Лісові системи та їх вивчення в шкільному курсі біології

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1 Лісові екосистеми та їх структура

1.1 Історія уявлення про ліс та лісову систему

1.2 Структура лісової екосистеми

1.3 Лісові системи України

1.4 Функціонування та роль лісових систем

РОЗДІЛ 2 Структурно-функціональні підходи до вивчення лісових систем

2.1 Вивчення вікових показників лісових систем

2.2 Еколого-ландшафтний підхід

2.3 Вивчення бонітету деревостану

2.4 Використання структурно-функціонального підходу до вивчення лісових екосистем

РОЗДІЛ 3 Рекомендації щодо вивчення лісових екосистем та їх компонентів в позашкільній роботі з біології

3.1 Місце „лісових екосистем” в біології

3.2 Шкільні лісництва та їх повноваження

3.3 Еколого-виховний компонент в роботі шкільних лісництв

3.4 Підходи і методика проведення екологічних акцій

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТКИ

Додаток 1

Додаток 2

Додаток 3

Додаток 4

У стосунках людини з навколишнім природним середовищем невиснажливе, або збалансоване використання біоресурсів, а особливо фіторесурсів, є одним з найважливіших принципів збереження біорізноманіття. Використання останніх в Україні базується, головним чином на двох природних типах рослинності, а саме: головного і побічного використання лісів та лучних, і лучно-болотних угідь як джерела природних кормів для тваринництва. У загальних рисах воно традиційно збалансоване, функціонує, згідно з існуючими нормативно-правовими актами земельного та лісового господарства і базується на економіко-фінансових механізмах оцінки їх вартості та цінності.

Вирішення проблеми використання та відтворення лісів України на принципах збалансованого розвитку має загальнодержавне значення і віддзеркалює сучасні процеси та тенденції в Європі (Резолюції Всеєвропейських конференцій щодо захисту лісів: Страсбург, 1990, Гельсінкі, 1993, Лісабон 1998, Відень, 2003), до яких приєдналася і Україна). В документах передбачено проведення погоджених колективних дій, спрямованих на впровадження науково обґрунтованих систем збалансованого, невиснажливого лісокористування. Переоцінка поглядів на взаємини людини з природою ставить на перше місце принцип неруйнівного використання ресурсів біорізноманіття і, насамперед, лісових ресурсів. Лісові екосистеми розглядаються як головний компонент біосфери, здатний стабілізувати і відновлювати її природну рівновагу. Такий підхід вимагає розробки нової моделі лісового господарства України на принципах збалансованого розвитку з урахуванням екологічного, соціального та сировинного значення лісів.

Започаткована Конференцією ООН з навколишнього середовища і розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992) переоцінка поглядів на взаємини між людиною і лісом ставить на перше місце екологічне значення лісів у сучасному суспільстві. Серед прийнятих важливих екологічних угод на конференції було підписано Конвенцію про зміни клімату, КБР і Заяву про принципи глобального консенсусу щодо невиснажливого використання лісів. Лісові екосистеми, згідно цих документів розглядаються як головний компонент біосфери, здатний стабілізувати та відновлювати її природну рівновагу.

Орієнтація країн світу на принципи збалансованого, неруйнівного та невиснажливого лісокористування знайшла своє відображення в резолюціях міжнародних конференцій із захисту лісів Європи (Страсбург, 1990; Гельсінкі, 1993). Резолюціями передбачено проведення взаємоузгоджених колективних дій, спрямованих на впровадження науково обґрунтованих систем лісогосподарювання.

Вирішення проблем лісокористування та відтворення лісів в Україні на принципах збалансованого розвитку набуває загальнодержавного значення.

Це вимагає принципово нового підходу при розробці стратегічних планів ведення лісового господарства України на принципах збалансованого розвитку.

Назріла необхідність в обґрунтуванні нової моделі лісового господарства України, яка б об'єднувала економічні, соціальні й екологічні цілі та розробці національної лісової політики України. Ця політика повинна враховувати рекомендації останніх міжнародних конвенцій з проблем охорони довкілля та базуватись на визнанні виключної важливої ролі українських лісів не тільки в економіці держави, айв стабілізації навколишнього середовища. В основу лісової політики в Україні повинні бути покладені принципи збалансованого розвитку.

Мета роботи: проаналізувати сучасні структурно-функціональні підходи до вивчення і збалансованого використання лісових екосистем в шкільному курсі біології.

