25Лес и уровень грунтовых вод. Трансгрессивная роль леса.

В лесоводстве к 30-м годам ХХ века утвердилось положение, что лес иссушает почву в зоне проникновения корней и понижает уровень грунтовых вод. Уровень грунтовых вод в лесу всегда ниже, чем за пределами леса.

Каждое дерево есть насос, выкачивающий влагу из земли; потому ближние к лесу поля страдают от засухи и хлеб на них родится плохо. Когда лес будет вырублен, то влага, не уносясь более в атмосферу, остается и на месте вырубленного леса почва заболачивается.

И это действительно так, после вырубки леса уровень грунтовых вод поднимается, происходит заболачивание лесосеки.

Под пологом леса уровни грунтовых вод стоят ниже, чем в прилегающих полях.

Одновременно было установлено, что в лесу атмосферных осадков выпадает несколько больше, чем в открытой безлесной местности.

Гидрологическая роль леса, в значительной мере определяется видовым составом, возрастом и полнотой лесонасаждений. Вполне понятно, что совершенно неправильно решать вопрос о гидрологической роли леса без участия компонентов леса - древостоев различного возраста, состава и полноты, изменяющихся во времени.

Задержанные лесом талые и дождевые воды расходуются не на увеличение испарения, которое в лесах и других угодьях о общем различается незначительно, а просачиваются вглубь и идут на питание грунтовых вод. Уменьшая поверхностный сток и за счет этого увеличивая подземный сток в реки, лес оказывает большое водорегулирующее значение. Не в поддержании общей водоносности рек, а в уменьшении неравномерности внутригодового распределения стока проявляется главная водоохранная роль леса. В залесенных бассейнах реки более полноводны в меженный период, чем в безлесных.

Вырубка лесов, уменьшая подземное питание рек, делает реки маловодными в межень. Сказанное полностью согласуется с положительной ролью леса, так как, говоря об обмелении рек, люди, конечно, имели в виду летний, меженный период.

26Рубки ухода в лесопарках и их особенности.

разделяются на рубки с целью улучшения состава, декоративных качеств древостоя, изменения пространственного размещения деревьев по площади, формирования опушек , ухода за подростом и подлеском, вырубки малоценной растительности. При проектировании рубок следует учитывать тип ландшафта и возрастные ограничения для формирования и преобразования древостоя: их следует назначать в молодняках и средневозрастных насаждениях, независимо от полноты и бонитета.

Улучшение состава насаждений достигается путем выборки части сопутствующих пород для показа главных и усиления красочности формируемого ландшафта с интенсивностью выборки до 30 % запаса в возрасте осветлений и прочисток.

Улучшение декоративных качеств достигается уборкой деревьев и кустарников, мешающих росту и развитию лучших и снижающих живописность ландшафта с интенсивность выборки до 20 % в возрасте прочисток и прореживаний.

Улучшение пространственного размещения достигается путем создания неравномерности в размещении древостоя, расширении и создании полян, лужаек и окон со средней интенсивностью выборки до 30 % в возрасте прореживаний и проходных рубок.

Формирование опушек является составной частью формирования открытых пространств и заключается в придании сложной и свободной формы (вместо прямолинейной) конфигурации границам путем проведения рубок ухода с выборкой групп или отдельных деревьев для раскрытия интересных панорам.

Уход за подростом и подлеском назначается при их излишнем наличии, мешающем просматриваемости и проходимости и заключается в создании отдельных биогрупп вырубкой больной, отмирающей и излишне загущенной растительности. Интенсивность рубки до 70-80 %.

Вырубка малоценной растительности производится при восстановлении ландшафтов в мемориальных и памятных объектах.

Прокладка волоков при проведении всех видов рубок запрещается.

Санитарные рубки (выборочные и сплошные) проводятся для оздоровления древостоев и восстановления ландшафтов. Они проектируются в древостоях, где по данным таксации имеются деревья с механическими повреждениями, мертвые, отмирающие, больные, заселенные вредителями. В рубку назначаются преимущественно приспевающие и спелые насаждения, а также насаждения достигшие возраста естественной спелости.

