Мы так привыкли видеть лес на горизонте, гулять по тропинкам и дышать воздухом, пропитанным запахом хвои и трав, что забываем о его хрупкости и значимости. Сплошные рубки, пожары, рекреационная нагрузка... и с каждым годом лесов становится всё меньше.
Лес – один из важнейших видов природных богатств, он играет значительные роли в жизни человека.
Лесные экосистемы в большой степени влияют на климат, наличие чистой воды, чистого воздуха, защищает сельскохозяйственные земли, обеспечивает места для комфортного проживания и отдыха людей, сохраняет разнообразие живой природы. Лес является крупнейшим накопителем солнечной энергии и биологической массы, одним из источников кислорода на земле. С лесами связано существование основной доли биологического разнообразия Земли. Примерно для трех четвертей всех видов растений, животных и грибов, существующих на нашей планете, леса являются главной средой обитания.
Вторая роль лесов для человека – экономическая или ресурсная.
Третья роль – социальная. Лес - часть той культурно-исторической среды, под воздействием которой формируются культура и обычаи целых народов, источник работы, независимости и материального благополучия значительной части населения, особенно тех, кто живет в деревнях и поселках вблизи леса.
Для человечества в целом одинаково важны все три роли леса, но для каждого конкретного человека, в зависимости от того, где он живет и чем он занимается, та или иная роль леса может играть большее или меньшее значение.
Влияние на лесные экосистемы деятельности человека, прямо или косвенно вызывающее их изменение называется антропогенным воздействием на лес. Чаще всего оно имеет отрицательный характер и с каждым годом его интенсивность увеличивается. К прямому антропогенному воздействию относятся: сплошная рубка, пожары и выжигание растительности, уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов), усиливающийся пресс туризма. Косвенное воздействие представляет собой изменение условий обитания в результате промышленного загрязнения воздуха, воды, примeнения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).
В этой статье мы остановимся на прямом антропогенном воздействии на лесные экосистемы. Из них сплошные рубки и пожары – основные факторы трансформации структуры, функций и динамики лесов.
Сплошные рубки относятся к числу наиболее мощных факторов, воздействующих на лес и приводящих к негативным последствиям. Рубка с использованием агрегатной техники сопровождается уничтожением растительности всех ярусов, глубокими изменениями строения почвы, ухудшением ее лесорастительных свойств. Возникают эрозионные процессы, активно выщелачиваются элементы питания, разрушается и вымывается органическое вещество почв. Ухудшается качество воды лесных водотоков и водоемов. Изменение лесных местообитаний влияет на соотношение численности и размещение различных видов зверей.
На слайде показана схема естественного восстановления лесной растительности после сплошной рубки на примере Среднего Урала. Происходит смена коренных сосновых лесов на производные растительные сообщества: березняки, осинники. Видовой состав растительности, формирующейся на вырубках, зависит от множества факторов: типа лесорастительных условий (географии, положении в рельефе, гидрологического режима и типа почв), от исходного коренного фитоценоза, от силы разрушающего воздействия и от вмешательства человека в восстановление экосистемы.
Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на естественные и антропогенные. Наиболее распространенными естественными причинами больших лесных пожаров обычно являются молнии. На сегодняшний день доля естественных пожаров составляет около 7%-8%, всё остальное происходит по вине человека.
В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные.
Низовой пожар распространяется по нижнему ярусу растительности. Пламя достигает 5-50 см и скорость 0,5-1 м/мин. Более устойчивы к огню сосна обыкновенная и лиственница. Толстая кора и способность по мере роста очищаться от нижних сучьев помогают им выживать во время низового пожара.
Устойчивый низовой пожар при засушливой ветреной погоде в насаждениях с низкоопущенными кронами (ель, пихта), в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте переходит в верховой пожар.