Предмет дослідження – підходи до вивчення лісових екосистем.

Об`єкт дослідження – лісові системи та їх вивчення в шкільному курсі біології.

Завдання роботи:

1) розглянути поняття про лісові екосистеми, їх структуру, функціонування та роль;

2) охарактеризувати структурно-функціональні підходи до вивчення лісових екосистем;

3) розглянути питання вивчення лісових екосистем в шкільному курсі біології;

4) розробити методичні рекомендації щодо вивчення лісових екосистем та їх компонентів в різних розділах шкільного курсу біології.

Вивчення складових лісових систем в позашкільному курсі біології можливо реалізувати при проведенні екскурсій та екологічних акцій.

1.1 Історія уявлення про ліс та лісову систему

Перше наукове визначення лісу на початку XX ст. дав Г.Ф. Морозов, розуміючи під лісом сукупність деревних рослин, які притерпіли зміни у своїй зовнішній формі та внутрішній будові під впливом одна на одну, на зайнятий ґрунт і атмосферу” (23).

Академік П.С. Погребняк розумів „ліс як тісне угруповання дерев та кущів, які займають більш-менш значний простір” (23). Саме таким визначенням лісу автор відмежував поняття про ліс від інших елементів ландшафту, де можуть зустрічатися деревні рослини, не являючись панівними. Тому найбільш суттєвою відміною лісу від інших типів рослинності слід вважати те, що він, по-перше, складається з деревних рослин - дерев та кущів, по-друге, що деревні рослини розміщуються тісно, впливаючи одна на одну і на зайнятий простір. Саме останнє не притаманне плодовим садам, алейним посадкам, іншим подібним об'єктам, у яких деревні рослини розміщуються на значній відстані одна від одної (23).

С.А. Генсірук в книзі „Ліси України” (7) вказує, що характерною особливістю лісу є також високорослість дерев у зрілому віці. Так, сосна, ялина, дуб, бук в умовах помірного клімату можуть сягати у лісі висоти 40-45 м, чим створюють значну шершавість поверхні суші і відповідним чином впливають на вітер. Займаючи значну територію земної поверхні, ліси є глобальним акумулятором живої речовини, вони впливають на рівень кисневого та вуглецевого балансу. Суттєвою рисою лісу є довготривалість життя деревних порід. Так, характерні для лісів помірної зони породи можуть доживати: дуб - до 1000 років, липа - до 800, сосна звичайна - до 450 років.

Визначення лісу давали й інші відомі вчені. Так, в книзі С.І. Пороша, В.П. Пастернак „Природне лісовідновлення” (21) наводиться твердження, що „ліс є своєрідним елементом географічного ландшафту у вигляді великої сукупності дерев, що у своєму розвитку біологічно взаємопов'язаний і впливають на довкілля на більш-менш значному земельному просторі”.

Забезпеченню ефективної системи відтворення навколишнього середовища, подоланню дисбалансів розвитку України в екологічних і економічних сферах сприятиме досягнення оптимальної лісистості території.

Ліс, являючи собою складне рослинне угрупування, навіть на незначній площі не буває цілком однорідним. Тому для вирішення різних практичних питань, для порівняння ділянок і т.п. доцільно лісостан поділяти на більш прості частини, елементарні однорідні одиниці, які у лісівництві отримали назву компоненти лісу (21).

Найголовнішим компонентом будь-якого лісу є деревостан, тобто сукупність дерев, які складають основу лісового насадження. У лісі, особливо дорослого віку, часто можна помітити молоде покоління, яке з'явилося природним шляхом. Це - підріст, який згодом може замінити материнське насадження. У багатьох випадках, коли ліс росте на відносно багатих та багатих фунтах, у ньому присутня і деревна рослинність у формі кущів, яка утворює особливий компонент лісу - підлісок.

Окрім деревної рослинності, для лісу характерні і недеревні рослини, що представлені напівкущами, трав'янистими рослинами, мохами, папоротями, лишайниками. Ці рослини утворюють живий надґрунтовий покрив, який характерний для того чи іншого типу лісу. У лісі щорічно відмирає та опадає на поверхню ґрунту частина хвої, листя, трав'янисті рослини, гілочки, шматки кори, насіння, шишки, інші органічні рештки. Усі ці рештки прийнято називати опадом. Із року в рік, не встигаючи перегнисти, опад формує лісову підстилку, тобто шар органічних решток на поверхні ґрунту з різною стадією їх розкладу. Якщо опад має нещільну структуру, то лісова підстилка - більш компактну. Її іноді називають лісовим гумусом.