Уборка в насаждениях захламленности (валежа, хвороста, гниющих пней, порубочных остатков) проектируется для создания наилучших условий для отдыха и повышения эстетических свойств ландшафтов.

Осветления. Поводится в насаждениях в возрасте до 10 лет, с целью ухода за составом и улучшения условий роста и развития основных лесообразующих пород и формирования определенного пространственно-конструктивного типа насаждения, отвечающего функциональному назначению рекреационного участка. При этом сохраняют наиболее перспективные породы деревьев и кустарников с учетом их состояния, развития и размещения по территории.

Прочистки. Проводятся в насаждениях в возрасте 11-20лет с целью дальнейшего формирования пространственно-конструктивного типа насаждений, улучшения роста и развития отобранных главных пород. При этом продолжаются регулирование количественного соотношения и их пространственного размещения. Создаются однородные и смешанные биогруппы, в составе которых намечается формирование ярусности из древесно-кустарниковых пород.

Прореживания. Проводятся в насаждениях в возрасте 21-30, или 21-40 лет. Продолжается уход за составом заданного (целевого) типа лесопаркового насаждения. Особое внимание при проведении рубок уделяется созданию оптимальных услови1й для роста и развития всех ярусов насаждения - от древесных до кустарниковых. Желательно формировать разновозрастные насаждения. В некоторых случаях формируются чистые, простые насаждения (березовые, сосновые, дубовые) в виде рощ. В процессе рубок обращают внимание на формирование опушек, загущенных участков подлеска и подроста для гнездования птиц, на оформление благоустроенных мест отдыха, полян, а также раскрытие перспектив на окружающий ландшафт лесопарка или ближайший пейзаж.

Проходные рубки. Проводятся в насаждениях старше 30 или 40 лет для создания оптимальных условий для роста и развития особо ценных экземпляров деревьев, куртин, групп. Удаляют естественный отпад. Ведут уход за перспективным подростом, который в будущем должен составить новое насаждение. Окончательно создают и поддерживают в дальнейшем разновозрастную и сложную структуру насаждения и пространственно-конструктивный тип насаждения.

Рубки в сложных насаждениях с 21 года и старше проводят в многоярусных насаждениях, когда они требуют лесохозяйственного ухода. При этом, как правило, около 85-90 % вырубаемого состава древесины приходится на 1 и П ярусы и 10-15 % - на подрост и подлесок. Этот вид рубок ухода наиболее сложен и требует тщательного квалифицированного отбора деревьев для рубки во всех ярусах насаждения. При отборе необходимо оценить значение не только каждого дерева, но пород в целом, составляющих ярусы, их перспективность, значения в будущем при достижении возраста спелости. В конечном итоге необходимо выбрать и сохранить экологически устойчивую, эстетически цельную структуру насаждения, наметить пути ее трансформации во времени с учетом возможности замены одних пород и деревьев другими.

Рубки ухода в малоценных насаждениях. Эти рубки проводят в исключительных случаях, когда отмечается полное несоответствие насаждения условиям произрастания, экологии участка и его функциональному назначению. Как правило, это расстроенные насаждения из малоценных для лесопарка пород. Конечная цель этих рубок - создание устойчивого, эстетически ценного, соответствующего хозяйственно-целевому типу насаждения, экологическим условиям участка.

Рубки ухода за подростом и подлеском. Этот вид рубок ухода назначается как самостоятельный вид рубок ухода, когда подрост и подлесок излишне загущены и требуют лесоводственного ухода при общем благополучном состоянии древостоя. При их проведении удаляются бесперспективные экземпляры подроста, мешающие росту и развитию тех, которые должны составить будущее поколение насаждения и устойчивые нижние ярусы растительности. Интенсивность этих рубок устанавливается при специальном обследовании.

В каждом конкретном случае подлесок может играть существенную роль в сохранении напочвенного покрова, почвы, отдельных видов фауны, а, следовательно, всего насаждения. Подлесок улучшает гнездовые и защитные свойства, способствует расселению животных. В отдельных случаях следует предусматривать его искусственное возобновление и расселение с целью регулирования потоков посетителей и защиты нежелательных для посещения мест. Сохранность подлеска может поддерживаться посредством «посадки на пень», то есть путем вырубки весной или осенью старых кустов для получения молодой поросли (метод омоложения).

