Значение растительности в природе и жизни человека велико и разнообразно. Зеленые растения благодаря фотосинтезу и выделению кислорода обеспечивают существование жизни на Земле. Фотосинтез – сложный биохимический процесс, в котором растения посредством зеленого пигмента хлорофилла, используя энергию солнечного света, синтезируют богатые энергией органические вещества из диоксида углерода и воды. В результате происходит преобразование солнечной энергии в энергию химических связей. Растения – продуценты органических веществ в биосфере, они служат основой трофических пирамид, обеспечивая существование всех других организмов.
Фотосинтез на Земле протекает повсеместно, поэтому суммарный его эффект колоссален. Ежегодно растения Земли образуют около 177 млрд. т органических веществ. Из них 122 млрд. т приходится на растительность суши (в том числе 70 млрд. т – на леса) и 55 млрд. т – на растительность Мирового океана. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 100 раз превышает выработку энергии всеми электростанциями мира. Диоксида углерода, содержащегося в атмосфере, хватило бы только на 300 лет, если бы он не выделялся при дыхании животных и растений.
При фотосинтезе происходит еще один важнейший для биосферы процесс – фотолиз воды. В результате его выделяется кислород, которым дышат все живые организмы. Весь кислород атмосферы проходит через живое вещество примерно за 2000 лет. Растения используют и разлагают всю воду нашей планеты в течение одного миллиона лет.
За миллиарды лет растения синтезировали огромное количество органических веществ, часть которых сохранилась до наших дней в виде залежей нефти, природного газа, каменного угля, горючих сланцев, торфа. Количество углерода, запасенного только в виде угля и нефти, примерно в 50 раз превышает его количество во всех живых организмах. Все это показывает, что фотосинтез – великий космический процесс, коренным образом преобразующий лик планеты.
В состав молекул органических веществ входят (помимо углерода, водорода и кислорода) атомы азота, серы, фосфора и других элементов: магния, железа, меди, кобальта и т.д. Они извлекаются растениями из почвенных растворов и вовлекаются в круговороты важнейших химических процессов.
Минеральные соли должны были бы вымываться из поверхностных слоев почвы, но растения постоянно забирают из нее часть минеральных веществ, которые затем частично попадают в организмы животных. После смерти растений и животных минеральные вещества возвращаются в почву, откуда они снова потребляются растениями. Таким образом, в результате этого малого, или биологического, круговорота веществ растения постоянно поддерживают присутствие минеральных солей в почве, что очень важно для ее плодородия. Это свидетельствует об огромной роли растений в круговороте веществ и потока энергии в природе. Растительность воздействует на климат, почву, животный мир и другие компоненты биосферы, с которыми они тесно взаимосвязаны. Растения оказывают смягчающее влияние на климат, в частности, в атмосферу они поставляют более 90% воды, испаряемой сушей.
Велико значение растительности в жизни человека. Она создает необходимую среду для жизни людей и разводимых ими животных, служит неиссякаемым источником разнообразных пищевых продуктов, технического и лекарственного сырья, строительных материалов и т.д. Многие виды растений человек использует в различных технологических процессах (пивоварении, хлебопечении, очистке сточных вод и т.д.).
Отрицательная роль растительности – это появление сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах; зарастание водоемов, ведущее к возникновению летних заморов рыбы в озерах; случаи вредного воздействия на человека (аллергические заболевания, отравления) и народное хозяйство (обрастание судов, зарастание дорог, обрабатываемых земель и т.д.). Однако отрицательное воздействие растительности на человека несравнимо с ее положительной ролью. Отрицательное значение растений чаще всего связано с нерациональным их использованием, незнанием закономерностей развития и взаимоотношений растительных сообществ, а также непредсказуемостью возможных последствий вмешательства человека.
Из всех растительных ресурсов планеты самое важное значение в жизни природы и человека имеют леса, которые больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и стали первыми объектами охраны.
Основная задача охраны лесов – это рациональное их использование и воспроизводство. К первоочередным мерам по выполнению этой задачи относятся: научно-обоснованный расчет и распределение лесосечного фонда, экономное расходование древесины, воспроизводство и повышение продуктивности лесов, защита их от пожаров, вредителей и других неблагоприятных факторов.
Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок. При правильном ведении лесного хозяйства рубки на отдельных участках должны повторно проводиться через
80 – 100 лет, когда лес достигнет полной спелости. Расчеты показываю, что ежегодно можно вырубать 1500 млн. м3 древесины. Рубка лесов, превышающая расчетную лесосеку, к сожалению, продолжается в густонаселенных центральных, западных и южных областях европейской части России. Значительное превышение вырубок над приростом привело к тому, что леса на больших площадях потеряли свое климато- и водорегулирующее значение. Следовательно, для охраны лесов важно строгое научное нормирование.
Воспроизводство и повышение продуктивности лесов. Одним из важнейших условий сохранения лесных ресурсов является своевременное воспроизводство лесов. Мероприятия по посадке и выращиванию лесов вместе с научно обоснованным расчетом и размещением лесосечного фонда составляют основу их рационального использования и охраны. Из ежегодно вырубаемых в России лесов только треть восстанавливается естественным путем, остальные требуют активных мер по возобновлению. На 50% площади лесов России достаточно содействия естественному возобновлению. На остальной территории необходимы посев и посадка леса.
Неэффективность воспроизводства леса часто объясняется прекращением самосева, уничтожением подроста, разрушением почвы при рубках леса и транспортировке древесины. Положительно на воспроизводстве леса сказывается очистка лесосек от ветоши (ветвей, частей стволов, коры, остающейся после вырубки). Если ветошь нельзя использовать, ее надо сжигать.
Особый вред лесу и его воспроизводству наносит трелевка древесины с лесосек, когда тракторами или тяжелыми машинами срубленные деревья волокут по земле, оставляя глубокие борозды и колеи. В результате происходит заболачивание на ровной местности при суглинистой почве, а на холмистой – прогрессирующая эрозия. Такие борозды и колеи зарастаю «сорными» деревьями и кустарниками (ольхой, орешником, ивой).
Большую роль в воспроизводстве леса играют лесоосушительная мелиорация, введение почвоулучшающих древесных, кустарниковых и травянистых растений, использование удобрений, рациональная обработка почв, улучшение микроклимата с помощью системы рубок главного и промежуточного пользования.
Мелиорация лесов способствует их быстрому росту и улучшению качества древесины, состава травянистой растительности, а также позволяет включить площади осушенных лесов в хозяйственный оборот. Продуктивность лесных насаждений повышается биологической мелиорацией за счет посева люпина многолетнего в междурядья посадок сосны, ели, дуба.
Важное значение имеют работы по облесению вырубок, на которых естественного возобновления леса не происходит. Здесь производится рыхление почвы, посев семян или посадка молодых деревьев, выращенных в питомниках, прополка, охрана молодых деревьев. Восстанавливают леса на гарях, полянах и других участках, лишенных леса.
Продуктивность леса зависит от ухода за ним. Санитарные рубки – по существу, метод массовой селекции (отбора) деревьев по составу пород, форме крон и стволов, качеству древесины и быстроте роста.
В настоящее время усилия специалистов сосредоточены на сокращении сроков выращивания ценных лесных пород. Для этого используются достижения селекции, опыт интродукции и акклиматизации деревьев. Большие масштабы принимает у нас работа по реконструкции лесов, внедрению в них высокопродуктивных древесных пород, замене малоценных мелколиственных деревьев хвойными.
Борьба с лесными пожарами. Лесные пожары наносят огромный ущерб лесным ресурсам, полностью или частично уничтожая лесной биоценоз. Поврежденный пожаром лес теряет свои охранные, защитные и другие полезные свойства. В результате происходит массовое размножение вредных насекомых, лес поражается грибковыми заболеваниями. На лесных гарях, как и после рубки, развивается иной тип растительности, что приводит к смене фауны. В поврежденном лесу угнетается охотничье-промысловая фауна и побочная продукция леса (грибы, ягоды и т.д.).
Главная причина лесных пожаров – небрежное обращение человека с огнем (костры, горящие спички, тлеющие пыжи и окурки). Вызывают пожары сельскохозяйственные палы, пламя из выхлопных труб тракторов и автомашин и огневая очистка лесосек. По данным мировой статистики, 97% лесных пожаров происходит по вине людей.
