Лекція № 3 Тема: Роль вітру в житті лісу
Лекція № 4
Тема: Роль вітру
в
житті
лісу
План:
4.1Ліс та атмосферне повітря. Склад повітря та його значення в житті лісу.
4.2Стійкість деревних рослин до забруднення атмосфери.
4.3Роль вітру в житті лісу. Заходи підвищення вітростійкості деревних рослин.
4.1Ліс та атмосферне повітря. Склад повітря та його значення в житті лісу
У повітрі містяться такі гази, як СО2 (забезпечує фотосинтез) та О2 (забезпечує
дихання). Найбільшу частину складу атмосфери становить N2, але він не відіграє
істотної ролі в житті лісу (виняток – N2, що засвоюється бульбочковими
бактеріями). Інша справа – ґрунтовий N2.
Рівень вмісту О2 у воді та грунті істотно відбивається на продуктивності лісу.
Концентрація СО2 в атмосфері 0,03 %. Ліси щорічно використовують понад
25 млн. т СО2 у процесі фотосинтезу. Вуглекислий газ виступає в ролі
ферментативного інгібітору дихання, іннгібітора розкриття продихів, у процесі
нефотосинтетичного зв’язування СО2 (нічне поглинання). СО2, що поглинається
рослинами, надходить із атмосфери та лісового грунту. Надмірна концентрація СО2
в атмосфері створює «парниковий ефект».
Концентрація СО2 у лісовому повітрі відрізняється на різній висоті від
поверхні грунту. Найбільші частка СО2 виділяється при диханні та розкладанні
органічних речовин (дихання кореневих систем рослин, життєдіяльність бактерій,
грибів, актиноміцетів, грунтових тварин). У лісі в шарі повітря від поверхні грунту і
до висоти 1,5 м концентрація СО2 досягає 0,07 %. Це важливо для піднаметової
рослинності та підросту: за умов недостатнього освітлення, але підвищеної
концентрації СО2, їх фотосинтез перебігає досить активно.
Вище концентрація СО2 поступово падає, досягаючи мінімальних значень у
кронах дерев (0,022 %), особливо біля поверхні листя (0,017 %) внаслідок
споживання в процесі фтотосинтезу. Оскільки СО2 важкий, тому його дифузія у
вертикальному напрямку відсутня. Поновлення повітря СО2 відбувається під дією
слабкого вітру (2–4 м/сек), який створює турбулентні потоки повітря
Концентрація СО2 у лісі збільшується вночі внаслідок відсутності фотосинтезу
та активного дихання. Найнижчою є концентрація СО2 у повітрі на рівні крон
(максимум фотосинтезу), збільшення рівня СО2 має місце у період дощу та туману
(активність фотосинтезу падає, циркуляція повітря зменшується, а виділення СО2 з
ґрунту продовжується).
Вміст СО2 у лісовому повітрі можна регулювати наступними заходами:
прискоренням розкладу лісової підстилки (формування відповідного породного
складу; створення сприятливих умов для життєдіяльності підстилкової і грунтової
біоти) → мішані, складні деревостани.
Ліс є одним з факторів, що підтримує постійність вмісту кисню, але помітного
збільшення вмісту кисню в повітрі лісу не знайдено. Але кисень, що виділяється при
фотосинтезі, має певні фізичні особливості (наприклад, може нести від’ємний
заряд). Тобто повітря в лісі насичується іонізовним киснем.
До складу лісового повітря входять й інші леткі хімічні речовини. Їх склад
залежить від характеру лісу, часу доби і року, погодних умов (смолистий запах
соснового бору, запах опалого листя тощо). Значну роль відіграють терпени, які
входять до складу живиці, ефірних олій, бальзамов, вуглеводні (особливо етилен),
леткі вітаміни та ін. Так, за даними Протопопова (1975), за вегетаційний період
кедрові насадження виділяють приблизно 450–500 кг/га ненасичених і ароматичних
вуглеводнів, соснові – 400–450, а березові – 220.
При цьому спостерігається взаємний алелопатичний вплив лісових рослин.
Засновником вчення про фітонциди є Б.П. Токін (1974).
Приклади: виділення з подрібнених листків черемхи, горобини, евкаліпту
вбивають комарів; кашиця з часнику – збудників холери та брюшного тифу; а
виділення з листків дуба – дизентерійну паличку. Так, якщо в місті міститься 3500
бактерій в 1 м3, то у лісі – всього 500 (у 7 разів менше). Фітонциди можуть бути в
газоподібному, рідкому і твердому стані.
Отже, ліс сприяє очищенню повітря від пилу і шкідливих домішок,
виступаючи в якості зеленого фільтру.
4.2Стійкість деревних рослин до забруднення атмосфери
Атмосферні забруднювачі за походженням можуть бути первинними
викидами підприємств, двигунів та вторинними, що утворилися в атмосфері
внаслідок перебігу реакцій між первинними компонентами викидів.
Викиди в атмосферу мають складний характер: гази, пари, рідкі і тверді
аерозолі. Найбільший внесок здійснюють: ТЕС, підприємства гірничорудної,
металургійної, хімічної, нафтопереробної і цементної промисловості.
