Metsade bioloogiline roll looduses

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Kui tihti me mõtleme metsa rollile meie elus? Mis on mets? Milliseid ökoloogilisi funktsioone see täidab? Käesolevas artiklis püüame vastata neile ja paljudele teistele metsa kui loodusliku ökosüsteemiga seotud küsimustele.

Mets on planeedi tahkel pinnal kasvava puit-, põõsa- ja rohttaimestiku kooslus, mis hõlmab loomi, mikroorganisme ja muid looduskeskkonna komponente (muld, veekogud ja jõed, õhukest), mis on omavahel bioloogiliselt seotud. Metsade põhiomadused on pindala ja puistuvaru. Metsad kasvavad kõigil mandritel, välja arvatud Antarktika, ja hõivavad umbes 31% maapinnast. Planeedi metsafondi kogupindala on 4 miljardit hektarit ja puiduvarud 527 203 miljonit m3 [1].

Mets on kompleksselt organiseeritud isereguleeruv ökosüsteem, milles toimub pidevalt ainete (lämmastik, fosfor, hapnik, vesi jne) ringlus ja energiavood igat tüüpi ja -vormide vahel. Kõik taimed on kohanenud nii üksteisega kui ka loomorganismidega ja vastupidi, kõik loomorganismid on kohanenud taimeorganismidega. Nad ei saa eksisteerida ilma üksteiseta. Igal metsaalal on selgelt väljendunud ruumiline struktuur (vertikaalne ja horisontaalne), mis hõlmab suurel hulgal täiskasvanud puid, põõsaid, rohttaimi, põhi- ja kaasnevate liikide alusmetsa ning samblaid ja samblikke.

Metsa vertikaalset struktuuri iseloomustab erinevate taimevormide jaotus piki kõrgust, horisontaalne aga peegeldab erinevate taimeliikide levikut horisontaaltasandil. Koos suure hulga taimedega on metsas tohutul hulgal erinevaid liike ilma (c) selgroogseteta, miljoneid mullaorganisme, arvukalt putukaid, linde ja loomi. Kõik need kokku moodustavad ökoloogilise süsteemi, milles iga taim ja loom täidab kindlat ökoloogilist funktsiooni, osaledes erinevate keemiliste elementide ringkäigus.

Väliste keskkonnategurite (valgus, temperatuur, niiskus, tuul, hoovused, intelligentse inimtegevuse erinevad vormid jne) mõjul toimuvad metsaökosüsteemis teatud muutused, mis reeglina ei oma teravat ja hävitavat mõju. loodust ega põhjusta ökosüsteemi tasakaalustamatust. Ebamõistliku inimtegevuse oluliselt kasvav mõju viib aga üha sagedamini ökoloogilise tasakaalu rikkumiseni, mis väljendub järskudes ja katastroofilistes muutustes ja tagajärgedes. Nii toimus 2008. aasta suvel Lääne-Ukraina territooriumil Karpaatide mägede piirkonnas arvukate sademete tõttu suurim üleujutus. Selle tagajärjel ujutati üle 40 tuhat maja, uhus välja ligi 700 km teid, hävis üle kolmesaja silla [2].

Laiaulatusliku üleujutuse üheks põhjuseks on metsade raadamine Karpaatide nõlvadel, kui ligi 40 aasta jooksul raiuti maha märkimisväärne osa metsakattest [3].

Fakt on see, et metsal on oluline vett reguleeriv roll, milleks on sula- ja sademevee pindmise äravoolu pidurdamine, kandes osa sellest maapinnale, vähendades seeläbi üleujutuste ja üleujutuste hävitavat jõudu ning toites seeläbi põhjavett. Kui vihma sajab, säilitavad puude võrad ja tüved osa niiskust, mis võimaldab vett metsa allapanu imenduda järk-järgult, mitte spontaanselt. Metsa allapanu säilitab niiskust ja annab aja jooksul seda jõgedesse ja põhjavette ning osa niiskusest läheb taimede toitmiseks. Lagedal alal (näiteks raiel) langeb vihmavesi täielikult maapinnale ega jõua imenduda, kuna metsa allapanu vett läbilaskvus on suurem kui lagedal, mis põhjustab suurema osa vee voolamine maapinnalt lohku või pinnaveekogusse (oja, jõgi). Mõnikord ei lase avatud ala vett üldse läbi ja see voolab täielikult ära, moodustades võimsa veejoa. Mets mängib olulist rolli talviste sademete jaotuses ja kevadiste sulade ajal. Lagedal aladel fikseeritakse lumikate sagedaste sulade tõttu veidi hiljem kui metsas ja jaotub puhuvate tuulte tõttu ebaühtlaselt. Metsades jaotub lumi ühtlaselt, mis on seotud tuulerežiimi muutumisega pinnakihis. Üldiselt koguneb lagedatele aladele rohkem lund kui metsadesse. Kevadel toimub võimsa päikesekiirguse mõjul lumesulamine, mis ei sõltu ainult sellest tegurist. Selles protsessis mängivad olulist rolli mitmesugused taimestiku liigid ja reljeef. Avatud ala saab 100% päikesekiirgust ja puuvõra all vaid osa, mistõttu sulab lumi metsades aeglasemalt. Näiteks lagendikel sulab lumi 7–25 päeva, kuusemetsas 32–51 päeva [4].

