Роль растений в природе и жизни человека



Значение растительности в природе и жизни человека очень велико. Зелёные растения благодаря фотосинтезу и выделению  обеспечивают существование жизни ни Земле. Фотосинтез - сложный биохимический процесс, в котором растения посредством  зелёного 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 других организмов.

Фотосинтез в растениях протекает на Земле повсеместно, поэтому суммарный его эффект колоссален. Ежегодно растения Земли образуют около 177 млрд. т органических веществ. Из них 122 млрд. т приходится растительность суши 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 ещё один важнейший для биосферы процесс- фотолиз воды. В результате его выделяется О₂, 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, запасённого только в виде угля и нефти, примерно в 50 раз превышает его количество во всех живых организмах. Всё это показывает. Что фотосинтез - великий космический процесс, коренным образом преобразующий лик планеты. 

В состав молекул  органических веществ входят 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 неминуемо должны были бы вымываться из поверхностных слоёв почвы, но растения постоянно забирают из неё 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 её плодородия. Это свидетельствует об огромной роли растений в круговороте веществ и потоков 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 создаёт необходимую для жизни людей и разводимых ими животных, служит неиссякаемым источником разнообразных пищевых продуктов, технического и лекарственного сырья, строительных материалов и т.д. Многие виды человек использует в различных технологических процессах.

Отрицательная роль растительности -  это появление сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах; зарастание водоёмов, ведущее к возникновению летних заморов рыбы в озёрах; случаи вредного воздействия на человека и на народное хозяйство. Однако вредное воздействие растительности на человека несравнимо с её положительной ролью. Оно чаще всего связано с на рациональным использованием растений, незнанием закономерностей развития и взаимоотношений растительных сообществ, а также с непредсказуемостью возможных последствий вмешательства человека.

Из всех растительных ресурсов самое важное значение в жизни природы и человека имеют леса. Они больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и раньше всего стали объектами охраны.

 

Лес как важнейший растительный ресурс планеты



Леса, в том числе посаженные людьми, покрывают около трети поверхности суши. Площадь их немногим  более 40 млн. квадратных километров. Это широкий пояс тайги в Северном полушарии, смешанные и лиственные леса умеренного пояса, вечнозелёные субтропические и влажные тропические леса. Большая часть лесов приходится на тропики; тайга и лесотундра составляют 32 %, смешанные и лиственные леса умеренного пояса- 17 %. На планете 30 % хвойных и 70 % лиственных лесов.

Лесной покров оказывает воздействие на все компоненты биосферы, играет огромную средо образующую роль. Леса влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, подземный и поверхностный сток, формируют и сохраняют почвенный покров, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров взаимосвязан с климатом: он уменьшает силу ветра, смягчает высокие и низкие температуры, аккумулирует влагу. Обеспечивая круговорот веществ  и потоки энергии, леса стабилизируют динамическое равновесие в биосфере. Они образуют весьма продуктивные растительные формации. Доля лесов в глобальной продуктивности фотосинтеза оценивается в 70 млрд. т сухого органического вещества в год, что составляет 65 % годовой биологической продукции суши и 42 % биосферы. Лес  широко используется в разных отраслях народного хозяйства. Ни одна отрасль не может развиваться без применения лесных материалов. Лес служит источником различных химических веществ, получаемых при переработке древесины, коры, хвои. Из этого универсального сырья можно изготовить свыше 15 – 20 тыс. изделий и продуктов. Почти половина всей потребляемой в мире древесины пока расходуется на топливо, а треть идёт на производство строительных материалов.

Лес поставляет техническое и лекарственное сырьё, пищевые продукты и т.д.