В лесопарках рекомендуется определенная интенсивность рубок ухода и формирования насаждений при условии сохранения оптимальных экологических условий на участке - сохранение живого напочвенного покрова, перспективного подроста и подлеска, недопущения повреждений остающихся деревьев и почвы

27Методы лесоустройства, таксационные работы и особенности лесохозяйственного проектирования в лесах зеленых зон.

Метод классов возраста заключается в образовании хозяйств, хозяйственных секций, состоящих из совокупностей однородных по составу и производительности насаждений и не покрытых лесом земель, территориально хотя и разобщенных, но объединяемых единым возрастом и способом рубки леса.Все лесоустроительные расчеты при этом методе осуществляются на основе распределения площадей и запасов насаждений хозсекций по классам возраста.Первичной учетной единицей при лесоустройстве по методу классов возраста является технический выдел, а первичной расчетной единицей - хозяйственная секция.

Участковый метод лесоустройства заключается в образовании постоянных хозяйственных участков, представляющих собой один или совокупность таксационных выделов, которые хотя и могут отличаться по таксационной характеристике насаждений, но территориально объединены общностью типа лесорастительных условий, целью лесовыращивания и соответствующей ей направленностью комплекса проектируемых лесохозяйственных мероприятий. Применяется там, где имеется необходимость и практическая возможность индивидуального подхода к осуществлению лесохозяйственных и иных мероприятий по каждому образованному постоянному хозяйственному участку. Требуется выполнение до начала лесоустроительных работ специального почвенно-типологического обследования с составлением почвенной карты, а также схемы лесорастительных условий и групп типов леса.Размеры пользования лесом, ухода за лесом, лесовосстановительных и других мероприятий определяется путем суммирования их объемов, леса по каждому постоянному хозяйственному участку. Первичной учетной единицей при участковом методе лесоустройства является таксационный выдел и хозяйственный участок

При проведении лесоустройства в лесопарках, помимо общетаксационных работ, проводят оценку пространственно-конструктивных типов лесопаркового ландшафта и пейзажей, эстетическую, санитарно-гигиеническую оценку насаждений и подеревную инвентаризацию деревьев с определением их эстетической ценности, оценку лесопарковых посадок и др.; оценку благоустройства (дорожно-тропиночная сеть, аллеи, площадки отдыха и спорта и прочие сооружения), оценку состояния и численности основных видов наземной фауны.

При проведении лесоустройства в лесопарках, помимо общетаксационных работ, проводят оценку пространственно-конструктивных типов лесопаркового ландшафта и пейзажей, эстетическую, санитарно-гигиеническую оценку насаждений и подеревную инвентаризацию деревьев с определением их эстетической ценности, оценку лесопарковых посадок и др.; оценку благоустройства (дорожно-тропиночная сеть, аллеи, площадки отдыха и спорта и прочие сооружения), оценку состояния и численности основных видов наземной фауны.

Под ландшафтной таксацией понимается система мероприятий по оценке лесного массива, предназначенного для организации в нем лесопарка или другого объекта рекреационного назначения. К этим мероприятиям относятся:

1. Оценка лесного ландшафта.

2. Оценка степени и характера посещаемости лесного массива в процессе отдыха.

3. Оценка компонентов природного лесного ландшафта - леса, фауны, лугов, водных пространств, антропогенных сооружений.

4. Оценка отдельных насаждений и отдельных деревьев и кустарников.

В состав ландшафтной таксации включают и комплекс мероприятий, проводимых в разное время до начала организации и строительства лесопарка.

До проведения ландшафтной таксации непосредственно лесных насаждений по таксационным выделам проводят ландшафтный анализ территории объекта.

Ландшафтную таксацию лесопарковых насаждений по выделам проводят, как правило, одновременно с общей таксацией (инвентаризацией) насаждений. В случае, когда к организации лесопарка приступают после проведения лесоустройства и на лесной массив имеются материалы лесоустройства давностью не более 10 лет ландшафтную таксацию в пределах каждого таксационного выдела проводят самостоятельно.

При ландшафтной таксации насаждения оценивают по следующим основным показателям:

1 Пространственно-конструктивный тип или тип лесопаркового ландшафта.