Kodumaine metsateadlane Aleksandr Aleksejevitš Moltšanov leidis, et kevadise äravoolu koefitsient väheneb järsult metsakatte suurenemisega (0, 6-0, 9-lt puudeta künklikul alal koefitsiendini 0, 09-0, 38 metsakattega 40%) [6].

Metsa raiumisel eemaldatakse puuvõra ja pinnas kaotab oma veeläbilaskvusomadused, mis toob kaasa vooluveekogude veerežiimi rikkumise, samas suureneb pindmine äravool ja intensiivistub pinnase hävimisprotsess. Seega mängib mets olulist rolli vee ühtlase voolu vooluveekogudesse reguleerimisel, osaleb veeringes, hoiab ära pinnase hävimise.

Taimestiku sama oluline omadus on seotud planeedi kliima kujunemisega. Mets mõjutab selliseid klimaatilisi tegureid nagu tuul, temperatuur, õhuniiskus jne. Tänu tuulele tolmeldavad taimed, levivad viljad ja seemned, kiireneb niiskuse aurustumisprotsess lehepinnalt ning mets omakorda vähendab tuule kiirus pinnapealses õhukihis, reguleerides temperatuuri ja niiskust. Istanduste olemasolu muudab termilist režiimi külgnevatel territooriumidel. Suvel tõrjub rohelise massiivi külmem õhk välja külgneva territooriumi soojema ja kergema õhu, alandades nende piirkondade õhutemperatuuri. Õhutemperatuuri languse määr sõltub istutusliigist (võra läbipaistvusest, lehtede peegelduvusest, kõrgusest ja vanusest), istutustihedusest ja mitmetest muudest omadustest. Suurelehelised puud on parimad soojusenergia kaitsjad. Nii näiteks läbib haab oma lehestikku 10 korda rohkem energiat kui viirpuu. Metsas õhuniiskus suureneb, kuna puude ja põõsaste lehtede, muru varte aurustumispind on 20 või enam korda suurem kui nende taimede pinnas. Aasta jooksul aurustub hektaril metsa õhku 1-3,5 tuhat tonni niiskust, mis moodustab 20-70% atmosfääri sademetest. Näiteks metsasuse suurenemine 10% võrra võib kaasa tuua aastase sademete hulga suurenemise 10-15% [5]. Lisaks aurustub umbes 90% sissetulevast veest lehtede pinnalt ja ainult 10% kulub taimede toitmiseks. Suvel on metsas või pargis keskmises tsoonis õhuniiskus 16-36% kõrgem kui linnahoovis. Haljasalad aitavad kaasa ka õhuniiskuse suurenemisele külgnevatel avatud aladel.

Mets osaleb aktiivselt gaasivahetuses, eelkõige neelates süsinikdioksiidi ja vabastades atmosfääri hapnikku. Seda loodusnähtust nimetatakse fotosünteesiks. Seega neelab hektar metsa 8 kg süsihappegaasi (H2CO3) tunnis, mida eraldab 200 inimest. Süsinikdioksiidi neeldumise ja hapniku vabanemise määr sõltub tugevalt istandiku tüübist. Seega on Berliini pappel 7-kordne, varreline tamm 4,5-kordne, suurelehine pärn 2,5-kordne ja harilik mänd 1,6-kordne gaasivahetuse tõhusus.

Mets mängib olulist rolli ka atmosfääri puhastamisel tolmust. Taimed koguvad tolmuosakesi lehtede, okste ja tüvede pinnale. Sel juhul ei määra kuhjumise mõju suures osas mitte ainult temperatuur, niiskus ja tuule kiirus, vaid ka istandiku liik. Nii et okaspuud 30 korda ja kask 2, 5 korda rohkem tolmu kinni jäävad kui haab. Tolmusisaldus linna- ja äärelinna parkides on 1,5-4 korda väiksem kui tööstustsoonis. Mõõtmised on näidanud, et puude all oleva õhu tolmusus on 20-40% madalam kui avatud külgnevatel aladel. Taime aktiivsel eluperioodil eemaldab üks täiskasvanud puu õhust: hobukastan - 16 kg, Norra vaher - 28 kg, Kanada pappel - 34 kg tolmu.