В последние десятилетия всё большее внимание уделяется санитарно-гигиенической, бальнеологической и рекреационной роли лесов. В некоторых регионах мира не сырьевые функции леса отодвинули на второй план значение лесных территорий как лесозаготовительной базы. В России леса тоже стали широко использоваться как не сырьевой ресурс. Это зелёные зоны городов, природные или национальные парки, курортные зоны. Общеизвестно благотворное влияние сосновых боров на больных туберкулёзом, вызываемое дезинфицирующими свойствами терпенов. Древесные насаждения в городах поглощают из воздуха избыток диоксида углерода и восстанавливают в нём необходимый для жизни кислород. Они служат хорошим фильтром - в парках количество пыли бывает в десятки раз меньше, чем на улицах города. Листья и цветы деревьев выделяют фитонциды, многие из которых обезвреживают городской воздух, убивают вредные микроорганизмы, задерживают развитие возбудителей инфекций, предупреждают распространение инфекционных заболеваний. Зелёные насаждения хорошо поглощают звуки, способствуют борьбе с шумом. Неоценимо психологическое воздействие леса на человека.
Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия
Сведение лесов началось на заре развития человечества и продолжается в настоящее время. Деревья рубят и сжигают для получения тепла, для расчистки участков под пастбища и пашни. С совершенствованием хозяйства и ремёсел лес стал использоваться не только как топливо, но и как строительный поделочный материал. По мере развития человеческого общества, когда потребность в древесине и других продуктах леса быстро возросла, усилилась и эксплуатация. Особой силы она достигла в эпоху капитализма с его высокоразвитой техникой и частной собственностью на земле. Наиболее сильно пострадали мировые лесные ресурсы с наступлением промышленно-технической революции. За последние 10 тыс. лет на земном шаре сведено 2\3 всех лесов, причем наиболее населённых регионах. За историческое время колоссальная площадь  в 500 млн. га превратилась из лесов в бесплодные пустыни. Степень  сокращения лесистости можно видеть на примере бассейна р. Оскол.

Человек потребляет в год не более 1 % биологической продукции биосферы. Однако объемы заготовок древесины местами доведены до предельных возможностей лесопользования. Леса уничтожают так быстро, что площади вырубок значительно превышают территории посадок. К настоящему времени в зоне смешанных и широколиственных лесов сведено до 55 % их первоначальной площади, в зоне средиземноморских субтропиков-80, муссонных лесов-90, а на Великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее 5 % лесов. Быстро сокращаются площади первичных лесов в Западной Африке, Юго-Восточной Азии, Центральной Америке; несколько меньшими темпами – в Центральной Африке и бассейне Амазонки. В зарубежной Азии ежегодно вырубается 15 млн. га, в Южной Америке 10 млн. га. Деградируют влажные тропические и муссонные леса, сокращается их площадь. Если в Таиландев 1960-е годы они занимали половину всей площади лесов, то сейчас - меньше четверти. Высказываются опасения, что при таких темпах они полностью исчезнут в следующем столетии. Вырубленные участки сельвы не восстанавливаются, на их месте развиваются малопродуктивные кустарниковые формации, а при сильной эрозии происходит опустынивание.

Говоря о судьбе тропических лесов, нужно отметить, что, по мере экспертов, в районах с быстрыми темпами вырубки практически все первичные леса будут неузнаваемо изменены в ближайшие десятилетия. Преобразование же всех лесов тропиков при современном их использовании завершится в начале XXI века. По предварительным расчетам, в первые десятилетия XXI века общая площадь лесов сократится на 50% их нынешнего состояния. Резкое сокращение на планете вызвало тяжёлые последствия: обмеление рек и озёр, разрушительные наводнения, эрозию почв, селевые потоки, изменение климата.

Сокращение водоносности рек и высыхание озёр под влиянием рубки лесов известно с давних пор. Известно, что обезлесение Силиции и других средиземноморских стран резко сократил в целях правильного ведения лесного хозяйства леса государственного значения разделяют на три группы. К первой группе отнесены зелёные зоны вокруг городов и промышленных центров, охраняемые полосы вдоль рек и вокруг водоёмов, защитные насаждения вдоль железных и шоссейных дорог, курортные, полезащитные, мемориальные, леса заповедников и заказников. Они составляют 115,9 млн. га, или 15 % лесной площади страны. Здесь строго регулируется рубка. Леса второй группы расположены главным образом в промышленных и густонаселённых районах. Их площадь 63,6 млн. га, или около 8 % . Леса третьей группы занимают 612,1 млн. га. имеют эксплуатационное значение. Их ресурсы используют  только на 46 % площади.

Рекреационное значение лесов
Лес всегда привлекал к себе охотников, грибников, сборщиков ягод. С развитием массового туризма число посетителей леса выросло во много раз, вред, который человек наносит лесам, стал ещё более ощутимым. Ежегодно для отдыха миллионы людей устремляются в пригородные леса. Туристы проходят по одним и тем же маршрутам, превращая прежде не затронутые места в хорошо выраженные тропы. Рекреационные леса прорезаны сетью дорог, тропок. Нерадивые туристы рубят молодые деревья, повреждают старые, вытаптывают подрост, уничтожают подлесок и уплотняют почву, что нарушает её структуру, снижает пористость, ухудшает условия жизни микроорганизмов и почвенной фауны, задерживает рост и развитие деревьев. Леса засоряют разнообразными отбросами, консервными банками, бутылками, тряпками, бумагой. Лесная растительность плохо возобновляется на местах кострищ и на уплотнённых участках почвы.

