Ландшафтно-географічний аналіз лісових природоохоронних територій Волинської області

1.2. Роль  лісу в підтриманні екологічної  рівноваги природного середовища

Роль лісу в  підтриманні екологічної рівноваги  природного середовища велика і багатогранна. Ліси є важливим і найбільш ефективним засобом підтримання природного стану біосфери і незамінним фактором культурного і соціального значення. Завдяки їх водоохоронній, гідрологічній, ґрунтозахисній та іншим корисним функціям ґрунти оберігаються від водної і вітрової ерозії, а річки – від висихання та замулення. Вплив лісу на гідрометеорологічний процес приводить до пом'якшення клімату, а це сприяє підвищенню ефективності сільськогосподарського виробництва. Разом з тим ліси виконують важливу господарську функцію. Вони є джерелом деревини – цінної сировини для різних галузей виробництва: промисловості, транспорту і сільського господарства. Тому стає зрозумілим їх велике значення у збереженні природного середовища[62].

Господарська  діяльність людини впливає на природне середовище, окремі ландшафтоутворюючі фактори, насамперед біогенні, зокрема  на рослинний покрив і тваринний  світ. Біогенні фактори впливають на гідрологічний режим і місцевий клімат, що призводить до змін ґрунтового покриву. В. І. Вернадський відмічав, що біогенні фактори, особливо рослинний покрив, відіграють дуже важливу роль в усіх процесах, що відбуваються в ландшафтах.

 Великий  (геологічний) і малий (біологічний) кругообіги у ландшафтній оболонці відбуваються під могутнім впливом живої речовини, перетворююча енергія якої на Землі поступається тільки енергії ядерних реакцій.

 Рослинний  покрив змінює характер процесів  у ландшафтах. Так, у добіотичних ландшафтах переважали процеси фізичні (механічні), суть яких зводилась до механічного (частково хімічного, дуже слабкого в умовах відновної атмосфери) руйнування гірських порід, їх транспортування і перевідкладання. Рослинний покрив максимально змінює ці механічні процеси і основне місце під його впливом займають біогенні геохімічні. Живі організми сприяють вивітрюванню первинних мінералів материнської породи і утворенню вторинних мінералів та ґрунтового покриву. За багато мільйонів років історичного розвитку ландшафтів встановилась екологічна рівновага між ландшафтоутворюючими факторами. Всі вони динамічно пов'язані між собою і взаємно обумовлені. При зміні одного фактора відповідно змінюються всі інші, вступаючи в якісно й кількісно новий стан рівноваги. Ландшафти та їх морфологічні частини є саморегулюючими динамічними системами[45].

 Екологічна (динамічна) рівновага в ландшафтах  встановлюється завдяки рослинному  покриву. Основні процеси в  добіотичних ландшафтах відбувалися  внаслідок взаємодії гідро-кліматичних факторів з літогенною основою. В сучасних (біотичних) ландшафтах до цих двох груп факторів приєднується третя – біогенна, роль якої дуже велика. Біогенні фактори виконують буферні функції при взаємодії гідро-кліматичних факторів з літогенною основою. Головна роль тут належить лісовій рослинності і ґрунтовому покриву, які майже повністю затримують атмосферні опади, зводячи до мінімуму поверхневий стік. При відсутності рослинного і ґрунтового покриву лінійна та площинна ерозія стали б основними процесами. Таким чином, одним з головних факторів збереження природного середовища є наявність лісової рослинності.

Екологічна  рівновага в наших географічних широтах існувала, очевидно, до 900 р., коли вся Центральна Європа, в тому числі Україна, за винятком Степової зони, майже повністю була вкрита лісами. Рубка лісу наприкінці першого тисячоліття ще не досягла великих розмірів і тому не мала істотного впливу на природне середовище. Вирубування лісів набирає широкого розмаху починаючи з XVI ст. Вирубки поширюються з півдня на північ і з заходу на схід, в зв'язку з розселенням народів у Європі. Вже в XVI ст. почала відчуватися нестача деревини; розвивалась промисловість, вона споживала в той час величезну кількість лісоматеріалів. Надмірні вирубки тривали до кінця XIX ст. Це призвело до глибокого порушення біологічної рівноваги і негативно відбилося на природній флорі та фауні. Внаслідок цього помітно знизилась кількість атмосферних опадів, зменшилась вологість ґрунтів, погіршився вітровий режим, а це негативно відбилось на мезо- та мікрокліматі, обумовило його посушливість. Особливо негативними наслідки зведення лісів були в гірських умовах, де зріджена деревно-чагарникова рослинність уже не змогла виконувати захисної ролі[16].

 Відмічаючи  велике водоохоронне і ґрунтозахисне значення лісів, Ф. Енгельс писав: «Люди, які в Месопотамії, Греції, в Малій Азії та в інших місцях викорчовували ліси, щоб добути таким шляхом орну землю, і не снилося, що вони цим поклали початок нинішньому спустошенню цих країн, позбавивши їх, разом з лісами, центрів збирання і зберігання вологи».

