Peran biologis hutan di alam

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Seberapa sering kita berpikir tentang peran hutan dalam kehidupan kita? Apa itu hutan? Apa fungsi ekologis yang dilakukannya? Pada artikel ini kami akan mencoba menjawab pertanyaan tersebut dan banyak pertanyaan lain terkait hutan sebagai ekosistem alami.

Hutan adalah kombinasi vegetasi berkayu, semak dan herba yang tumbuh di permukaan padat planet ini, termasuk hewan, mikroorganisme dan komponen lain dari lingkungan alam (tanah, badan air dan sungai, selubung udara) yang saling berhubungan secara biologis. Sifat utama hutan adalah luas dan tegakan cadangan kayu. Hutan tumbuh di semua benua kecuali Antartika dan menempati sekitar 31% dari permukaan tanah. Total luas dana hutan planet ini adalah 4 miliar hektar, dan cadangan kayu tegakan adalah 527.203 juta m3 [1].

Hutan adalah ekosistem pengaturan diri yang terorganisir secara kompleks di mana sirkulasi zat (nitrogen, fosfor, oksigen, air, dll.) dan aliran energi antara semua jenis dan bentuk organisme terus dilakukan. Semua tumbuhan beradaptasi satu sama lain, begitu juga dengan organisme hewan, dan sebaliknya, semua organisme hewan beradaptasi dengan organisme tumbuhan. Mereka tidak bisa ada tanpa satu sama lain. Setiap kawasan hutan memiliki struktur ruang yang jelas (vertikal dan horizontal), yang mencakup sejumlah besar pohon dewasa, semak, tanaman herba, semak spesies utama dan yang menyertainya, serta lumut dan lumut kerak.

Struktur vertikal hutan dicirikan oleh sebaran bentuk tumbuhan yang berbeda di sepanjang ketinggian, sedangkan struktur horizontal mencerminkan sebaran jenis tumbuhan yang berbeda pada bidang horizontal. Seiring dengan sejumlah besar tumbuhan, di hutan ada sejumlah besar spesies yang berbeda tanpa (c) vertebrata, jutaan organisme tanah, banyak serangga, burung dan hewan. Semuanya bersama-sama membentuk sistem ekologi di mana setiap tumbuhan dan hewan melakukan fungsi ekologis tertentu, berpartisipasi dalam siklus berbagai elemen kimia.

Di bawah pengaruh faktor lingkungan eksternal (cahaya, suhu, kelembaban, angin, arus, berbagai bentuk aktivitas manusia yang cerdas, dll.), Perubahan tertentu terjadi pada ekosistem hutan, yang, sebagai suatu peraturan, tidak memiliki dampak yang tajam dan merusak. alam, dan tidak menimbulkan ketidakseimbangan ekosistem. Namun, dampak yang sangat meningkat dari aktivitas manusia yang tidak masuk akal semakin sering mengarah pada pelanggaran keseimbangan ekologis, yang diekspresikan dalam perubahan dan konsekuensi yang tiba-tiba dan membawa bencana. Jadi, pada musim panas 2008 di wilayah Ukraina Barat di wilayah pegunungan Carpathian, ada banjir terbesar karena banyak curah hujan. Akibatnya, sekitar 40 ribu rumah terendam banjir, hampir 700 km jalan terendam, lebih dari tiga ratus jembatan hancur.

Salah satu penyebab banjir skala besar adalah penggundulan hutan di lereng Pegunungan Carpathian, ketika sebagian besar tutupan hutan ditebang selama hampir 40 tahun [3].

Faktanya adalah bahwa hutan memainkan peran penting dalam pengaturan air, yaitu memperlambat limpasan permukaan dari lelehan dan air hujan, memindahkan sebagiannya ke tanah, sehingga mengurangi kekuatan destruktif banjir dan banjir, dan dengan demikian memberi makan air tanah. Saat hujan turun, tajuk dan batang pohon menahan sebagian kelembapan, yang memungkinkan air diserap ke dalam serasah hutan secara bertahap, bukan secara spontan. Serasah hutan mempertahankan kelembapan dan, seiring waktu, memberikannya ke sungai dan air tanah, dan sebagian dari kelembapan itu digunakan untuk memberi makan tanaman. Di tempat terbuka (misalnya tebangan), air hujan seluruhnya jatuh ke permukaan bumi dan tidak sempat diserap, karena permeabilitas air serasah hutan lebih tinggi daripada di tempat terbuka, yang menyebabkan aliran sebagian besar air dari permukaan ke depresi atau aliran air permukaan (sungai, sungai). Terkadang area terbuka tidak memungkinkan air mengalir sama sekali dan benar-benar terkuras, membentuk aliran air yang kuat. Hutan memainkan peran penting dalam distribusi curah hujan musim dingin dan selama pencairan di musim semi. Di daerah terbuka, tutupan salju diperbaiki sedikit lebih lambat daripada di hutan karena seringnya mencair dan tidak merata karena angin yang bertiup. Di hutan, salju didistribusikan secara merata, yang dikaitkan dengan perubahan rezim angin di lapisan permukaan. Secara umum, lebih banyak salju terakumulasi di area terbuka daripada di hutan. Di musim semi, di bawah pengaruh aliran radiasi matahari yang kuat, pencairan salju terjadi, yang tidak hanya bergantung pada faktor ini. Berbagai jenis vegetasi dan relief berperan penting dalam proses ini. Area terbuka menerima 100% radiasi matahari, dan hanya sebagian di bawah kanopi tegakan pohon, oleh karena itu, salju mencair di hutan lebih lambat. Misalnya, di tempat terbuka, salju mencair selama 7-25 hari, dan di hutan cemara selama 32-51 hari [4].

