Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - 3.7.2. Лісові екосистеми та їх роль у біосфері й соціосфері

Серед усіх типів наземних екосистем найбільш поширеними і найціннішими є ліси. Запас рослинної маси в лісових екосистемах становить 82% фітомаси Землі, або 1960 млрд. т, а сукупний запас деревини перевищує 300 млрд. куб.м. Ліс, на відміну від багатьох інших органічних ресурсів - нафти, газу, кам'яного вугілля, а також неорганічних копалин, - відновлюваний природний ресурс.

У лісах планети зростає понад 10 000 видів дерев, чагарників і ліан, під наметом яких ростуть трав'яні рослини, мохи, лишайники, плауни, хвощі, папороті, гриби. Щороку в процесі фотосинтезу ліси виробляють величезну кількість (коло 100 млрд. т органічної маси) продуктів - кислот, смол, цукрів, вітамінів, фітонцидів тощо. З лісової сировини виробляють понад 200 тис. найменувань різних продуктів.

Під поняттям "ліс" розуміють "елемент географічного ландшафту, який складається з сукупності деревних, чагарникових і трав'яних рослин, біологічно взаємопов'язаних у своєму розвитку, які впливають один на одного і на зовнішнє середовище" (Сукачов, 1938). Основною класифікаційною одиницею в лісоводстві прийнятий тип лісу - ділянка лісу, або сукупність таких ділянок, які характеризуються спільними лісорослинними умовами, однаковим складом деревних порід і кількістю ярусів та аналогічною фауною, і потребують однакових лісогосподарських заходів за однакових економічних умов.

З екологічної точки зору, ліс - це наземна екосистема, у якій панівною рослинною життєвою формою є деревні рослини. Лісові екосистеми вирізняються серед екосистем суші найбільшими запасами біомаси, найскладнішою вертикальною й горизонтальною структурою, найбільшою просторовою потужністю, найвищим біотичним різноманіттям. Вони мають найвищу екологічну стійкість і справляють найбільший вплив на зовнішнє середовище, порівняно з іншими наземними екосистемами.

Характеристику лісових екосистем - їх площу, лісистість, запаси деревини в різних регіонах і країнах світу можна почерпнути з табл. 3.9 і додатку 3, в яких використані оцінки й облік лісів ФАО ООН (1974,1990) і введено наступні основні визначення.

Лісова площа - площа, зайнята деревами та чагарниками, яка використовується в лісогосподарських цілях. Вона включає громадські й приватні ліси, національні парки і заповідники, всі лісові культури і плантації, а також площі під дорогами, водотоками, лісові розсадники і невеликі відкриті ділянки, які не можна виділити за умовами топографічної зйомки. В лісову площу не включають міські парки і сади, плодові і ягідні насадження, технічні плантації, лісові пасовища.

Лісовкрита площа (аналогічне поняття - природні ліси) - природні лісові ділянки, зайняті деревами, зімкнутість крон яких понад 20%.

Рідколісся - лісові ділянки, на яких зімкнутість деревних крон становить 5-20% (наприклад, рідини в Євразії, савани в тропіках).

Прийнято виділяти кілька зональних типів лісової рослинності: хвойні ліси холодної зони (або тайгові), мішані (листопадні) ліси помірної зони, вологі і твердолистяні вічнозелені ліси теплого помірного поясу (субтропічні), а також тропічні-постійновологі вічнозелені (дощові), сезонно-вологі листопадні, сухі листопадні, пустинні та гірські ліси в тропіках.

Якщо вік більшості наземних екосистем не перевищує, як правило, кількох десятків тисяч років, то древність дощових тропічних лісів оцінюється в десятки мільйонів років. Існують докази, що тропічний ліс Малайзії, наприклад, існує коло 60 млн. років. Ця унікальна особливість тропічних лісів і тривалість біологічної еволюції в них багато в чому визначає їхні сучасні природні властивості і перш за все - неперевершену складність їх екосистем.

