De biologische rol van bossen in de natuur

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Hoe vaak denken we na over de rol van bossen in ons leven? Wat is een bos? Welke ecologische functies vervult het? In dit artikel zullen we proberen deze en vele andere vragen met betrekking tot het bos als natuurlijk ecosysteem te beantwoorden.

Het bos is een combinatie van houtachtige, struikachtige en kruidachtige vegetatie die groeit op het vaste oppervlak van de planeet, inclusief dieren, micro-organismen en andere componenten van de natuurlijke omgeving (bodem, waterlichamen en rivieren, luchtomhulling) die biologisch met elkaar verbonden zijn. De belangrijkste eigenschappen van bossen zijn de oppervlakte en staande houtreserves. Bossen groeien op alle continenten behalve Antarctica en beslaan ongeveer 31% van het landoppervlak. De totale oppervlakte van het bosfonds van de planeet is 4 miljard hectare en de staande houtreserves zijn 527.203 miljoen m3 [1].

Een bos is een complex georganiseerd zelfregulerend ecosysteem waarin de circulatie van stoffen (stikstof, fosfor, zuurstof, water, etc.) en energiestromen tussen alle soorten en vormen van organismen constant plaatsvinden. Alle planten zijn aan elkaar aangepast, maar ook aan dierlijke organismen, en omgekeerd zijn alle dierlijke organismen aangepast aan plantaardige organismen. Ze kunnen niet zonder elkaar bestaan. Elk bosgebied heeft een uitgesproken ruimtelijke structuur (verticaal en horizontaal), die een groot aantal volwassen bomen, struiken, kruidachtige planten, ondergroei van de hoofd- en begeleidende soorten omvat, evenals mossen en korstmossen.

De verticale structuur van het bos wordt gekenmerkt door de verspreiding van verschillende plantvormen over de hoogte, terwijl de horizontale de verspreiding van verschillende plantensoorten in het horizontale vlak weerspiegelt. Naast een groot aantal planten zijn er in het bos een enorm aantal verschillende soorten zonder (c) gewervelde dieren, miljoenen bodemorganismen, talloze insecten, vogels en dieren. Ze vormen allemaal samen een ecologisch systeem waarin elke plant en elk dier een specifieke ecologische functie vervult en deelneemt aan de cyclus van verschillende chemische elementen.

Onder invloed van externe omgevingsfactoren (licht, temperatuur, vocht, wind, stroming, verschillende vormen van intelligente menselijke activiteit, enz.), Vinden bepaalde veranderingen plaats in het bosecosysteem, dat in de regel geen scherpe en destructieve natuur en leiden niet tot onbalans in het ecosysteem. De sterk toenemende impact van onredelijk menselijk handelen leidt echter steeds vaker tot een verstoring van het ecologisch evenwicht, wat zich uit in abrupte en catastrofale veranderingen en gevolgen. Dus in de zomer van 2008 was er op het grondgebied van West-Oekraïne in de regio van de Karpaten de grootste overstroming als gevolg van talrijke neerslag. Daardoor kwamen zo'n 40 duizend huizen onder water te staan, bijna 700 km wegen weggespoeld, meer dan driehonderd bruggen vernield [2].

Een van de redenen voor de grootschalige overstromingen is de ontbossing op de hellingen van de Karpaten, toen een aanzienlijk deel van het bosareaal bijna 40 jaar lang werd gekapt [3].

Feit is dat het bos een belangrijke waterregulerende rol speelt, namelijk het vertragen van de oppervlakte-afvoer van smelt- en regenwater, waarbij een deel ervan naar de grond wordt overgebracht, waardoor de vernietigende kracht van overstromingen en overstromingen wordt verminderd en daardoor het grondwater wordt gevoed. Als het regent, houden boomkronen en stammen een deel van het vocht vast, waardoor het water geleidelijk in plaats van spontaan in het bosafval kan worden opgenomen. Bosafval houdt vocht vast en geeft het na verloop van tijd af aan rivieren en grondwater, en een deel van het vocht wordt gebruikt om planten te voeden. In een open gebied (bijvoorbeeld een kap) valt regenwater volledig op het aardoppervlak en heeft het geen tijd om te worden opgenomen, aangezien de waterdoorlatendheid van het bosafval hoger is dan in een open gebied, wat leidt tot de stroming van het meeste water van het oppervlak naar een depressie of oppervlaktewaterloop (stroom, rivier). Soms laat een open gebied helemaal geen water door en stroomt het volledig weg en vormt een krachtige waterstroom. Het bos speelt een belangrijke rol bij de verdeling van de winterneerslag en bij het ontdooien in het voorjaar. In open gebieden wordt het sneeuwdek iets later gefixeerd dan in het bos vanwege frequente dooien en is het ongelijk verdeeld door de waaiende wind. In bossen wordt sneeuw gelijkmatig verdeeld, wat gepaard gaat met een verandering in het windregime in de oppervlaktelaag. Over het algemeen hoopt zich meer sneeuw op in open gebieden dan in bossen. In het voorjaar, onder invloed van een krachtige stroom van zonnestraling, treedt sneeuwsmelting op, wat niet alleen van deze factor afhangt. Verschillende soorten vegetatie en reliëf spelen een belangrijke rol in dit proces. Een open gebied ontvangt 100% van de zonnestraling en slechts een deel onder het bladerdak van een boomstam, daarom smelt sneeuw in bossen langzamer. Op open plekken smelt sneeuw bijvoorbeeld 7-25 dagen en in een sparrenbos 32-51 dagen [4].