2. Эстетическая оценка.

3. Санитарно-гигиеническая оценка.

4. Класс устойчивости насаждения.

К дополнительной характеристике при ландшафтной таксации относятся:

1. Наличие и оценка ягодных и грибных мест, лекарственных, декоративных и редких видов растений.

2. Выделение и описание эталонных типов хозяйственно-целевых насаждений.

3. Описание особых условий оцениваемого участка, которые могут использоваться при организации отдыха (наличие скальных обнажений, пещер, крупных валунов и камней, видовых точек, откуда открывается перспектива на окружающий ландшафт.

4. Описание состояния лугов и полян отдыха, характеристика травостоя, состояние почвы, водоемов.

Данные ландшафтной таксации насаждений заносят в соответствующие карточки таксации.

Особенности лесохозяйственного проектирования в лесах зеленых зон.

Этапы:

1.Рекогносцировочное ознакомление с объектом работ.

До начала основных полевых работ авторская группа выезжает на рекогносцировочное ознакомление с объектом и подготовки окончательного задания на выполнение работ.

В натуре должно быть осмотрено до 20 % площади объекта.

В этой работе должен принимать участие представитель заказчика, инспекция по охране памятников и архитектор района.

В результате ознакомления с объектом в натуре составляется краткая характеристика его состояния с освещением следующих элементов: зеленые насаждения, газоны, дороги, тропы, аллеи, мелиоративная и дренажная сеть, гидросистема, малые архитектурные формы, элементы благоустройства, здания и сооружения, необходимость реконструкции или реставрации тех или иных элементов объекта.

2. Зонирование территории.

В зависимости от местоположения, особенностей местности, лесных ландшафтов, транспортной доступности, степени посещаемости, целевого назначения отдельных частей рекреационного объекта, его территория разделяется на функциональные зоны, по которым дифференцируются все натурные и проектные работы, а также проектируемые мероприятия.

3.Задание на выполнение работ

Задание на проведение (выполнение) работ разрабатывается заказчиком с активным участием лесоустроительного предприятия, согласовывается с архитектурным управлением города или области, которым принадлежит объект, Государственной инспекцией по охране памятников, с обществом или комитетом по охране природы и прикладывается к договору на выполнение работ.

4. Определение объема работ по элементам и их стоимость.

Объем работ по элементам и их стоимость определяются на основании задания на выполнение работ, собранных общих сведений и рекогносцировочного ознакомления с объектом. Расчет стоимости каждого вида работ определяется по Сборнику цен на проектно-изыскательские работы для строительства Госстроя и другим нормативным документам.

5. Сбор исходных данных по объекту

Кроме задания на выполнение работ необходимо получить от заказчика, собрать и изучить следующие материалы:

1. Данные лесоустройства лесопарковых частей зеленых зон, лесопарков, а также инвентаризации парков, садов, скверов (описательные и планово-картографические материалы).

2. Ситуационный план территории объекта и его окружения.

3. Топографическую подоснову или план общегородской съемки масштаба с изображением рельефа местности с горизонталями.

4. Планшеты с горизонталями последней съемки местности расположения объекта в общей системе отдыха населения.

5. Генеральный план развития города или лесопарковой зоны,.

6. Данные об отводе и передаче земель из одной системы землепользования в другую, наличие землепользователей на территории объекта.

7. Геодезические и картографические материалы

8. Данные инженерно-геологических, почвенных, лесомелиоративных, гидротехнических, дорожных и других изысканий.

6. Подбор справочных и руководящих материалов

Совместно с заказчиком устанавливаются проектно-сметные справочники и другие необходимые для разработки смет и сметных расчетов материалы.

7. Сбор общих сведений по объекту работ

Собираются сведения характеризующие климатические, гидрологические, почвенно-геологические и исторические данные о местности расположения объекта работ.

8. Технические совещания

В целях лучшей организации работ, всестороннего обсуждения особенностей их проведения и принятия наиболее правильных решений по основным вопросам проектирования проводятся технические совещания - в начале и конце полевого периода -, а также в камеральный период по согласованию окончательных работ по объекту.

29Атмосферный воздух и лес.