У тропічних лісах вже описані тисячі видів ссавців, птахів, земноводних і плазунів, сотні тисяч видів безхребетних тварин. При цьому вважається, що зараз відомо лише 15-20% всіх видів, що там мешкають, і що загалом у тропічних лісах мешкають не менше З млн. видів живих організмів. Для розуміння проблем охорони природи цього регіону слід підкреслити одну вкрай важливу особливість: види рослин і тварин тут можуть бути представлені на великих територіях незначною кількістю особин. Низька щільність популяцій підвищує їх вразливість до антропогенних впливів.

Унікальність тропічного лісу в біосфері визначається не лише безпрецедентним видовим різноманіттям (не менше 40-50% світового), але і його провідною роллю в життєво важливому для біосфери процесі поглинання двоокису вуглецю і виділення кисню. Ця роль зумовлена їх величезною фітомасою (у дощових лісах - в середньому 400-500 т/га) і чистою первинною продуктивністю (в середньому коло 30 т/га за рік). Розрахунки показують, що тропічні ліси постачають у атмосферу коло 30% річного надходження кисню (43% газообміну рослин суші).

Головна проблема тропічних вологих лісів нині полягає у страхітливо швидкому темпі їх зведення людиною як для отримання деревини, так і з метою сільськогосподарського освоєння території. Ще в 1950 р. тропічні ліси всіх типів займали площу коло 2400 млн. га, а тепер - в 1,5 раза менше (табл. 3.9). За даними ФАО на 1981 р., з 1935 млн. га всіх тропічних лісів світу лише 440 млн. га (23%) припадало на малозмінені первинні "пралісові" екосистеми, решту становили вторинні і антропогенно порушені ліси. Щороку коло 16 млн. га тропічних лісів зникає з поверхні Землі. Скорочення площі тропічних лісів - джерело найбільш великомасштабної небезпеки для органічного світу Землі: за деякими прогнозами міжнародних комісій, вже до 2000 р. було можливим зникнення до 1 млн. видів тварин і рослин. Іншими небезпечними наслідками знищення тропічних лісових екосистем можуть виявитися підвищення вмісту вуглекислого газу в атмосфері, зміна гідрологічного режиму водойм, локальні й регіональні зміни клімату (в бік більш посушливого), загальне зниження продуктивності й стабільності біосфери. Тим часом, жоден з виконаних у другій половині XX ст. великомасштабних проектів з освоєння тропічних лісів у країнах Південно-Східної Азії чи Південної Америки, не дав очікуваних економічних результатів, які врешті були зведені нанівець негативними екологічними наслідками (Горнунг, 1983).

Серед мішаних лісів помірного поясу особливим видовим багатством вирізняються далекосхідні ліси Євразії, ліси східної частини Північної Америки та деякі інші екосистеми, які виділяються своєю багатоярусністю.

Екосистеми широколистяних і мішаних лісів винятково багаті безхребетними тваринами і трав'яними рослинами. Багато видів тварин тут мешкають у кронах дерев і чагарників. У хвойних лісах значна частина безхребетних мешкає у підстилці. В типовому біогеоценозі європейського лісу налічується коло 3000 видів різних організмів.

Біомаса органічної речовини в екосистемах цієї зони в середньому становить 200-350 т/га, а чиста первинна продукція - в середньому коло 100 ц/га.

Великі простори, раніше зайняті лісами, зараз перетворені в сільськогосподарські та урбанізовані території. Зона широколистяних і мішаних лісів - одна з найбільш заселених природних зон світу, де антропогенними екологічними комплексами заміщено 40-50% площ природних екосистем. Це не могло не позначитися на збереженості тваринного і рослинного світу цієї зони, цілісності ландшафтів і великих екосистем, на долі численних біогеоценозів. Зокрема, більшість видів плазунів і земноводних, видів європейських метеликів перебувають під загрозою зникнення. У Середземномор'ї є ризик втрати коло 1500 видів рослин, 200 видів птахів, 12 видів ссавців, 36 видів плазунів і земноводних.

Значну небезпеку становить не лише небезпечне скорочення чи знищення окремих видів рослин і тварин, але й послаблення ґрунтозахисної, водоохоронної, газообмінної, кліматостабілізуючої та інших біосферних функцій лісів.