Ilmuwan hutan domestik Aleksandr Alekseevich Molchanov menemukan bahwa koefisien limpasan musim semi menurun tajam dengan peningkatan tutupan hutan (dari 0, 6-0, 9 di daerah perbukitan tanpa pohon menjadi koefisien 0, 09-0, 38 dengan tutupan hutan dari 40%) [6].

Ketika hutan ditebang, kanopi pohon dihilangkan dan tanah kehilangan sifat permeabilitas airnya, yang mengarah pada pelanggaran rezim air aliran air, sementara limpasan permukaan meningkat dan proses penghancuran tanah meningkat. Dengan demikian, hutan memainkan peran penting dalam mengatur aliran seragam air ke aliran air, berpartisipasi dalam siklus air, dan mencegah kerusakan tanah.

Properti vegetasi yang sama pentingnya dikaitkan dengan pembentukan iklim planet ini. Hutan mempengaruhi faktor iklim seperti angin, suhu, kelembaban, dll. Berkat angin, tanaman diserbuki, buah dan biji menyebar, proses penguapan uap air dari permukaan daun meningkat, dan hutan, pada gilirannya, berkurang kecepatan angin di lapisan udara permukaan, mengatur suhu dan kelembaban. Kehadiran perkebunan mengubah rezim termal di wilayah yang berdekatan. Di musim panas, udara yang lebih dingin dari massa hijau menggantikan udara yang lebih hangat dan lebih ringan dari wilayah yang berdekatan, menurunkan suhu udara di area ini. Tingkat penurunan suhu udara tergantung pada jenis tanaman (pada transparansi tajuk, reflektifitas daun, tinggi dan usia), pada kerapatan tanam dan sejumlah karakteristik lainnya. Pohon berdaun besar adalah pelindung terbaik terhadap energi panas. Jadi, misalnya, aspen melewati dedaunannya 10 kali lebih banyak energi daripada hawthorn. Di hutan, kelembaban udara meningkat, karena permukaan daun pohon dan semak yang menguap, batang rumput 20 kali atau lebih besar dari luas tanah yang ditempati oleh tanaman ini. Selama setahun, satu hektar hutan menguap ke udara 1-3, 5 ribu ton uap air, yang merupakan 20-70% dari curah hujan atmosfer. Misalnya, peningkatan tutupan hutan sebesar 10% dapat menyebabkan peningkatan jumlah curah hujan tahunan sebesar 10-15% [5]. Selain itu, sekitar 90% air yang masuk menguap dari permukaan daun, dan hanya 10% yang digunakan untuk nutrisi tanaman. Kelembaban udara di zona tengah di hutan atau taman di musim panas 16-36% lebih tinggi daripada di halaman kota. Ruang terbuka hijau juga berkontribusi pada peningkatan kelembaban udara di area terbuka yang berdekatan.

Hutan berperan aktif dalam pertukaran gas, terutama dengan menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Fenomena alam ini disebut fotosintesis. Jadi, satu hektar hutan menyerap 8 kg karbon dioksida (H2CO3) per jam, yang dikeluarkan oleh 200 orang. Tingkat penyerapan karbon dioksida dan pelepasan oksigen sangat tergantung pada jenis tanaman. Jadi, poplar Berlin adalah 7 kali, ek bertangkai 4,5 kali, linden berdaun besar adalah 2,5 kali, dan pinus Skotlandia 1,6 kali lebih efisien dalam hal pertukaran gas dari pohon cemara Scotch.

Hutan juga berperan penting dalam membersihkan atmosfer dari debu. Tanaman menumpuk partikel debu pada permukaan daun, cabang dan batang. Dalam hal ini, pengaruh akumulasi sangat ditentukan tidak hanya oleh suhu, kelembaban dan kecepatan angin, tetapi juga oleh jenis tanaman. Jadi, tumbuhan runjung 30 kali, dan birch 2, 5 kali lebih banyak debu mempertahankan dari aspen. Kandungan debu di taman kota dan pinggiran kota 1,5-4 kali lebih rendah daripada di zona industri. Pengukuran menunjukkan bahwa tingkat debu udara di bawah pohon 20-40% lebih rendah daripada di area terbuka yang berdekatan. Selama periode aktif kehidupan tanaman, satu pohon dewasa dihilangkan dari udara: kastanye kuda - 16 kg, maple Norwegia - 28 kg, poplar Kanada - 34 kg debu.