Ліс не може існувати без ґрунту, а тому ґрунт теж відноситься до його компонентів. Крім того, в окремих випадках, у лісі є позаярусна рослинність у вигляді ліан, лишайників.

1.2 Структура лісової екосистеми

Деревостан є не тільки основним компонентом лісу за долею участі у рослинному угрупованні, а й головним об'єктом господарювання у лісі. Тому його прийнято характеризувати за рядом показників, а саме: за складом порід, формою, походженням, густотою, повнотою, бонітетом, віком, товарністю. Деревостан є більш вузьким поняттям, ніж лісостан, хоча їх ототожнюють.

Склад деревостану - це перелік деревних порід з визначенням частки кожної з них у загальній масі деревини за 10-бальною системою.

Так, якщо деревостан сформувався лише із однієї породи, наприклад, сосни звичайної, він вважається чистим. Якщо ж у ньому зростають дві і більше породи, то він є мішаним. Склад деревостану прийнято виражати таксаційною формулою, у якій коефіцієнти показують частку породи у загальному обсягу (запасі) деревини, а породи записуються індексами. Наприклад, чистий сосновий деревостан (доля сосни 10/10) має формулу складу 10С₃, а деревостан, у якому 80% запасу має сосна, а 20% береза повисла. Отже, сума коефіцієнтів у формулі складу деревостану завжди повинна дорівнювати 10. Якщо частка якоїсь породи становить менше 5%, то вона відображається у формулі знаком "+" (плюс). Наприклад, маємо деревостан, у якому запас деревини стосовно окремих порід поділяється так: 78% сосни звичайної, 18% берези повислої, 4% осики. Якщо у деревостані переважає якась одна порода, вона вважається переважаючою, або панівною. Від переважаючої відрізняється головна порода. Вона може переважати у складі, а може мати і меншу частку, але саме на головну породу спрямовані заходи лісовирощування, тобто на неї ведеться господарство. Наприклад, у соснових лісах можна зустріти ділянки з переважанням берези. У даному випадку береза буде переважаючою, але не головною породою. Таку ж картину можна спостерігати у дібровах, коли у деревостані переважає граб, а дуб має менше п'яти одиниць у складі деревостану. Граб у таких деревостанах є переважаючою, а не головною породою, адже у дібровах господарство ведеться на дуб (27).

Деревостани можуть утворювати один або більше ярусів. Залежно від кількості ярусів деревостани поділяють на прості, які мають один ярус, та складні 2-3-ярусні. Такий деревостан може сформуватися з кількох ярусів, що представлені однією деревною породою, наприклад, ялиною. У цьому випадку деревостан буде чистим за складом і складним за формою. У простому за формою деревостані дерева мають приблизно однакову висоту, і їх крони утворюють один загальний ярус. У складному деревостані яруси виділяють окремо, якщо його висота відрізняється від висоти верхнього ярусу на 20%, але не більше 50%. Різниця у запасі деревини верхнього і підлеглого ярусів повинна становити не менше 20%.

За походженням деревостани бувають природного походження, тобто такі, що з'явилися із насіння або порослі природним шляхом, а також штучного походження, тобто створених людиною шляхом висіву насіння або садінням молодих рослин.

Ліси можуть бути класифіковані за різними комплексами ознак. Класичним та найбільш поширеним підходом є класифікація лісових біомів в комбінації з видами та довготривалістю (вічнозелений або листопадний) листового покриву домінуючих видів; також в цій класифікації береться до уваги склад лісів з переважно широколистяних порід, хвойних порід, або змішаний. Згідно до описаної класифікації розрізняють наступні види лісів:

1. Бореальні ліси — займають субарктичну зону, є переважно вічнозеленими хвойними.

2. В помірній зоні — широколистяні листопадні ліси (або листопадні ліси помірного клімату), вічнозелені хвойні ліси (хвойні ліси помірного клімату та дощові ліси помірного клімату); в теплій південній (або північній) частинах помірної кліматичної зони є також порівняно невеликі масиви вічнозелених широколистяних лісів (наприклад, лаврові ліси, або евкаліптові ліси в Австралії).

3. Тропічні та субтропічні ліси включають тропічні та субтропічні вологі ліси, тропічні та субтропічні сухі ліси, та тропічні та субтропічні хвойні ліси.