Binnenlandse boswetenschapper Aleksandr Alekseevich Molchanov ontdekte dat de coëfficiënt van voorjaarsafvoer sterk afneemt met een toename van de bosbedekking (van 0, 6-0, 9 op een boomloos heuvelachtig gebied tot een coëfficiënt van 0, 09-0, 38 met een bosbedekking van 40%) [6].

Wanneer een bos wordt gekapt, wordt het bladerdak verwijderd en verliest de bodem zijn waterdoorlatendheid, wat leidt tot een schending van het waterregime van waterlopen, terwijl de oppervlakte-afvoer toeneemt en het proces van bodemvernietiging intensiveert. Zo speelt het bos een belangrijke rol bij het reguleren van de gelijkmatige stroom van water in waterlopen, neemt het deel aan de watercyclus en voorkomt het bodemvernietiging.

Een even belangrijke eigenschap van vegetatie wordt geassocieerd met de klimaatvorming van de planeet. Het bos beïnvloedt klimatologische factoren zoals wind, temperatuur, vochtigheid, enz. Dankzij de wind worden planten bestoven, worden vruchten en zaden verspreid, wordt het proces van verdamping van vocht van het bladoppervlak verbeterd en het bos vermindert op zijn beurt de windsnelheid in de oppervlakteluchtlaag, die de temperatuur en vochtigheid regelt. De aanwezigheid van plantages verandert het thermische regime in de aangrenzende gebieden. In de zomer verdringt de koudere lucht van het groene massief de warmere en lichtere lucht van het aangrenzende gebied, waardoor de luchttemperatuur in deze gebieden daalt. De mate van luchttemperatuurdaling is afhankelijk van de plantsoort (van de doorzichtigheid van de kroon, de reflectiviteit van de bladeren, hoogte en leeftijd), van de plantdichtheid en een aantal andere kenmerken. Grootbladige bomen zijn de beste verdedigers tegen warmte-energie. Zo gaat esp bijvoorbeeld 10 keer meer energie door zijn gebladerte dan meidoorn. In het bos neemt de luchtvochtigheid toe, aangezien het verdampingsoppervlak van de bladeren van bomen en struiken, grasstengels 20 of meer keer groter is dan het bodemoppervlak dat door deze planten wordt ingenomen. Een jaar lang verdampt een hectare bos in de lucht 1-3, 5 duizend ton vocht, dat is 20-70% van de atmosferische neerslag. Zo kan een toename van het bosareaal met 10% leiden tot een toename van de hoeveelheid jaarlijkse neerslag met 10-15% [5]. Bovendien verdampt ongeveer 90% van het binnenkomende water van het oppervlak van de bladeren en wordt slechts 10% gebruikt voor plantenvoeding. De luchtvochtigheid in de middelste zone in een bos of park is in de zomer 16-36% hoger dan in een stadshof. Ook groen draagt bij aan een verhoging van de luchtvochtigheid in de aangrenzende open ruimten.

Het bos neemt actief deel aan de gasuitwisseling, voornamelijk door koolstofdioxide te absorberen en zuurstof aan de atmosfeer af te geven. Dit natuurlijke fenomeen wordt fotosynthese genoemd. Een hectare bos absorbeert dus 8 kg koolstofdioxide (H2CO3) per uur, die door 200 mensen wordt uitgestoten. De mate van opname van kooldioxide en de afgifte van zuurstof is sterk afhankelijk van het type plantage. Zo is de Berlijnse populier 7 keer, de zomereik 4,5 keer, de grootbladige linde 2,5 keer en de grove den 1,6 keer efficiënter in termen van gasuitwisseling van Schotse spar.

Het bos speelt ook een belangrijke rol bij het reinigen van de atmosfeer van stof. Planten verzamelen stofdeeltjes op het oppervlak van bladeren, takken en stammen. In dit geval wordt het effect van accumulatie grotendeels niet alleen bepaald door temperatuur, vochtigheid en windsnelheid, maar ook door de plantagesoort. Dus naaldbomen 30 keer, en berk 2, 5 keer meer stof vast dan esp. Het stofgehalte in stedelijke en voorstedelijke parken is 1,5-4 keer lager dan in de industriële zone. Metingen hebben uitgewezen dat de stoffigheid van de lucht onder de bomen 20-40% lager is dan in de open aangrenzende ruimtes. Tijdens de actieve periode van het leven van de plant verwijdert één volwassen boom uit de lucht: paardenkastanje - 16 kg, Noorse esdoorn - 28 kg, Canadese populier - 34 kg stof.