Hutan juga terlibat dalam membersihkan udara dari kotoran gas. Udara yang lebih dingin, menciptakan arus vertikal, dan kecepatan angin yang lebih rendah di area ruang hijau, berkontribusi pada pergerakan gas pengotor ke atmosfer bagian atas. Hal ini menyebabkan penurunan jumlah mereka di zona ruang terbuka hijau sebesar 15-60%. Spesies pohon yang berbeda memiliki ketahanan yang berbeda terhadap polusi atmosfer sambil mempertahankan kemampuannya untuk menangkap kotoran beracun dari atmosfer. Dengan demikian, akasia putih menangkap senyawa belerang dan fenol dari atmosfer, tanpa merusak daunnya secara serius. Dari (c) tindak lanjut menunjukkan bahwa sulfur dioksida sangat merusak vegetasi.

Di dekat pabrik kimia, permukaan daun linden, birch, dan oak terbakar 75-100%, dan rowan - 25-65%. Spesies pohon yang tidak tahan terhadap polusi atmosfer adalah: kastanye kuda, maple Norwegia, cemara dan pinus biasa, abu gunung, lilac, akasia kuning, dll. Yang paling tahan adalah: poplar hitam, akasia putih, poplar berdaun besar, maple Pennsylvania, ivy biasa.

Tumbuhan mengeluarkan zat aktif biologis (fitonsida), yang memiliki aktivitas fisiologis tinggi dalam jumlah kecil dalam kaitannya dengan kelompok organisme hidup tertentu. Zat aktif biologis membunuh bakteri patogen atau menghambat perkembangan mikroorganisme. Efektivitas zat aktif biologis dari tanaman yang berbeda tidak sama. Jadi, Atlas cedar menyebabkan kematian bakteri setelah 3 menit sekresi, ceri burung - setelah 5 menit, kismis hitam - setelah 10 menit, laurel - setelah 15 menit.

Partisipasi kawasan hutan juga besar dalam mengurangi tingkat kebisingan dari jalan raya transportasi dan perusahaan. Mahkota pohon gugur menyerap 26% dari energi suara yang datang, dan memantulkan serta menghilangkan 74%. Dua baris linden dapat mengurangi tingkat kebisingan sebesar 2, 5-6 kali, tergantung pada lebar jalur tanam tanpa dedaunan dan 7, 7-13 kali, ketika tanaman memiliki dedaunan. Tingkat isolasi suara tergantung pada spesies, tinggi dan pola tanam pohon dan semak. Kebisingan pada ketinggian pertumbuhan manusia di jalan yang dibangun dengan gedung-gedung tinggi tanpa ruang hijau 5 kali lebih tinggi daripada di jalan yang sama yang ditumbuhi pepohonan karena pantulan kebisingan lalu lintas yang bergerak dari dinding bangunan.

Dengan demikian, hutan memainkan peran penting di planet ini dalam menjaga kondisi yang menguntungkan bagi keberadaan semua organisme hidup, termasuk manusia. Hutan sebagai ekosistem alami berpartisipasi dalam pembentukan iklim dan sedimen, mempertahankan komposisi gas di atmosfer, menyediakan rumah dan makanan bagi banyak spesies dan bentuk tumbuhan dan hewan. Namun, saat ini ada masalah serius dalam pelestarian hutan.

Bagian utama ekosistem hutan ada di negara-negara seperti Rusia (809 juta hektar), Brasil (520 juta hektar), Kanada (310 juta hektar), Amerika Serikat (304 juta hektar), Cina (207 juta hektar), Republik Demokratik Kongo (154 juta hektar) [8].

Selain itu, yang paling berharga untuk menjaga keseimbangan ekologi di planet ini adalah taiga dan hutan tropis. Hutan tropis memiliki keanekaragaman hayati yang cukup tinggi, yang mengandung hingga 70-80% dari semua hewan dan tumbuhan yang dikenal ilmu pengetahuan. Menurut Departemen Luar Negeri AS, hilangnya hutan tahunan sama dengan empat wilayah Swiss (41.284 km²) [9].

Untuk mewakili skala deforestasi, area ini masih dapat dibandingkan dengan wilayah wilayah Moskow (44.379 km²). Alasan utama penurunan hutan adalah deforestasi yang tidak terkendali untuk lahan pertanian - 65-70% dan penebangan - 19% (Gbr. 7, 8, 9).

Sebagian besar negara tropis telah kehilangan lebih dari setengah hutan alam mereka. Misalnya, di Filipina, sekitar 80% hutan telah dibuka, di Amerika Tengah, luas hutan telah berkurang 60%. Di negara-negara tropis seperti Indonesia, Thailand, Malaysia, Bangladesh, Cina, Sri Lanka, Laos, Nigeria, Libya, Guinea, Ghana, luas hutan telah berkurang 50% [9].

Ringkasnya, kita dapat mengatakan bahwa pelestarian dan peningkatan luas ekosistem hutan adalah tugas terpenting umat manusia, yang pemenuhannya akan memastikan kelangsungan hidupnya di lingkungan alam yang menguntungkan. Jika tidak, umat manusia tidak akan bertahan, karena hanya perkembangan peradaban duniawi yang harmonis dengan alam yang memberi peluang bagi kehidupan dan perkembangan umat manusia secara keseluruhan.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.