Окрім того, існує (та використовується в лісовій промисловості) класифікація лісів, що базується на фізичних властивостях деревини та стадії розвитку лісу (клімактеричний; такий, що розвивається; первинний; вторинний, або відновлений).

Також в деяких випадках ліси класифікують на основі домінантного виду дерев (наприклад «букові ліси» в Карпатах, або «ліси білого евкаліпту» на південному сході Австралії).

Наукова дисципліна, що комплексно вивчає ліси, називається «екологія лісу»; впорядкуванням та використання лісів опікується лісове господарство. Основною метою лісогосподарства є підтримання лісу в стані, що забезпечує стале довгострокове отримання від нього лісових промислових ресурсів, а також розробка та втілення заходів, спрямованих на покращення якості цих ресурсів.

Ліси можуть вражатись такими зовнішніми факторами як надмірна вирубка, лісові пожежі, кислотні дощі, буреломи, надмірний випас диких травоїдних або свійськової худоби, хвороби рослин (епіфітотії).

Загалом, з історичної точки зору, всі ліси можуть бути поділені на природні та антропогенні.

Природні ліси містять тільки оригінальні складові біорізноманіття; при цьому всі види знаходяться на природно-притаманних їм стадіях рядів сукцесії. Ці сукцесійні процеси не зазнавали з боку людини впливів такої сили та частоти, що здатні змінити час та параметри їхнього проходження. Дійсно природних лісів в світі зараз лишилось дуже мало.

Основні лісові масиви на Землі представлені антропогенними лісами — тобто лісами, відновленими людиною, або такими, що виросли самотужки на місці знищених лісів чи інших типів ландшафтів. Такі ліси можуть відтворювати точно притаманні даній місцевості типи сукцесії, або такі, що від них відрізняються. В останньому випадку явище має назву «сукцесійних процесів під сталим антропогенним впливом».

В умовах незалежності України лісова галузь має особливе значення для підвищення рівня забезпеченості держави та населення продукцією лісового комплексу та покрашення, за рахунок збільшення обсягів лісових насаджень, екологічної обстановки.

Значні обсяги деревини Україна не добирає у лісах неспеціалізованих фондотримачів (КСП, агрофірм, міських лісів і парків, воєнлісгоспів), а також у захисних смугах полів, річок і водоймищ.

Однією з причин уповільнення темпів розвитку раціональних технологій і удосконалення галузевої структури випуску продукції лісової промисловості була порочна орієнтація на поставки деревини і продукції, яка виготовлена на її основі, з інших регіонів. Тому в нас не досягло належного розвитку виробництво плит, картону і прогресивної тари. Склалася парадоксальна ситуація, коли за рахунок власних ресурсів потреби держави в деревній сировині та продукції лісової промисловості задовольняються тільки на 1/3, тоді як деревні відходи використовуються тут на 50-60%, а використання біомаси є значно нижчим, ніж у розвинутих країнах.

З переходом до ринкових відносин і завоюванням Україною незалежності підвищення ступеня задоволення її потреб у лісопродукції за рахунок місцевих ресурсів набуває особливої актуальності, оскільки для збереження існуючого рівня виробництва необхідно щорічно закуповувати деревину та її продукти на суму до 4 млрд. дол. США.

При сучасній структурі споживання лісопродукції, яка склалася, потреба в ній у 2009р. зросте (у порівнянні з 1997р.) на 15%, а власні ресурси сиророслого лісу на цей час розширяться тільки на 1,5%, тобто розрив між лісосировинними ресурсами місцевого виробництва і потребою в них стане ще більшим. Дослідження структури потреб у деревині для виробництва основних видів продукції показали, що у перспективі потреба у пиломатеріалах помітно знизиться, а у прогресивних видах лісопродукції (деревних плитах, пресованих виробах, картоні, папері та ін.) – збільшиться у кілька разів. Розвиток цих виробництв які використовують вторинні ресурси (деревні відходи, макулатуру, кострицю та інше), забезпечить підвищення повноти та ефективності використання біомаси дерева, а також одержання замінників суцільної деревини.

