Ормандардың табиғаттағы биологиялық рөлі

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Біз ормандардың өміріміздегі рөлі туралы қаншалықты жиі ойлаймыз? Орман дегеніміз не? Ол қандай экологиялық функцияларды орындайды? Бұл мақалада біз табиғи экожүйе ретінде орманға қатысты осы және басқа да көптеген сұрақтарға жауап беруге тырысамыз.

Орман – планетаның қатты бетінде өсетін ағаш тектес, бұталы және шөптесін өсімдіктердің, оның ішінде жануарларды, микроорганизмдерді және табиғи ортаның басқа компоненттерін (топырақ, су қоймалары мен өзен, ауа қабығы) биологиялық өзара байланысты. Ормандардың негізгі қасиеті – ауданы мен тұрақты ағаш қоры. Ормандар Антарктидадан басқа барлық континенттерде өседі және жер бетінің шамамен 31% алып жатыр. Планетаның орман қорының жалпы ауданы 4 миллиард гектарды құрайды, ал тұрақты ағаш қоры 527,203 миллион м3 [1].

Орман – организмдердің барлық түрлері мен формалары арасындағы заттардың (азот, фосфор, оттегі, су және т.б.) айналымы мен энергия ағыны үздіксіз жүзеге асырылатын, күрделі ұйымдастырылған өзін-өзі реттейтін экожүйе. Барлық өсімдіктер бір-біріне бейімделген, сондай-ақ жануарлар организмдері, және керісінше, барлық жануарлар организмдері өсімдік организмдеріне бейімделген. Олар бір-бірінсіз өмір сүре алмайды. Әрбір орман алқабының айқын кеңістіктік құрылымы бар (тік және көлденең), оған көптеген жетілген ағаштар, бұталар, шөптесін өсімдіктер, негізгі және ілеспе түрлердің асты, сондай-ақ мүктер мен қыналар кіреді.

Орманның тік құрылымы биіктік бойынша әртүрлі өсімдік формаларының таралуымен сипатталса, көлденеңі көлденең жазықтықта әртүрлі өсімдік түрлерінің таралуын көрсетеді. Орманда көптеген өсімдіктермен қатар (в) омыртқасыз жануарлардың, миллиондаған топырақ организмдерінің, көптеген жәндіктердің, құстардың және жануарлардың көптеген түрлері бар. Олардың барлығы бірігіп, әр өсімдік пен жануар әртүрлі химиялық элементтер айналымына қатыса отырып, белгілі бір экологиялық қызмет атқаратын экологиялық жүйені құрайды.

Сыртқы орта факторларының (жарық, температура, ылғал, жел, ағыс, адамның интеллектуалды әрекетінің әртүрлі формалары және т.б.) әсерінен орман экожүйесінде, әдетте, өткір және жойғыштық қасиеті жоқ белгілі бір өзгерістер орын алады. табиғатта және экожүйедегі теңгерімсіздікке әкелмейді. Алайда, адамның негізсіз әрекетінің айтарлықтай күшеюі барған сайын күрт және апатты өзгерістер мен зардаптармен көрінетін экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеледі. Мәселен, 2008 жылдың жазында Батыс Украина аумағында Карпат таулары аймағында көптеген жауын-шашын салдарынан ең үлкен су тасқыны болды. Соның салдарынан 40 мыңға жуық үйді су басып, 700 шақырымға жуық жолды шайып, үш жүзден астам көпір қираған [2].

Кең көлемді су басудың себептерінің бірі - Карпат тауларының беткейлеріндегі ормандардың кесілуі, бұл кезде орман жамылғысының едәуір бөлігі 40 жылға жуық кесілген [3].

