Il ruolo biologico delle foreste in natura

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Quante volte pensiamo al ruolo delle foreste nella nostra vita? Cos'è una foresta? Quali funzioni ecologiche svolge? In questo articolo cercheremo di rispondere a queste e a tante altre domande legate alla foresta come ecosistema naturale.

La foresta è una combinazione di vegetazione legnosa, arbustiva ed erbacea che cresce sulla superficie solida del pianeta, inclusi animali, microrganismi e altri componenti dell'ambiente naturale (suolo, corpi idrici e fiumi, involucro aereo) biologicamente interconnessi. Le principali proprietà delle foreste sono l'area e le riserve di legname permanente. Le foreste crescono in tutti i continenti tranne l'Antartide e occupano circa il 31% della superficie terrestre. La superficie totale del fondo forestale del pianeta è di 4 miliardi di ettari e le riserve di legname in piedi sono 527,203 milioni di m3 [1].

Una foresta è un ecosistema autoregolante organizzato in modo complesso in cui viene costantemente effettuata la circolazione di sostanze (azoto, fosforo, ossigeno, acqua, ecc.) e flussi di energia tra tutti i tipi e forme di organismi. Tutte le piante sono adattate l'una all'altra, così come agli organismi animali, e viceversa, tutti gli organismi animali sono adattati agli organismi vegetali. Non possono esistere l'uno senza l'altro. Ogni area forestale ha una struttura spaziale pronunciata (verticale e orizzontale), che comprende un gran numero di alberi maturi, arbusti, piante erbacee, sottobosco delle specie principali e di accompagnamento, nonché muschi e licheni.

La struttura verticale del bosco è caratterizzata dalla distribuzione di diverse forme vegetali lungo l'altezza, mentre quella orizzontale riflette la distribuzione delle diverse specie vegetali sul piano orizzontale. Insieme a un gran numero di piante, nella foresta ci sono un numero enorme di specie diverse senza (c) vertebrati, milioni di organismi del suolo, numerosi insetti, uccelli e animali. Tutti insieme formano un sistema ecologico in cui ogni pianta e animale svolge una specifica funzione ecologica, partecipando al ciclo dei vari elementi chimici.

Sotto l'influenza di fattori ambientali esterni (luce, temperatura, umidità, vento, correnti, varie forme di attività umana intelligente, ecc.), Si verificano alcuni cambiamenti nell'ecosistema forestale, che, di regola, non hanno un forte e distruttivo natura e non portano a squilibri nell'ecosistema. Tuttavia, l'impatto notevolmente crescente dell'attività umana irragionevole porta sempre più spesso a una violazione dell'equilibrio ecologico, che si esprime in cambiamenti e conseguenze improvvisi e catastrofici. Così, nell'estate del 2008 nel territorio dell'Ucraina occidentale nella regione dei Carpazi, si è verificata la più grande alluvione a causa di numerose precipitazioni. Di conseguenza, sono state allagate circa 40mila case, sono stati spazzati via quasi 700 km di strade, sono stati distrutti più di trecento ponti [2].

Uno dei motivi per le inondazioni su larga scala è la deforestazione sulle pendici dei Carpazi, quando una parte significativa della copertura forestale è stata abbattuta per quasi 40 anni [3].

Il fatto è che la foresta svolge un importante ruolo di regolazione dell'acqua, che è quello di rallentare il deflusso superficiale dell'acqua di fusione e piovana, trasferendone parte al suolo, riducendo così la forza distruttiva di inondazioni e inondazioni e quindi alimentando le acque sotterranee. Quando piove, le chiome e i tronchi degli alberi trattengono parte dell'umidità, il che consente all'acqua di essere assorbita gradualmente dalla lettiera della foresta, piuttosto che spontaneamente. I rifiuti forestali trattengono l'umidità e, nel tempo, la danno ai fiumi e alle acque sotterranee e parte dell'umidità viene utilizzata per nutrire le piante. In un'area aperta (ad esempio un disboscamento), l'acqua piovana cade interamente sulla superficie della terra e non ha il tempo di essere assorbita, poiché la permeabilità all'acqua dei rifiuti forestali è maggiore che in un'area aperta, il che porta alla deflusso della maggior parte dell'acqua dalla superficie in una depressione o in un corso d'acqua superficiale (ruscello, fiume). A volte un'area aperta non consente affatto il passaggio dell'acqua e defluisce completamente, formando un potente flusso d'acqua. Il bosco svolge un ruolo importante nella distribuzione delle precipitazioni invernali e durante il disgelo in primavera. Nelle aree aperte, il manto nevoso si fissa un po' più tardi rispetto al bosco a causa dei frequenti disgeli ed è distribuito in modo non uniforme a causa dei venti che soffiano. Nelle foreste, la neve è distribuita in modo uniforme, il che è associato a un cambiamento del regime del vento nello strato superficiale. In generale, nelle aree aperte si accumula più neve che nelle foreste. In primavera, sotto l'influenza di un potente flusso di radiazione solare, si verifica lo scioglimento della neve, che non dipende solo da questo fattore. Vari tipi di vegetazione e rilievo svolgono un ruolo importante in questo processo. Un'area aperta riceve il 100% della radiazione solare e solo una parte sotto la chioma di qualsiasi albero, quindi la neve si scioglie più lentamente nelle foreste. Ad esempio, nelle radure la neve si scioglie per 7-25 giorni, e in un bosco di abeti rossi per 32-51 giorni [4].