Mets tegeleb ka õhu puhastamisega gaasilistest lisanditest. Külmem õhk, tekitades vertikaalseid hoovusi ja madalam tuulekiirus haljasalade piirkonnas, soodustab gaasiliste lisandite liikumist atmosfääri ülakihtidesse. See toob kaasa nende arvu vähenemise haljasalade tsoonis 15-60%. Erinevatel puuliikidel on erinev vastupanuvõime õhusaastele, säilitades samal ajal võime püüda atmosfäärist mürgiseid lisandeid. Seega püüab valge akaatsia atmosfäärist väävli- ja fenooliühendeid, kahjustamata tõsiselt selle lehestikku. Punktis c näitas järelkontroll, et vääveldioksiid kahjustab tõsiselt taimestikku.

Keemiatehaste läheduses põleb pärna, kase ja tamme lehtede pind 75–100% ja pihlaka pind 25–65%. Õhusaaste suhtes mitteresistentsed puuliigid on: hobukastan, harilik vaher, kuusk ja harilik mänd, pihlakas, sirel, kollane akaatsia jt. Kõige vastupidavamad on: must pappel, valge akaatsia, suurelehine pappel, Pennsylvania vaher, harilik luuderohi.

Taimed eritavad bioloogiliselt aktiivseid aineid (fütontsiide), millel on väikestes kogustes kõrge füsioloogiline aktiivsus teatud elusorganismide rühmade suhtes. Bioloogiliselt aktiivsed ained tapavad patogeensed bakterid või pidurdavad mikroorganismide arengut. Erinevate taimede bioloogiliselt aktiivsete ainete efektiivsus ei ole sama. Niisiis põhjustab Atlase seeder bakterite surma pärast 3-minutilist sekretsiooni, linnukirss - 5 minuti pärast, must sõstar - 10 minuti pärast, loorber - 15 minuti pärast.

Suur on ka metsaalade osalus transpordimagistraalide ja ettevõtete mürataseme vähendamisel. Lehtpuude võrad neelavad 26% langevast helienergiast ning peegeldavad ja hajutavad 74%. Kaks rida pärna võib mürataset vähendada 2,5-6 korda, olenevalt lehestikuta istutusriba laiusest ja 7,7-13 korda, kui taimed olid lehestikuga. Heliisolatsiooni aste sõltub puude ja põõsaste liigist, kõrgusest ja istutusmustrist. Kõrghoonetega rajatud haljasaladeta tänaval on inimkasvu kõrgusel müra 5 korda kõrgem kui samal puudega ääristatud tänaval, mis tuleneb liikuva liikluse müra peegeldumisest hoonete seintelt.

Seega mängib mets planeedil olulist rolli kõigi elusorganismide, sealhulgas inimese eksisteerimiseks soodsate tingimuste säilitamisel. Mets kui looduslik ökosüsteem osaleb kliima ja setete tekkes, säilitab atmosfääri gaasilist koostist, pakub kodu ja toitu paljudele taime- ja loomaliikidele ja vormidele. Tänapäeval on aga tõsine probleem metsa säilitamisega.

Põhiosa metsaökosüsteemidest on sellistes riikides nagu Venemaa (809 miljonit hektarit), Brasiilia (520 miljonit hektarit), Kanada (310 miljonit hektarit), USA (304 miljonit hektarit), Hiina (207 miljonit hektarit), Demokraatlik Vabariik Kongo (154 miljonit hektarit) [8].

Pealegi on planeedi ökoloogilise tasakaalu säilitamiseks kõige väärtuslikumad taiga ja troopilised metsad. Troopilistes metsades on üsna suur bioloogiline mitmekesisus, mis sisaldab kuni 70-80% kõigist teadusele teadaolevatest loomadest ja taimedest. USA välisministeeriumi andmetel võrdub metsade aastane kadu Šveitsi nelja alaga (41 284 km²) [9].

Metsade raadamise ulatuse esindamiseks võib seda ala siiski võrrelda Moskva piirkonna territooriumiga (44 379 km²). Metsade kahanemise peamisteks põhjusteks on põllumajandusmaa kontrollimatu metsaraie - 65-70% ja metsaraie - 19% (joon. 7, 8, 9).

Enamik troopilisi riike on juba kaotanud üle poole oma looduslikest metsadest. Näiteks Filipiinidel on raiutud umbes 80% metsadest, Kesk-Ameerikas on metsade pindala vähenenud 60%. Sellistes troopilistes riikides nagu Indoneesia, Tai, Malaisia, Bangladesh, Hiina, Sri Lanka, Laos, Nigeeria, Liibüa, Guinea, Ghana on metsade pindala vähenenud 50% [9].

Kokkuvõtvalt võib öelda, et metsaökosüsteemide pindala säilitamine ja suurendamine on inimkonna tähtsaim ülesanne, mille täitmine tagab tema püsimajäämise soodsas looduskeskkonnas. Muidu inimkond lihtsalt ei püsi, sest ainult maise tsivilisatsiooni harmooniline areng loodusega annab võimaluse eluks ja kogu inimkonna arenguks.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.