Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЛЕС И ВОЗДУХ




Состав атмосферы. Атмосфера — это механическая смесь раз­личных газов, химически не действующих один на другой. Атмо­сфера регулирует климат Земли, пропускает тепловое излучение Солнца, сохраняет тепло, образует облака, дождь, снег, ветер, служит источником кислородного дыхания. Древесные породы, кустарники и растения, изолированные от атмосферы, погибают. Атмосферный воздух представляет собой смесь азота, кислоро­да, аргона и углекислого газа.

В составе атмосферы имеются также другие газы — неон, криптон, ксенон, гелий, водород, озон, на долю которых прихо­дится менее 0,01% всего состава. Кроме того, в воздухе содер­жатся водяные пары, концентрация которых зависит от многих факторов. В составе воздуха имеется пыль органического про­исхождения — пыльца древесных и кустарниковых пород. В ат­мосфере находятся также фитонциды, эфирные масла, бактерии, вирусы и другие мельчайшие примеси и микроорганизмы.

Азот, находящийся в свободном состоянии в составе атмо­сферы, занимает 78%- Он выделяется из земной коры в резуль­тате деятельности микроорганизмов. В горных породах содер­жится азота в 50 раз больше, чем в земной атмосфере. Без азо­та не может быть жизни, так как азот — необходимая часть в составе белковой молекулы, а белковые вещества — важнейшая составная часть протоплазмы. Азот входит в рацион питания растений. В растениях его содержится 1—3%. Азот в свободном виде легко связывается некоторыми низшими организмами, жи­вущими в почве, с помощью которых основная часть азота по­падает в ночву, а из почвы в растения. Источником азотного питания растений служат азотнокислые (нитратные) и аммиач­ные соли почвы, растворимые в воде. Часть атмосферного азота образует окислы, попадающие в почву вместе с дождевыми осад­ками, таким образом в почве накапливается от 4 до 10 кг азота на 1 га в год.

Кислород — составная часть воздуха (21%). Он необходим для нормальной жизнедеятельности всех животных и раститель­ных организмов и входит в состав белков, жиров и углеводов.

Кислород, выделяемый в процессе фотосинтеза древесными и кустарниковыми породами, обладает высокой степенью иони­зации. В 1 м3 лесного воздуха содержится в 2,5 раза больше отрицательных ионов, наиболее полезных для человека, чем в таком же объеме воздуха в поле. При сжигании угля, нефти и газа расходуется до 10% кислорода, ежегодно вырабатываемого растениями в биосфере.

Углерод входит в состав воздуха в виде углекислого газа (уг­лекислоты). Атмосферная пыль — составная часть атмосферы — имеет природное происхождение, количество ее незначительно. Частицы атмосферной пыли образуются в результате разруше­ния и выветривания горных пород и почвы, вулканических из­вержений, лесных, степных и торфяных пожаров и т. д. Атмос­ферная пыль образуется также аэропланктоном — бактериями, спорами растений, плесневыми и другими грибами. В верхних слоях атмосферы находится космическая пыль.

Воздух пополняется углеродом в результате дыхания людей и растений, гниения и горения. Годичное поступление в атмо­сферу углерода при сжигании минерального топлива значитель­но превышает объем углекислоты, выдыхаемый всем человече­ством. Лесные и степные пожары пополняют воздух углекислым газом. При извержении вулканов в атмосферу также выбрасы­вается углекислый газ. Углекислота выделяется при дыхании животных, в результате деятельности сапрофитов, питающихся, за счет готовых органических веществ.

Значительные изменения в содержании углекислого газа в атмосфере Земли отразились бы на ее тепловом балансе и, сле­довательно, на росте и развитии всего живого. Благодаря высо­кой теплоемкости углекислота выполняет роль экрана, пропу­скающего тепловые лучи к Земле, но задерживающего их в об­ратном направлении.

Увеличение углекислоты в воздухе также нежелательное явление. Чем больше углекислого газа, тем меньше тепла ухо­дит от земной поверхности путем излучения и выше темпера­тура этой поверхности. Увеличение содержания углекислого газа в воздухе в 2 раза повысило бы среднюю температуру поч­вы на 4°С, что привело бы к изменению климата, растительного и животного мира.

