно часто они бывают в Китае, Индостане, Северной и Южной Америке, Западной Европе. О разрушительной силе наводнений дают представление следующие примеры. В 1927 г. во время наводнений в долине Миссисипи были причинены убытки более чем на 300 млн долл., утонули 250 человек, погибло около 1,5 млн голов скота. В 1931 г. в Китае разлившиеся реки затопили 16 провинций, погибло много людей, уничтоженных сельскохозяйственных продуктов хватило бы на прокормление 18 млн человек до нового урожая.
Вырубка лесов в горах приводит к возникновению катастрофических селевых потоков. Особенно губительным последствием вырубки лесов является эрозия почв, которая широко распространена на земном шаре и стала бичом сельского хозяйства. Наконец, уничтожение лесов на обширных территориях ухудшает климат, делает его более сухим и континентальным, способствует аридизации территорий, быстрому опустыниванию, распространению суховеев.
Рис. 12. Изменчивость растительности и гидрографической сети в верховьях р. Оскола: слева - в начале XVII в., справа - в середине XX в.: 1 - леса; 2 - степи; 3 - боровая растительность;
4 - сельскохозяйственные поля и пустоши
Дата добавления: 2020-05-20; просмотров: 1151;