Баланси виробництва підприємств лісової промисловості та споживання лісоматеріалів та лісопродукції в Україні свідчать, що за 1990-1996 рр. їх поставки з інших республік скоротилися на 38%. Причому характерним є скорочення ввезення лісоматеріалів у непереробленому вигляді : ділової деревини – більш як у 2 рази, пиломатеріалів – на 33%, паливних дров – у 6 разів, інших пиломатеріалів – на 1/3. Ввезення клеєної фанери знизилося в 3 рази, тоді як деревностружкових плит – виросло у 4 рази, деревноволокнистих плит – в 6, картону – в 4,5 і паперу – в 2 рази. Збільшення ввезення продукції глибокої хіміко-механічної переробки деревини особливо виявилося в останні роки і є прогресивним явищем у торгівельно-економічних відносинах між країнами колишнього союзу. Але в умовах економічної незалежності України такий обсяг її поставок має і негативні наслідки – у зв’язку з нестабільною, завдяки нестабільності національної валюти, ціновою політикою.

Щорічне вивезення лісоматеріалів за межі держави становить близько 1млн. м³ (в умовному обчисленні0. Це – незначна кількість деревини бука і дуба, а також окремі види паперу і картону.

Збільшення обсягів виробництва на підприємствах лісової промисловості, а саме в лісовій, деревообробній та целюлозно-паперовій, можливе шляхом збільшення повноти використання всієї біомаси дерева, вторинних та інших волокнистих матеріалів та використання замінників. У перспективі приріст місцевого виробництва лісоматеріалів реальний за умов значного розширення площ швидкорослих і технічно цінних порід, здійснення ряду організаційно-технічних заходів по підвищенню продуктивності виробництва, переорієнтації експлуатації лісів І групи та інших лісових ресурсів.

Сьогодні, коли Україна переживає не легкі часи, коли економіка знаходиться в занепаді і маже в більшості галузях народного господарства існує безліч різноманітних проблем, економічний стан підприємств лісової промисловості та лісового комплексу в цілому хоче бажати кращого. Нестабільність української економіки та національної валюти, нестача обігових коштів фінансових активів підприємств призводять до постійного зменшення обсягів випущеної продукції, її якості та конкурентноспроможності на ринку. Подальший розвиток галузей лісової промисловості потребує повного радикального реформування, що включає в себе заміну фізично та морально застарілого обладнання, наділення підприємств обіговими коштами, розробка ефективних, раціональних технологій, раціональне використання відходів. На превеликий жаль, сьогодні, в державі існує значний дефіцит грошових коштів і тому сподіватись на реформування в близькому майбутньому лісової промисловості та народного господарства в цілому не доводиться.

Лісовий фонд – це територія лісів і земель, покритих лісом, які призначенні для потреб лісового господарства. Лісовий фонд відділений від земель іншого призначення відповідно до чинного законодавства. До земель лісового фонду належать лісові (призначені для вирощування лісу) та нелісові (рілля, сінокоси, води тощо).

Загальна площа лісового фонду становить 9942 тис га, лісова — 9152 тис га, покрита лісом — 8620 тис га. Частка гірських лісів становить 21,8%.

Ліси розміщені дуже нерівномірно. Наприклад, в Українських Карпатах ліси займають 40,5% від площі, в Кримських горах – 32%, на поліссі – 26,1%.В Лісостеповій зоні цей показник складає 12,2%,а в Степовій – 3,8%.До найбільш лісистих областей належать – Закарпатська, Івано-Франківська, Рівненська, Житомирська, Волинська і Чернівецька.

У складі лісового фонду України переважають ліси першої групи загальна площа яких становить 5072 тис га (51%) Ліси першої групи мають велике економічне та соціальне значення. Цінність їх визначається в першу чергу захисними, рекреаційними, охоронними та іншими численними корисними функціями, які вони виконують. У складі лісів першої групи водоохоронні ліси становлять 314,5 тис га 3 них заборонні смуги лісів по берегах річок, озер, водосховищ та інших водних об'єктів займають 268,8 тис га, заборонні смуги лісів, що захищають нерестовища цінних промислових риб,— 45,7 тис га.

Лісові масиви України, що виконують захисні функції, становлять 1184,9 тис га 3 них протиерозійні ліси мають площу 527,4 тис га, захисні смуги лісів уздовж залізниць, автошляхів шляхів загальнодержавного та обласного значення — 229,9 тис га, особливо цінні лісові масиви — 20,5 тис га, державні захисні лісові смуги — 1,9 тис га, байракові ліси, стрічкові бори, степові — 405,2 тис га. Ліси, що виконують санітарно-гігієнічні та оздоровчі функції, становлять 1751,3 тис га 3 них ліси зелених зон навколо міст, населених пунктів і промислових підприємств займають площу 1581,0 тис га, санітарної охорони джерел водопостачання — 40,2 тис га, санітарної охорони курортів — 116,2 тис га, міські — 13,9 тис га. Ліси спеціального цільового призначення становлять 202,2 тис га, з них заповідників — 135,3 тис га, національних і природних пам'яток — 57,4 тис га, заповідних лісових ділянок, а також лісів, що мають наукове та історичне значення — 9,5 тис га (7).

