РАСТИТЕЛЬНЫЙ МИР

1Роль растений в природе и жизни человека:

Чем глубже изучает человек природу, тем яснее становится огромная роль растений. Растения распространены почти повсеместно на нашей планете: они встречаются в холодных пустынях Арктики и Антарктиды и в горячих источниках с температурой около 70°С; некоторые растительные организмы проникают до 100 м в глубь земной коры (встречаются даже на глубине 2-3 км) и в атмосферу на высоту 10-12 км (в виде спор); некоторые водоросли проникают в толщу морских глубин до 200-250 м (бурые и красные водоросли). Таким образом растительные организмы достигают более широкого, чем животные, распространения. Поэтому именно они определяют границы биосферы (Биосфера - область распространения жизни на Земле).
Растения первыми поселяются там, где отсутствует всякая жизнь. В Антарктиде, например, на свободной от льда поверхности растут мхи и лишайники.
Велика роль растений в жизни нашей планеты. Одни растения способны создавать и накапливать огромную массу органических веществ (автотрофные растения), другие - разрушают их (гетеротрофные растения), возвращая в почву минеральные вещества, необходимые для питания зеленых автотрофных растений. Так совершается круговорот веществ в природе.
Автотрофные растения синтезируют органические вещества из неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей), используя лучистую энергию Солнца. Эта энергия поглощается пигментом (у зеленых растений - хлорофилл, у других окрашенных растений - каротиноиды или фикобилины) и используется в процессе сложных биохимических реакций, приводящих к образованию органических веществ. В органических веществах накапливается преобразованная солнечная энергия в виде потенциальной энергии химических связей. Этот сложный процесс получил название фотосинтеза. Упрощенно его можно записать в виде уравнения реакции:

                     νh 6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ - 2830 кДж

Образовавшаяся глюкоза в дальнейшем превращается в более сложные углеводы, жиры, а после присоединения азота, который поступает в растения из почвы в виде неорганических солей, синтезируются белки и другие сложные вещества. В процессе фотосинтеза выделяется свободный кислород, необходимый для дыхания всех живых организмов.
К автотрофным организмам относят высшие зеленые растения, водоросли и окрашенные виды бактерий {бактерии и актиномицеты (лучистые грибки) условно могут быть отнесены к растениям}. Все они синтезируют органические вещества при помощи лучистой световой энергии и поэтому их называют фототрофными организмами или фототрофами. Бактерии, способные создавать органические вещества из неорганических за счет энергии, освобождаемой при окислении этими бактериями неорганических веществ, называют хемосинтетиками или хемотрофными. Вероятно, хемотрофный способ питания - наиболее древний.
Гетеротрофные растения питаются готовыми органическими веществами, которые присутствуют в окружающей среде, и строят их них органические вещества своего тела. Эти растения не имеют хлорофилла в теле. К ним относят некоторые высшие растения, грибы и большинство бактерий. Среди гетеротрофных растений различают растения-паразиты и сапрофиты. Растения-паразиты живут на теле или в теле другого организма и питаются за его счет. Это грибы, вызывающие болезни высших растений (мучнистая роса, ржавчина, головня и др.), и некоторые бесхлорофилльные высшие растения (заразиха, повилика). Сапрофиты питаются органическими веществами из разлагающихся трупов животных и растений. Сапрофитные грибы и бактерии играют огромную роль в почвообразовательном процессе, расщепляя (минерализуя) органические остатки до простых неорганических соединений. В атмосферу выделяется углекислый газ, а в почву попадают минеральные вещества. У растений встречается и смешанный способ питания (миксотрофный). В этом случае растения могут сами создавать органические вещества, так как имеют зеленую окраску, но частично способны питаться и за счет других организмов (омела, росянка).
В повседневной своей деятельности человек также разрушает органические вещества, используя освобождающуюся при этом энергию (при сжигании торфа, угля, нефти, газа). Дыхание живых организмов (тот же процесс горения) приводит к образованию простейших минеральных веществ с выделением углекислого газа. Дыхание растений - процесс, по конечным результатам обратный фотосинтезу:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 2830 кДж

Таким образом, фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями, является источником возникновения и существования всего живого на нашей планете. К. А. Тимирязев, посвятивший всю свою жизнь изучению процесса фотосинтеза, постоянно подчеркивал эту поистине космическую роль маленького зеленого листа. Он очень ярко описал значение использованного растением солнечного света для физиологических процессов, происходящих в теле человека: "Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу… В той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы, и вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь приобретает форму явной силы. Этот луч солнца греет нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу" (Тимирязев К. А. Жизнь растения).
Не менее важна роль растений как образователей леса, луга, степи и других растительных сообществ. При этом создаются не только разнообразные ландшафты Земли, но и определенные отношения между жизненными формами растений и животных, их приспособленность к определенным физико-химическим условиям среды.

