Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Ліс – як складова частина біосфери

Життя людини тісно пов’язано з лісом. Ліс не тільки був колискою зародження людства, становлення суспільства, але й глобально важливим джерелом кисню, санітаром навколишнього середовища, гігантським акумулятором сонячної енергії, колосальним продуцентом органічної речовини. Ліс є наслідком і середовищем продовження еволюції органічного світу, генетичним резервом широкого біорізноманіття живих організмів — вихідного матеріалу для її продовження. Нарешті ліс є важливою складовою частиною біосфери.

Біосфера, або “плівка життя” вкриває всю поверхню нашої планети. В космічному масштабі це дуже тонкий шар (товщина його всього 10 —20 км), але власне тут і лише тут зосереджене вся спадщина геологічної еволюції, все надбання органічного світу. Біосфера охоплює лише частину земної кори, майже весь об’єм гідросфери, приземні шари атмосфери. Тобто ту частину компонентів земної поверхні, у якій зараз поширене життя, або колись було життя.. Так, поклади кам’яного вугілля теж слід відносити до біосфери, адже це колишня скам’яніла лісова рослинність, рештки древніх тваринних організмів, колишня плівка життя, продукт її функціонування.

Плівка життя унікальний феномен космічного простору. Адже лише тут на контакті земної кори, гідросфери та атмосфери за умови ритмічного поступання сонячної енергії та пульсації температури зародилось і еволюціонувало життя. Перші наземні рослини з’явились приблизно 450 мільйонів років тому. Це відносно недавно, оскільки вік нашої планети орієнтовно складає 5 мільярдів років.

Живі організми відзначаються особливою властивістю, здатністю еволюціонувати, тобто поступово видозмінюватися, пристосовуватися до середовища. Проте вони не тільки до нього пристосовуються, але й активно його перетворюють, зокрема — руйнують гірську породу, споживаючи потрібні мінеральні речовини, дихаючи змінюють газовий склад атмосфери і гідросфери. Інтенсивність цих процесів залежить від кількості біомаси живих організмів. Тому органічний світ має здатність розмножуватись, накопичувати енергію і біомасу, розвиватись, готувати середовище для нових поколінь живих організмів.

Разом живі організми творять певні угруповання, які тісно пов’язані з зовнішнім середовищем, тобто екологічні системи. Постійний процес самовдосконалення органічного світу призводить до формування певних клімаксові екосистем, чи угруповань, тобто таких утворень, у яких існуючі форми життя досягають максимуму свого розвитку, відносної рівноваги у взаємовідносинах та тривалої стабільності. Такою вершиною еволюції органічного світу на поверхні земної суші є ліс. Адже іншої, більш досконалої, складної та збалансованої, продуктивної системи живих організмів, здатної особливо активно формувати навколишнє середовище на планеті не існує.

Отже історія лісів нашої планети, яка сягає сивої давнини, нерозривно пов’язана з історією еволюції біосфери, адже ліс явище не тільки системно-біологічне, але й еволюційне. Зрозуміти його еволюційну сутність можна лише знаючу еволюційну історію складових його організмів.

Система живих організмів, якою є лісовий ценоз тісно пов’язана з ґрунтом. Ґрунти планети теж явище еволюційне і є продуктом життєдіяльності багатьох еволюційних поколінь живих організмів. Нарешті ґрунти є не тільки явище біологічне але й геологічне, оскільки пов’язане з біогенним перетворенням кори вивітрювання. У свою чергу кора вивітрювання — продукт багатьох етапів розвитку біосфери від найдавніших часів до сучасності. Отже природнича історія лісової рослинності нашої планети пов’язана з історією ґрунтоутворення та формування кори вивітрювання.

Нарешті ліс є явище географічне, тобто тісно залежне від стану географічного середовища, або географічної оболонки нашої планети. За даними відомого чеського лісівника Яна Еніка такі природні умови, де може зростати ліс є лише на 38% суходолу (рисунок 1.1).