При низовых пожарах повреждается подрост, подлесок, кустарнички и другие растения нижних ярусов. Древостои при низовых пожарах страдают незначительно. Существенный ущерб наносится животным, птицам и насекомым. Уничтожается лесная подстилка, повреждаются поверхностные корневые системы деревьев. Происходят большие потери связанного азота и органического вещества, ухудшаются физических свойства почв.
Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми (ураганными) и устойчивыми (повальными). Ураганный пожар распространяется со скоростью от 7 до 70 км/ч. Возникают при сильном ветре. Опасны высокой скоростью распространения. При повальном верховом пожаре огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При повальном пожаре лес выгорает полностью.
При верховых пожарах образуется большая масса искр из горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а в случае ураганного пожара иногда за несколько сотен метров от основного очага.
Верховые пожары обладают большой разрушительной силой, они приводят к полной гибели древостоев и всех компонентов лесных биоценозов. Происходит смена коренных лесов производными растительными сообществами. Изменяется строение и свойства почвы, развивается эрозия.
На месте сгоревшего леса вначале буйствуют травы, особенно иван-чай, и кустарники, быстро растёт мелколесье из берёзы и осины, а через несколько десятков лет вырастает вторичный мелколиственный лес, большей частью одновозрастный, с преобладанием одного вида.
Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с возгоранием торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Пожар распространяется со скоростью до нескольких метров в сутки. При выгорании почвы под деревьями последние беспорядочно падают. Такие пожары чрезвычайно трудно погасить, что не в последнюю очередь связано с трудностью либо невозможностью доступа к очагу горения. Торфяники горят и в дождь и даже зимой.
Торфяные пожары создают опасность провала в прогоревший грунт (прогар) людей и техники. Торф медленно прогорает на всю глубину залегания, которая может достигать 6-8 и более метров. Выгоревшие места опасны проваливанием в них участков дороги, домов, машин или людей. В них длительное время после выгорания сохраняется высокая температура, поэтому провалившийся в районе торфяного пожара человек обречён.
Внешне деревья под тлеющими торфяниками выглядят целыми, но из-за тления корней деревья начинают неожиданно падать.
Жители ближайших населенных пунктов от места пожара мучаются от едкого дыма, заволакивающего все вокруг. В состав смога входит угарный газ, мелкие взвешенные частицы, бензол и другие продукты горения.
Стоит отдельно отметить, что восстановиться темнохвойно-лиственный лес может лишь через 150—200 лет, по некоторым данным, через 225—375 лет. Представить столь длительный период без вырубок и пожаров в нынешних условиях просто невозможно. Происходит смена коренных темнохвойно-лиственных лесов вторичными лесами. Схема, представленная на слайде ниже, наглядно демонстрирует сложность и поливариантность восстановления лесной растительности после воздействия разрушающего фактора. Восстановление экосистем может быть как естественным, так и антропогенным.
Люди искусственно высаживают саженцы сосны, ели или создают условия для быстрого заселения ценными древесными породами, т.е. занимаются лесовосстановлением.
Теперь поговорим о рекреационной нагрузке на лесные экосистемы, которая увеличивается с каждым годом. Туристы, особенно на машинах, портят траву, кустарники, деревья. Механическое воздействие вызывает уплотнение почвы и повреждает ломкие лесные травы. С уплотнением почвы деградирует состояние древесно-кустарниковой растительности, ухудшается питание деревьев, так как на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных – переувлажненной. Ухудшение питания ослабляет деревья, задерживает их развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост, особенно хвойных деревьев.
Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновление некоторых видов растений. Костер на 5-7 лет полностью выводит из строя клочок земли, на котором он был разведён. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения способствует заражению деревьев насекомыми вредителями.
Надеюсь, все мы будем помнить как важны и хрупки лесные экосистемы, и постараемся проявлять больше чуткости, отдыхая на природе.
В следующей статье рассмотрим косвенные антропогенные воздействия, поговорим о кислотных дождях и промышленных отвалах.