Jukumu la kibiolojia la misitu katika asili

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Ni mara ngapi tunafikiria juu ya jukumu la misitu katika maisha yetu? Msitu ni nini? Inafanya kazi gani za kiikolojia? Katika makala haya tutajaribu kujibu maswali haya na mengine mengi yanayohusiana na msitu kama mfumo wa ikolojia wa asili.

Msitu ni mchanganyiko wa miti, shrubby na mimea ya mimea inayokua juu ya uso imara wa sayari, ikiwa ni pamoja na wanyama, microorganisms na vipengele vingine vya mazingira ya asili (udongo, miili ya maji na mito, bahasha ya hewa) iliyounganishwa kibiolojia. Sifa kuu za misitu ni eneo na hifadhi za mbao zilizosimama. Misitu hukua kwenye mabara yote isipokuwa Antaktika na huchukua takriban 31% ya ardhi. Jumla ya eneo la hazina ya misitu ya sayari ni hekta bilioni 4, na hifadhi za mbao zilizosimama ni milioni 527,203 m3 [1].

Msitu ni mfumo mgumu wa kujidhibiti ambao mzunguko wa vitu (nitrojeni, fosforasi, oksijeni, maji, n.k.) na mtiririko wa nishati kati ya kila aina na aina za viumbe hufanyika kila wakati. Mimea yote hubadilishwa kwa kila mmoja, na pia kwa viumbe vya wanyama, na kinyume chake, viumbe vyote vya wanyama vinachukuliwa kwa viumbe vya mimea. Haziwezi kuwepo bila kila mmoja. Kila eneo la msitu lina muundo wa anga uliotamkwa (wima na usawa), ambao unajumuisha idadi kubwa ya miti iliyokomaa, vichaka, mimea ya mimea, mimea ya chini ya spishi kuu na zinazoambatana, pamoja na mosses na lichens.

Muundo wa wima wa msitu una sifa ya usambazaji wa aina tofauti za mimea kwa urefu, wakati moja ya usawa inaonyesha usambazaji wa aina tofauti za mimea katika ndege ya usawa. Pamoja na idadi kubwa ya mimea, msituni kuna idadi kubwa ya spishi tofauti bila (c) wanyama wenye uti wa mgongo, mamilioni ya viumbe vya udongo, wadudu wengi, ndege na wanyama. Wote pamoja huunda mfumo wa kiikolojia ambao kila mmea na mnyama hufanya kazi maalum ya kiikolojia, kushiriki katika mzunguko wa vipengele mbalimbali vya kemikali.

Chini ya ushawishi wa mambo ya nje ya mazingira (mwanga, joto, unyevu, upepo, mikondo, aina mbalimbali za shughuli za akili za binadamu, nk), mabadiliko fulani hutokea katika mazingira ya misitu, ambayo, kama sheria, hawana mkali na uharibifu. asili, na haisababishi usawa katika mfumo wa ikolojia. Walakini, athari inayoongezeka sana ya shughuli za kibinadamu zisizo na maana mara nyingi zaidi na zaidi husababisha ukiukaji wa usawa wa kiikolojia, ambao unaonyeshwa kwa mabadiliko ya ghafla na ya janga na matokeo. Kwa hiyo, katika majira ya joto ya 2008 katika eneo la Magharibi mwa Ukraine katika eneo la milima ya Carpathian, kulikuwa na mafuriko makubwa zaidi kutokana na mvua nyingi. Kama matokeo, karibu nyumba elfu 40 zilifurika, karibu kilomita 700 za barabara zilisombwa, madaraja zaidi ya mia tatu yaliharibiwa.

Mojawapo ya sababu za mafuriko makubwa ni ukataji miti kwenye miteremko ya Milima ya Carpathian, wakati sehemu kubwa ya msitu ilikatwa kwa karibu miaka 40 [3].