Рис. 1.1. Сьогодні лісова рослинність займає лише 20—30 % суходолу нашої планети (космічна карта)

Ліс може рости в умовах достатньо волого жаркого, помірно теплого, помірно прохолодного, та помірно холодного клімату, однак не далі на північ ніж там, де середня температура найтеплішого місяця є не нижчою +7єС. Це пов’язано з тим, що генеративний цикл розмноження деревних та чагарникових рослин, як правило, не може відбуватись при нижчих температурах. Проте, в таких холодних умовах цвітуть і плодоносять хіба що окремі види чагарникових верб та берези у тундрі. Для того, щоб зростав сосновий ліс середня температура найтеплішого місяця має бути вищою + 10°С, а вегетаційний період повинен тривати не менше 100 днів. Подібно і в горах ізотерма найтеплішого місяця +10°С співпадає з верхньою межею поширення лісу. Тому в межах поясу помірного клімату практично майже всюди гідрокліматичні умови сприятливі для зростання лісів. Насамперед це зона тайги. Вона майже суцільним поясом перетяла обидва континенти північної півкулі в межах 55 (50) – 60 (65) паралелей північної широти. У більш високих широтах (далі на північ) ліс зростати не може. Там поширена тундра і арктична пустеля (рисунок 1.2). Далі на південь помірний пояс сягає приблизно 40 –ї паралелі. Температурний режим тут цілком сприятливий для зростання лісу, проте його поширення вже істотно обмежено вологістю клімату. Ліс в умовах помірного клімату зростає лише там, де опадів протягом року випадає більше ніж400 мм. При меншій кількості опадів характерне поширення степів та пустинь. Ще далі на південь, аж до екватора, лімітуюче значення вологості клімату набуває все вагомішого значення. Вологі вічнозелені ліси тропіків потребують щонайменше1000 ммопадів на рік і найкращого розвитку досягають за умови річної кількості опадів 2000 –5000 мм. \

Рис. 1.2. Тундра і арктична пустеля на півночі Канади. Тут ліс рости не може

Рис. 1.3. Вологі вічнозелені тропічні ліси у Коста Ріці (Центральна Америка)

Середня річна температура тут + 32° С і випадає протягом року 3000-3500 мм опадів.

Проте, протягом геологічної історії лісової рослинності географічна оболонка Землі постійно розвивалася, змінювалася, що у свою чергу було чи не найважливішим рушієм еволюції біосфери, зумовлювало її диференціацію і просторові межі, визначало її біогеохімічну сутність. Еволюціонізував і ліс.

Первинні ліси нашої планети зростали на болотах і складалися з деревовидних рослин представників реліктових родин ранніх етапів еволюції рослинного світу. Спочатку це були деревовидні папороті, плауни та хвощі, пізніше примітивні голонасінні, далі шпилькові і під кінець покритонасінні, які поступово витіснили своїх попередників і захопили майже вест придатний для їх існувагння простір біосфери. Подібно і еволюціонізували і лісові тварини. Спочатку максимального поширення набули плазуни та амфібії, на зміну їм прийшли літаючі ящури і гігантські плазуни динозаври. Вони вимерли, а на зміну їм прийшли птахи та ссавці. І всі вони виконали свою надзвичайно важливу роль у розвитку біосфери. Акумулювали колосальну кількість сонячної енергії, вони:

§ синтезували величезну кількість органічної речовини, відмерлі рештки якої створили карбонатну складову земної кори та гумусову грунтів;

§ змінили і сформували сучасний газовий склад атмосфери;

§ підтримали і розвинули глобальний біогеохімічний кругообіг речовини та енергії;

§ дали величезну кількість потомства собі подібних і забезпечили подальшу генетичну еволюцію тощо.

Це лише наближена схема еволюційних процесів, що відбувалися вцілому в біосфері і в значній мірі в лісі.

Отже пізнання природничої історії лісової рослинності вимагає знань з основ геологічної історії Землі та еволюції біосфери, особливо її етапів, що стосуються виникнення високоорганізованих видів представників тварин та рослинного світу сучасних лісів планети.

Ліс був не тільки важливим середовищем еволюції органічного світу, але й колискою людства, ліс зіграв визначальну роль у розвитку цивілізації. Колосальну середовище твірну функцію відіграють ліси світу і зараз, а сировинні ресурси його, як і раніше, є незамінимим будівельним матеріалом, джерелом хімічних та харчових продуктів тощо. Потреба у сировинних ресурсах лісу постійно зростає. Однак, протягом останніх 10 тис років людство, постійно користуючись дарами лісу, існуючи за його рахунок, фактично ніколи не турбувалося про долю самого лісу. І ліс поступово зникав з земної поверхні. З вини населення нашої планети з лиця землі вже зникла четверта частина лісів. І людство сьогодні вже відчуло наслідки своєї господарської діяльності. Насамперед це зміни клімату, дефіцит кисню та забруднення повітря і вод, деградація довкілля, катастрофічні стихійні процеси — урагани, повені, посухи тощо.

За даними ООН, загальна площа лісів планети сьогодні становить 4,1 млрд. га, або 28-30% поверхні суходолу, що складає 8-10% від усієї поверхні Землі. Ліс може рости всюди там у просторі біосфери, де є відповідні для нього екологічні умови. Проте зараз ліс займає лише 20—30 % суходолу. Отже, можна зробити висновок, що четверта частина лісів планети вже знищена у наслідок господарської діяльності людства. Така лісистість є мінімально допустимою, оскільки при ній ще забезпечується нормальне функціонування біосфери.