Өйткені, орман маңызды су реттеуші рөл атқарады, ол еріген және жаңбыр суларының жер бетіндегі ағуын бәсеңдетеді, оның бір бөлігін жерге ауыстырады, сол арқылы тасқындар мен тасқындардың жойқын күшін азайтады, сол арқылы жер асты суларын қоректендіреді. Жаңбыр жауған кезде ағаштардың тәждері мен діңдері ылғалдың біраз бөлігін сақтайды, бұл судың өздігінен емес, бірте-бірте орман қоқыстарына сіңуіне мүмкіндік береді. Орман қоқысы ылғалды сақтайды және уақыт өте келе оны өзендерге және жер асты суларына береді, ал ылғалдың бір бөлігі өсімдіктерді азықтандыруға жұмсалады. Ашық аумақта (мысалы, ағаш кесу) жаңбыр суы толығымен жер бетіне түседі және оны сіңіруге үлгермейді, өйткені орман қоқыстарының су өткізгіштігі ашық аумаққа қарағанда жоғары, бұл судың көп бөлігінің жер бетінен ойпатқа немесе жер үсті су ағынына ағуы (ағын, өзен). Кейде ашық алаң судың мүлдем өтуіне мүмкіндік бермейді және ол толығымен ағып, күшті су ағынын құрайды. Орман қысқы жауын-шашынның бөлінуінде және көктемде еру кезінде маңызды рөл атқарады. Ашық жерлерде қар жамылғысы жиі ерігендіктен орманға қарағанда сәл кейінірек бекітіледі және желдің соғуына байланысты біркелкі емес таралады. Ормандарда қар біркелкі таралады, бұл беткі қабаттағы жел режимінің өзгеруімен байланысты. Жалпы, орманға қарағанда ашық жерлерде қар көп жиналады. Көктемде күн радиациясының күшті ағынының әсерінен қар еруі пайда болады, бұл тек осы факторға байланысты емес. Бұл процесте өсімдіктер мен рельефтің әртүрлі түрлері маңызды рөл атқарады. Ашық аумақ күн радиациясының 100% алады және кез келген ағаштың шатырының астындағы бөлігі ғана тұрады, сондықтан ормандарда қар баяу ериді. Мысалы, ашық жерлерде қар 7-25 күн, ал шыршалы орманда 32-51 күн ериді [4].

Отандық орман ғалымы Александр Алексеевич Молчанов орман жамылғысы ұлғайған сайын көктемгі ағынның коэффициенті күрт төмендейтінін анықтады (ағашсыз төбеде 0, 6-0, 9-дан орман жамылғысы бар 0, 09-0, 38 коэффициентіне дейін). 40% [6].

Орманды кесу кезінде ағаштың төбесі жойылады және топырақ су өткізгіштік қасиетін жоғалтады, бұл су ағындарының су режимінің бұзылуына әкеледі, ал жер үсті ағыны көбейіп, топырақтың жойылу процесі күшейеді. Сонымен, орман су ағындарына судың біркелкі ағуын реттеуде маңызды рөл атқарады, су айналымына қатысады, топырақтың жойылуын болдырмайды.

Өсімдіктердің бірдей маңызды қасиеті планетаның климаттық қалыптасуымен байланысты. Орман жел, температура, ылғалдылық сияқты климаттық факторларға әсер етеді. Желдің арқасында өсімдіктер тозаңданады, жемістер мен тұқымдар таралады, жапырақ бетіндегі ылғалдың булану процесі күшейеді, ал орман, өз кезегінде, азайтады. температура мен ылғалдылықты реттейтін жер үсті ауа қабатындағы жел жылдамдығы. Плантациялардың болуы іргелес аумақтардағы жылу режимін өзгертеді. Жазда жасыл массивтің суық ауасы іргелес аумақтың жылы және жеңіл ауасын ығыстырып, бұл жерлерде ауа температурасын төмендетеді. Ауа температурасының төмендеу дәрежесі отырғызу түріне (тәждің мөлдірлігіне, жапырақтардың шағылыстыруына, биіктігі мен жасына), отырғызу тығыздығына және басқа да бірқатар сипаттамаларға байланысты. Үлкен жапырақты ағаштар жылу энергиясына қарсы ең жақсы қорғаушылар болып табылады. Мысалы, көктерек өзінің жапырақтары арқылы доланаға қарағанда 10 есе көп энергия береді. Орманда ауа ылғалдылығы жоғарылайды, өйткені ағаштар мен бұталардың жапырақтары, шөп сабақтарының булану беті осы өсімдіктер алып жатқан топырақ алаңынан 20 және одан да көп есе үлкен. Бір жылда бір гектар орман ауаға 1-3, 5 мың тонна ылғал буланады, бұл атмосфералық жауын-шашынның 20-70% құрайды. Мысалы, орман жамылғысының 10%-ға ұлғаюы жылдық жауын-шашын мөлшерінің 10-15%-ға артуына әкелуі мүмкін [5]. Сонымен қатар, түсетін судың 90% жуығы жапырақтардың бетінен буланып, тек 10% өсімдіктерді қоректендіруге жұмсалады. Жазда ормандағы немесе саябақтың орта аймағындағы ауа ылғалдылығы қала ауласына қарағанда 16-36% жоғары. Жасыл кеңістіктер көршілес ашық аумақтардағы ауа ылғалдылығының артуына да ықпал етеді.

