Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества

Лес – это важнейшая составная часть окружающей природной среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом, однако значение средосохраняющей функции леса значительно превышает его экономическое значение как источника сырья и продуктов.

Влияние лесов на окружающую среду проявляется, в частности, в том, что леса:

• непосредственно влияют на водный режим на занятых ими и на прилегающих территориях;

• смягчают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

• смягчают климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

• поглощают и преобразовывают часть атмосферных химических загрязнений;

• защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней и других неблагоприятных геологических процессов;

• создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

По своему значению, местоположению и выполняемым функциям все леса подразделяются на три группы:

• леса, выполняющие защитные экологические функции (водоохранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные). В лесах этой группы допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки деревьев;

• леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Сырьевые ресурсы лесов этой группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и эксплуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;

• эксплуатационные леса являются основным поставщиком древесины. Заготовка древесины должна осуществляться без изменения естественных биотопов и нарушения естественного экологического равновесия.

Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин деградация.

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся:

1) вырубка лесов;

2) лесные пожары и выжигание растительности;

3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов);

4) 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).

Острейшей экологической проблемой в современной России является сбережение и приумножение лесных богатств в новых экономических и общественных условиях. В ХVII в. на Русской равнине площадь лесов составляла 5 млн км², к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн км². В наши дни в России ежегодно вырубаются примерно 2 млн га леса, тогда как масштабы работ по восстановлению лесов постоянно сокращаются. Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается и в других странах мира.

В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса, которые представляют собой уникальные древнейшие климаксные экосистемы. Ежегодно уничтожается около 17 млн га этих лесов. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. Только в 1992 году в отдельных районах Восточной и Западной Африки уничтожено до 70% леса.

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. На сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. Лесные пожары ухудшают состав леса, уменьшают прирост деревьев, нарушают связи корней с почвой, усиливают буреломы, уничтожают кормовую базу диких животных, гнездовья птиц. В сильном пламени почва сжигается до такой степени, что в ней полностью нарушается влагообмен и способность к удержанию питательных веществ. Выжженная территория нередко быстро заселяется различными насекомыми, что не всегда безопасно для людей из-за возможных вспышек инфекционных заболеваний.

В последние десятилетия, помимо пожаров, значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение. По подсчетам ученых, общая площадь пораженных лесов в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в Челябинской области и в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне составила более 3,5 млн га.

Возросшее негативное действие антропогенных факторов проявляется также в отношении всех компонентов растительных сообеществ (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании, сборе лекарственных растений и ягод, выпасе скота и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнет при воздействии загрязняющих веществ, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

Масштабное антропогенное воздействие на биотические сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям как на экосистемно-биосферном, так и на популяционно-видовом уровне. На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т. д. Сведение крупных лесных массивов, особенно дождевых тропических, которые представляют собой своеобразные испарители влаги, по мнению многих исследователей, неблагоприятно отражается не только на региональном, но и на биосферном уровне. Уничтожение древесно-кустарниковой растительности и травянистого покрова на пастбищах в засушливых регионах ведет к опустыниванию.

Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов –изменение альбедо земной поверхности. Альбедо – это величина, характеризующая способность поверхности отражать падающие на нее лучи. Интегральное альбедо крон деревьев составляет 10–15, травы 20–25, свежевыпавшего снега – до 90%. Альбедо земной поверхности – один из важных факторов, определяющих климат как в целом на планете, так и отдельных его регионов. Установлено, что серьезные изменения климата на планете могут быть вызваны изменением альбедо поверхности Земли всего лишь на несколько процентов. С помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (а так же теплового баланса) поверхности Земли, прежде всего вследствие уничтожения лесной растительности и развития антропогенного опустынивания.

Различные токсиканты (в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы) негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, под действием озона (O₃) в растениях снижается не только активность транспортной системы, но и содержание хлорофилла. Прослеживается высокая корреляция между повреждением листьев и количеством адсорбированного диоксида серы (SO₂). Высокие дозы SO₂ или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания.

Крайне отрицательно на растения действуют автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе, и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившиеся углеводороды топлива, соединения свинца. Так, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофила уменьшается в полтора-два раза.

На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. Отмечается обеднение флоры во всех растительных зонах и на всех, кроме Антарктиды, материках. При этом наиболее уязвимой оказывается флора островов. В общей сложности во всем мире нуждаются в охране 2530 тыс. видов растений, или 10% мировой флоры. В России более тысячи видов находятся на грани исчезновения и нуждаются в срочной охране.