Het bos is ook betrokken bij het zuiveren van de lucht van gasvormige onzuiverheden. Koudere lucht, het creëren van verticale stromingen en lagere windsnelheden in het gebied van groene ruimten, dragen bij aan de verplaatsing van gasvormige onzuiverheden naar de bovenste atmosfeer. Dit leidt tot een afname van hun aantal in de groene zone met 15-60%. Verschillende boomsoorten hebben een verschillende weerstand tegen atmosferische vervuiling, terwijl ze hun vermogen behouden om giftige onzuiverheden uit de atmosfeer op te vangen. Zo vangt witte acacia zwavel- en fenolverbindingen uit de atmosfeer op, zonder het gebladerte ernstig te beschadigen. Uit (c) bleek uit de follow-up dat zwaveldioxide de vegetatie ernstig beschadigt.

In de buurt van chemische fabrieken wordt het oppervlak van de bladeren van linde, berken en eik verbrand met 75-100%, en lijsterbes - met 25-65%. Boomsoorten die niet bestand zijn tegen atmosferische vervuiling zijn: paardenkastanje, Noorse esdoorn, spar en gewone den, lijsterbes, sering, gele acacia, enz. De meest resistente zijn: zwarte populier, witte acacia, grootbladige populier, Pennsylvania-esdoorn, gewone klimop.

Planten scheiden biologisch actieve stoffen af (fytonciden), die in kleine hoeveelheden een hoge fysiologische activiteit hebben in verhouding tot bepaalde groepen levende organismen. Biologisch actieve stoffen doden pathogene bacteriën of vertragen de ontwikkeling van micro-organismen. De effectiviteit van biologisch actieve stoffen van verschillende planten is niet hetzelfde. Dus, Atlasceder veroorzaakt de dood van bacteriën na 3 minuten afscheiding, vogelkers - na 5 minuten, zwarte bes - na 10 minuten, laurier - na 15 minuten.

De deelname van bosgebieden is ook geweldig om het geluidsniveau van transportsnelwegen en bedrijven te verminderen. De kronen van loofbomen absorberen 26% van de invallende geluidsenergie en reflecteren en dissiperen 74%. Twee rijen lindebomen kunnen het geluidsniveau met 2, 5-6 keer verminderen, afhankelijk van de breedte van de plantstrook zonder blad en 7, 7-13 keer, wanneer de planten met blad waren. De mate van geluidsisolatie is afhankelijk van de soort, hoogte en plantpatroon van bomen en struiken. Lawaai op het hoogtepunt van menselijke groei in een straat met hoge gebouwen zonder groene ruimten is 5 keer hoger dan in dezelfde straat met bomen als gevolg van de weerkaatsing van het geluid van bewegend verkeer vanaf de muren van gebouwen.

Het bos speelt dus een belangrijke rol op de planeet bij het handhaven van gunstige omstandigheden voor het bestaan van alle levende organismen, inclusief de mens. Het bos als natuurlijk ecosysteem neemt deel aan klimaat- en sedimentvorming, handhaaft de gassamenstelling van de atmosfeer, biedt onderdak en voedsel aan vele soorten en vormen van planten en dieren. Tegenwoordig is er echter een ernstig probleem van bosbehoud.

Het grootste deel van bosecosystemen bevindt zich in landen als Rusland (809 miljoen hectare), Brazilië (520 miljoen hectare), Canada (310 miljoen hectare), de VS (304 miljoen hectare), China (207 miljoen hectare), de Democratische Republiek Congo (154 miljoen hectare) [8].

Bovendien zijn taiga en tropische bossen de meest waardevolle voor het handhaven van het ecologische evenwicht op de planeet. Tropische bossen hebben een vrij hoge biologische diversiteit, die tot 70-80% van alle aan de wetenschap bekende dieren en planten bevat. Volgens het Amerikaanse ministerie van Buitenlandse Zaken is het jaarlijkse verlies aan bossen gelijk aan vier gebieden van Zwitserland (41.284 km²) [9].

Om de omvang van de ontbossing weer te geven, kan dit gebied nog worden vergeleken met het grondgebied van de regio Moskou (44.379 km²). De belangrijkste redenen voor de achteruitgang van bossen zijn ongecontroleerde ontbossing van landbouwgrond - 65-70% en houtkap - 19% (Fig. 7, 8, 9).

De meeste tropische landen hebben al meer dan de helft van hun natuurlijke bossen verloren. In de Filippijnen is bijvoorbeeld ongeveer 80% van de bossen gekapt, in Midden-Amerika is het bosareaal met 60% afgenomen. In tropische landen als Indonesië, Thailand, Maleisië, Bangladesh, China, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libië, Guinee, Ghana is het bosareaal met 50% afgenomen [9].

Samenvattend kunnen we zeggen dat het behoud en de vergroting van het areaal bosecosystemen de belangrijkste taak van de mensheid is, waarvan de vervulling haar overleving in een gunstige natuurlijke omgeving zal verzekeren. Anders zal de mensheid eenvoudigweg niet overleven, omdat alleen de harmonieuze ontwikkeling van de aardse beschaving met de natuur een kans op leven en ontwikkeling van de mensheid als geheel geeft.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.