Орман ең алдымен көмірқышқыл газын сіңіріп, атмосфераға оттегін шығару арқылы газ алмасуға белсенді қатысады. Бұл табиғи құбылыс фотосинтез деп аталады. Демек, бір гектар орман сағатына 8 кг көмірқышқыл газын (H2CO3) сіңіреді, оны 200 адам бөледі. Көмірқышқыл газының сіңу дәрежесі және оттегінің бөлінуі плантация түріне қатты байланысты. Сонымен, шотланд шыршасының газ алмасуы жағынан Берлин терегі 7 есе, гүл шоқтары емені 4,5 есе, ірі жапырақты линден 2,5 есе, қарағай 1,6 есе тиімді.

Атмосфераны шаң-тозаңнан тазартуда орманның да рөлі зор. Өсімдіктер жапырақтардың, бұтақтардың және діңдердің беттерінде шаң бөлшектерін жинайды. Бұл жағдайда жинақтаудың әсері көбінесе температура, ылғалдылық және жел жылдамдығымен ғана емес, сонымен қатар плантация түрлерімен де анықталады. Сонымен, қылқан жапырақты өсімдіктер көктеректен 30 есе, ал қайың 2,5 есе шаңды сақтайды. Қалалық және қала маңындағы саябақтардың шаңдылығы өнеркәсіптік аймаққа қарағанда 1,5-4 есе төмен. Өлшемдер ағаштардың астындағы ауаның шаңдылығы ашық іргелес аумақтарға қарағанда 20-40% төмен екенін көрсетті. Өсімдік өмірінің белсенді кезеңінде бір ересек ағаш ауадан: жылқы каштаны - 16 кг, норвег үйеңкі - 28 кг, канадалық терек - 34 кг шаң шығарады.

Орман ауаны газ тәрізді қоспалардан тазартуға да қатысады. Жасыл кеңістіктер аймағында тік ағыстарды тудыратын салқын ауа және жел жылдамдығының төмендеуі атмосфераның жоғарғы қабаттарына газ қоспаларының қозғалысына ықпал етеді. Бұл жасыл желектер аймағында олардың санының 15-60%-ға төмендеуіне әкеледі. Әр түрлі ағаш түрлері атмосфераның улы қоспаларын ұстау қабілетін сақтай отырып, атмосфераның ластануына әртүрлі төзімділікке ие. Осылайша, ақ акация атмосферадан күкірт пен фенол қосылыстарын алады, оның жапырақтарына айтарлықтай зиян келтірмейді. (c) тармақтан кейінгі бақылау күкірт диоксиді өсімдіктерді қатты зақымдайтынын көрсетті.

Химиялық зауыттардың жанында линден, қайың, емен жапырақтарының беті 75-100%, ал шетен 25-65% күйеді. Атмосфераның ластануына төзімді емес ағаш түрлері: жылқы каштаны, норвег үйеңкі, шырша және кәдімгі қарағай, тау күлі, сирень, сары акация және т.б. Ең төзімділері: қара терек, ақ акация, ірі жапырақты терек, пенсильван үйеңкі, кәдімгі шырмауық..

