- •Геоэкология рекомендовано министерством образования российской федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по экологическим специальностям Москва — 2005
- •Введение
- •Контрольные вопросы
- •1.1.3. Экзогенные процессы
- •1.2. Природные системы литосферы
- •1.2.1. Типы земной коры
- •1.2.2. Тектонические структуры литосферы
- •1.2.3. Рельеф земной поверхности
- •1.3. Антропогенные процессы в литосфере
- •1.3.1. Последствия опустошения месторождений полезных ископаемых
- •1.3.2. Антропогенное прогибание земной коры
- •1.3.3. Антропогенные землетрясения
- •1.3.4. Антропогенная активизация геоморфологических процессов
- •1.4. Особенности антропогенных процессов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Гидросфера
- •2.1. Природные процессы в гидросфере
- •2.2. Природные системы в гидросфере
- •2.2.1. Вода в атмосфере
- •2.2.2. Поверхностные воды
- •2.2.3. Подземные воды
- •2.3. Запасы пресных вод и их размещение
- •2.3.1. Запасы пресных вод
- •2.3.2. Размещение запасов пресных вод
- •2.4. Антропогенные процессы в гидросфере
- •2.4.1. Сооружение водохранилищ и их влияние на окружающую среду
- •2.4.2. Экологические последствия волжских водохранилищ
- •2.4.3. Сточные воды и их образование
- •2.4.4. Загрязнение поверхностных вод суши
- •2.4.5. Загрязнение подземных вод суши
- •2.4.6. Загрязнение Мирового океана
- •2.4.7. Географические особенности загрязнения морей
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Геокосмос
- •3.1. Атмосфера
- •3.1.1. Состав и строение атмосферы
- •3.1.2. Природные процессы в атмосфере
- •3.1.3. Климатообразование
- •Климатообразующие факторы
- •Климатообразующие процессы
- •3.1.4. Природные системы атмосферы
- •Типы климатов земного шара
- •3.1.5. Антропогенные процессы в атмосфере
- •Основные антропогенные источники загрязнения воздуха
- •3.1.6. Антропогенные изменения климата и их причины
- •3.1.7. Экологические последствия антропогенной убыли озона в стратосфере
- •3.1.8. Антропогенное воздействие на околоземное пространство
- •3.2. Ионосфера
- •3.2.1. Естественные процессы в ионосфере
- •3.2.2. Антропогенные электромагнитные воздействия на ионосферу
- •3.2.3. Антропогенное формирование сферы космического мусора
- •3.3. Магнитосфера
- •3.3.1. Естественные процессы в магнитосфере
- •3.3.2. Антропогенное воздействие на магнитосферу
- •3.4. Распространение техногенного воздействия за пределы геокосмоса
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Биосфера
- •4.1. Основные свойства и функции биосферы
- •4.1.1. Биосфера и космическая энергия
- •4.1.2. Функции биосферы в развитии Земли
- •4.1.3. Взаимоотношения живых организмов в биосфере
- •4.2. Почвы (педосфера)
- •4.2.1. Факторы и процессы почвообразования
- •4.2.2. Природные типы почвообразования и почв
- •4.2.2. Земельный фонд и земельные ресурсы мира и России
- •4.2.3. Антропогенное воздействие на почвы
- •4.3. Растительность
- •4.3.1. Запасы и продукция фитомассы
- •Значение лесов
- •4.3.2. Естественные процессы в растительных сообществах
- •4.3.3. Обмен веществом и энергией в растительных сообществах
- •4.3.4. Значение животных в жизни растений
- •4.3.5. Природные системы растительности
- •4.3.6. Антропогенные процессы в растительных сообществах
- •4.4. Животный мир
- •4.4.1. Естественные связи животного мира с растительностью в биоценозах
- •4.4.2. Природные системы в животном мире
- •4.4.3. Антропогенное воздействие на животный мир
- •Прямое воздействие человека на животный мир
- •Косвенное воздействие человека на животных
- •4.4.4. Антропогенная деградация животного мира
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Ландшафты
- •5.1. Природные процессы формирования, функционирования и развития ландшафтов
- •5.1.1. Структурно-функциональные связи ландшафта
- •5.1.2. Энергетика ландшафта
- •5.1.3. Влагооборот в ландшафте
- •5.1.4. Биогеохимический цикл
- •5.1.5. Абиотическая миграция вещества
- •5.1.6. Развитие и возраст ландшафта
- •5.2. Природные ландшафтные пояса и зоны
- •5.2.1. Природные ландшафтные пояса и зоны суши
- •5.2.2. Природные ландшафтные зоны океанов
- •5.3. Антропогенные изменения природных ландшафтов суши
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Проблемы народонаселения
- •6.1. Рост численности мирового населения в историческом аспекте
- •6.2. Демографический «взрыв»: причины и последствия
- •6.3. Предельная нагрузка на природную среду
- •6.4. Ограничители роста населения
- •6.5. Миграция
- •6.6. Современные тенденции
- •6.7. Конфликты и перенаселение
- •6.8. Глобальные прогностические модели и сценарии будущего развития человечества
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1. Литосфера
- •Глава 2. Гидросфера
- •Глава 3. Геокосмос
- •Глава 4. Биосфера
- •Глава 5. Ландшафты
- •Глава 6. Проблемы народонаселения
- •Геоэкология
4.3. Растительность
4.3.1. Запасы и продукция фитомассы
Взапасах биомассысуши преобладаетфитомасса,а в запасах биомассы океана —зоомасса.