Содержание углекислоты в лесу изменяется в зависимости от высоты над поверхностью почвы, наибольшее количество кон­центрируется у поверхности почвы в ночное время. В сложных по форме насаждениях с богатым подлеском концентрация угле­кислоты на высоте до 1 м от земли достигает 0,09—0,1%; с уве­личением высоты она уменьшается в кронах основного яруса, леса достигает 0,02%, что объясняется потреблением ее на асси­миляцию подлесочными породами и кронами деревьев в днев­ное время. Постоянное содержание углекислого газа над крона­ми деревьев 0,03%.

Количество углекислоты в лесу зависит от плодородия поч­вы. На 1 га бедных почв с небогатой лесной подстилкой с кислым грубым гумусом за 1 ч выделяется 2—6 кг углекислоты, на плодородных почвах — 25 кг и более. В полевых условиях, где подстилка слабо выражена, дыхание почвы очень слабое — 2 кг/ч на 1 га, на почве, богатой перегноем, — 4 кг. Это объяс­няется тем, что в лесу более мощный слой подстилки находится в состоянии разложения, и под пологом леса движение воздуха слабее, чем в поле или на лугу.

Регулирование содержания углекислоты в лесу при других благоприятных факторах способствует процессу фотосинтеза и таким образом повышению урожайности сельскохозяйственных и лесных культур. Следовательно, методы управления концен­трацией углекислоты в лесу представляют большой практиче­ский интерес. К ним относят: введение под полог леса кустарни­ковых пород, улучшающих почву, быстрорастущих и почвоулучшающих пород в основной ярус насаждения; минерализацию поверхности почвы для улучшения процессов разложения лесной подстилки; пополнение органических веществ в почве за счет порубочных остатков после рубок ухода за лесом; внесение в почву удобрений; периодическое разреживание перегущенных насаждений и др.

Аргон не оказывает какого-либо действия на растительность. Озон образуется из кислорода на высоте около 50 км под дей­ствием ультрафиолетовых лучей солнца. В 100 м3 воздуха его содержится от 1 до 2 мг. Влияние озона на рост и развитие дре­весных и кустарниковых пород изучено слабо. Однако известно, что лес, особенно сосновый, способствует образованию озона.

Водяные пары поступают в атмосферу из различных источ­ников, в том числе от растений, которые выделяют большое ко­личество влаги в процессе транспирации и дыхания. Содержа­ние водяных паров в атмосфере зависит от температуры воз­духа, Так, при 0°С в 1 м3 воздуха при полном насыщении на­ходится 4,89 г водяных паров, при 10°С —9,36, при 20°—17,15, при 30 °С — 30,08 г. С увеличением высоты над уровнем моря температура понижается и количество водяных паров в воздухе уменьшается. Влажный воздух нагревается быстрее, потому что теплые лучи солнца поглощаются водяным паром интенсивнее.

Загрязнение воздуха. В воздухе много минеральной органи­ческой пыли. Она образуется после черных бурь и сгорания ме­теоритов в воздухе. Промышленные предприятия выбрасывают золу, сажу, цемент, фосфориты и другие частицы. В промышлен­ных районах городов 1 м3 воздуха содержит 14 мг пыли. Если запыленность воздуха в городе принять за 100%, то в пригород­ном лесу она составит 5%. Кроме того, в воздух поступают сер­нистый газ, окись углерода, сероводород, хлор, окислы азота, со­единения свинца, ртути и т. д. Один из загрязнителей атмосфе­ры— выхлопные газы современного транспорта, особенно авто­мобильного. Загрязнение атмосферы происходит при ветровой эрозии почв и выдувании песков, пожарах в лесах и степях, взрыве вулканов, выделении газов в местах выхода термальных и минеральных источников. Многие примеси поступают в атмо­сферу из океана (С02, СО, сероводород, хлориды и др.). Вред­ное действие на растения оказывает большая концентрация сер­нистого газа. Сернистый ангидрид вызывает пожелтение и опа­дение хвои у 5-летних елей через 60—72 дня, а при сильной кон­центрации в летнее время погибает через несколько часов. У сосны, ели, пихты, кедра при загрязнении воздуха сернистым ангидридом фотосинтез понижается почти в 2 раза. Многохвой­ные породы наиболее чувствительны к загрязнению воздуха, так как сбрасывают хвою не ежегодно, а 1 раз в несколько лет.