Ukweli ni kwamba msitu una jukumu muhimu la kudhibiti maji, ambayo ni kupunguza kasi ya uso wa kuyeyuka na maji ya mvua, kuhamisha sehemu yake chini, na hivyo kupunguza nguvu ya uharibifu wa mafuriko na mafuriko, na hivyo kulisha maji ya chini. Mvua inaponyesha, taji za miti na vigogo huhifadhi unyevu fulani, ambao huruhusu maji kufyonzwa ndani ya takataka za msitu hatua kwa hatua, badala ya kuwaka. Takataka za misitu huhifadhi unyevu na, baada ya muda, huwapa mito na maji ya chini ya ardhi, na baadhi ya unyevu hutumiwa kulisha mimea. Katika eneo la wazi (kwa mfano, kukata), maji ya mvua huanguka kabisa juu ya uso wa dunia na hawana muda wa kufyonzwa, kwa kuwa upenyezaji wa maji ya takataka ya misitu ni ya juu kuliko katika eneo la wazi, ambalo husababisha mtiririko wa maji mengi kutoka kwa uso hadi kwenye unyogovu au mkondo wa maji (mkondo, mto). Wakati mwingine eneo la wazi haliruhusu maji kupita kabisa na hutoka kabisa, na kutengeneza mkondo wa maji wenye nguvu. Msitu una jukumu muhimu katika usambazaji wa mvua ya msimu wa baridi na wakati wa kuyeyusha katika chemchemi. Katika maeneo ya wazi, kifuniko cha theluji kinawekwa baadaye kidogo kuliko katika msitu kutokana na thaws mara kwa mara na ni kusambazwa kwa usawa kutokana na upepo wa upepo. Katika misitu, theluji inasambazwa sawasawa, ambayo inahusishwa na mabadiliko katika utawala wa upepo katika safu ya uso. Kwa ujumla, theluji nyingi hujilimbikiza katika maeneo ya wazi kuliko katika misitu. Katika chemchemi, chini ya ushawishi wa mtiririko wa nguvu wa mionzi ya jua, kuyeyuka kwa theluji hufanyika, ambayo inategemea sio tu kwa sababu hii. Aina mbalimbali za mimea na misaada zina jukumu muhimu katika mchakato huu. Eneo la wazi hupokea 100% ya mionzi ya jua, na sehemu tu chini ya dari ya mti wowote wa miti, kwa hiyo, theluji inayeyuka katika misitu polepole zaidi. Kwa mfano, katika kusafisha, theluji inayeyuka kwa siku 7-25, na katika msitu wa spruce-fir kwa siku 32-51 [4].

Mwanasayansi wa misitu ya ndani Aleksandr Alekseevich Molchanov aligundua kuwa mgawo wa kukimbia kwa spring hupungua kwa kasi na ongezeko la misitu ya misitu (kutoka 0, 6-0, 9 kwenye eneo la milima isiyo na miti hadi mgawo wa 0, 09-0, 38 na kifuniko cha msitu. ya 40%) [6].

Wakati msitu unapokatwa, mti wa mti huondolewa na udongo hupoteza mali yake ya upenyezaji wa maji, ambayo inasababisha ukiukwaji wa utawala wa maji wa mikondo ya maji, wakati kukimbia kwa uso huongezeka na mchakato wa uharibifu wa udongo unaongezeka. Kwa hiyo, msitu una jukumu muhimu katika kudhibiti mtiririko wa sare ya maji kwenye mikondo ya maji, inashiriki katika mzunguko wa maji, na kuzuia uharibifu wa udongo.

Mali muhimu sawa ya mimea inahusishwa na malezi ya hali ya hewa ya sayari. Msitu huathiri hali ya hewa kama vile upepo, joto, unyevu, nk. Shukrani kwa upepo, mimea huchavushwa, matunda na mbegu huenea, mchakato wa uvukizi wa unyevu kutoka kwenye uso wa jani huimarishwa, na msitu, kwa upande wake, hupunguza. kasi ya upepo katika safu ya hewa ya uso, kudhibiti joto na unyevu. Uwepo wa mashamba makubwa hubadilisha utawala wa joto katika maeneo ya karibu. Katika majira ya joto, hewa ya baridi ya massif ya kijani huondoa hewa ya joto na nyepesi ya eneo la karibu, kupunguza joto la hewa katika maeneo haya. Kiwango cha kupungua kwa joto la hewa inategemea aina za upandaji (juu ya uwazi wa taji, kutafakari kwa majani, urefu na umri), juu ya wiani wa kupanda na idadi ya sifa nyingine. Miti yenye majani makubwa ni watetezi bora dhidi ya nishati ya joto. Kwa hiyo, kwa mfano, aspen hupitia majani yake mara 10 zaidi ya nishati kuliko hawthorn. Katika msitu, unyevu wa hewa huongezeka, kwa kuwa uso wa uvukizi wa majani ya miti na vichaka, shina za nyasi ni mara 20 au zaidi kuliko eneo la udongo linalochukuliwa na mimea hii. Kwa mwaka, hekta moja ya msitu huvukiza ndani ya hewa 1-3, tani elfu 5 za unyevu, ambayo ni 20-70% ya mvua ya anga. Kwa mfano, kuongezeka kwa misitu kwa 10% kunaweza kusababisha kuongezeka kwa kiwango cha mvua kwa mwaka kwa 10-15% [5]. Kwa kuongeza, karibu 90% ya maji yanayoingia hupuka kutoka kwenye uso wa majani, na 10% tu hutumiwa kwa lishe ya mimea. Unyevu wa hewa katika ukanda wa kati katika msitu au bustani katika majira ya joto ni 16-36% ya juu kuliko katika ua wa jiji. Nafasi za kijani pia huchangia kuongezeka kwa unyevu wa hewa katika maeneo ya karibu ya wazi.

