Die biologische Rolle des Waldes in der Natur

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Wie oft denken wir über die Rolle des Waldes in unserem Leben nach? Was ist ein Wald? Welche ökologischen Funktionen erfüllt es? In diesem Artikel versuchen wir, diese und viele andere Fragen rund um den Wald als natürliches Ökosystem zu beantworten.

Der Wald ist eine Kombination aus holziger, strauchiger und krautiger Vegetation, die auf der festen Oberfläche des Planeten wächst, einschließlich Tieren, Mikroorganismen und anderen Komponenten der natürlichen Umwelt (Boden, Gewässer und Flüsse, Lufthülle), die biologisch miteinander verbunden sind. Die Haupteigenschaften von Wäldern sind die Fläche und die stehenden Holzreserven. Wälder wachsen auf allen Kontinenten außer der Antarktis und nehmen etwa 31 % der Landoberfläche ein. Die Gesamtfläche des Waldfonds des Planeten beträgt 4 Milliarden Hektar, und die stehenden Holzreserven betragen 527.203 Millionen m3 [1].

Ein Wald ist ein komplex organisiertes, sich selbst regulierendes Ökosystem, in dem der Stoffkreislauf (Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Wasser etc.) und Energieflüsse zwischen allen Arten und Formen von Organismen ständig stattfinden. Alle Pflanzen sind aneinander sowie an tierische Organismen angepasst und umgekehrt sind alle tierischen Organismen an pflanzliche Organismen angepasst. Sie können nicht ohne einander existieren. Jedes Waldgebiet weist eine ausgeprägte Raumstruktur (vertikal und horizontal) auf, die eine Vielzahl von alten Bäumen, Sträuchern, krautigen Pflanzen, Unterholz der Haupt- und Begleitarten sowie Moose und Flechten umfasst.

Die vertikale Struktur des Waldes ist durch die Verteilung verschiedener Pflanzenformen entlang der Höhe gekennzeichnet, während die horizontale die Verteilung der verschiedenen Pflanzenarten in der horizontalen Ebene widerspiegelt. Neben einer Vielzahl von Pflanzen gibt es im Wald eine Vielzahl unterschiedlicher Arten ohne (c) Wirbeltiere, Millionen von Bodenorganismen, zahlreiche Insekten, Vögel und Tiere. Alle zusammen bilden ein ökologisches System, in dem jede Pflanze und jedes Tier eine spezifische ökologische Funktion erfüllt und am Kreislauf verschiedener chemischer Elemente teilnimmt.

Unter dem Einfluss äußerer Umweltfaktoren (Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Wind, Strömungen, verschiedene Formen intelligenter menschlicher Aktivität usw.) treten im Waldökosystem bestimmte Veränderungen auf, die in der Regel keine scharfen und zerstörerischen Auswirkungen haben Natur und führen nicht zu einem Ungleichgewicht im Ökosystem. Die stark zunehmenden Auswirkungen unzumutbaren menschlichen Handelns führen jedoch immer häufiger zu einer Verletzung des ökologischen Gleichgewichts, die sich in abrupten und katastrophalen Veränderungen und Folgen ausdrückt. So kam es im Sommer 2008 auf dem Territorium der Westukraine in der Region der Karpaten aufgrund zahlreicher Niederschläge zu den größten Überschwemmungen. Infolgedessen wurden etwa 40.000 Häuser überflutet, fast 700 km Straßen unterspült, mehr als 300 Brücken zerstört [2].

Einer der Gründe für die großflächigen Überschwemmungen ist die Abholzung an den Hängen der Karpaten, als fast 40 Jahre lang ein erheblicher Teil der Waldfläche abgeholzt wurde [3].