У складі лісового фонду України переважають державні ліси, загальна площа яких сягає 7550 тис га. Загальна площа колишніх колгоспних лісів становить 1884 тис га. Як правило, вони представлені малопродуктивними насадженнями з малою часткою стиглих деревостанів.

Забезпеченість лісом населення України —0,17 га на людину — одна із найнижчих в Європі В Югославії вона сягає 0,46 га, у Болгари — 0,42, в Румунії — 0,29, в Польщі — 0,24 га.

Загальний запас деревини в лісах України становить 1319,9 млн м³, в стиглих і перестійних насадженнях — 122,8 млн м³.

Лісистість території України (частка покритої лісом площі) становить 14,5 %. За окремими регіонами держави лісистість така Карпати — 34%, Крим — 32, Полісся — 29, Лісостеп — II, Степ — 3 %. Що можна прослідити за даними карти (поданої у додатках) (27).

Лісистість території України значно менша від лісистості країн Європи Наприклад, лісистість Югославії становить 41,1 %, Болгари — 34,4, Польщі — 28, Румунiї — 28,1, Німеччині — 29,0, Угорщини — 18,0 % Лісистість території України в 2005 р досягне 15,8 %. В цілому доцільно залісити близько 3 млн га нелісової площі, щоб у перспективі довети лісистість території до 20 % (27).

У державних лісах України переважають молодняки (44 %), інші вікові групи становлять: середньовікові – 39%; пристигаючі – 10; стиглі й перестійні — 7 %.

У складі лісового фонду переважають хвойні породи, покрита лісом площа яких становить 2916,6 тис га. Твердолистяні породи займають площу 2578,2 тис га, м’яко листяні породи — 624,0, чагарники — 11,6, інші деревні породи — 21 тис га. Найбільшу частку покритої лісом площі займають сосна (34,7 %) і дуб (26,3 %). Серед інших деревних порід ялина — 9,9 %, бук — 9,3, вільха — 4,2, береза — 5,4, граб — 3,7, ясен — 1,4; ялиця — 1,4, осика — 1,2, інші породи — 2,0 % Наведені цифри свідчать, що лісовий фонд України представлений, в основному цінними твердолистяними та хвойними породами (27).

Середній запас деревини на 1 га покритої лісом площі України становить 153 м³, в стиглих і перестійних лісах — 252 м³. Середньорічний приріст деревини на 1 га покритої лісом площі становить 4,0 м³ Найбільш продуктивні — це ліси Карпат (приріст деревини 5,1 м³/га) У цілому продуктивність лісів України відповідає середньому європейському рівню Так, приріст деревини на 1 га покритої лісом площі в Угорщині становить 6,2 м³, Німеччині — 5,6, Польщі — 3,4, Югославії — 3,3, Болгари — 1,8 м³.

У лісах України дуже мало стиглих і перестійних насаджень, площа яких становить 500 тис га (5,8 %) Середній вік хвойних насаджень 42 роки, твердолистяних — 52, м'яколистаних — 33

Ліси України є джерелом цінної промислової сировини, продуктів харчування, стабілізуючим фактором навколишнього природного середовища Для примноження цього національного багатства необхідно істотно підвищити продуктивність лісів, поліпшити їх охорону та захист. Питання підвищення ефективності відтворення лісів необхідно розглядати в тісному взаємозв'язку з організацією раціонального використання всіх компонентів лісу.

1.3 Лісові системи України

Ліси України зростають у широколистяно-лісовій, лісостеповій, степовій і середземноморсько-лісовій зонах і представлені формаціями: Abieta albae, Acereta campestris, A. pseudoplatanis, A. steveni, Alneta glutinosae, A. incanae, Arbureta andrachnis, Betuleta borystenicae, B. pendulae, B. pubescentis, Carpineta betuli, Fageta sylvaticae, Fraxineta excelsioris, Piceeta abietis, Pineta cembrae, P. kochianae, P. pallasianae, P. pityusae, P. sylvaticae, Pistacieta muticae, Populeta albae, P. nigrae, P. tremulae, Querceta petraeae, Q. pubescentis, Q. roboris, Saliceta albae, Tilieta argenteae, T. cordatae, T. platyphyllae, Ulmeta carpinifoliae, U. glabrae, U. laevis.