Атмосферный воздух состоит в основном из азота (78 %) и кислорода (около 21 %). Кроме того, в нем имеется значительное количество аргона (около 1 %), сравнительно небольшая доля (0,03 %) углекислого газа и затем примесь так называемых благородных газов и газов, поступающих в атмосферу с дымом. Помимо газов, в воздухе содержатся пары воды (около 4 % по объему) мелкие водяные капельки, образующие туманы, кристаллики льда им т. д. Наконец, в воздухе много пыли различного происхождения и состава.

Как известно высшие растения не используют азот в газообразном состоянии. В качестве непосредственного источника азотного питания атмосферный азот имеет в общем небольшое значение. Соединений азота в воздухе немного и в почву их поступает (вместе с дождем, инеем, снегом) примерно около 5 кг в год на 1 га. Это составляет не более 10 % азота, потребляемого растительностью.

Наибольший интерес представляет углекислота.

Углекислота. Углекислота - воздушная пища растений. Из углекислоты растения создают углеводы, идущие на построение их тела.

Почти на половину своего сухого веса древесные растения состоят из углерода (в древесине 49,5 % - углерода, кислорода и азота - 44,2 %, водорода - 6,3 %). В состав древесины входят также минеральные вещества, дающие при сжигании золу. Количество золы колеблется в пределах от 0,2 до 1,7 %.

Углекислота участвует в процессе фотосинтеза, исходными веществами для которого является углекислота и вода. Исследование методом меченых атомов показало, что кислород, который выделяют на свету во время фотосинтеза растения, образуется в результате распада воды - ее фотолиза: хлорофилл, поглощая световую энергию, передает ее воде, за счет чего и идет ее фотолиз.

Содержание углекислоты в воздухе подвержено значительным колебаниям. Так, установлено наличие суточных колебаний - в течение дня содержание углекислоты уменьшается, а ночью - повышается. Такие изменения связаны с фотосинтезом растений.

Содержание углекислоты в воздухе подвержено также сезонным колебаниям - летом содержание углекислоты снижается, а зимой возрастает. Это также связано с жизнедеятельностью растений.

Наблюдаются также годичные колебания в содержании углекислоты в воздухе, что связано с метеорологическими факторами. Предполагают, что в дождливые годы содержание углекислоты увеличивается, а в засушливые снижается, что может быть объяснено более энергичными процессами разложения органического вещества во влажные годы.

Содержание углекислоты в воздухе подвержено и пространственным изменениям - в городе ее может быть 0,05 %, а в пригороде -0,03 %. Скопление людей и концентрация промышленных предприятий приводят к повышению концентрации СО₂ .

Подсчитано, что ежегодно растения потребляют 1/35 общего запаса углерода в атмосфере. Однако одновременно идет и пополнение углекислоты за счет «почвенного дыхания», т.е. дыхания почвенных организмов, растений, животных и человека, разложении мертвого органического вещества, выделении углекислоты вулканами и минеральными источниками, выделения ее при горении.

Взрослый человек поглощает такое количество кислорода, сколько выделяет ее участок леса площадью 0,03 га, т.е. выделения одного гектара леса обеспечивают кислородом 33 человека. В свою очередь, человек выделяет столько углекислоты, сколько нужно для покрытия потребности в ней участка леса такой же площади, т.е. 33 человека могут обеспечить углекислотой 1 гектар леса.

Поступление углекислоты в воздух в очень большой степени зависит от условий жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Способствовать усилению их жизнедеятельности могут хозяйственные мероприятия. К числу их относятся: рыхление подстилки, частичное ее удаление, известкование почвы, разбрасывание порубочных остатков, изреживание леса, создание смешанных насаждений и т.д.

Углерод, ассимилируемый зелеными растениями из углекислоты, составляет около 50 % сухого вещества растения. При средних условиях на 1 га леса требуется в год около 4 т углерода, извлекаемого приблизительно из 18 млн. м³ воздуха.

Считают, что весь запас углерода воздуха мог бы быть использован растительностью за 35 лет, если бы не было его обратного возвращения. Другими словами, в ежегодном обращении находится около 3 % всего запаса атмосферного углерода.