---

2Лес важнейший ресурс планеты;

Лес - богатство природы, значение которого трудно переоценить. Помимо огромного и разнообразного экономического значения, лес выступает как крайне важный географический фактор, оказывающий большое влияние на другие типы ландшафтов и на биосферу в целом. Лес называют зеленым золотом, имея в виду его особую ценность и универсальное экономическое значение. Он является источником древесины, пищевого, технического и лекарственного сырья. Исключительно высока экологическая роль леса. Он является одним из важнейших регуляторов круговорота влаги на Земле, предотвращает водную и ветровую эрозию, поддерживает плодородие почвы, препятствуя смыву и образованию оврагов, сдерживает движение песков, смягчает последствия засух. Ныне лес рассматривается как ведущий фактор энерго- и массообмена на Земле. Лесной покров планеты - единая глобальная система мирового леса, являющегося важнейшим компонентом биосферы в целом. Не менее важна водоохранная роль леса. Он способствует переводу атмосферных осадков в почву и грунтовые воды, регулируя тем самым гидрологический режим рек.

3Антропогенное воздействие на леса:

Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин — деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства. Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся:

• сплошная вырубка лесов;

• лесные 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 — это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов). В XVII в. на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км², к 1970 г. их осталось не более 1,5 млн км². В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше — первые сотни лет . Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается и в других странах мира. По данным ФАО (сельскохозяйственная программа ООН), обезлесение только на засушливых землях происходит на 4 млн га в год, из которых 2,7 млн га приходится на Африку. Лес здесь рубят в основном на дрова, поскольку спрос на топливную древесину постоянно растет. Достаточно отметить, что 82% всей энергии, используемой в восьми странах Сахели (Африка), дает древесина. В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса — древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн га в год. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. По данным на 1992 г., в Восточной и Западной Африке уничтожено 56% лесов, а в отдельных районах до 70%; в Южной Америке (главным образом в бассейне Амазонки) — 37 %, в Юго-Восточной Азии — 44% от первоначальных площадей. Их выжигают ради расчистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник древесного топлива, выкорчевывают при неправильном ведении системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектростанций, и т. д. Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, например, во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961—1975 гг.).

---

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушливый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, например, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади лесных пожаров сократились. Однако и на сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. Значительные лесные пожары наблюдались в 90-е гг. в Якутии и Магаданской области, в центральной и северо-западной части Европейской России. Только в 1997 г. зарегистрировано более 31 тыс. пожаров, охвативших более 726 тыс. га лесной площади. В последние годы значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение. По подсчетам ученых, общая площадь лесов, пораженных в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в Челябинской области и в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне составила более 3,5 млн га. Помимо лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнут при воздействии загрязняющими веществами, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

4Причины сокращения лесных ресурсов:

Состояние лесов в мире нельзя признать благополучным. Леса интенсивно вырубаются и далеко не всегда восстанавливаются. Ежегодный объём рубок составляет более 4,5 млрд. м3. Особенно тревожит мировую общественность проблема лесов тропической и субтропической зон, где вырубается более половины мирового объёма годичной лесосеки. Уже деградировало 160 млн. га тропических лесов, а из вырубаемых ежегодно 11 млн. га восстанавливается плантациями лишь десятая часть. В условиях все возрастающей урбанизации, роста населения городов и промышленных центров усиливается стремление людей к отдыху на лоне природы – в лесах и других естественных зонах отдыха. Оздоровительный эффект леса велик и при кратковременном пребывании в нём: наблюдается улучшение деятельности сердца, углубление дыхания, снижение возбудимости коры головного мозга, при этом улучшается настроение, восстанавливается работоспособность. Многие лесные массивы, в первую очередь пригородные леса, превратились в места массового отдыха. Однако следствием стремления к загородному воздуху стал большой экологический ущерб, который наносят природе отдыхающие. В сферу реакции попадают всё новые лесные территории, рекреационные нагрузки растут, вызывая ухудшение качественного состояния леса, а в некоторых случаях и его полную деградацию. Снижаются санитарно-гигиенические, водоохранные и почвозащитные функции природных лесов, теряется их эстетическая ценность. Совершенно очевидно, что для лесов, более или менее активно используемых для отдыха, нужны определённые режимы ведения хозяйства, специфические формы организации территории и регулярный контроль за их состоянием. В процессе эволюции общества менялись характер и масштабы воздействия человека на лес, как и на природу в целом. По подсчётам, занимаемая площадь лесами за исторический период сократилось в 2 раза. Некоторые леса подвергались особенно сильному воздействию: уже сведено 40-50% первоначальной площади смешанных и широколиственных лесов, 85-90% - муссонных, 70-80% - средиземноморских сухих. На великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее5% лесов. Темпы рубки лесов не замедляются: ежегодно их площадь сокращается на 200 тыс. км². Особую тревогу вызывает состояние тропических лесов, образно выражаясь «лёгких» нашей планеты, которые вырубаются со скоростью 15-20 га в минуту (этот вопрос более подробно будет рассмотрен далее).