Знищення лісів планети безперервний процес, який тривав більше ніж 10 тисяч років.

Спочатку людство винайшло вогонь, який спричинив значні зміни в житті первісних людей, прискорив розвиток цивілізації. Проте його неконтрольоване використання призводило до масштабних пожеж, первинного знищення первісних лісів по всій планеті, особливо у тропічних і помірних широтах. Власне на місці колишніх лісів у наслідок пожеж виникли савани у Африці та Азії, прерії у Північній Америці. Пожежі не тільки знищили первісну лісову рослинність, але й змінили тваринний світ і, можливо, спричинилися до вимирання багатьох видів великих хребетних тварин.

Випалювання лісів не припинялось ніколи. Його ще донедавна широко застосовували для створення сільськогосподарських угідь у країнах третього світу. Варто зазначити, що значні лісові пожежі виникають і зараз навіть в економічно розвинутих і технічно добре оснащених країнах. Це техногенні пожежі. Результат людської безпечності, наслідок нераціонального господарювання.

Другим потужним чинником, який зумовив інтенсивне і остаточне знищення лісів було сільське господарство, що виникло на початку неоліту. Ліси знищували головним чином шляхом спалювання. На їх місці виникали луки, які використовувались для випасання худоби, а згодом їх розкорчовували, перетворювали у ріллю.

Цей процес також триває вже протягом багатьох тисячоліть і охопив майже всю поверхню планети, де зростали ліси. І зараз щороку у світі таким шляхом знищують 18-20 млн. га лісу. Як наслідок поступового зменшення лісистості відбулися значні негативні екологічні зміни на освоєних сільськогосподарських землях і суміжних природних ділянках суші. Насамперед це деградація земель —виснаження потенціалу їх родючості, втрата вологозапасів, захисних функцій тощо.

Показовою у цьому відношенні є територія півдня Палестини, північних районів Сирії і Месопотамії та Східний Іран, де 10000 років тому зародилося землеробство. Ще 8000 років тому ця земля була вкрита первісними джунглями. Однак, сільськогосподарська цивілізація неоліту перетворила її у величезну піщану пустелю.

На початку неоліту лісистість Китаю становила щонайменше 90%. Тепер вона ледве досягає 10% і то за умови величезних зусиль щодо штучного відновлення лісу у XX ст. Ще більш лісистою була Європа, тепер цей показник, за даними ФАО[1], становить близько 30%. Причому, збереглися ліси лише у горах і в межах Скандинавського п-ва. На Європейському континенті залишилися лише невеликі ділянки пралісів, більшість лісових масивів — штучні, або глибоко змінені людиною.

Зараз найбільш лісистими країнами світу є Фінляндія (61 %), Швеція (57), Албанія (47), Греція (44), Іспанія (45), Португалія (40). Навіть Польща і Румунія мають лісистість (27).

Колись багатою лісовою рослинністю була вкрита і територія України, адже відомо, що ще 1000 років тому ліси України займали біля 60 % її поверхні. Проте зараз лісу на території України залишилося вкрай мало, що добре видно з космічного знімку. Зараз лісистість нашої держави складає лише 15 %. Це найнижчий показник в Європі. В окремих степових районах цей показник складає всього 1,5 %. На одного жителя в Україні припадає всього0,18 галісу. Це дуже мало, оскільки в середньому у світі на одного жителя припадає приблизно0,9 га. Отже наша держава лісодефіцитна і не може забезпечити себе власними лісовими ресурсами. Для забезпечення своїх потреб вона повинна імпортувати деревину. Адже щорічна потреба в лісоматеріалах господарства України оцінюється у 35 мільйонів м3. При існуючій лісистості заготівля деревини у такій кількості є неможливою і її щорічний дефіцит досягає 20 мільйонів м3. Варто зазначити також, що незначна площа лісів України позначається негативно і на екологічному стані регіонів. Тому для досягнення нормальних умов життя в еколого-економічному розумінні необхідно збільшити лісистість України хоча б до 20—25%.

Рис. 1.4. Залишки лісів України (космічний зйомка)

Чому ж так сталось, що Україна має найнижчу в Європі лісистість? Чому зникли українські ліси?

Це повязано з ти, що початково, протягом останніх 2-3 тисячоліть, вирубування зазнавали ліси Близького Сходу, розвинутих країн Південної а потім Західної Європи. Це призвело до катастрофічних наслідків. Багатьом мабуть відома цитата Ф.Енгельса (Діалектика природи) „Людям, які у Месопотамії, Греції, Малій Азії та інших місцях викорчовували ліси, щоб отримати таким чином рільні землі, і не снилось, що таким шляхом вони поклали початок сьогоднішньому перетворенню цих країн у пустелі, знищивши ліси, вони знищили і центри накопичення і збереження вологи”. Це ж відбулось і в Італії. Там були вирубані ліси на південних схилах гір, що призвело до посухи і занепаду скотарства, а також повеней у дощові періоди.

Плачевні наслідки своєї господарської діяльності греки та італійці зрозуміли десь мабуть у середньовіччі. У ранньому капіталізмі з ростом чисельності населення та розвитком мореплавства потреба у деревині особливо зросла. На той час уряди розвинутих країн вже не дозволяли рубати свої ліси, а навпаки була ініційована політика відновлення лісів. Тому, лісозаготівельники вже починаючи з 13-15 століття розпочали вирубувати ліси Карпат. Аналогічна доля чекала і ліси Полісся, українського лісостепу.

Нажаль, скорочення площі лісів у загальнопланетарному масштабі продовжується і зараз. Особливо швидко зникають тропічні ліси у Південній Америці, в Африці та Південній Азії. На місці колишніх джунглів виникають сільськогосподарські угіддя, наприклад плантації кофе. Знищення лісів у свою призводить до змін клімату, втрати вологозапасів гідросфери в масштабі цілих регіонів. А далі наступає посуха, періодично виникають катастрофічні зливи, що змивають родючі ґрунти і формують масштабні затоплення у річкових долинах. В решті-решт на місці колишніх лісів з’являється напівпустеля і пустеля. І цей процес постійно прогресує. Так, за двадцять років (від 1955 до 1976) лісистість Таїланду зменшилася з 70 до 41%. Тепер вона не досягає навіть 30%. Щорічно ця країна втрачає 4% площі лісів. В Індії 50 років тому ліси займали 22% території, тепер їх площа не перевищує 10%. Щорічно розширюється площа пустель.

Отже історія лісів нашої планети тісно пов’язана з розвитком цивілізації. Поряд з природними факторами, господарська діяльність людства, або антропогенний фактор, призвела до кардинальних змін у структурі лісового покриву Землі. Щоб їх пізнати необхідні знання з антропогенної історії лісу.

Скорочення лісистості нашої держави майже у чотири рази — це наслідок нераціонального господарювання у нашій країні протягом останніх 500 років. Спочатку лісу було багато і його спалювали щоб отримати попіл, а з нього поташ, який мав високу ціну на західноєвропейських ринках. Пізніше особливого експортного значення набула деревина дуба, сосни, ясена, в’яза тощо. У ХVІІІ столітті починає особливі прибутки давати сільське господарство, особливо вирощування буряків та виробництво цукру. То ж ліси інтенсивно вирубують, а на їх місці створюють ріллю. Зародження лісопильної та деревообробної, гірничодобувної та залізоплавильної промисловості у ХІХ столітті зумовило інтенсифікацію лісокористування і майже остаточне знищення лісів у лісостеповій зоні. Величезні обсяги лісу було зрубано і у ХХ столітті, особливо у повоєнні роки, у періоди відбудови зруйнованого господарства. Нажаль економічне, екологічне і соціальне значення лісу у нашій країні зрозуміли на державному рівні надто пізно, лише у ХІХ столітті.

Нажаль подібна ситуація характерна для нашої держави і зараз. Україна експортує пиломатеріали, а навіть ще відправляє круглі лісоматеріали за кордон у необробленому вигляді. Це дозволило, звичайно, отримати короткочасний економічний ефект і навіть переоснастити лісове господарство сучасною малою і ощадною лісопильною технікою. Однак, що ж далі? Сьогодні вікова структура лісового фонду є вкрай нерівномірною. 31,5 % від покритої лісом площі зайнято молодняками, 44,6 % — лісовими насадженнями середнього віку. Лише на 11,2 % зростають достиглі деревостани. Зрештою достиглими їх можна назвати лише цілком умовно, адже їх таксаційні показники низькі, а можливий вихід крупномірної ділової деревини незначний. На значних площах зростають низькоповнотні, малоцінні та похідні деревостани. Особливо критична ситуація склалася з дубовими лісостанами. Площі деревостанів висостовбурного дуба скоротились до критичного рівня, а їх запаси сьогодні на 20 % нижчі від тих, які були у 60—70 роках ХХ ст. Подекуди практикується вирубування старих дубових деревостанів у межах об’єктів державного природно-заповідного фонду.