За умов степової зони України стійкі до забруднення атмосфери викидами
сірчистого ангідриду, оксидів азоту, аерозолей сірчаної кислоти такі види, як акація
біла, в’яз дрібнолистий, береза повисла, ясен звичайний, смородина золотиста,
шипшина, бузок звичайний, свидина кров’яно-червона; відносно стійкі – обліпиха,
черемха звичайна, жимолость татарська, дуб звичайний, бузина червона, липа
дрібнолиста, вишня повстиста, ялівець віргінський, скумпія, туя західна, клен
гостролистий; малостійкі – калина звичайна, сосна звичайна і кримська, аронія,
ліщина і горобина звичайні; нестійкі – пухироплідник калинолистий.
Створення насаджень лісових культур здійснюється навесні, оскільки при
осінньому садінні можливе всихання бруньок під впливом токсичний емісій.
Садивний матеріал – 1-2-річні сіянці чагарниково-деревних порід, що виросли за
місцевих умов.
Закладка лісових культур за промислових умов потребує не тільки високої
якості садивного матеріалу, а й особливого догляду за насадженням до віку
змикання, включаючи догляд у міжряддях і у рядах.
Ряди створюваних насаджень повинні розміщатися тільки перпендикулярно до
напрямку вітру з боку джерела забруднення. Узлісся повинне бути густим,
сформованим зі стійких деревних порід.
4.3Роль вітру в житті лісу. Заходи підвищення вітростійкості деревних рослин
Важливу роль у житті організмів відіграє вітер. Вітер – це переміщення мас
повітря вздовж поверхні Землі, під час якого вирівнюється концентрація окремих
його частин, посилюється газообмін в атмосфері і ґрунті.
Вплив вітру на рослинні організми може бути прямим і опосередкованим. До
прямого слід віднести обламування гілок і сучків, викривлення стебел, зривання
листя і плодів тощо. Водночас вітер сприяє фізіологічній діяльності організмів:
прискорює транспірацію, а разом з нею посилює поглинання поживних речовин із
ґрунту.
Вітер підносить з нижчих приземних шарів до крон дерев вуглекислий газ,
посилюючи асиміляційні процеси. Підвищення продуктивності фотосинтезу в 4–5
разів порівняно зі штилем відбувається тільки при достатньому забезпеченні рослин
вологою. Без такого забезпечення вона збільшується максимум у 1,5 рази.
Посилюючи транспірацію, вітер зі швидкістю 2–3 м/сек. сприяє переміщенню
ґрунтових розчинів до крони, охолоджує асиміляційний апарат, запобігаючи його
перегріванню.
У холодних зонах з бідною (зокрема на комах) фауною вітер відіграє
домінуючу роль у запиленні рослин. Сильні протяжні вітри, особливо в горах та на
узбережжях морів і океанів, впливають на форму і положення дерев.
Вітер відіграє також важливу роль в анемохорії – поширенні організмів. Спори
мохів переносяться вітрами на відстань понад 2000 км. Поширене переміщення
рослин вітром на кшталт перекотиполя степовими і сніговими просторами.
Наприклад, в Альпах цей тип переміщення трапляється в 61 виду мохів.
Сильний, особливо сухий вітер може призвести до всихання асиміляційного
апарату, бо надходження вологи від коріння не компенсує його витрати кроною.
Шкідлива дія вітру на ліс проявляється у формуванні однобоких крон та
ексцентриситету у стовбурів. Це відбувається на узліссях, у місцях із сильними
вітрами одного напряму.
Із пошкоджень лісу вітром найбільш важливими є вітровал та бурелом.
Дерева, які вивалюються з кореневою системою, відносять до вітровалу, а ті,
стовбур яких ламається на певній висоті, – до бурелому. Небезпека вітровалу або
бурелому залежить від характеру вітру, сезону року, деревної породи, віку дерев, їх
стану, стану та характеру ґрунту тощо. Особливо великої шкоди лісу наносять вітри
зі швидкістю 90–100 км/год. і більшою (шторм та ураган). Вони здатні знищити цілі
лісові масиви на відстані десятків кілометрів.
Із наших аборигенних порід найчастіше пошкоджуються вітровалом ті, що
мають поверхневу кореневу систему: ялина, береза, бук.
Залежно від лісорослинних умов окремі вітровальні породи можуть бути
стійкими до дії вітру (наприклад, ялина на глибоко дренованих ґрунтах), а стійкі –
вітровальними. Наприклад, сосна на перезволожених, дуб на неглибоких гірських
ґрунтах. Більш потерпають від вітровалу та бурелому насадження у стиглому віці.
Від бурелому частіше страждає осика внаслідок утворення гнилі та сосна на
багатих ґрунтах.
Зменшення шкідливого впливу вітру досягається суворим дотриманням
правил ведення рубок в узліссях, які межують з відкритим простором, напрямку
рубки при суцільно-лісосічних рубках
До основних заходів з підвищення вітростійкості деревних рослин належать:
створення мішаних насаджень, дотримання правил рубок в узліссях, що межують з
відкритими просторами; правильне ведення суцільних рубок; під час формування
системи вікон і прогалин у деревостані їх доцільно формувати овальної форми, при
цьому вершина овалу має бути спрямована проти напрямку панівних вітрів.