О вреде, наносимом лесам туризмом, можно судить по таким показателям. Подмосковные леса в выходной солнечный день посещают до 4 млн. отдыхающих. За летний сезон они вырубают лес, по площади равный четверти древостоя Центрального порка им. Горького в Москве. По свидетельству молдавских специалистов, общий ущерб от рубок леса туристами и отдыхающими, потрав посевов и сенокосов по этой республике составляет примерно 1,5 млн. рублей.

Для упорядочения использования рекреационных лесов разработаны предельно допустимые нормы рекреационной нагрузки для различных природных комплексов. Это предотвращает чрезмерную концентрацию отдыхающих в лесных угодьях. Установлены правила поведения людей в лесу, определены размеры штрафов, взимаемых за порчу природных объектов.

Одной из важных форм борьбы за охрану рекреационных лесов служит широкая природоохранная пропаганда. В ней принимают участие туристические, профсоюзные и другие общественные организации. Большая роль в организации и координации этой работы принадлежит сельской, районной и городской администрации. Особое санитарно-гигиеническое и эстетическое значение имеют городские зелёные насаждения. Большую работу по озеленению городов проводят специалисты коммунального хозяйства и трестов озеленения. В этой работе принимают участие общественные организации, школы, профессиональные средние учебные заведения, внешкольные детские учреждения. Они сажают деревья, кустарники, цветы, охраняют их от повреждения и вытаптывания. В последние 50 лет в городах и посёлках страны высажены декоративные деревья и кустарники, созданы аллеи, озеленены бульвары, дворы, разбиты парки, организованы зелёные зоны вокруг городов и т.д. Необходима целенаправленная дальнейшая по озеленению.
Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов в России

Основная задача охраны лесов - это рациональное их использование и воспроизводство. К первоочередным мерам по выполнению этой задачи относятся: научно обоснованный расчёт и распределение лесосечного фонда, экономное расходование древесины, воспроизводство и повышение продуктивности лесов, защита от пожаров, вредителей и других неблагоприятных факторов.

Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок. Приправильном ведении лесного хозяйства рубки на отдельных участках должны повторно проводиться через 80-100 лет, когда лес достигнет полной спелости. Заготавливается менее 1/4 расчётной лесосеки. Благополучно обстоит дело только в лесах третьей группы. Что касается лесов центральных, южных и западных районов России, то они сильно оскудели в результате избыточной рубки. Рубка лесов, превышающая расчётную лесосеку, к сожалению, продолжается в густонаселённых центральных, западных и южных областях европейской части России. Значительное превышение вырубок над приростом привело к тому, что леса на больших площадях потеряли своё климато- и водорегулирующее значение.

Всё сказанное позволяет заключить, что для охраны лесов важно строгое научное нормирование.

Была проведена большая работа по перебазированию лесозаготовок в восточные, богатые лесом районы нашей страны, однако фабрик и заводов по переработке древесины больше европейской части России. Возникают трудности по транспортировке и переработке древесины к местам переработки. Лесоперерабатывающая промышленность не поспевает за ростом лесозаготовок, и это создаёт разрыв между объёмом заготовленной древесины и её использованием внутри лесного района.

Неправильная эксплуатация лесов на протяжении длительного времени привела к тому, что в европейской части России возросла доля мелколиственных насаждений за счёт снижения доли хвойных, а вторичные леса составляют около 40 млн. га. Перерубки приводят к существенному уменьшению запасов спелых насаждений, поэтому в целях правильного распределения лесосечного фонда для каждого района устанавливаются научно обоснованные нормы вырубки. Они учитывают разнообразное значение лесов и фактическую возможность их освоения. Недопустимы рубки неспелого леса, уменьшающие выход древесины, и перестой лесов. Перестойные леса - источник распространения вредителей и болезней, снижающих качество древесины.

Борьба с потерями древесины. Немаловажное значение в сохранении лесов имеет их бережное использование. К сожалению, потери древесины при заготовке, транспортировке и использовании достигают таких размеров, каких не допускает в отношении своего сырья ни одна отрасль промышленности. Наибольшие потери происходят при заготовке древесины. На местах рубок остаётся много ветвей и хвои, которые могут использоваться для приготовления хвойной муки – основы витаминных и протеиновых концентратов для с/х животных. Кроме хвойной муки из отходов получают эфирные масла.