Науковими дослідженнями  вітчизняних і зарубіжних учених доведено, що такі шкідливі явища і  процеси, як ерозія ґрунтів, розвиток ярів, зсувів, селі, катастрофічні повені, викликаються різким зниженням лісистості. За даними Ж.Б. Еггенса, знищення лісів тільки за останнє сторіччя призвело до того, що 23% сільськогосподарських угідь світу стали безплідними. Відомі факти негативного впливу людини на природу і в районі Карпат, де в XIX ст. внаслідок надмірної експлуатації лісів інтенсивні ерозійні процеси, стихійні лиха і вітровали пошкодили і знищили сотні тисяч гектарів смерекових лісів із загальним запасом деревини близько 20 млн. м3.

 Систематичне  знищення лісів, яке супроводжується  зміною природних біотопів Європи, в ряді районів призвело до порушення природної рівноваги. Поряд з руйнуванням природного середовища, знищенням багатьох видів рослин і тварин відбувалось збіднення породного складу лісостанів. Замість цінних природних мішаних лісів створювалися біологічно нестійкі чисті насадження, які часто пошкоджувалися комахами і хворобами.

Це ще раз  показує, яке велике значення мають  ліси для збереження екологічної  рівноваги, що формувалась протягом тисячоліть[28].

1.3. Основні  функції лісів в екостабілізації території

 Завдяки  екологічним, фізичним і біологічним  властивостям ліси виконують  важливу екологічну функцію, яка є наслідком загальновідомого транс формуючого впливу деревного покриву і нижніх ярусів лісового біоценозу на хід, інтенсивність і напрямок усіх геофізичних і геохімічних процесів, що відбуваються в біосфері на ділянках, зайнятих лісом. Ліси як біологічні системи краще багатьох інших типів біоценозів суші вбирають і перетворюють сонячну енергію, створюють первинну біологічну продукцію, нагромаджують і поновлюють запаси біомаси, прискорюють кругообіг речовин та енергії в біосфері, послаблюють інтенсивність денудаційних явищ.

 Екологічна функція лісів обумовлюється клімато- поліпшуючими, водоохоронними, стокорегулюючими, ґрунто- і полезахисними комплексними агролісомеліоративними властивостями лісу, корисність яких звикли вважати незначною. Ліси, розміщені на вододілах, виконують важливі водорегулюючі функції, тому академік В.Р. Вільямс назвав їх лісами агрономічного значення. Вони регулюють вологість не тільки на безпосередньо зайнятій ними території, але і на прилеглих землях. Знеліснені водозбірні площі зовсім нездатні утримувати атмосферну вологу, яка спливає делювіальними потоками або ґрунтовою водою. В зв'язку з цим В.Р. Вільямс вважав за необхідне провадити посадку лісу на вододільних елементах рельєфу. Ліси вздовж берегів річок та водойм закріплюють грунт, захищають береги від обвалів, розмивань під час злив і повені, зменшують твердий стік і значною мірою сприяють переведенню поверхневого стоку у внутрішній. Крім того, ці ліси регулюють водний баланс джерел і охороняють штучні та природні водойми від замулення і забруднення[14].

 Розташовані  на ярах і балках ліси укріплюють  корінням схили від руйнування, кронами дерев оберігають грунт від надмірного нагрівання сонцем. Важливий меліоративний вплив таких лісів проявляється також на прилеглих до них сільськогосподарських угіддях. Вони змінюють мікроклімат, поліпшують розподіл снігового покриву, зменшують промерзання ґрунту, регулюють поверхневий стік і послаблюють ерозійні процеси, підвищують урожайність сільськогосподарських культур на прилеглих полях. Особливо велике значення, як зазначалось, мають гірські ліси, їм належить важлива водоохоронна функція. Лісові смуги, рівномірно розташовані на полях, позитивно впливають на навколишнє середовище, сприяючи зміні вітрового, температурного і водного режимів, внаслідок чого на прилеглих полях поліпшується стан ґрунтів та їх родючість, підвищується урожай сільськогосподарських культур. Вплив їх особливо сприятливий у посушливі роки і періоди чорних бур.

Ліс – могутній природний фактор, що впливає безпосередньо  на водний режим вкритих лісом і прилеглих територій, а також гірських потоків і рік на всій їх протяжності, на процеси кругообігу води, заболочування і розболочування тощо. Велика роль лісів і лісистості водозбірної площі у підтриманні на відповідних територіях підґрунтового, інфільтраційного стоку на певному рівні. Зменшення лісистості водозбірної площі на 1% призводить до зменшення постійного стоку в річках на 2–2,5%. Знищення лісів викликає різке обміління річок і навіть повне їх висихання. Правда, ліси не можуть збільшити або зменшити сумарну кількість опадів і випаровування на Землі. Проте розподіл атмосферної вологи, місцеве випаровування і стік, а також характер стоку значною мірою залежать від лісів. Водорегулюючий вплив лісів з особливою силою проявляється під час злив, які викликають повені[14].