Lo scienziato forestale domestico Aleksandr Alekseevich Molchanov ha scoperto che il coefficiente di deflusso primaverile diminuisce bruscamente con un aumento della copertura forestale (da 0, 6-0, 9 su un'area collinare senza alberi a un coefficiente di 0, 09-0, 38 con una copertura forestale del 40%) [6].

Quando una foresta viene abbattuta, la chioma degli alberi viene rimossa e il suolo perde la sua proprietà di permeabilità all'acqua, il che porta a una violazione del regime idrico dei corsi d'acqua, mentre il deflusso superficiale aumenta e il processo di distruzione del suolo si intensifica. Pertanto, la foresta svolge un ruolo importante nella regolazione del flusso uniforme dell'acqua nei corsi d'acqua, partecipa al ciclo dell'acqua e previene la distruzione del suolo.

Una proprietà altrettanto importante della vegetazione è associata alla formazione del clima del pianeta. La foresta influenza fattori climatici come vento, temperatura, umidità, ecc. Grazie al vento, le piante vengono impollinate, frutti e semi si diffondono, il processo di evaporazione dell'umidità dalla superficie fogliare è migliorato e la foresta, a sua volta, riduce la velocità del vento nello strato d'aria superficiale, regolando la temperatura e l'umidità. La presenza di piantagioni modifica il regime termico nei territori adiacenti. In estate, l'aria più fredda del massiccio verde spiazza l'aria più calda e leggera del territorio adiacente, abbassando la temperatura dell'aria in queste zone. Il grado di diminuzione della temperatura dell'aria dipende dalla specie di impianto (dalla trasparenza della chioma, dalla riflettività delle foglie, dall'altezza e dall'età), dalla densità di impianto e da una serie di altre caratteristiche. Gli alberi a foglia larga sono i migliori difensori contro l'energia termica. Quindi, ad esempio, il pioppo tremulo passa attraverso il suo fogliame 10 volte più energia del biancospino. Nella foresta, l'umidità dell'aria aumenta, poiché la superficie evaporante delle foglie di alberi e arbusti, steli d'erba è 20 o più volte più grande dell'area del suolo occupata da queste piante. Per un anno, un ettaro di foresta evapora nell'aria 1-3, 5 mila tonnellate di umidità, che è il 20-70% delle precipitazioni atmosferiche. Ad esempio, un aumento della copertura forestale del 10% può portare a un aumento della quantità di precipitazioni annue del 10-15% [5]. Inoltre, circa il 90% dell'acqua in entrata evapora dalla superficie delle foglie e solo il 10% viene utilizzato per la nutrizione delle piante. L'umidità dell'aria nella zona centrale di una foresta o di un parco in estate è del 16-36% superiore a quella di un cortile cittadino. Gli spazi verdi contribuiscono anche ad aumentare l'umidità dell'aria nelle aree aperte adiacenti.

La foresta partecipa attivamente allo scambio di gas, principalmente assorbendo anidride carbonica e rilasciando ossigeno nell'atmosfera. Questo fenomeno naturale è chiamato fotosintesi. Quindi, un ettaro di foresta assorbe 8 kg di anidride carbonica (H2CO3) all'ora, che vengono emessi da 200 persone. Il grado di assorbimento dell'anidride carbonica e il rilascio di ossigeno dipendono fortemente dal tipo di piantagione. Pertanto, il pioppo di Berlino è 7 volte, la quercia peduncolata è 4,5 volte, il tiglio a foglia larga è 2,5 volte e il pino silvestre è 1,6 volte più efficiente in termini di scambio di gas dell'abete rosso.

La foresta svolge anche un ruolo significativo nella pulizia dell'atmosfera dalla polvere. Le piante accumulano particelle di polvere sulle superfici di foglie, rami e tronchi. In questo caso, l'effetto dell'accumulo è in gran parte determinato non solo dalla temperatura, dall'umidità e dalla velocità del vento, ma anche dalle specie di piantagione. Quindi, le conifere 30 volte e la betulla 2, 5 volte più polvere trattiene rispetto alla tremula. Il contenuto di polvere nei parchi urbani e suburbani è 1,5-4 volte inferiore rispetto alla zona industriale. Le misurazioni hanno mostrato che la polverosità dell'aria sotto gli alberi è inferiore del 20-40% rispetto alle aree aperte adiacenti. Durante il periodo attivo della vita della pianta, un albero adulto rimuove dall'aria: ippocastano - 16 kg, acero norvegese - 28 kg, pioppo canadese - 34 kg di polvere.