Немало древесины теряется в результате недорубов при условно – сплошных рубках. При этом лесосечный фонд используется не полностью: на лесосеках сохраняются больные деревья и малоценные лиственные породы, захламляющие лес, способствующие смене растительности и размножению вредителей.

Ежегодно теряется несколько миллионов кубометров древесины на лесосплаве. Затонувшие брёвна накапливаются в руслах рек, мешают судоходству и наносят ущерб рыбному хозяйству. Нерациональный молевый сплав ( без объединения в плоты) запрещён.

Борьба с лесными пожарами.
Лесные пожары наносят огромный ущерб лесным ресурсам, полностью или частично уничтожая лесной биоценоз. Повреждённый 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 повреждённом лесу угнетается охотничье – промысловая фауна и побочная продукция леса.

Главная причина лесных пожаров – небрежное обращение человека с огнём. Вызывают пожары с/х 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 придаётся важное государственное значение. Разработана система мер, которая подразделяется на три группы: предупредительную, дозорно-сторожевую службу и борьбу с огнём. К предупредительным мерам относятся противопожарная техническая пропаганда среди населения, чистка лесосек, предупреждение и ликвидация захламленности леса, противопожарное устройство лесов. Создаются противопожарные просеки и дороги пожарного значения, пропахиваются полосы и рвы.

Дозорно-сторожевая служба необходима для своевременного обнаружения очагов пожара. Она занимается рагулярными обходами леса, наблюдениями с противопожарных вышек, самолётов и вертолётов, что особенно важно в слабозаселенных районах.

Непосредственная борьба с огнём проводится различными методами. Применение современной техники значительно повысила её эффективность. Для ликвидации пожаров используют пожарные самолёты, парашютистов-пожарных, и бригады, организованные из местного населения. В ряде лесных районов созданы пожарные станции со специальными машинами и техническим оснащением.
Охрана растительных лугов и пастбищ

Луга и пастбища имеют большое значение в обеспечении кормами сельскохозяйственных животных. Травы естественных лугов – наиболее полноценный корм, богатый витаминами, микроэлементами и минеральными солями. Площадь лугов и пастбищ в СССР составляла 74,6 млн. га. Особенно велики площади лугов в лесной зоне на местах вырубок, гарей, бывших пахотных земель и в поймах рек.

На лугах и пастбищах произрастает около 60 % видов растений. Ведущее место занимают злаковые и сложноцветные (до 35 % всей растительной массы).

По данным Ботанического института СССР, урожайность сенокосов (без тундры и лесотундры) составляет 12,4 ц/га, пастбищ- 4,2 ц/га в пересчёте на воздушно-сухую массу. На сенокосах накашивается 614 млн. ц, на пастбищах-1360, а всего-1974 млн. ц сухой поедаемой домашними животными массы. Этого недостаточно, и необходимы дальнейшие меры по улучшению сенокосов и пастбищ, их рациональному использованию.   

В качестве мер по улучшению лугов и пастбищ рекомендуется: 1)расчистка и выравнивание поверхности (очистка от кустарников, камней, мусора, валежника, уничтожение кочек); 2)улучшение регулирование водного режима почв; 3)сохранение(при необходимости и создания) прибрежных полос кустарниках в поймах крупных рек; 4)борьба с ядовитыми растениями; 5)внесение органических и минеральных удобрений; 6)иногда посев трав.

В повышении урожайности лугов наилучшие результаты даёт попеременное сенокосно-пастбищное использование. Однако ранний весенний выпас скота с последующим сенокошением вдвое снимает урожай лугов.

Важное значение для оленеводства имеют лишайниковые пастбища (ягельники). Лишайники - необходимый растительный компонент для поддержания естественных биоценозов тундры. Обеднение тундры в результате перевыпаса животных изменяет характер растительности, ухудшает качество пастбищ. Вред травостою тундр наносят грызуны в год массового размножения.

В целях поддержания и увеличения продуктивности естественной растительности должен регулироваться выпас скота с учётом сроков развития травостоя и состояния пастбищ. Таким образом, охрана пастбищ – это устранение перевыпаса животных и проведения агрокультурных мероприятий по улучшению травостоя и увеличению урожайности растений.
Охрана хозяйственно ценных и редких видов растений
Из 5000 тыс. видов высших растений человек использует незначительную часть – только 2500 видов. Из примерно 17,5 тыс. видов дикорастущих высших растений в хозяйственных целях употребляют только 250. Из мирового фонда высших растений в лекарственных целях применяют около 1500 тыс. видов. Их заготовка ежегодно составляет около 20 000 тонн. Большое значение для промышленности имеют дикорастущие дубильные, эфиромасличные, красильные и другие полезные растения. Многие виды используют в качестве декоративных растений, медоносов. В результате интенсивного сбора запасы некоторых хозяйственно ценных видов растений истощаются.

