Причины перехода лесных экосистем в сукцессионное состояние на территории России и других европейских стран

В чем различие понятий «биологическая продукция» и «биологическая продуктивность»?

Способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности называется биологической продукцией.

Способность организмов поддерживать определенную скорость производства продукции называется биологической продуктивностью.

Какой компонент леса создает основную часть первичной биологической продукции в лесных экосистемах? Почему?

Деревья создают основную часть продукции в лесных экосистемах и тем самым выступают основанием для большинства трофических цепочек. Большинство видов в лесных экосистемах существуют именно благодаря наличию деревьев. Сами деревья являются местообитаниями для многих видов: лишайников, мхов, грибов, насекомых, птиц, зверей.

Какие из перечисленных ниже видов обитателей хвойных лесов являются эдификаторами (ключевыми видами)?

а); б); г); ж).

Перечислите виды-эдификаторы и ключевые виды экосистем широколиственных лесов.

Олень, лось, зубр, кабан.

Объясните эдификаторную роль в лесных экосистемах.

Эдификаторы — это виды, которые создают основу экосистемы, определяют ее структуру и играют важнейшую роль в создании ее внутренней среды. Примеры эдификаторов в лесных экосистемах: эдификатор дубравы — дуб, темнохвойной тайги — кедр и (или) пихта. Эдификаторы осваивают большую часть энергии и вещества, создают основную часть продукции на своем трофическом уровне, условия для существования множества других видов и в итоге определяют «лицо» экосистемы. Уничтожение вида-эдификатора, по сути, означает исчезновение всей экосистемы (например, не может быть елового леса, если нет ели).

Приведите примеры ключевых видов лесных животных и растений в регионе своего проживания. Объясните роль этих видов в лесных экосистемах.

Примером ключевого вида может служить кедровка, которая при относительно небольшой численности играет основную роль в воспроизводстве кедра — вида-эдификатора этой экосистемы. Исчезновение ключевых видов существенно влияет на популяции других видов и процессы в экосистеме. Их наличие — индикатор распространения сообществ, ключевыми видами которых они выступают.

Что понимается под нарушением лесной экосистемы?

Нарушение лесной экосистемы, имеющей микро - и мезонарушения, связаны с гибелью отдельных деревьев или их групп, образованием ветровально-почвенных комплексов. Особенно значительные изменения проявляются, если падающее дерево увлекает за собой и другие деревья, образуя в лесном пологе разрывы (окна), в которых кардинально меняются условия освещённости как на открытом месте.

Среди перечисленных ниже найдите примеры микро- и мезонарушений лесных экосистем.

а); б); г); д).

Дайте определения понятий «сукцессия», «восстановительная сукцессия», «климакс», «квазиклимакс».

Сукцессией называется процесс поэтапного развития экосистемы на месте, лишенном живого покрова, или ее восстановления после разрушения. Если исходить из определения экосистемы как множества популяций видов разных трофических групп, то сукцессия — это процесс формирования или восстановления потоков поколений в популяциях всех видов экосистемы.

В ходе и в результате сукцессий тем или иным образом меняются видовой состав (иногда полностью), пространственная структура, показатели круговорота веществ, почвы и другие параметры экосистемы. Последняя стадия этого процесса, когда экосистема достигает стационарного состояния, в котором она может существовать неограниченно долгое время, если ее не нарушают внешние воздействия, называется климаксом.

Процесс восстановления экосистемы под действием ее внутренних механизмов называют восстановительной сукцессией.

Квазиклимакс — состоянии лесной экосистемы, близком к равновесному.

12. Опишите сукцессионные процессы, динамику изменения биомассы и продуктивности в лесных экосистемах на примере:

 осинника, образовавшегося после сильного пожара;

 спелого ельника черничного, пройденного выборочной рубкой;

 вырубки, образовавшейся после сплошной рубки ельника черничного без проведения мер содействия естественному возобновлению.

В осинниках, образовавшихся в результате пожаров, возобновление осины почти не происходит, зато активно возобновляются другие породы, чаще всего ель, и постепенно осинник превращается в ельник. После пожара будет наблюдаться активный набор биомассы молодыми елями, а потом динамика придёт в равновесное значение.

Изъяв с помощью выборочной рубки деревьев часть биомассы в спелом ельнике черничнике в момент, когда темпы увеличения (прирост) биомассы достигли пика спелости и начинают заметно замедляться, можно

резко снизить конкуренцию среди оставшихся деревьев. В результате часть из них (будущие доминанты) снова начнет быстро расти в высоту, и за короткое время восстановятся дорубочные запасы древесины. Тем самым удается искусственно удлинить период быстрого увеличения запасов биомассы. Повторив эту операцию несколько раз за один оборот сплошной вырубки, мы можем получить с единицы площади существенно больше древесины (в том числе в 2–3 раза больше высококачественных сортиментов), чем если бы использовали метод сплошной рубки.