Msitu hushiriki kikamilifu katika kubadilishana gesi, hasa kwa kunyonya dioksidi kaboni na kutoa oksijeni kwenye anga. Jambo hili la asili linaitwa photosynthesis. Kwa hivyo, hekta moja ya msitu inachukua kilo 8 za dioksidi kaboni (H2CO3) kwa saa, ambayo hutolewa na watu 200. Kiwango cha kunyonya kwa dioksidi kaboni na kutolewa kwa oksijeni inategemea sana aina ya mashamba. Kwa hivyo, poplar ya Berlin ni mara 7, mwaloni wa pedunculate ni mara 4.5, linden yenye majani makubwa ni mara 2.5, na pine ya Scots ni mara 1.6 zaidi ya ufanisi katika suala la kubadilishana gesi ya Scotch spruce.

Msitu pia una jukumu kubwa katika kusafisha anga kutoka kwa vumbi. Mimea hujilimbikiza chembe za vumbi kwenye nyuso za majani, matawi na shina. Katika kesi hiyo, athari ya mkusanyiko imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa si tu kwa joto, unyevu na kasi ya upepo, lakini pia na aina za mashamba. Kwa hivyo, conifers mara 30, na birch 2, mara 5 vumbi zaidi huhifadhi kuliko aspen. Maudhui ya vumbi katika mbuga za mijini na miji ni mara 1.5-4 chini kuliko katika eneo la viwanda. Vipimo vimeonyesha kuwa vumbi la hewa chini ya miti ni 20-40% chini kuliko katika maeneo ya wazi ya karibu. Katika kipindi cha kazi cha maisha ya mmea, mti mmoja wa watu wazima huondoa hewa: chestnut ya farasi - kilo 16, maple ya Norway - 28 kg, poplar ya Canada - 34 kg ya vumbi.

Msitu pia unahusika katika kusafisha hewa kutoka kwa uchafu wa gesi. Hewa baridi, kuunda mikondo ya wima, na kasi ya chini ya upepo katika eneo la maeneo ya kijani kibichi, huchangia harakati za uchafu wa gesi kwenye anga ya juu. Hii inasababisha kupungua kwa idadi yao katika ukanda wa maeneo ya kijani kwa 15-60%. Aina tofauti za miti zina upinzani tofauti kwa uchafuzi wa angahewa huku zikidumisha uwezo wao wa kunasa uchafu wenye sumu kutoka kwenye angahewa. Kwa hivyo, mshita mweupe hunasa misombo ya salfa na phenoli kutoka angahewa, bila kuharibu majani yake. Kutoka (c) ufuatiliaji ulionyesha kuwa dioksidi ya sulfuri inaharibu sana mimea.

Karibu na mimea ya kemikali, uso wa majani ya linden, birch na mwaloni huchomwa na 75-100%, na rowan - kwa 25-65%. Aina za miti zinazostahimili uchafuzi wa anga ni: chestnut ya farasi, maple ya Norway, spruce na pine ya kawaida, ash ash, lilac, acacia ya njano, nk. Miti inayostahimili zaidi ni: poplar nyeusi, acacia nyeupe, poplar yenye majani makubwa, maple ya Pennsylvania, ivy ya kawaida..