Исследования показали, что повышение содержания углекислоты в воздухе увеличивает продуктивность растений, например при полном дневном освещении и увеличении содержания углекислого газа в воздухе вдвое, ассимиляция его хвоей сосны также увеличивается вдвое. Ассимиляция светолюбивых при естественном освещении больше зависит от содержания углекислоты в воздухе, чем от изменений интенсивности света. Ассимиляция же теневыносливых растений при всякой интенсивности света свыше 1/10 зависит почти исключительно от углекислоты.

В лесу содержание углекислоты в воздухе меняется в зависимости от высоты над почвой. Больше всего находится углекислоты близ почвы на высоте до 1, 5 м (до 0,05 % и больше). На уровне крон концентрация углекислоты резко падает (до 0,02 %), что объясняется потреблением ее здесь на ассимиляцию.

Плодородные, удобренные почвы выделяют углекислоты больше, чем бедные, малоплодородные. На песчаной почве 2 кг/час, в поле на богатых почвах - 4 кг. В лесу же на бедных почвах 2-6 кг/час, а на плодородных - 12-23 кг. В общем в лесном воздухе углекислоты оказывается больше, чем в поле и на лугах. Это находится также и в связи с тем, что в лесу нет сильного движения воздуха и углекислота, выделенная почвой, меньше рассеивается и накапливается.

На открытой местности углекислый газ распределяется в атмосфере равномерно и является величиной постоянной, исключая индустриальные районы с сильно развитой промышленностью, особенно химической. Лес сильно влияет на содержание и распределение СО₂. В лесу происходят циклические изменения в содержании СО₂ в пространстве и во времени. Они могут отклоняться до 100 % от нормального содержания углекислоты в воздухе открытой местности. В лесном воздухе углекислоты содержится в 1,2-1,6 раз больше, чем на открытой местности. Но это превышение можно отнести к нижним слоям воздуха до высоты 1,5-2 м.

Углекислый газ обладает тяжелым молекулярным весом, но уменьшение его в зоне крон связано не только с этим, а главным образом с ассимилирующим действием крон. Доказательством является то, что после листопада наблюдается постепенный переход углекислоты в воздух без заметного влияния крон.

Размещение СО₂ внутри леса связано с составом, густотой древостоя, наличием прогалин, равномерностью размещения деревьев. При густом древостое наблюдается большая концентрация СО₂, чем в редких древостоях.

Если концентрация СО₂ в свободной атмосфере принять за 100, то в лесу у поверхности почвы ее будет в березняке185, осиннике - 167, в смешанном насаждении - 155, в ельнике и сосняке соответственно 137 и 139.

Наиболее важный источник образования углекислоты в лесу - верхняя часть почвы, прежде всего подстилка и гумус. Здесь под влиянием животных, грибов, бактерий протекают интенсивные биологические процессы, сопровождающиеся образованием углекислоты.

Каким образом тяжелый углекислый газ из припочвенного слоя попадает в область крон? Путей может быть несколько: диффузия, температурная конвекция, ветер и турбулентность воздуха. Наибольшее значение имеют два последних фактора. При слабом ветре и горизонтальном его движении углекислота не переносится в кроны. Но как только течение воздуха наталкивается на какое-то препятствие, например в виде групп подроста, подлеска, изменения рельефа, оно направляется вверх и этим создается возможность снабжения крон углекислотой.

Концентрация СО₂ в нижних ярусах лесного сообщества так же, как и ее передвижение в верхний ярус, не означает увеличение содержания углекислого газа в атмосфере за пределами леса. Напротив, интенсивная фотосинтетическая работа лесного полога с использованием углекислоты, поступающей к нему снизу и сверху, является важным фактором, снижающим содержание углекислоты в атмосфере.

Лес является большим потребителем углекислоты. Еловый лес площадью 1 га поглощает 33 т СО₂ ежегодно.

Кислород. Кислорода содержится в атмосфере в количестве, вполне покрывающем потребность растений в нем.

Кислород, как известно, необходим растениям для дыхания, а без дыхания нет жизни. При дыхании происходит окисление органического вещества и освобождение энергии, аккумулированной в растении в процессе фотосинтеза. Освобождающаяся при дыхании энергия необходима для всех жизненных процессов.