При сплошной рубке ельника черничного без проведения мер содействия естественному возобновлению восстановление экосистемы будет очень долгим. Особенно если вырубка зарастает растительностью, препятствующей возобновлению древесных пород. В этом случае вырубка лишь медленно зарастает с краев — там, где соседствующий полог леса создает условия для возобновления деревьев. На таких участках для естественного (без создания лесных культур) восстановления лесной растительности требуется очень длительное время.

Почему деятельность по сохранению редких видов растений и животных, других ценных объектов не всегда можно планировать в границах лесохозяйственного деления территории (лесничества)?

Лесоводы оперируют понятиями «лесной массив», «квартал», «выдел», «тип леса» и др. Географы говорят о лесных ландшафтах, биологи — о лесных сообществах. Любую природную территорию можно представить в виде иерархии экосистем разного уровня. Экологические функции леса по-разному проявляются на различных уровнях. Деятельность по сохранению редких и ценных видов живых объектов не всегда можно спланировать в рамках лесохозяйственного деления территории — необходимо учитывать пространственную организацию популяций и мест обитания самих этих видов или объектов.

Причины перехода лесных экосистем в сукцессионное состояние на территории России и других европейских стран.

Практически вся территория Европы, за исключением самого севера, а также отдельных труднодоступных мест, в прошлые века подвергалась сельскохозяйственному освоению. Это означает, что на месте почти каждого европейского леса когда-то была пашня. В меньшей степени это касается азиатской части России, но и там немало лесов, которые выросли на месте пахотных земель или пастбищ, например, в лесостепях Сибири, Приамурье, на юге Приморья. Во многих лесах в более позднее время осуществлялись рубки с целью заготовки древесины. Часть лесов использовалась для выпаса скота, сбора недревесных продуктов леса, рекреации.

15. Среди перечисленных ниже признаков найдите характерные для ненарушенных лесных экосистем:

б); в); д).

16. Экосистемные функции можно подразделить на три основные группы:

- Средообразующая – поддержание окружающей среды в состоянии благоприятном для жизни человека, в том числе отдых, поддержание атмосферного воздуха, стабилизация местного климата и поддержание водного режима территории, снижение вероятности и силы наводнений, формирование почв и защита от эрозии.

- Продукционные и экосистемные товары, т.е изъятая биомасса(древесина, топливо, корма).

- Информационные и духовно-эстетические, информация, которая хранится в экосистемах, культурно-оздоровительное значение.

17. Среди перечисленных ниже найдите средообразующие функции леса:

а); в); д).

18. Какова роль лесов в поддержании углеродного баланса и климата Земли, в поддержании водного баланса и в формировании климата на региональном уровне?

Ключевую роль в хранении углерода играют северные экосистемы. Именно в холодном и влажном климате создаются условия, при которых скорость аккумуляции углерода растениями может превышать скорость его разложения при дыхании сообщества, включая почву. В бореальных лесах запасы углерода в почвах больше, чем в умеренных и тропических. Нарушенные и молодые леса во многих случаях являются источниками углерода, а старовозрастные леса не только сохраняют уже накопленный углерод, но и часто продолжают поглощать его неограниченно долгое время.

Если «углеродная» функция экосистем влияет на концентрацию парниковых газов в атмосфере и глобальные характеристики климата, то действие биогеофизических функций ощущается прежде всего на локальном и региональном уровнях. Однако влияние экосистем на местные значения температуры, количества осадков и речного стока часто имеет более важные социально-экономические последствия, чем повышение средней глобальной температуры. Хорошо развитая растительность, прежде всего лесная, благодаря огромной листовой поверхности при достаточном количестве влаги испаряет ее больше, чем открытое водное пространство. Испарение воды днем охлаждает поверхность и прилежащий слой воздуха. Ночью, напротив, пары воды над растительностью не дают сильно остывать поверхности, что предохраняет ее от заморозков. Особенно важную роль леса играют в формировании гидрологического режима удаленных от океана внутриконтинентальных равнин, но и в приморских районах их уничтожение может негативно сказаться на местном климате. Как было сказано выше, биогеофизические функции важны прежде всего для регионального климата, но при масштабных нарушениях экосистем они распространяются на глобальный уровень. Так, изучение последствий сведения тропических лесов показывает, что изменения потоков тепла и влаги над обширными обезлесенными территориями трансформируют глобальную атмосферную циркуляцию и влияют на климат в умеренных и северных широтах.