Tatsache ist, dass der Wald eine wichtige wasserregulierende Rolle spielt, nämlich den Oberflächenabfluss von Schmelz- und Regenwasser zu verlangsamen, einen Teil davon in den Boden zu leiten, dadurch die Zerstörungskraft von Hochwasser und Überschwemmungen zu reduzieren und so das Grundwasser zu speisen. Wenn es regnet, speichern Baumkronen und -stämme einen Teil der Feuchtigkeit, wodurch das Wasser allmählich und nicht spontan in die Waldstreu aufgenommen wird. Waldstreu speichert Feuchtigkeit und gibt sie im Laufe der Zeit an Flüsse und Grundwasser ab, und ein Teil der Feuchtigkeit wird zur Ernährung von Pflanzen verwendet. Auf einer offenen Fläche (z Abfluss des größten Teils des Wassers von der Oberfläche in eine Senke oder einen Oberflächenwasserlauf (Bach, Fluss). Manchmal lässt ein offener Bereich das Wasser überhaupt nicht durch und es läuft vollständig ab und bildet einen starken Wasserstrahl. Der Wald spielt eine wichtige Rolle bei der Verteilung der Winterniederschläge und beim Auftauen im Frühjahr. Im Freiland wird die Schneedecke durch häufiges Tauwetter etwas später fixiert als im Wald und durch die wehenden Winde ungleichmäßig verteilt. In Wäldern wird Schnee gleichmäßig verteilt, was mit einer Änderung des Windregimes in der Oberflächenschicht einhergeht. Generell fällt auf offenen Flächen mehr Schnee an als in Wäldern. Im Frühjahr tritt unter dem Einfluss eines starken Sonnenstrahls eine Schneeschmelze auf, die nicht nur von diesem Faktor abhängt. Dabei spielen verschiedene Vegetations- und Reliefarten eine wichtige Rolle. Eine offene Fläche erhält 100% der Sonnenstrahlung und nur ein Teil unter dem Blätterdach eines Baumbestandes, daher schmilzt der Schnee in Wäldern langsamer. Beispielsweise schmilzt der Schnee auf Lichtungen 7-25 Tage lang und in einem Fichten-Tannenwald 32-51 Tage lang [4].

Der einheimische Forstwissenschaftler Aleksandr Alekseevich Molchanov fand heraus, dass der Koeffizient des Frühjahrsabflusses mit zunehmender Waldbedeckung stark abnimmt (von 0, 6-0, 9 auf einem baumlosen Hügelgebiet auf einen Koeffizienten von 0, 09-0, 38 mit einer Waldbedeckung). von 40%) [6].

Bei der Abholzung eines Waldes wird die Baumkrone entfernt und der Boden verliert seine Wasserdurchlässigkeit, was zu einer Verletzung des Wasserhaushalts von Fließgewässern führt, während der Oberflächenabfluss zunimmt und der Prozess der Bodenzerstörung intensiviert wird. Somit spielt der Wald eine wichtige Rolle bei der Regulierung des gleichmäßigen Wasserflusses in Fließgewässer, nimmt am Wasserkreislauf teil und verhindert Bodenzerstörung.

Eine ebenso wichtige Eigenschaft der Vegetation ist mit der Klimabildung des Planeten verbunden. Der Wald beeinflusst klimatische Faktoren wie Wind, Temperatur, Feuchtigkeit usw. Dank des Windes werden Pflanzen bestäubt, Früchte und Samen verbreitet, der Prozess der Feuchtigkeitsverdunstung von der Blattoberfläche wird gefördert und der Wald wiederum reduziert die Windgeschwindigkeit in der Oberflächenluftschicht und reguliert die Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Das Vorhandensein von Plantagen verändert das thermische Regime in den angrenzenden Gebieten. Im Sommer verdrängt die kältere Luft des Grünmassivs die wärmere und hellere Luft des angrenzenden Territoriums und senkt die Lufttemperatur in diesen Gebieten. Der Grad der Lufttemperaturabnahme hängt von der Pflanzenart (von der Transparenz der Krone, dem Reflexionsvermögen der Blätter, Höhe und Alter), von der Pflanzdichte und einer Reihe anderer Eigenschaften ab. Großblättrige Bäume sind die besten Verteidiger gegen Wärmeenergie. So leitet beispielsweise Espe 10 Mal mehr Energie durch ihr Laub als Weißdorn. Im Wald steigt die Luftfeuchtigkeit, da die verdunstende Oberfläche der Blätter von Bäumen und Sträuchern, Grasstängeln 20- oder mehrmal größer ist als die von diesen Pflanzen eingenommene Bodenfläche. Ein Jahr lang verdunstet ein Hektar Wald 1-3, 5 Tausend Tonnen Feuchtigkeit in die Luft, was 20-70% des atmosphärischen Niederschlags ausmacht. Beispielsweise kann eine Zunahme der Waldbedeckung um 10 % zu einer Zunahme der Jahresniederschlagsmenge um 10-15 % führen [5]. Darüber hinaus verdunsten etwa 90 % des einströmenden Wassers an der Blattoberfläche und nur 10 % werden für die Pflanzenernährung verwendet. Die Luftfeuchtigkeit in der mittleren Zone eines Waldes oder Parks ist im Sommer 16-36% höher als in einem Stadthof. Auch Grünflächen tragen zu einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in den angrenzenden Freiflächen bei.

