Лес - одна из самых удивительных экосистем планеты, где органически сливаются воедино два царства природы - растительное и животное. Эта экосистема является древнейшей на нашей планете, которая обладает наиболее сложной структурой входящих в неё элементов.
Прежде всего здесь выделяется лесная растительность, состоящая из многих пород деревьев и трав различной высоты, образующих несколько ярусов, самым низшим из которых является ярус разнообразных травянистых растений и грибов, видовой состав которых зависит от свойств почвенного покрова, затем идёт ярус из мелких кустарников, выше которого располагаются более высокие кусты и невысокие деревья, а после них - вначале деревья средней высоты и самый верхний - первый ярус, занимают наиболее высокие деревья.
В естественном виде лесная экосистема представляет собой цельное (синтетическое) образование, состоящее из различных частей - типов почвы, видов деревьев, кустарников, трав, грибов, микроорганизмов, насекомых, животных и птиц.
Учитывая множество разнообразных взаимосвязанных факторов, по-разному взаимодействующих друг с другом на той или иной территории, а также воздействие человека на лесную экосистему, в природе закономерно возникают её отдельные подвиды в зависимости от географических, климатических, орографических, гидрологических, биологических, антропологических и других условий формирования.
Лесная экосистема состоит из первичных природных компонентов, которые создают условия для её устойчивого существования - почва, вода, воздух, солнечный свет, а также вторичных - которые позволяют поддерживать жизнь лесной растительности.
Живые организмы не могут существовать без обмена веществ, поэтому они потребляют энергию, чтобы жить.
Деревья и другие растения трансформируют энергию солнечного света в пищу в виде углеводов при помощи процесса фотосинтеза, который представляет собой акт поглощения растением воды и углекислого газа на свету при помощи хлорофилла в листьях растений, в результате чего образуется сахар и кислород.
Удивительно то, что простой процесс потребления растением солнечного света и воды (неорганические вещества) при помощи хлорофилла позволяет получить сахар (органическое вещество), служащий источником для роста растений.
Фотосинтез — это химическая реакция, которая позволяет растениям производить себе пищу, жить и размножаться в условиях, когда корнями привязан к одному месту, не имея возможности бегать по территории в поисках еды.
В то же время, растения производят основные продукты питания для других организмов в пищевых цепях (опавшие листья, кора, семена, поваленные стволы деревьев, трава, ягоды и прочее).
По мнению учёных, первые деревья были обнаружены в середине девонского периода, то есть примерно 400 миллионов лет назад, после чего резко изменился облик Земли, когда она сделалась "зелёной", а атмосфера заполнилась гигантским количеством кислорода.
Это также способствовало появлению новых видов животных, например, сухопутных насекомых и грибков, которые питались только растительной биомассой.
Палеонтологи, объединив данные раскопок и генетическое древо эволюции самых примитивных растений, которые сейчас существуют на планете, также выяснили, что первые растения появились почти на 100 миллионов лет раньше, чем на то, что указывают окаменелости.
Первыми на Землю вышли мхи и их ближайшие родичи, что случилось 514–506 миллионов лет назад, а первые сосудистые растения появились 440 миллионов лет назад.
Лес считается более стабильной и устойчивой системой к негативным изменениям по сравнению с небольшими экосистемами, такими как водно-болотные угодья, луга, солончаки, высокогорные степи и другие.
Различия между подвидами лесных экосистем определяются двумя наиболее существенными факторами - видовым составом (количеством видов растений и животных) и ярусностью (вертикальным распределением различных видов растений, занимающих разные уровни в экосистеме леса).
Каждый вид занимает своё место в экосистеме в зависимости от источника питания и комфортного для него микроклимата, при этом здесь организмы взаимодействуют друг с другом и своим окружением, выполняя свою роль и занимая нишу в поддержании равновесия экосистемы. Одни из организмов служат пищей для других, другие - служат кровом и убежищем от врагов, третьи - поддерживают популяцию, избавляя её от чрезмерного роста.
В отличие от растений, животные не способны производить для себя еду, поэтому обречены её искать и питаться другими организмами для получения энергии, необходимой для выживания и продолжения рода. Все млекопитающие, рыбы, земноводные, рептилии, насекомые и птицы питаются растениями, животными или являются всеядными.
В царстве животных сложилась своя особая пищевая цепь, предполагающая наличие определённого иерархического порядка.
В основании пищевой цепи первого порядка находятся травоядные животные, которые питаются только растениями, в цепи второго порядка - хищники, питающиеся травоядными животными, а в цепи третьего порядка - хищники, которые едят других плотоядных животных.
Всеядные животные питаются как растениями, так и животными.
В лесной экосистеме, как и в любой другой, образуется колоссальное количество отходов - отмершей биомассы, как продуктов жизнедеятельности растений и животных (листья, трава, плоды, отмершие деревья, трупы животных, птиц, рептилий и тому подобное).
Работа по утилизации и разложению этих отходов - удел насекомых, червей, микроорганизмов, грибов, муравьёв, жуков, тли и прочих едоков, после обеда которых органический материал превращается в энергию для их жизни и мельчайшие первичные элементы, поступающие в почву, которые служат пищей для растений.
Жизнь на Земле возникла благодаря удачному стечению обстоятельств - умеренному потоеку энергии Солнца, наличию воды, почвы, химических элементов, атмосферы, гравитации и других необходимых факторов для возникновения условий появления органических соединений.