Mimea hutoa vitu vyenye biolojia (phytoncides), ambayo ina shughuli za juu za kisaikolojia kwa kiasi kidogo kuhusiana na makundi fulani ya viumbe hai. Dutu zinazofanya kazi kwa biolojia huua bakteria ya pathogenic au kuchelewesha ukuaji wa vijidudu. Ufanisi wa vitu vyenye biolojia ya mimea tofauti sio sawa. Kwa hivyo, mwerezi wa Atlas husababisha kifo cha bakteria baada ya dakika 3 ya usiri, cherry ya ndege - baada ya dakika 5, currant nyeusi - baada ya dakika 10, laurel - baada ya dakika 15.

Ushiriki wa maeneo ya misitu pia ni mzuri katika kupunguza kiwango cha kelele kutoka kwa barabara kuu za usafirishaji na biashara. Taji za miti inayokata majani huchukua 26% ya nishati ya sauti ya tukio, na huakisi na kutawanya 74%. Safu mbili za linden zinaweza kupunguza kiwango cha kelele kwa mara 2, 5-6, kulingana na upana wa ukanda wa kupanda bila majani na mara 7, 7-13, wakati mimea ilikuwa na majani. Kiwango cha insulation ya sauti inategemea aina, urefu na muundo wa kupanda miti na vichaka. Kelele katika kilele cha ukuaji wa mwanadamu kwenye barabara iliyojengwa na majengo marefu bila nafasi za kijani kibichi ni mara 5 zaidi kuliko kwenye barabara hiyo hiyo iliyo na miti kwa sababu ya kutafakari kwa kelele ya kusonga kwa trafiki kutoka kwa kuta za majengo.

Kwa hiyo, msitu una jukumu muhimu katika sayari katika kudumisha hali nzuri kwa kuwepo kwa viumbe vyote vilivyo hai, ikiwa ni pamoja na wanadamu. Msitu kama mfumo wa ikolojia wa asili hushiriki katika uundaji wa hali ya hewa na mchanga, hudumisha muundo wa gesi ya angahewa, hutoa nyumba na chakula kwa spishi nyingi na aina za mimea na wanyama. Hata hivyo, leo kuna tatizo kubwa la uhifadhi wa misitu.

Sehemu kuu ya mazingira ya misitu iko katika nchi kama vile Urusi (hekta milioni 809), Brazili (hekta milioni 520), Kanada (hekta milioni 310), USA (hekta milioni 304), Uchina (hekta milioni 207), Jamhuri ya Kidemokrasia ya Kongo (hekta milioni 154) [8].

Zaidi ya hayo, muhimu zaidi kwa kudumisha usawa wa kiikolojia kwenye sayari ni misitu ya taiga na ya kitropiki. Misitu ya kitropiki ina anuwai ya juu ya kibaolojia, ambayo ina hadi 70-80% ya wanyama na mimea yote inayojulikana kwa sayansi. Kulingana na Idara ya Jimbo la Merika, upotezaji wa kila mwaka wa misitu ni sawa na maeneo manne ya Uswizi (km² 41,284) [9].

Ili kuwakilisha ukubwa wa ukataji miti, eneo hili bado linaweza kulinganishwa na eneo la mkoa wa Moscow (44,379 km²). Sababu kuu za kupungua kwa misitu ni ukataji miti usio na udhibiti kwa ardhi ya kilimo - 65-70% na ukataji miti - 19% (Mchoro 7, 8, 9).

Nchi nyingi za kitropiki tayari zimepoteza zaidi ya nusu ya misitu yao ya asili. Kwa mfano, nchini Ufilipino, karibu 80% ya misitu imekatwa, katika Amerika ya Kati, eneo la misitu limepungua kwa 60%. Katika nchi za tropiki kama vile Indonesia, Thailand, Malaysia, Bangladesh, Uchina, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libya, Guinea, Ghana, eneo la msitu limepungua kwa 50% [9].

Kwa muhtasari, tunaweza kusema kwamba uhifadhi na ongezeko la eneo la mazingira ya misitu ni kazi muhimu zaidi ya wanadamu, utimilifu wake ambao utahakikisha kuishi kwake katika mazingira mazuri ya asili. Vinginevyo, ubinadamu hautaishi, kwani tu maendeleo ya usawa ya ustaarabu wa kidunia na maumbile hutoa nafasi ya maisha na maendeleo ya ubinadamu kwa ujumla.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.