Der Wald nimmt aktiv am Gasaustausch teil, in erster Linie durch die Aufnahme von Kohlendioxid und die Abgabe von Sauerstoff an die Atmosphäre. Dieses natürliche Phänomen wird Photosynthese genannt. Ein Hektar Wald nimmt also pro Stunde 8 kg Kohlendioxid (H2CO3) auf, die von 200 Menschen emittiert werden. Der Grad der Kohlendioxidaufnahme und Sauerstoffabgabe hängt stark von der Art der Plantage ab. So ist die Berliner Pappel 7-mal, die Stieleiche 4,5-mal, die Laublinde 2,5-mal und die Waldkiefer 1,6-mal effizienter im Gasaustausch der Waldfichte.

Der Wald spielt auch eine wichtige Rolle bei der Reinigung der Atmosphäre von Staub. Pflanzen sammeln Staubpartikel auf den Oberflächen von Blättern, Ästen und Stämmen an. Dabei wird der Akkumulationseffekt nicht nur von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit, sondern auch von der Plantagenart maßgeblich bestimmt. Koniferen 30-mal und Birke 2, 5-mal mehr Staub als Espe. Der Staubgehalt in städtischen und vorstädtischen Parks ist 1,5-4 mal niedriger als im Industriegebiet. Messungen haben ergeben, dass die Staubigkeit der Luft unter den Bäumen um 20-40% geringer ist als in den offenen angrenzenden Bereichen. Während der aktiven Lebensphase der Pflanze entzieht ein ausgewachsener Baum der Luft: Rosskastanie - 16 kg, Spitzahorn - 28 kg, Kanadische Pappel - 34 kg Staub.

Der Wald ist auch daran beteiligt, die Luft von gasförmigen Verunreinigungen zu reinigen. Kältere Luft, die vertikale Strömungen erzeugt, und geringere Windgeschwindigkeiten im Bereich von Grünflächen tragen zur Bewegung gasförmiger Verunreinigungen in die obere Atmosphäre bei. Dies führt zu einer Verringerung ihrer Zahl im Bereich der Grünflächen um 15-60%. Verschiedene Baumarten haben eine unterschiedliche Widerstandsfähigkeit gegen Luftverschmutzung, während sie ihre Fähigkeit behalten, giftige Verunreinigungen aus der Atmosphäre aufzunehmen. So fängt weiße Akazie Schwefel- und Phenolverbindungen aus der Atmosphäre ein, ohne ihr Laub ernsthaft zu schädigen. Aus (c) ergab das Follow-up, dass Schwefeldioxid die Vegetation stark schädigt.

In der Nähe von Chemieanlagen wird die Oberfläche der Blätter von Linden, Birken und Eichen zu 75-100% und Ebereschen zu 25-65% verbrannt. Unbeständige Baumarten gegen Luftverschmutzung sind: Rosskastanie, Spitzahorn, Fichte und Kiefer, Eberesche, Flieder, Gelbe Akazie usw. Am widerstandsfähigsten sind: Schwarzpappel, Weißakazie, Großblättrige Pappel, Pennsylvania-Ahorn, Gemeiner Efeu.