Дефіцит лісосировинних ресурсів та складне економічне положення лісогосподарських підприємств спонукало хибну практику масштабних “лісовідновних” та “санітарних” вирубувань водоохоронних, ґрунтозахисних та протиерозійних лісів у горах, вздовж великих карпатських річок і доріг, поблизу населених пунктів. Це призвело до активізації гравітаційних схилових процесів — зсувів та селевих потоків, швидкого стікання дощових і талих вод у гідромережу, формування катастрофічних повеней у Закарпатті та на Прикарпатті у 1999 та 2001 роках. Подібне господарювання, але нижчої інтенсивності, мало місце і в горах Західної і Центральної Європи. Ліси там зростають на переважно монолітних стійких до вивітрювання кристалічних субстратах. Після того, як на таких схилах навіть на малих ділянках зрубано ліс, стікаючі води геть змивають весь лісовий грунт, начисто оголюють скелі. Звичайно, що скелясті схили гір (в Альпах, Судетах) не можуть утримувати воду. Врешті решт це призвело до катастрофічної повені в Німеччині, Франції, Чехії, Словакії та Угорщині у 2002 р., яка призвела до людських жертв та завдала господарської шкоди, обсяг якої визначається десятками міліардів євро. Уряди та лісівники цих країн зразу визнали катастрофу наслідком неправильного господарювання у гірських лісах, що мало місце протяхом останніх кількох десятиліть. Тому треба пам’ятати, що кошти отримані від зрубаного лісу можуть незабаром обернутися у стократ більшими збитками.

Слід зазначити, що великої шкоди лісовим масивам України завдала і Чорнобильська катастрофа. Зараз у лісових масивах на площі майже 2,2 млн. га спостерігається радіоактивне забруднення. Отже знову за рахунок лісу і йому на шкоду, та й на шкоду суспільству вцілому.

А між іншим ліс є чи не найпотужнішим акумулятором та перетворювачом сонячної енергії на суші, регулятором та стабілізатором регіонального і локального клімату, стікаючих і грунтових вод, їх та повітря санітаром і одночас найбільш доступним відновним джерелом сировинних ресурсів. Оскільки площа лісових ресурсів світу весь час скорочується, а їх якісний стан погіршується, виникла загроза екологічної, ресурсної та економічної кризи не тільки в окремих країнах, але у світі в цілому. Тому цим питанням зараз приділяється значної уваги на міжнародній політичній арені.

Таке становище викликало у другій половині ХХ століття належну стурбованість у міжнародної спільноти, що знайшла своє відбиття у діяльності ООН, ЮНЕСКО, НАТО та інших. Чи не найважливішою подією у цьому напрямку було прийняття у 1992 р. керівниками 179 держав у Ріо-де-Жанейро Конвенції ООН з питань довкілля і розвитку. У 1995 р. у Софії у рамках процесу „Довкілля для Європи“ було схвалено Всеєвропейську стратегію збереження ландшафтного і біологічного розмаїття.

Нажаль, людство почало усвідомлювати екологічне та сировинне значення лісу надто пізно, лише у ХІХ столітті. Врешті-решт владоможці та землевласники зрозуміли, що ліс хоч і відновний ресурс природи, все ж від нього можна взяти рівно стільки, скільки він дає. Крім того про ліс треба дбати, щоб він добре ріс, а коли необхідно — то й посадити. Та й робити все це треба знаючи біологію лісу, маючи великий практичний досвід лісівничого господарювання, зрештою — рахуючи затрати, доходи і збитки. Тому у країнах Південної Європи вже протягом 2—3 століть ліси відтворюють і рубають лише в обмежених розмірах. Це призвело до розширення вкритої лісом площі у країнах, де ще недавно ліс був майже повністю винищений — Албанія (47%), Греція (44%), Іспанія (45%), Італія (25%). І така господарська діяльність має місце і зараз. Так, за даними на 1970р. у Греції протягом кожного десятиріччя створювали 200 тис. га лісових культур. Протягом 1950-1975 рр. в Італії щорічно садили лісові культури на площі 80—100 тис. га. А зараз площа лісокультур тут складає 2,3 млн. га.

Протягом останніх трьох століть лісове господарство світу, європейських країн, України нагромадило великий практичний досвід, вчені-лісівники, технологи лісокористування мають великий науковий доробок. Це і питання інтенсивного лісокористування, і становлення лісової адміністрації, обліку лісових ресурсів, розвитку технології лісозаготівель, транспорту лісу, технології деревообробки та глибокої переробки сировини, відновлення та охорони лісів, використання їх для соціальних потреб, оптимізації навколишнього середовища