La foresta è anche coinvolta nella pulizia dell'aria dalle impurità gassose. L'aria più fredda, creando correnti verticali e velocità del vento inferiori nell'area degli spazi verdi, contribuiscono al movimento delle impurità gassose nell'atmosfera superiore. Ciò porta a una diminuzione del loro numero nella zona degli spazi verdi del 15-60%. Diverse specie di alberi hanno una diversa resistenza all'inquinamento atmosferico pur mantenendo la loro capacità di catturare le impurità tossiche dall'atmosfera. Pertanto, l'acacia bianca cattura i composti di zolfo e fenolo dall'atmosfera, senza danneggiare seriamente il suo fogliame. Da (c) il follow-up ha mostrato che l'anidride solforosa danneggia gravemente la vegetazione.

Vicino agli impianti chimici, la superficie delle foglie di tiglio, betulla e quercia viene bruciata del 75-100% e la sorba - del 25-65%. Le specie arboree poco resistenti all'inquinamento atmosferico sono: ippocastano, acero norvegese, abete rosso e pino comune, sorbo montano, lillà, acacia gialla, ecc. Le più resistenti sono: pioppo nero, acacia bianca, pioppo latifoglia, acero della Pennsylvania, edera comune.

Le piante secernono sostanze biologicamente attive (phytoncides), che hanno un'elevata attività fisiologica in piccole quantità in relazione a determinati gruppi di organismi viventi. Le sostanze biologicamente attive uccidono i batteri patogeni o ritardano lo sviluppo di microrganismi. L'efficacia delle sostanze biologicamente attive di piante diverse non è la stessa. Quindi, il cedro dell'Atlante provoca la morte dei batteri dopo 3 minuti di secrezione, ciliegia - dopo 5 minuti, ribes nero - dopo 10 minuti, alloro - dopo 15 minuti.

Grande è anche la partecipazione delle aree forestali alla riduzione del livello di rumore delle autostrade e delle imprese di trasporto. Le chiome delle latifoglie assorbono il 26% dell'energia sonora incidente, riflettono e dissipano il 74%. Due file di tiglio possono ridurre il livello di rumore di 2, 5-6 volte, a seconda della larghezza della fascia di impianto senza fogliame e di 7, 7-13 volte, quando le piante erano con fogliame. Il grado di isolamento acustico dipende dalla specie, dall'altezza e dal tipo di impianto di alberi e arbusti. Il rumore al culmine della crescita umana su una strada costruita con edifici alti privi di spazi verdi è 5 volte superiore a quello della stessa strada alberata a causa del riflesso del rumore del traffico in movimento dai muri degli edifici.

Pertanto, la foresta svolge un ruolo importante sul pianeta nel mantenere condizioni favorevoli per l'esistenza di tutti gli organismi viventi, compresi gli umani. La foresta come ecosistema naturale partecipa alla formazione del clima e dei sedimenti, mantiene la composizione gassosa dell'atmosfera, fornisce casa e cibo per molte specie e forme di piante e animali. Tuttavia, oggi c'è un serio problema di conservazione delle foreste.

La maggior parte degli ecosistemi forestali si trova in paesi come Russia (809 milioni di ettari), Brasile (520 milioni di ettari), Canada (310 milioni di ettari), Stati Uniti (304 milioni di ettari), Cina (207 milioni di ettari), Repubblica Democratica di il Congo (154 milioni di ettari) [8].

Inoltre, i più preziosi per mantenere l'equilibrio ecologico del pianeta sono la taiga e le foreste tropicali. Le foreste tropicali hanno una diversità biologica abbastanza elevata, che contiene fino al 70-80% di tutti gli animali e le piante noti alla scienza. Secondo il Dipartimento di Stato degli Stati Uniti, la perdita annuale di foreste è pari a quattro aree della Svizzera (41.284 km²) [9].

Per rappresentare la scala della deforestazione, quest'area può ancora essere confrontata con il territorio della regione di Mosca (44.379 km²). Le ragioni principali del declino delle foreste sono la deforestazione incontrollata dei terreni agricoli - 65-70% e il disboscamento - 19% (Fig. 7, 8, 9).

La maggior parte dei paesi tropicali ha già perso più della metà delle proprie foreste naturali. Ad esempio, nelle Filippine circa l'80% delle foreste è stato disboscato, in America Centrale l'area forestale è diminuita del 60%. In paesi tropicali come Indonesia, Thailandia, Malesia, Bangladesh, Cina, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libia, Guinea, Ghana, l'area forestale è diminuita del 50% [9].

Riassumendo, possiamo dire che la conservazione e l'aumento dell'area degli ecosistemi forestali è il compito più importante dell'umanità, il cui adempimento garantirà la sua sopravvivenza in un ambiente naturale favorevole. Altrimenti, l'umanità semplicemente non sopravviverà, poiché solo lo sviluppo armonioso della civiltà terrena con la natura offre una possibilità per la vita e lo sviluppo dell'umanità nel suo insieme.

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