Pflanzen sezernieren biologisch aktive Substanzen (Phytonzide), die in geringen Mengen gegenüber bestimmten Gruppen lebender Organismen eine hohe physiologische Aktivität aufweisen. Biologisch aktive Substanzen töten pathogene Bakterien ab oder verzögern die Entwicklung von Mikroorganismen. Die Wirksamkeit von biologisch aktiven Substanzen verschiedener Pflanzen ist nicht gleich. So verursacht Atlaszeder den Tod von Bakterien nach 3 Minuten Sekretion, Vogelkirsche - nach 5 Minuten, schwarze Johannisbeere - nach 10 Minuten, Lorbeer - nach 15 Minuten.

Die Beteiligung von Waldgebieten ist auch bei der Reduzierung des Lärmpegels von Verkehrsstraßen und Unternehmen groß. Die Kronen von Laubbäumen absorbieren 26% der einfallenden Schallenergie und reflektieren und zerstreuen 74%. Zwei Lindenreihen können den Geräuschpegel je nach Breite des Pflanzstreifens ohne Belaubung um das 2, 5-6-fache und bei belaubten Pflanzen um das 7, 7-13-fache reduzieren. Der Grad der Schalldämmung hängt von der Art, Höhe und Bepflanzung der Bäume und Sträucher ab. Der Lärm auf dem Höhepunkt des menschlichen Wachstums auf einer Straße mit hohen Gebäuden ohne Grünflächen ist aufgrund der Reflexion des Lärms des fließenden Verkehrs von den Gebäudewänden fünfmal höher als auf derselben von Bäumen gesäumten Straße.

Somit spielt der Wald auf dem Planeten eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung günstiger Bedingungen für die Existenz aller lebenden Organismen, einschließlich des Menschen. Der Wald als natürliches Ökosystem ist an Klima und Sedimentbildung beteiligt, erhält die Gaszusammensetzung der Atmosphäre, bietet Heimat und Nahrung für viele Arten und Formen von Pflanzen und Tieren. Heute gibt es jedoch ein ernstes Problem des Waldschutzes.

Der größte Teil der Waldökosysteme befindet sich in Ländern wie Russland (809 Millionen Hektar), Brasilien (520 Millionen Hektar), Kanada (310 Millionen Hektar), den USA (304 Millionen Hektar), China (207 Millionen Hektar), Demokratische Republik Kongo (154 Millionen Hektar) [8].

Darüber hinaus sind Taiga und tropische Wälder die wertvollsten für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts auf dem Planeten. Tropische Wälder haben eine relativ hohe biologische Vielfalt, die bis zu 70-80% aller der Wissenschaft bekannten Tiere und Pflanzen enthalten. Nach Angaben des US-Außenministeriums entspricht der jährliche Waldverlust vier Flächen der Schweiz (41.284 km²) [9].

Um das Ausmaß der Entwaldung darzustellen, kann dieses Gebiet noch mit dem Gebiet der Region Moskau (44.379 km²) verglichen werden. Die Hauptgründe für den Waldrückgang sind unkontrollierte Entwaldung für landwirtschaftliche Flächen - 65-70 % und Holzeinschlag - 19 % (Abb. 7, 8, 9).

Die meisten tropischen Länder haben bereits mehr als die Hälfte ihrer natürlichen Wälder verloren. Auf den Philippinen beispielsweise wurden etwa 80 % der Wälder gerodet, in Mittelamerika ist die Waldfläche um 60 % zurückgegangen. In tropischen Ländern wie Indonesien, Thailand, Malaysia, Bangladesch, China, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libyen, Guinea, Ghana ist die Waldfläche um 50 % zurückgegangen [9].

Zusammenfassend können wir sagen, dass die Erhaltung und Vergrößerung der Fläche von Waldökosystemen die wichtigste Aufgabe der Menschheit ist, deren Erfüllung ihr Überleben in einer günstigen natürlichen Umgebung sichern wird. Andernfalls wird die Menschheit einfach nicht überleben, da nur die harmonische Entwicklung der irdischen Zivilisation mit der Natur eine Chance für das Leben und die Entwicklung der gesamten Menschheit bietet.

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