Запасы фитомассы суши оцениваются различными авторами в пределах 1,06–10 трлн.т.
В.И.Вернадский [1940] в планетарных запасах фитомассы главную роль отводил океану. Болеепоздними исследованиями это не подтвердилось. Запасы фитомассы океанов оцениваются в пределах 0,17–3,3 млрд. т. Из приведённых данных видно, что ныне существует представление, что доля океанов в общих запасахфитомассыЗемли очень невелика: на порядок меньше, чем запасыфитомассысуши.
Запасы фитомассысуши представлены преимущественно лесами, на которые приходится 82% общих запасов, хотя занимают они лишь около четверти площади суши. По удельным запасамфитомассына единицу площади первое место занимают тропические леса и особенно постоянно влажные(оцениваются в 440–500 т/га, а вАмазонии— до 1700 т/га). По удельным запасам фитомассы за тропическими влажными лесами идут субтропическиелиственныелеса (410 т/га), широколиственные леса умеренного пояса (370–400 т/га)и средняя и южнаятайга(260–330 т/га)(рис.17).
Годичный прирост фитомассыпо планете составляет около 232 млрд. т. Годичная продукция фитомассы суши оценивается в 100–172 млрд. т, а годичная продукция фитомассы океанов — в 50–60 млрд. т.
Рис. 17. Распределение фитомассы на суше
Наиболеевысокий годичный прирост фитомассы дают в основном те же типы растительности, которые обладают наибольшими запасами фитомассы. Так, годовой прирост фитомассы влажных тропических лесов — 32,5 т/га, субтропических лиственных лесов — 24,5 т/га, широколиственных лесов умеренного пояса — 9–13 т/га. А прирост фитомассы средней и южнойтайги (7–8,5 т/га) уступает приросту фитомассы умеренно засушливых степей (11,2 т/га).
Лесистость— степеньоблесённоститерритории, определяемая отношениемлесопокрытойплощади к общей площади какого-либо региона. Наряду с запасами фитомассы,лесистостьтакже является показателем, отражающим в известной степени распределение основных ресурсов фитомассы.
Леса покрывают на планетеплощадь 4090 млн. га, то есть лесистость Земли составляет 27% всей суши. В Российской Федерации общая площадь земель занятых лесами, составляет 1178,6 млн. га, или 69% ее территории. Леса России составляют 22% лесов мира.
Значение лесов
Лесапредставляют собойлёгкие планеты,поскольку лесные формации являютсясамой мощнойфабрикой фотосинтеза: 1 га леса может поглотить за годуглекислогогаза 5–10 т и выделить кислорода 10–20 т. Если раньше, в 30–50-х годах, на долю лесов в пополнении кислородного баланса планеты отводилось только 30%, то теперь, как считает академик А.П.Виноградов, — леса дают более60% биологически активного кислорода, остальные примерно 40%дают растенияморейи океанов и культурная растительность полей и садов. Лес очищает воздух от пыли, осаждая её на поверхности листьев и переводя с потоками дождевой воды в почву. 1 га леса за год может осадить из воздуха 50–70 т пыли. В этом планебуковые лесапроделываютбольшую работу. Если сосновые илиеловыенасаждения в год перехватывают 32–36 т пыли, дубовые — до 50–55 т, то буковые — до 70 т.