---

Леса России также подвергались интенсивному уничтожению. Только в Европейской части с конца XVII по начало ХХ столетия было уничтожено около 40 млн. га леса. В результате лесистость снизилась с 50% до 33%, или в полтора раза. Площадь лесов, подвергающихся рекреационной нагрузке, в России и странах СНГ составляет 320-400 тыс. км². На данной территории происходит существенное нарушение экосистем леса, экологических связей. Снижается лесистость территорий. Избирательность вырубок сказывается на породном составе леса. В наших лесах это приводит к снижению доли хвойных пород. Самый страшный враг леса – огонь. Пожар сравнивают с эрозией почвы, и это правильно. Эрозия – бич земледелия, пожар – бич лесов. В 90-х годах ХХ столетия на территории России ежегодно возникало до 30 тыс. пожаров, охватывающих 2 и более млн. га. Большой ущерб лесным ресурсам наносит переувлажнение почвы, подтопление в результате строительства ГЭС (особенно в равнинной местности), водохранилищ, шоссейных и железных дорог и т. д. Гибель лесов по этим причинам можно наблюдать практически во всех областях России. Промышленные предприятия, выбрасывая в атмосферу, воду, почву различные химические соединения, вызывают угнетение и гибель деревьев, кустарников. Значительный ущерб лесам, растительности лугов и пастбищ наносит повышенное содержание в воздухе свинца, особенно вблизи крупных автомагистралей с интенсивным автомобильным движением, приводящее к накоплению его в тканях и как следствие вызывает угнетение, а нередко гибель. Наиболее негативно влияющие на леса виды антропогенного загрязнения природы - кислотные дожди. Об их интенсивности можно судить по выпадениям серы. Наиболее высокими показателями характеризуются окрестности. Вредным для лесной растительности является пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород. От их действия забиваются устьица, разрушается хлорофилл, а на поверхности образуется корка. Леса, часто посещаемые туристами, настолько основательно захламляются консервными банками, бутылками, тряпками, бумагой и т. д., несут следы больших и малых ран, что это отрицательно сказывается на естественном лесовозобнавлении. Несут и везут букеты цветов, ветки зелени, деревьев, кустарников. Спрашивается, что же будет, если каждый из приходящих в лес сорвёт только по одной ветке, одному цветку? И не случайно после ряда лет браконьерского отношения к природе в наших, особенно пригородных, лесах не стало многих когда-то в изобилии растущих растений, кустарников и деревьев. Весной десятки тысяч горожан устремляются в леса за черёмухой, сиренью. Не удовлетворяются скромными букетами. Охапки, веники, зачастую на крышах автомобилей. Как тут не позавидовать тонкому вкусу японцев, которые считают, что букет испорчен, если в нём более трёх цветков.

---

5Рекреационное значение лесов:

Рекреационное лесопользование имеет огромное значение для повышения ресурсного потенциала общества. Однако следствием стремления к загородному отдыху стал заметный экологический ущерб, который наносится природе отдыхающими. Рекреационные нагрузки на лесных территориях растут, вызывая ухудшение качественного сосояниялеса, а в некоторых случаях и его полную деградацию. Снижаются санитарно-гигиенические, водоохранные и почвозащитные функции природных лесов, теряется их эстетическая ценность.
Лесам наносят ущерб туристы (портят деревья, кустарники,траву), автомашины. 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 разложен. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения способствует заражению деревьев насекомыми вредителями. В связи с создавшейся ситуацией установлены предельно допустимые рекреационные нагрузки на лес. Рекреационные нагрузки подразделяются на безопасные (включающие как низкие, так и предельно допустимые), опасные, критические и катастрофические.
Безопасной можно считать нагрузку, при которой в природном комплексе не происходит необратимых изменений, не утрачивается восстановительная сила. Предельно допустимая рекреационная нагрузка приводит природный комплекс к порогу устойчивости.
Если природный комплекс переходит порог устойчивости, рекреационная нагрузка считается опасной. Критическим считаются нагрузки, при которых резко угнетается растительное сообщество. Катастрофические нагрузки вызывают нарушение связей как между природными комплексами, так и между их составными частями.
Исходя из этого, можно сказать, что особенно тяжелые рекреационные нагрузки испытывают леса городских поселений, как естественные ,так и высаженные. Например, для города Уфы, который занимает первое место в Западной Европе по количеству естественных лесов в черте города, часто характерна опасная, а в некоторых районах и критическая степень нагрузки на лесной массив. Один из наиболее подверженных лесных массивов города – Парк Лесоводов Башкирии.

6Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок:

При правильном ведении лесного хозяйства рубки на отдельных участках должны повторно проводиться через 80-100 лет, когда лес достигнет полной степени спелости. Расчеты показывают, что ежегодно можно вырубать 1500 млн. куб. м древесины. Заготавливается менее ¼ расчетной лесосеки. Благополучно обстоит дело только в лесах третьей группы. Что касается лесов центральных, южных и западных районов России (леса второй группы), то они сильно оскудели в результате избыточной изрубки. Рубка лесов, превышающая расчетную лесосеку, к сожалению, продолжается в густонаселенных центральных, западных Ии южных областях европейской части России. Значительное превышение вырубок нал приростом привело к тому, что леса на больших площадях потеряли свое климато- и водорегулирующее значение.

---