Өсімдіктер тірі организмдердің белгілі бір топтарына қатысты аз мөлшерде жоғары физиологиялық белсенділікке ие биологиялық белсенді заттар (фитонцидтер) бөледі. Биологиялық белсенді заттар патогендік бактерияларды өлтіреді немесе микроорганизмдердің дамуын тежейді. Әртүрлі өсімдіктердің биологиялық белсенді заттарының тиімділігі бірдей емес. Сонымен, Атлас балқарағайы 3 минуттан кейін секрециядан кейін, құс шие - 5 минуттан кейін, қара қарақат - 10 минуттан кейін, лавр - 15 минуттан кейін бактериялардың өліміне әкеледі.

Көлік магистральдары мен кәсіпорындардың шу деңгейін төмендетуде орман алқаптарының қатысуы да үлкен. Жапырақты ағаштардың тәждері түскен дыбыс энергиясының 26% жұтып, 74% шағылысып, таратады. Линденнің екі қатары шу деңгейін жапырақсыз отырғызу жолағының еніне байланысты 2, 5-6 есе және өсімдіктер жапырақты болған кезде 7, 7-13 есе төмендете алады. Дыбыс оқшаулау дәрежесі ағаштар мен бұталардың түріне, биіктігіне және отырғызу үлгісіне байланысты. Ғимараттардың қабырғаларынан қозғалатын көлік шуының шағылысуына байланысты жасыл алаңдары жоқ зәулім үйлер салынған көшедегі адам өсу биіктігіндегі шу ағаштармен көмкерілген көшеге қарағанда 5 есе жоғары.

Осылайша, орман барлық тірі ағзалардың, соның ішінде адамның өмір сүруіне қолайлы жағдайларды сақтауда планетада маңызды рөл атқарады. Орман табиғи экожүйе ретінде климат пен шөгінділердің түзілуіне қатысады, атмосфераның газдық құрамын сақтайды, өсімдіктер мен жануарлардың көптеген түрлері мен формаларын баспанамен және қорекпен қамтамасыз етеді. Дегенмен, бүгінгі таңда орманды сақтаудың күрделі мәселесі бар.

Орман экожүйелерінің негізгі бөлігі Ресей (809 млн га), Бразилия (520 млн га), Канада (310 млн га), АҚШ (304 млн га), Қытай (207 млн га), Демократиялық Республикасы сияқты елдерде. Конго (154 млн га) [8].

Сонымен қатар, планетадағы экологиялық тепе-теңдікті сақтау үшін ең құндысы - тайга және тропикалық ормандар. Тропикалық ормандар жеткілікті жоғары биологиялық әртүрлілікке ие, олардың құрамында ғылымға белгілі барлық жануарлар мен өсімдіктердің 70-80% дейін бар. АҚШ Мемлекеттік департаментінің мәліметі бойынша ормандардың жыл сайынғы жоғалуы Швейцарияның төрт ауданына тең (41 284 км²) [9].

Орманды кесу ауқымын көрсету үшін бұл аумақты әлі күнге дейін Мәскеу облысының аумағымен (44 379 км²) салыстыруға болады. Ормандардың азаюының негізгі себептері ауыл шаруашылығы мақсатындағы жерлердегі ормандардың бақылаусыз кесілуі – 65-70% және ағаш кесу – 19% (7, 8, 9-сурет).

Тропикалық елдердің көпшілігі табиғи ормандарының жартысынан көбін жоғалтты. Мысалы, Филиппинде ормандардың 80%-ға жуығы тазартылды, Орталық Америкада орман алқаптары 60%-ға қысқарды. Индонезия, Таиланд, Малайзия, Бангладеш, Қытай, Шри-Ланка, Лаос, Нигерия, Ливия, Гвинея, Гана сияқты тропиктік елдерде орман алқабы 50%-ға қысқарды [9].

Қорытындылай келе, орман экожүйелерінің ауданын сақтау және ұлғайту адамзаттың ең маңызды міндеті болып табылады, оның орындалуы оның қолайлы табиғи ортада өмір сүруін қамтамасыз етеді. Әйтпесе, адамзат өмір сүре алмайды, өйткені жердегі өркениеттің табиғатпен үйлесімді дамуы ғана жалпы адамзаттың өмір сүруіне және дамуына мүмкіндік береді.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.