Великозначение лесов в поддержании гидрологическогорежима рек, всмягченииклимата (снижаются морозы, умеряются жара и ветры), впредупрежденииводной и ветровой эрозии. В.В.Докучаев считает, что лес — надёжный собиратель ирачительныйраспределитель влаги. Учёными установлено, что на безлеснойплощади поверхностныйсток составляет 65%годовой суммы осадков (осадки стекаютпоуклонамрельефаи часто вызывают эрозию почв), прилесистости10% поверхностный сток составляет 25% годовой суммыосадков,при лесистости 20% уменьшается до 14%, при лесистости 40% снижается до 8–9%, а при 100% (когда площадь сплошь занята лесом)составляеттолько 5%.
Лес позволяет управлятьприродным круговоротом веществ и энергии. Для леса характерны особые закономерности плодородия и водного режима почв, в нём создаются свой микроклимат, свой круговорот органических и минеральных веществ, особыеусловия жизни животных и микроорганизмов. Если различны условия среды(почвенные,гидрологические,климатические), то различны и лесныефитоценозы.Леса тропиков вовлекают в круговорот в 3–4 раза большехимических элементов, чем леса умеренных широт; они поглощают из атмосферы около четверти поглощаемого всейназемнойрастительностью углекислого газа и насыщают воздух таким количеством влаги, что их гибель равнялась бы потере одного океанапреснойводы. 1 га тропического леса производит кислорода вдвое больше, чем леса других широт (рис.18).
Рис.18. Круговорот вещества и энергии в лесной экосистеме
Леснойфитоценозсостоит из нескольких ярусов растительности, которые образуют древостой, подлесок,подрост и живойнапочвенный покров. Количество ярусов в лесу может быть различным. В тропическом влажном лесу бывает до 12 ярусов. В лесах тропиков сосредоточена половина всехвидов земной флоры и фауны. Уничтожение тропических лесов приводит к распространению многих болезной, ибо онивырабатывают«витамины атмосферы» —фитонциды,несколькодесятковкилограмм которых хватает на уничтожение всех микробов города средних размеров.
Лес имеет разнообразноесырьевое значение. Кромеосновного вида сырья —древесины,лес поставляет продукты технического, лекарственного и пищевого значения. Только издревесиныполучают свыше20 тысяч видов материалов, веществ и соединений. Лес нужен в строительстве имебельнойпромышленности, из древесины производят бумагу, музыкальныеинструменты и т.д. Трудно перечислить все продукты,которыедаёт химическаяпереработкадревесногосырья: искусственныйшёлк, спирт, синтетический каучук, скипидар, уксусная кислота, ацетон,формалин,пищевые и кормовые дрожжи, корд для автопокрышек, целлофан и многоедругое.
Лес обеспечиваетплодородие почвы, способствует переводу осадков в почву и грунтовые воды, регулирует гидрологический режим водосборных бассейнов рек. Лесспособствует улучшению климата прилегающих полей, уменьшает на них испарение влаги и способствует повышению урожаев сельскохозяйственных культур. Он создаёт нормальные гигиенические условия для жизни человека, обеспечивает пищей животных, создаёт имблагоприятныеусловия обитания.
Лес сформировал озоновый экран, предохраняющий человека и животных от ультрафиолетовых лучей. Из всех элементов живой природы лес— наиболеемощный фактор усиления биологической продуктивности ландшафта благодаря улучшению структуры почвы, её водного режима и микроклимата.Тропические леса играют также важную роль набиологическомуровне организованностибиосферы, они обеспечиваютбиогеохимическийпроцесспланетногозначения.
В России существует следующее экономическое подразделение лесов на группы.
Леса первойгруппы — особо важные, защитные,заповедныелеса,курортные,пыле- и почвозащитные, зелёные зоны вокруг городов, защитные полосы вдоль железных ишоссейныхдорог. Их площадь на 01.01.2003 г. составляет 254,2 млн. га, или 22,4% общей площади. В этих лесах запрещена рубка главного пользования и разрешены тольколесовосстановительныерубки для удаленияперестойныхи усохших деревьев.
Леса второй группы —водоохранныелеса. В России они занимают площадь 65,1 млн. га, или 5,8%. Рубки главного пользования разрешены в объёме, не превышающем объём годового прироста. Система рубок направлена на формирование на их месте высокопродуктивныхдревостоев.
Леса третьей группы — леса промышленного использования Севера, Урала, Сибири, Дальнего Востока. Они занимают площадь 812,9 млн. га (71,8% площади лесов РФ).Являются основным объектом лесозаготовок и поставляют необходимое количестводревесинынародному хозяйству. Допускаются всевиды рубок, но преобладают сплошные концентрированные лесосеки.