Газообразные ядовитые вещества адсорбируются на поверх­ности крон и стволов, интенсивно поглощаются листьями и ча­стично вымываются дождями. 1 кг листьев тополя бальзамиче­ского за лето может накопить и химически связать до 20 г S02, липы сердцевидной, ясеня зеленого, жимолости татарской — до10—12 г. Хвоя молодняка сосны обыкновенной на 1 га задержи­вает до 26 кг S02, а лиственницы сибирской — до 72 кг. Благо­даря этому лесные массивы сокращают дальность распростра­нения газовых потоков примерно в 2 раза по сравнению с от­крытой местностью.

Для растений, их роста и существования очень вреден фтор и его соединения. Концентрация фтора, равная 0,1 мг на 1 л воздуха, вызывает гибель деревьев.

Действие загазованности на лес зависит не только от соста­ва и концентрации газов, но и от времени года, погоды, почвы, древесной породы, состава древостоя, его полноты и сомкнуто­сти, структуры, а также от расстояния до источника отравле­ния. Вредное действие дымовых и других ядовитых выделений на лес проявляется в основном в период вегетации, т. е. весной и летом. Хвойные, за исключением лиственницы, страдают от ядовитых выбросов и в зимнее время, хотя и в меньшей степени. Загазованность воздуха особенно проявляется во влажную по­году. Опасность длительного накопления яда в ассимиляцион­ном аппарате хвойных ставит эти породы в значительно более трудное положение по сравнению с лиственными, обновляющи­ми листовой аппарат ежегодно. Но и среди хвойных с много­летней хвоей имеются большие различия в газоустойчивости (табл. 16).

 

Газоустойчивость древесных растений

  Степень газоустойчивости   Породы   Класс газоустойчивости
хвойные лиственные
Очень слабая   Пихта, ель, сосна обыкновен. -
Слабая Сосны веймутова, крымская, кедро­вая сибирская Каштан конский, бук, рябина, то­поль белый, черемуха, береза, клен полевой, акация белая
Средняя Ель колючая, дуг- ласия, можжевель­ник обыкновенный Ясень обыкновенный, клены татар­ский и остролистный, тополь бальза­мический, липа
Сильная Лиственницы ев­ропейская, сибир­ская и японская, можжевельник ка­зацкий, туя, тис   Дуб черешчатый, ясень зеленый, вяз, ивы серая и козья, яблоня, груша, акация желтая, сирень, самшит  
Очень сильная - Ильм, дуб красный, ольхи черная и серая, каркас, шелюга красная, спи­рея, лохи узколистный и серебри­стый, тополь канадский, черный, бальзамический; ель колючая, роза морщинистая, дерен белый

 

смешанных, сомкнутые и сложные меньше разреженных и про­стых, старые больше молодых и средневозрастных. Газоустойчи­вость растений выше на плодородных почвах. Подбор газоустой­чивых пород и их сочетание имеет большое значение для озеле­нения, а также для восстановления леса в местах с сильной загазованностью.

В составе воздуха имеются фитонциды — биологически ак­тивные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие •микроорганизмов. Они играют важную роль в создании имму­нитета растений и во взаимоотношениях организмов в биоцено­зах. Большое количество летучих фракций фитонцидов выделя­ется в атмосферу лиственными и особенно хвойными деревьями: 1 га лиственного леса 2 кг фитонцидов, соснового — 5 кг, можже­велового— 30 кг в сутки (табл. 17).

Фитонцидность древесных и кустарниковых пород

  Степень фитонцидности   Порода
Очень сильная Дуб черешчатый, клен остролистный
Сильная Березы бородавчатая и пушистая, сосна обыкновенная, ель обыкновенная, осина, лещина, черемуха, можжевельник обыкновенный, черника, малина
Средняя Лиственница сибирская, ясень обыкновенный, липа мелко­листная, ольха черная, сосна кедровая сибирская, рябина, акация желтая, сирень обыкновенная, жимолость татар­ская  
Слабая Вяз, бересклет бородавчатый
Очень слабая Бузина красная, жостер слабительный

 







Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 1268. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия