Антропогенный пресс на лесные экосистемы

Для характеристики нынешнего состояния растительного  покрова и в первую очередь  лесных экосистем все чаще используется термин — деградация. Леса раньше других компонентов природной среды  испытали отрицательное влияние  деятельности человека. Деградация лесов  служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые  начались с появлением земледелия и  скотоводства.

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

1. сплошная 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).

В отчете ЮНЕП «О состоянии окружающей среды к 2000 году» подчеркнуто, что «сведение лесов — вероятно, наиболее серьезная экологическая проблема, стоящая перед человечеством...» Сведение (гибель) лесов в списке злодеяний человека Против окружающей среды, по А. Гору (1993), стоит на первом мёсте. За несколько столетий была уничтожена значительная часть всех лесных массивов на планете. На современном этапе развития производительных сил лесные экосистемы становятся еще более уязвимыми, утрачивают свои защитные функции, их потенциальные средоустойчивые возможности значительно ослабевают.

В XVII в. на Русской  равнине площадь лесов достигала 5 млн км2, к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн км2. В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше — первые сотни лет (Данилов-Данильян и др., 1994).

Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается  и в других странах мира. Еще до активного наступления человека на природу леса занимали почти всю территорию Европы. В настоящее время они сохранились на одной трети ее площади. По данным ФАО (сельскохозяйственная программа ООН), обезлесение только на засушливых землях происходит на 4 млн га в год, из которых 2,7 млн га приходится на Африку. Лес здесь рубят в основном на дрова, поскольку спрос на топливную древесину постоянно растет. Достаточно отметить, что 82% всей энергии, используемой в восьми странах Сахелия (Африка), дает древесина.

В еще более  опасном положении находятся  вечнозеленые влажные (дождевые) тропические  леса — древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн га в год. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. По данным на 1992 г., в Восточной и Западной Африке уничтожено 56% лесов, а в отдельных районах до 70%; в Южной Америке (главным образом в бассейне Амазонки) — 37%, в Юго-Восточной Азии — 44% от первоначальных площадей. Их выжигают ради расчистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник древесного топлива, выкорчевывают при неправильном ведении системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектростанций, и т. д.

Грамотно проведенная  порубка леса позволяет минимизировать вред лесному фонду. Одним из основополагающих правил является соблюдение норм расчетной  лесосеки. Расчетная лесосека –  это план заготовки древесины  в пределах годичного прироста, при  котором лесу не будет нанесен  существенный урон и он сможет восстановится. В России в районах, приближенных к транспортным узлам, расчетные лесосеки ценных пород (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница) часто превышают. Это приводит к тому, что вместо этих пород вырубки зарастают березой и другими малоценными породами. Для того чтобы предотвратить этот процесс, называемый сменой пород, необходимо при рубках специально оставлять крупные деревья. Из их семян сможет восстановиться лес с преобладанием нужной породы. Там, где уже нет возможности обеспечить восстановление леса естественным путем, проводят посадки ценных пород.

Лесные пожары так же оказывают большое отрицательное  влияние на многие процессы жизни  леса. При лесных пожарах повреждается или полностью уничтожается растущий лес вместе с подлеском, подростом  и травяным покровом. В связи с  этим утрачивается источник получения  древесины и резко снижаются водоохранно-защитные и санитарно-гигиенические свойства леса. Пожары уничтожают гнезда птиц и местообитания зверей, способствуют размножению вредных насекомых.

Возникают пожары в подавляющем большинстве случаев  по вине людей, как следствие неосторожного  обращения с огнем. В зонах  тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания  лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, например во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961 — 1975 гг.).

Одной из причин увеличения лесных пожаров является резкое увеличение числа людей, выезжающих в лес для отдыха. Случаи возгораний в лесу являются следствием неосторожного  и неумелого обращения с огнем. Так же пожары могут возникнуть от самовозгорания торфа, иногда от молний.

Мировая статистика показывает, что около 97% всех лесных пожаров возникает по вине людей. Отсюда борьба с лесными пожарами остается одной из важнейших государственных  задач.

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушливый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, например, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади лесных пожаров сократились. Однако и сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. По данным Н. Ф. Реймерса (1990), крупнейшие лесные пожары в последние годы зарегистрированы в 1972 г. (европейская часть России) и в 1979 и 1987 гг. (Восточная Сибирь). Значительные лесные пожары наблюдались в 90-е гг. в Якутии и Магаданской области, в центральной и северо-западной части европейской России. В 2002 г. зарегистрировано более 43 тыс. пожаров, охвативших более 1360 тыс. га лесной площади. Сгорело и повреждено леса на корню 32,4 млн м3. Наиболее сильные пожары в 2002 г. имели место в республиках Саха (Якутия), Тыва, Хабаровском крае и Амурской области.

Отрицательно  влияют на лесные экосистемы выбросы  в атмосферу токсичных газов  и пыли промышленными предприятиями  и транспортом. Эти загрязняющие вещества попадают из атмосферы в  леса чаще всего с кислотными дождями. В непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу, возможны ожоги листьев деревьев ядовитыми газами и пылью. Устойчивость разных деревьев к атмосферным загрязнителям  различна (смотрите воздухоочистительное значение лесов, второй род деятельности). Для уменьшения количества промышленных выбросов в атмосферу строят очистные сооружения и внедряют новые малоотходные технологии

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

Лесоводы пытаются защитить леса от отравления плохим воздухом и повысить их устойчивость вредным  примесям в нём. Одно из проверенных  и эффективных средств – применение нейтрализаторов, вступающих в реакцию  с вредными веществами, и подкормка  загрязнённых участков леса. В зонах  выброса в атмосферу сернистых  газов полезно вносить под  лес известь. Однако ввиду технической  сложности работы сделать это  можно на небольших площадях.

Леса могут  погибать при строительстве водохранилищ и крупных дорог, нарушающих подземный  сток грунтовых вод. В прилегающих  к водохранилищу низких местах и  вдоль дорог к поверхности  приближаются грунтовые воды. Это  называется подтоплением. Такие породы, как липа, дуб или сосна, не приспособлены  к жизни на переувлажненных почвах и погибают. Для уменьшения вреда от подтопления на таких участках высаживают деревья, которые меньше страдают от избытка влаги (тополь, ольха, ива).

При выпасе погибают молодые деревца, которые скот объедает и вытаптывает, ухудшаются условия  для роста взрослых деревьев, исчезают птицы и массово размножаются вредители. В лесах на склонах  гор выпас вызывает смыв почвы (эрозию). Для исправления ситуации выпас  в лесах прекращают. Скот обеспечивают кормом на сенокосах и пастбищах, продуктивность которых повышают использованием специальных приемов улучшения лугов: 1 га улучшенного луга в лесной зоне дает столько же корма скоту, сколько дают 20 га леса.

В современном  лесоводстве применяют химические средства борьбы с насекомыми-вредителями. В год использования пестициды  подавляют вредителей, но вместе с  ними уничтожают много «врагов наших  врагов» – хищных насекомых (ос, муравьёв) и птиц. На следующий год  более массовые популяции вредителей могут вновь быстро восстановиться, а контролирующие их плотность менее  многочисленные виды вообще исчезнуть. Экологическое равновесие будет  нарушено, и пестициды придётся применять  каждый год, всё больше ухудшая экологическую  ситуацию в лесу и уменьшая разнообразие обитающих в нём животных. При  соблюдении правил лесозаготовок и  обеспечении охраны муравейников нет  необходимости применять в лесу пестициды. Плотность насекомых-фитофагов  регулируется механизмами экологического равновесия.

Большой вред лесным экосистемам наносит захламление  лесов древесными остатками при  заготовке древесины или бытовым  мусором. Кучи сучьев, коры, тонких стволиков, высокие пни становятся местами  размножения лесных вредителей. Бытовой  мусор, оставленный в пригород –  ном лесу отдыхающими, туристами  или сваленный из автомашин, ухудшает эстетический вид леса, а при сильном захламлении способствует смене лесных трав растениями мусорных местообитаний – рудералами (в первую очередь – крапивой и чистотелом). Для предотвращения захламления надо строго контролировать исполнение правил заготовки древесины, все древесные остатки использовать для приготовления древесностружечных плит или отправлять на химическую переработку. Ветки хвойных деревьев – ценный корм, из них готовят витаминные концентраты. Для предотвращения захламления бытовым мусором лесопарков устанавливают контейнеры для его сбора, проводят очистку замусоренных лесов.

В последние  годы появилась ещё одна опасность: вытаптывание леса отдыхающими горожанами. В лесу можно встретить плачевные картины: сломанные ветки, брошенные увядшие букеты. Немалый ущерб природе наносят несвоевременный сбор ягод и лекарственных растений. Так, некоторые виды орхидных (любка двулистная, тайник зеленоцветный и др.) исчезают там, где часто бывают люди. В пригородных лесах не встретишь ландыша. Вытаптываются брусника и черника, сначала перестают цвести и плодоносить, затем исчезают полностью. Можжевельник исчезает в лесах, куда в летнее время часто заезжают любители природы на автомобилях.

С уплотнением  почвы деградирует состояние  древесно-кустарниковой растительности, ухудшается питание деревьев, так  как на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных – переувлажняется. Ухудшение питания  ослабляет деревья, задерживает  их рост и развитие. Заметно уменьшается  ежегодный прирост, особенно хвойных  деревьев. Молодая хвоя у них становится короче. Уплотнение почвы нарушает ее структуру и снижает пористость, ухудшает условия жизнедеятельности  почвенных микроорганизмов.

Помимо лесов  возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании трав, сборе лекарственных растений и ягод и других видах непосредственного использования.

Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновление ряда видов растений. Костер на 5-7 лет полностью выводит из строя клочок земли, на котором он был разложен. Шум отпугивает птиц и млекопитающих, мешает им нормально растить потомство. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения способствуют заражению деревьев насекомыми-вредителями.

Множество различных  видов растений гибнут под воздействием загрязняющих веществ, а также в  процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

В связи с  создавшейся ситуацией установлены  предельно допустимые нагрузки на лес. Рекреационные нагрузки подразделяются на безопасные (включающие как низкие, так и предельно допустимые), опасные, критические и катастрофические.

Лес – один из основных типов растительного покрова  Земли, представленный многочисленными  жизненными формами растений, среди  которых главную роль играют деревья  и кустарники, второстепенную –  травы, кустарнички, мхи, лишайники  и т. д.