Борьбе с пожарами в России придается важное государственное значение. Разработана система мер, которая подразделяется на три группы: предупредительную, дозорно- сторожевую службу и борьбу с огнем. К предупредительным мерам относятся противопожарная техническая пропаганда среди населения, чистка лесосек, предупреждение и ликвидация захламленности леса, противопожарное обустройство лесов. Создаются противопожарные просеки и дороги пожарного назначения, пропахиваются полосы и рвы.
Дозорно-сторожевая служба необходима для своевременного обнаружения очагов пожара. Она занимается регулярными обходами леса, наблюдениями с противопожарных вышек, самолетов и вертолетов, что особенно важно в малонаселенных районах.
Непосредственная борьба с огнем. Проводится различными методами. Применение современной техники значительно повысило ее эффективность. Для ликвидации пожаров используют пожарные самолеты, парашютистов-пожарных и бригады, организованные из местного населения. В ряде лесных районов созданы пожарные станции со специальными машинами и техническим оснащением.
Защита лесов от вредителей и болезней. К основным вредителям лесов относятся разнообразные насекомые, грибки, грызуны. Они приносят большой вред. Размножение насекомых охватывает большие территории.
Экономический ущерб, наносимый лесу вредителями и возбудителями болезней, нередко превышает урон от лесных пожаров. В годы с благоприятными условиями количество вредных насекомых быстро растет, усиливается их вредоносная деятельность. Они повреждают различные части растений, поражая кору и древесину деревьев, способствуют заражению растений грибными заболеваниями. Вредоносная деятельность грызунов тоже усиливается в годы массового размножения. Особо ощутимый урон они наносят молодым посадкам, сеянцам и семенам в питомниках. Чтобы не допустить распространения вредителей и болезней, необходимо своевременно выявлять очаги их размножения и принимать соответствующие меры по их ликвидации, проводя ее систематически, всеми доступными методами и средствами. К важнейшим методам по предупреждению и ликвидации вредителей и болезней леса относятся: физико-механические, химические, биологические, а также специальные лесохозяйственные мероприятия.
Физико-механические методы борьбы сводятся к прямому сбору и уничтожению вредных насекомых на разных стадиях развития. Разработаны способы борьбы с сумеречными и ночными насекомыми при помощи световых ловушек и ультразвука. Применяют простейшие механические приспособления – приманки, ловчезаградительные канавки или производят сбор насекомых вручную. Эти методы имеют ограниченное распространение на небольших площадях в отношении особо опасных вредителей.
Химический метод борьбы состоит в уничтожении вредителей ядохимикатами. Он прост, эффективен и с применением авиации может использоваться на обширных территориях. Ядовитые вещества в виде порошка, мелких капель или аэрозолей распыляются на зараженную площадь с самолетов, машин или с помощью ручного аппарата.
Неумелое применение и чрезмерное увлечение ядохимикатами часто приводит к отрицательным результатам. Вместе с вредителями гибнет и полезная фауна. Лес, который постоянно обрабатывается химическими веществами, оказывается ослабленным, теряет свою естественную сопротивляемость по отношению к заболеваниям и паразитам. Химические меры защиты леса следует использовать только в крайних случаях.
Биологический метод основан на уничтожении вредителей их естественными врагами. Для этого используют хищных и паразитических насекомых, хищных клещей и нематод, болезненные микроорганизмы (вирусы, грибки, бактерии), птиц, земноводных, пресмыкающихся и зверей.
С точки зрения охраны природы биологические методы перспективны и заслуживают наибольшего внимания, однако их успешное применение требует хорошего знания межвидовых и внутривидовых взаимоотношений в биоценозах и экологических особенностей их компонентов.
Лесохозяйственные мероприятия состоят в подборе здорового посадочного и посевного материала, выращивании насаждений, стойких против вредителей и болезней, поддержании насаждений в здоровом состоянии путем своевременного удаления зараженных и больных деревьев, уборке бурелома, растительной ветоши, соблюдении правил хранения древесины и т.д.
Защита леса от химических загрязнений. Значительный урон лесному хозяйству, естественной растительности наносят химические загрязнители. Во многих странах на десятки километров вокруг заводов гибнут леса от выбрасываемых в воздух диоксида серы, хлористого водорода, оксидов азота. Промышленные выбросы действуют на зеленые части растений и через почву на корневую систему. Одни вещества замедляют рост, другие вызывают гибель растений. Многие химические и радиоактивные вещества, попадая в растения, делают их непригодными для человека и животных.