Охран и рациональное использование хозяйственно ценных видов состоит в правильном, нормированном сборе, устраняющем возможность истощения. В настоящее время заготовку сырья проводят многие организации, что требует установления контроля за количеством собираемых растений.

Под прямым или косвеннымвоздействием человека многие видырастений стали редкимиили исчезающими. Такие виды заносятся в красные книги. Включение в эти книги того или иного вида служит сигналом, что он находится в опасности и необходимы специальные меры его защиты. Среди видов, занесённых в Красную книгуРоссии, можно назвать водяной орех,лотос, альдрованду, железное дерево, дуб каштанолистный, самшит колхидский, сосну пицундскую, ягодный падуб и др.

Охрана редких и исчезающих видов осуществляется несколькими путями. Первый путь – полный запрет на сор этих видов; второй - охрана редких видов в заповедниках и заказниках; третий – создание коллекционных участков и резерватов в ботанических садах и других научных учреждениях. На коллекционных участках растения сохраняются длительный срок и служат резервом для их восстановления в природе.

Успех охраны растительности во многом зависит от участия в этом деле широких кругов населения. Важное значение приобретает природоохранительное просвещение, в частности пропаганда научных знаний о флоре и её значении для человека. Велика роль природоохранительного образования и воспитания молодёжи.
Правовая охрана растительности
Охрану, контроль, регулирование использования объектов растительного мира в Российской Федерации осуществляют федеральные органы исполнительной власти – Государственный комитет РФ по охране окружающей среды и природных ресурсов (до мая 2000 г.), Министерство природных ресурсов, Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, Федеральная служба лесного хозяйства России и органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

Несмотря на то, что растительный мир оказывает доминирующее влияние на формирование биогеоценозов, до настоящего времени не организованы полномасштабный учёт, охрана и регулирование использования растительных ресурсов. Поскольку работы по учёту и охране растительного мира курируют различные отраслевые министерства и ведомства, сведения о его реальном состоянии фрагментарны и неполны, и проблема сохранения природной растительности остаётся весьма актуальной.

В особой заботе нуждаются леса. В соответствии с Лесным кодексом(1997) устанавливаются правовые основы рационального использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, повышение их ресурсного и экологического потенциала.

Основополагающее значение для охраны лесов имеет подразделение их на категории и группы по степени   защищённости.

К лесам первой категории относятся:

Ø     запретные полосы по берегам рек, озёр, водохранилищ и других водных объектов;

Ø      запретные полосы лесов, защищающих нерестилища ценных промысловых рыб;

Ø     противоэрозионные леса;

Ø      защитные лесополосы вдоль железных и автомобильных дорог;

Ø     леса зелёных зон городов, других населённых пунктов и хозяйственных объектов;

Ø     леса первого и второго поясов зон санитарной охраны источников водоснабжения;

Ø     леса первой, второй и третьей зон округов санитарной охраны курортов

Ø     особо ценные лесные массивы;

Ø     леса, имеющие научное или историческое значение;

Ø     орехово-промысловые зоны, лесоплодовые насаждения и др.;

Ø     леса заповедников, национальных и природных парков, заповедные и  лесные участки и др.

Кроме того, в лесах всех групп могут быть выделены особые защитные участки с ограниченным режимом лесоиспользования, включая берего- и почвозащитные участки леса вдоль берегов водных объектов, склонов оврагов и балок, места обитания редких и находящихся под угрозой исчезновения диких животных и растений и др.

В связи с расширением и углублением антропогенной трансформации естественных природных ландшафтов увеличивается число редких и исчезающих видов растений. По состоянию на 1 ноября1997 г. в Красную книгу Российской Федерации включено 553 вида растений: 440 видов цветковых, 11 – голосеменных, 11 – папоротниковидных, 22 – мохообразных, 4 – плауновидных, 29 – лишайников, 17 видов грибов.

Необходимо рационально использовать не древесные ресурсы растительного мира на территории лесного фонда. Хотя отдельные объекты имеют особую ценность и активно эксплуатируются, основной потенциал  не древесных растительных ресурсов в лесах России не вовлечён в хозяйственное использование и объём заготовок не древесной растительности составляет менее 1 % имеющихся запасов.