Щорічна заготівля деревини у всіх країнах світу в 70-х роках перевищувала 2,5 млрд. м3, а до 2000 p., за оцінками експертів ФАО (всесвітня організація з питань продовольства і сільського господарства при ООН - Food and Agriculture Organization), мала сягнути 4,5 - 5 млрд. м3. Таким чином, тенденція до збільшення обсягів добування й заготівлі природних ресурсів лісових екосистем зберігаєть-

Таблиця 3.9. Площі основних лісових екосистему регіонах світу за станом на 1990 р.

ся. І хоча способи й методи, техніка і технологія заготівлі сировини вдосконалюються, в багатьох районах світу площі лісів продовжують зменшуватися. Сильно постраждали ліси субтропічної зони Європи, Північної і Південної Америк, Тропічної Азії та Західної Африки. Величезну шкоду нанесено найбагатшим - тропічним лісам планети. Внаслідок знищення лісів, які регулюють водний і кліматичний режим на великих територіях, все більш руйнівною стає дія повеней, селів, водної ерозії, пилових бур і посух. Прослідковано безпосередній зв'язок між лісистістю і величиною поверхневого водного стоку. Вважається, що оптимальна лісистість на рівнині повинна становити приблизно 25-30% і в гірських районах - 50-70%. Велика роль лісів у відновленні кисню атмосфери. З'ясовано, що понад 60% біологічно активного кисню в кисневому балансі планети виробляють лісові екосистеми, решта 40% забезпечує рослинність морів, океанів і культурних агроекосистем. Ліс очищує повітря від пилу, осаджуючи його на поверхні листків і переводячи з потоками дощової води в грунт. За рік 1 гектар лісу може осадити з повітря 50-70 т пилу.

Лісові екосистеми регулюють інтенсивність сніготанення і рівень води в ріках, стабілізують склад атмосфери, значно знижують швидкість вітру, зберігають під наметом крон фауну й флору. Багато лісових рослин виділяють фітонциди, які пригнічують розвиток хвороботворних організмів і таким чином оздоровлюють довкілля. Ліс поглинає шуми, а перебування в ньому заспокоює нервову систему, сприяючи відновленню працездатності і гарного настрою.

Ліси - місця активного відпочинку й туризму. У світі з'явилися поняття "рекреаційні ліси" (ліси відпочинку) і "географія лісового туризму", збільшується кількість і площа національних та інших природних парків і заповідників (резерватів). Підраховано, що правильно організоване рекреаційне використання лісового масиву може дати у 10-20 разів більший економічний ефект, ніж вартість всього запасу деревини даної ділянки.

Ліси України займають площу 9,2 млн. га. Вважається, що в Україні збереглося майже 30% природної рослинності (18 млн. га), понад половина з якої - ліси. Найбільші лісові масиви зосереджені на Поліссі, в Лісостепу, Карпатах і Гірському Криму. В їх утворенні беруть участь понад 30 деревних порід, серед яких домінують сосна звичайна, дуб черешковий, смерека європейська, бук лісовий, береза повисла, вільха чорна, граб, ясен високий, ялиця біла.

Таблиця 3.10. Едафічва сітка Алексеева-Погребняка

У нашій країні прийнято використовувати систему класифікації лісових екосистем, яка враховує умови місцезростання і фітоценотичну структуру деревного та трав'яного ярусів.

Типи умов місцезростання визначаються за едафічною сіткою Алексеева-Погребняка (табл. 3.10).

Таблиця 3.11. Класифікація лісових екосистем

* - використано класифікацію рослинності Українських Карпат (Голубец, Малиновский, 1978).

** - едифікатор - вид, що створює специфічні умови існування для інших компонентів угруповання.

Домінуючі деревні породи борів і суборів - сосна, береза, осика; сугрудів і грудів - дуб, граб, ялиця, бук; липа; сирих і мокрих грудів - вільха, ясен. На конкретній лісовій ділянці тип умов місцезростання визначають за рослинами-індикаторами, перелік яких подається у спеціальних довідниках.

Основною екологічною класифікаційною одиницею лісу прийнята асоціація. Асоціації об'єднуються в групи асоціацій, а ті в свою чергу - в субформації формації(табл. 3.11).