За площами лісів і запасами деревини Україна належить до мало-лісових районів Європи (у середньому надушу населення припадає 0,17 га лісів і 16,4 м³ запасу деревини). Завдяки сприятливому клімату і досить багатим ґрунтам продуктивність лісів загалом висока. Середній приріст на 1 га лісу становить 4,22 м , а середній запас деревостанів — 153 м³/га. Майже 79 % лісів має високу продуктивність і повноту. Загальний запас деревини оцінюється в 1 млрд. м³. За віковою структурою переважають молодняки (46 %) та середньовікові (38 %) ліси, значно менше пристиглих (10 %) та стиглих і перестійних (6 %) лісів. За народногосподарським значенням ліси України належать до І та II груп.

Загалом у лісовій зоні зростає майже 62,2 % лісів країни, з них 20 % в Українських Карпатах, де лісистість становить близько 55 %. У сучасному лісовому покриві Українських Карпат 40 % зайнято молодняками, 33,4 % середньовіковими, решта — стиглими та пристиглими деревостанами. Верхня межа лісу знизилася на 200—300 м. Ценофонд лісів Українських Карпат складається із 801 асоціації, які належать формаціям Abieta albae, Acereta pseudoplatanis, Alneta glutinosae, A. incanae, Betuleta pendulae, Carpineta betuli, Fageta sylvaticae, Fraxineta excesioris, Piceeta abietis, Pineta cembrae, P. sylvestris, Querceta petraeae, Q. roboris, Tilieta argenteae, T. platyphyllae, T. cordatae (30).

Лісистість Українського Полісся становить 30 %. Тут панують хвойні (соснові) ліси (64 %), питома вага твердолистяних порід лише 9,7 %, березових — 13 %. Ценофонд лісів Українського Полісся становить 409 асоціацій десяти формацій: Alneta glutinosae, Betuleta pendulae, B. pubescentis, Carpineta betuli, Piceeta abietis, Pineta sylvestris, Populeta nigrae, P. tremulae, Querceta roboris, Saliceta albae (30).

Лісистість подільської частини лісової зони становить близько 25 %, причому найбільш лісистою є її західна частина. Переважають твердолистяні породи. Ценофонд лісів подільської частини лісової зони становить 246 асоціацій, які належать формаціям: Abieta albae, Alneta glutinosae, A. incanae, Betuleta pendulae, B. pubescentis, Carpineta betuli, Fageta sylvaticae, Fraxineta excelsioris, Piceeta abietis, Pineta sylvaticae, Querceta petraeae, Q. roboris.

Лісистість лісостепової зони становить 12—13 %. Вона найвища у його західній частині. Ліси із твердолистяних порід займають 63,6 %. До початку освоєння тут було 50 % лісів, у 4—5 разів скоротилися площі заплавних лісів. Ценофонд лісів Лісостепу становить 405 асоціацій, які відносяться до 13 формацій: Alneta glutinosae, Betuleta pendulae, Carpineta betuli, Fraxineta excelsioris, Fageta sylvaticae, Pineta sylvestris, Populeta albae, P. nigrae, P. tremulae, Saliceta albae, Querceta roboris, Tilieta cordatae, Ulmeta laevis.

У степовій зоні лісистість становить 3—4 %, під усіма типами лісів і посадками загалом 11,4 % цієї території. Ценофонд лісів степової зони представляють 380 асоціацій, що належать до 18 формацій: Acereta campestris, Alneta glutinosae, Betuleta borystenicae, B. pendulae, B. pubescentis, Carpineta betuli, Fraxineta excelsioris, Pineta sylvestris, Populeta albae, P. nigrae, P. tremulae, Querceta pubescentis, Q. roboris, Saliceta albae, Tilieta cordatae, Ulmeta carpinifoliae, U. glabrae, U. laevis.

У Гірському Криму лісистість становить 36 %. Ценофонд лісів цього регіону представлений 278 асоціаціями, які відносяться до 13 формацій: Acereta steveni, Alneta glutinosae, Arbureta andrachnis, Carpineta betuli, Fageta sylvaticae, Fraxineta excelsioris, Junipereta excelsioris, Pineta kochianae, P. pallasianae, P. pityusae, Pistacieta muticae, Querceta petraeae, Q. pubescentis.