Интенсивность дыхания различных растений неодинакова. Неодинаковым является также дыхание различных частей одних и тех же растений. Чем быстрее рост, тем интенсивнее дыхание. У быстрорастущих органов растений дыхание может быть даже интенсивнее, чем у человека и животных. Так, человек выделяет за сутки углекислоты в количестве 1,2 % от его веса; прорастающие семена при температуре 37⁰С также выделяют углекислоты в количестве 1,2 % от их веса, а плесневые грибы - от 6 до 10 %.

Установлено, что дыхание в широких пределах не зависит от содержания кислорода. Так, интенсивность дыхания растений не изменяется при значительном увеличении концентрации кислорода, при помещении растения в чистый кислород.

Некоторое уменьшение количества кислорода также не сказывается на дыхании. Если только содержание кислорода уменьшается в 10-20 раз, то это уже отражается на дыхании.

Поэтому кислород воздуха можно назвать универсальным фактором: нигде и никогда на земном шаре кислород не выступает в качестве ограничивающего фактора.

Совсем другое значение имеет кислород в почве, а для водных растений - в воде. Так, если аэрация почвы недостаточна, то может произойти задыхание корней растений, приводящее к отмиранию. Таким образом, кислород в почве может явиться ограничивающим фактором.

Но если мы будем такими темпами сжигать горючие ископаемые, то нашим потомкам трудно будет дышать - такой прогноз дают специалисты, изучающие естественный баланс кислорода в атмосфере. Уже за последнее десятилетие количество кислорода в атмосфере Земли уменьшилось на 0,02 %. Возросшая производственная деятельность человечества потребовала огромного расхода свободного кислорода, идущего на многочисленные окислительные процессы. Около 20 млрд. т свободного кислорода тратится в год на сжигание горючих ископаемых. Добыча же их удваивается каждые 10-15 лет.

Свободный кислород поддерживает жизнь, но и сам он продукт жизнедеятельности. Каждый четвертый атом живого существа - атом кислорода. Человеку в сутки нужен в среднем 1 кг пищи, 2 л воды и около 1 кг кислорода.

Почти весь кислород атмосферы биологического происхождения. Часть его превратилось в озон и защищает поверхность Земли от проникновения жестких излучений. Кислород способен соединяться с многими элементами. В непрерывном круговороте биосфера обменивается с атмосферой и гидросферой водяным паром, кислородом и двуокисью углерода. Весь кислород атмосферы проходит через живое вещество примерно за 200 лет.

Исчерпаемы ли ресурсы свободного кислорода? Какие процессы и районы биосферы несут основную ответственность за поддержание кислородного баланса? Эти вопросы вызывают сейчас все больший интерес ученых, ибо без их решения немыслим долгосрочный прогноз влияния деятельности человека на окружающую среду.

Доктор географических наук О.Добродеев попробовал сравнить затраты кислорода на окисление горючих ископаемых с количественным выражением других статей баланса кислорода в биосфере. Ученому удалось подсчитать количество свободного кислорода, выделяемого растениями суши. Затем было определено сколько кислорода поставляет растительность океана. При этом оказалось, что выделение кислорода с единицы площади на суше значительно больше, чем в океане. Около половины всего кислорода биосферы производят территории, наиболее богатые влагой и теплом поясе Земли, близкие к экватору.

По подсчетам Добродеева, оказалось, что все растения Земли ежегодно выделяют кислорода больше, чем расходуется в настоящее время при сжигании горючих ископаемых. Казалось бы, баланс не нарушен. Но "излишек" кислорода почти полностью расходуется на окисление отмирающей части живого вещества и в атмосферу не попадает. Правда, часть органического вещества успевает избежать окисления, будучи погребенной в осадочных породах. Оно то и "экономит" кислород, составляющий приходную статью кислородного баланса биосферы. Любопытно, что больше всего свободного кислорода остается в результате захоронения органического вещества в озерах и реках. Следовательно, считает Добродеев, общепринятое представление, что основной поставщик кислорода - леса, оказывается неточным.

Скорость окислительных процессов возрастает с повышением температуры. Поэтому в экваториальных и тропических поясах отмирающее вещество окисляется почти полностью. Не случайно, кстати, основные запасы торфа на Земле приходятся на страны умеренного и субарктического поясов, где низкие температуры способствуют накоплению значительной массы мертвого органического вещества в болотах, озерах и поймах рек.

Итак, лесные ландшафты жарких поясов лишь ускоряют круговорот кислорода, а не поставляют его в атмосферу. Долгое время основным поставщиком кислорода был пояс северного полушария, где наибольшую площадь занимают болота, озера и шельф океана. Но в последнее десятилетие в связи с промышленным освоением Севера он же стал главным потребителем свободного кислорода, идущего на сжигание горючих ископаемых.

Общее количество свободного кислорода, оставшегося не истраченным на окисление органических веществ, по расчетам Добродеева, составляет около 0,5 % от всего кислорода, появляющегося каждый год в биосфере. Это на порядок меньше величины расхода свободного кислорода, идущего на окисление горючих ископаемых. Таким образом, резюмирует исследователь, расход кислорода на сжигание топлива значительно превышает все естественные статьи баланса,

Кислород, также как и углекислота, характеризуется относительным постоянством содержания в атмосфере. Лес можно считать одним из фактором поддерживающих это постоянство на планете. Заметного увеличения содержания кислорода в лесу не обнаружено. Но кислород, выделяемый при фотосинтезе, имеет определенные физические особенности, например, может нести отрицательный заряд. Появляется все больше данных об ионизации лесного воздуха, т. е. об обогащении лесного воздуха ионизированным кислородом.

Другие вещества в составе лесного воздуха. В составе лесного воздуха имеется много различных летучих химических веществ, выделяемых надземными и подземными органами лесных растений и другими организациями. Состав их зависит от характера леса, от времени года и суток, особенностей погоды. Каждому, кто бывал в лесу, знаком смолистый запах соснового бора в теплый или жаркий летний день, неповторимый аромат березы весной при пробуждении почек и распускании листвы, запах опавшей листвы осенью или специфический запах грибов во время грибного сезона. Многие вещества, находящиеся в лесном воздухе не имеют запаха и могут быть обнаружены только специальными методами. Химическая природа летучих соединений в лесу еще недостаточно раскрыта. Известно, что значительную роль играют терпентины, входящие в состав живицы, эфирных масел, бальзамов, углеводороды (особенно этилен), летучие витамины и др. За вегетационный период в атмосферу выделяется непредельных и ароматических углеводородов приблизительно: кедровыми насаждениями 450-500 кг/га, сосновыми 400-450 и березовыми 200-220. Многие из лесных выделений прямо или косвенно могут влиять на состояние и здоровье человека, особенно благодаря фитонцидным свойствам.

Среди летучих органических соединений имеются вещества, губительно действующие на насекомых, на бактерии, грибы, другие микро и макроорганизмы. Такие вещества названы фитонцидами. Вопрос о природе фитонцидов хотя не вполне еще ясен, но многочисленные факты влияния их показывают его большую практическую и научную значимость. Замечено, например, что выделения измельченных листьев черемухи, эвкалипита могут убить слепней, комаров. Выделения листьев дуба убивают дизентерийную палочку высокими бактерицидными свойствами обладает багульник. В лесу 1 м³ воздуха содержит всего лишь около 500 бактерий. В городах это количество увеличивается в 70 и более раз.

Сейчас понятие фитонциды несколько расширено. Фитонцидами названы биологически активные вещества, выделяемы в процессе жизнедеятельности растений в окружающее пространство, способные вызвать физиологические изменения у других организмов. Фитонциды могут быть не только в газообразном, но и в жидком и твердом состоянии.

Лес и пыль. Лес способствует очищению воздуха от пыли и ослабляет действие других вредных примесей. Механизм этого влияния леса проявляется в виде двойного фильтра: влияние на проникновение в лес и поглощение пыли и газов со стороны и сверху. В первом случае роль фильтра играет опушка и приопушечная часть леса, во втором - лесной полог. Фильтрующая способность зависит от характера леса. Еловое насаждение собирает из воздуха пыли 32 т, сосновое - 36,4 т, буковое 68 т на 1 га.