 Вже у  XIII ст. було відомо, що ліси позитивно  впливають на навколишнє середовище. Проте лише наприкінці минулого сторіччя захисна, гідрологічна і культурна роль лісу набула певного визнання. Великий вклад у вивчення гідрологічної ролі лісу внесли: В.В. Докучаєв, В.П. Отоцький, Г.М. Висоцький, Н.С. Нестеров, В.Р. Вільямс, І. І. Касаткін, М. Є. Ткаченко, В. І. Рутковський, І. В. Тюрин, А.С. Скородумов, О.О. Молчанов та ін. Узагальнення наукових досліджень дало можливість виявити залежність між лісовою рослинністю, умовами її росту та гідрологічними властивостями лісу, а також розробити заходи, спрямовані на підсилення гідрологічної ролі лісових площ у різних умовах середовища.

 В.В. Докучаєв, П.П. Костичев, В.Р. Вільямс, Г.М.  Висоцький вважали ліс фактором, який регулює водний режим  території. В.В. Докучаєв відмічав, що степові ліси були колись надійним і вірним регулятором атмосферних вод, а отже, і життя степових річок, озер і джерел.

Нагромадження лісами вологи протягом багатьох сторіч привело до підвищення рівня ґрунтових  вод і появи джерел, необхідних для. живлення боліт, озер, річок. Надаючи великого значення ролі лісу в зволоженні території, П.П. Костичев пропонував провести суцільне залісення сипких пісків, яружно-балочних схилів і вододілів[4].

 Значний  вклад у науку про ліс вніс  академік Г.М. Висоцький. Він  розробив класичну характеристику балансу вологи залежно від густоти розміщення і складу насаджень і встановив їх трансгресивний вплив на вологу, що переноситься з океанів в глиб континенту. Ліс, за його висловом, могутній і активний рослинний покрив земної поверхні, важливий біофізичний фактор, що виступає не тільки як виробник деревини, а й як агент лісової пертиненції, що впливає на клімат, режим ґрунтових вод і річковий стік.

 Лісові масиви  вкривають значну частину суші, вони протягом багатьох років  дають надземний приріст, у зв'язку з чим їх пертиненція існує тривалий час і поширюється на великі віддалі. Отже, ліс виступає як біологічний фактор, тісно зв'язаний з навколишнім середовищем: з одного боку, з атмосферою, а з другого – з педосферою.

 Вплив лісу  насамперед позначається на мікрокліматі лісового середовища. Лісовий покрив захищає ґрунти від промерзання, видування і перезволоження. Під ним значно зменшується поверхневий стік і помітно уповільнюється весняне танення снігу. Завдяки кращому проникненню води в ґрунт і поповненню підґрунтових вод, які живлять річки, зменшуються повені і підтримується рівномірний режим річок.

Спостереження Г.Т. Селянинова, О.С. Козьменко, Н. П. Леонтієвського і Г.А. Харитонова, В.І. Рутковського та ін. підтвердили висновки В.Р. Вільямса, що під масивними насадженнями і  лісовими смугами грунт промерзає  менше, сніг тане повільніше, поглинення води більш повне, ніж на полях. Підтвердився також висновок В.В. Докучаєва, що лісові насадження є резервуарами вологи: вони нагромаджують її і розподіляють рівномірно.

 Гідрологічними  і лісівничими дослідженнями  встановлена роль лісів та  лісистості водозбору в підтриманні підґрунтового й інфільтраційного стоку на певному рівні. Так, О.А. Дроздов відмічає, що зміна лісистості на кожні 10% викликає зміну кількості опадів на даній території на 4%. Аналогічні дані одержано й на багатьох дослідних станціях США. Користуючись ними, американські лісогідрологи визначили узагальнені показники гідрологічної ролі лісів. В Західних штатах, де середня лісистість становить 21%, понад 50% всього постійного стоку річок надходить з лісових територій. В Каліфорнії, де лісистість доходить до 42%, лісові території дають 95% постійного стоку річок. Таким чином, вкриті лісом площі забезпечують постійний місцевий стік, який в 2 – 2,5 рази перевищує процент лісистості. Знищення лісів призвело до різкого збільшення поверхневого стоку, характерного для відкритої місцевості, значного обміління річок у літній період або навіть до повного їх висихання. Наприклад, у верхів'ях Сіверського Дінця береги, як зазначають В.Т. Ніколаєнко та ін., за останні 70 – 80 років відступили приблизно на 20 км. Вирубки насаджень по берегах обумовили швидке руйнування їх, замулення річки.

Зменшення постійної  частини стоку річок дуже знижує енергетичний потенціал і судноплавство[8].

За даними А.Д. Дубаха, ліс є основним фактором природного регулювання стоку рік  протягом року. На підставі багаторічних досліджень цей автор встановив, що чим менша лісистість, тим вище піднімається вода в річках, особливо малих, навесні.