Энергия Солнца сыграла основную роль в этом процессе, создав растения, положивших начало пищевой цепи на планете. Поток солнечной энергии идёт в одном направлении, когда растения её улавливают и превращают свет в органические вещество, затем передают её потребителям по пищевой цепи и заканчивают разложением на химические элементы, которые поступают в почву и служат пищей для растений.
Энергетическая пирамида всегда находится в вертикальном положении, потому что энергия перетекает с одного уровня питания на следующий уровень, при этом часть энергии всегда теряется в виде тепла на каждом этапе.
Круговорот питательных веществ относится к хранению и перемещению питательных элементов через различные компоненты экосистемы.
Растительность является составной и главеной частью кормовой базы для животных и человека.
Лес, как важнейший компонент природных ресурсов и богатство народа, люди используют издавна для своих нужд (деревообрабатывающей, строительной, целлюлозно-бумажной, мебельной, химической и других отраслей).
Области применения различной древесины:
Основным потребителем древесины является жилищное строительство, которое хотя и использует всё больше кирпича, бетона и пластика, но объёмы применения необработанных лесных пиломатериалов не снижаются.
Полы, двери, оконные рамы, лестницы, внутренняя отделка, вспомогательные помещения, заборы, строительные леса — не весь список конструкций из дерева.
В сельской местности строят комфортные деревянные дома, поскольку теплопроводность древесины очень низкая (в 4 – 5 раз ниже, чем у кирпича и бетона), поэтому лучше сохраняется тепло зимой и прохлада летом.
Много леса требуется для железнодорожного строительства, где на один километр нового полотна укладывают 1700 шпал (340 м3), для этого нужно 10 га хвойного леса. При ремонте заменяется в среднем 240 шпал — 1,5 га леса.
Горнорудная и угольная отрасли не могут обойтись без деревянных стоек для крепления оборудования под землей. Чтобы добыть 1000 тонн угля расходуется 30 м3 леса.
В судостроении для океанского лайнера необходимо 4000 м3 лесоматериалов (117 га леса).
Для сооружения линий электропередач наряду с металлом и железобетоном по-прежнему используются деревянные столбы.
Большая доля леса идет на изготовление тары и упаковки, картона и фанеры.
В быту используется деревянная мебель, посуда, чертёжные принадлежности, карандаши, игрушки, бочки, высокохудожественные произведения, украшенные резьбой.
Лесные ресурсы планеты распределены крайне неравномерно, так значительные запасы лесов сосредоточены в умеренных и субтропических широтах. Богаты лесами те страны, территория которых находится в нескольких климатических поясах.
К таким странам относятся Россия, Китай, Канада, США, Боливия, Перу и другие. Также достаточно обеспечены лесами Финляндия, Камбоджа, Бразилия, Северная Корея, Швеция, у которых очень высокий процент лесов в общей площади стран.
На нашей планете лесами занято около 4 млрд га земель (около 30% суши), где выделяется северный (леса с преобладанием хвойных пород деревьев) и южный (на 97% состоящий из широколиственных влажных экваториальных и тропических лесов).
За последние 200 лет площадь лесов в мире сократилась в 2 раза. Уничтожение лесов такими темпами грозит катастрофическими последствиями для всего мира, так как сокращается поступление кислорода в атмосферу, усиливается "парниковый эффект", меняется климат на планете.
Наибольшая площадь лесов сохранилась в Азии и Южной Америке, наименьшая — в Австралии. Однако размеры континентов неодинаковы, поэтому важно учитывать показатель лесистости (соотношение лесопокрытой площади и общей площади региона), а также размеры запасов древесины и площадь лесопокрытой поверхности в расчете на 1 жителя.
По запасам древесины ведущие позиции занимают Россия (75 млрд м3), Бразилия, Канада, США; а по размерам лесопокрытых площадей — Россия, Бразилия, Канада, США, Китай, Индонезия, Колумбия, Индия. По показателю лесистости выделяются французская Гвиана, Суринам (леса распространены на более чем 90% территории страны), Гайана, Габон (свыше 80%), Малайзия, Япония, Мьянма, Индонезия, Эквадор, Лаос (свыше 60%), а также Финляндия, Швеция. Лесистость в России составляет 45%, в Бразилии — около 60%.
Страны с обширными лесными массивами располагаются в природной зоне тропических лесов и лесов умеренного пояса. Меньше всего лесов у государств, расположенных между северным и южным лесными поясами, а также стран характеризующихся аридным климатом и пустынными ландшафтами. Практически безлесными являются Бахрейн, Катар, Ливия, Чад, Египет, ОАЭ и другие.
Хотя у России лесопокрытая площадь равняется 45% против 77% у Финляндии, но она является самой крупной лесной державой мира- общая площадь лесного фонда России превышает 1180 миллионов га. Около 1/5 всех мировых лесов и запасов древесины принадлежат России, а если говорить об умеренных широтах, то здесь Россия вообще нет равных (2/3 лесных ресурсов). При этом запас древесины, что называется "на корню", составлял 82 млрд. метров кубических (на конец 1998 года).
Лесные ресурсы страны - это хвойные леса, лиственные и смешанные. Хвойные леса значительно преобладают не только по занимаемой площади (70% от всего лесного покрова), но также по запасу древесины (77% от общего). Хвойные леса России составляют почти половину всех хвойных лесов Земли.
Лиственные леса разделяют на мягколиственные и твердолиственные, они занимают соответственно 16% и 2,4% от общей площади, а их запасы составляют 17% и 2,6%.
Лиственным лесом называют экосистему, в которой не произрастают хвойные породы деревьев а леса состоят из деревьев и кустарников с крупными или мелкими листьями.