Структура лісового фонду України, навіть попри недостатню лісистість, у поєднанні із 6450 функціонуючими об'єктами природно-заповідного фонду площею 1664,9 тис. га та зарезервованими для подальшого заповідання 300 тис. га лісових природних комплексів є підґрунтям для збереження видової та ценотичної різноманітності у лісових екосистемах. Науковою основою збереження ценотичної різноманітності лісів є созологічна оцінка їх ценофонду, синфітосозологічна класифікація, визначення режимів охорони і природокористування.

1.4 Функціонування та роль лісових систем

Рекреаційна роль лісів тісно пов'язана з їх абіотичними і біотичними факторами (рис. 1.) (30).

Рис. 1. Корисні функції лісу

Кліматопокращуючі функції лісу. Вплив на вітровий режим. Суттєвий трансформуючий вплив лісу на вітер залежить від просторового розміщення насаджень, їх будови, віку, повноти та інших показників. Встановлено, що під прикриттям деревостоїв середньомісячна швидкість вітру зменшується в 3-8, а річна - в 5 разів у порівнянні з відкритою місцевістю. Найменша швидкість вітру в порівнянні з відкритою місцевістю спостерігається в ялинкових, кедрових, соснових і листяних деревостанах.

В міських умовах на вітровий режим суттєво впливають зелені насадження, знижуючи швидкість вітру в 2-3 рази.

Вплив лісу на сонячну радіацію. Сонячна радіація - джерело енергії для фотосинтезу, в процесі якого вона "консервується" зеленими рослинами. Приблизно тільки 0,1% енергії, яку отримує Земля від Сонця, зв'язується в процесі фотосинтезу, причому лісові біогеоценози в цьому процесі найбільш продуктивні.

Ліси і зелені насадження суттєво трансформують сонячну радіацію (пряму і розсіяну). Встановлено, що кількість і якість променевої енергії, яка проникла під покрівлю, залежить від складу і віку насаджень, їх зімкнутості, ажурності крон, умов проростання, фенологічного стану дерев та інших факторів.

Зниження сонячної радіації в залежності від біометричних показників деревостану коливається у великих межах. Наприклад, пряма і розсіяна радіація в сосновому насадженні складає 45%, в листяному - 30%, в ялинковому -25%. Штучні насадження в міських посадках також значно знижують сонячну радіацію.

Пом'якшення радіаційного режиму лісами і зеленими насадженнями в спекотні дні літа сприяють підвищенню комфортності відпочинку.

Вплив лісу на температурний режим повітря і ґрунтів. Лісові біогеоценози суттєво впливають на температурний режим повітря і ґрунтів. Різні за складом і структурою насадження по-різному трансформують кліматичні ресурси тепла, створюють під покрівлею лісу свої мікрокліматичні умови. В зимовий період різниця між температурою повітря в лісі і на полі невелика. Вона зростає весною і досягає максимуму в спекотні дні літа. Наприклад, в окремі роки в лісі мінімальна температура повітря була на 3-4° вища, а максимальна на 4-6 нижча, ніж на відкритій ділянці.

Говорячи про вплив лісових фітоценозів на температурний режим ґрунтів, слід відмітити їх термоізоляційний вплив. Між температурою ґрунтів і лісистістю є велика залежність, яка проявляється також і в промерзанні ґрунтів. В степовій зоні (лісистість 5-6%) глибина промерзання ґрунтів досягає 180 см, в лісостеповій (лісистість 18%) - 120см, а в лісовій - 50-70 см. Глибоке промерзання ґрунтів негативно впливає на вологонакопичення.

Зелені насадження активно впливають на температурний режим міст. Встановлено, що температура повітря літом серед внутріквартальних зелених насаджень на 7-10°С, а в однорядних вуличних посадках на 2°С нижча, ніж на вулицях і площах, а також у дворах будинків. Температура ґрунту у внутріквартальних насадженнях на 17-24°С, а в однорядних вуличних посадках на 6-10°С нижча, ніж на неозеленених територіях міста.

Виділення лісом кисню і поглинання вуглекислого газу. Ця функція лісу розглядається як санітарно-гігієнічне явище.

Більше 60% кисню постачається рослинністю суші, де ліс є головним її компонентом. В теплі сонячні дні літа 1 га лісу, поглинаючи 220-280 кг вуглекислого газу, виділяє 150-220 кг кисню, достатнього для дихання 40-50 людей. При утворенні 1 т органічної маси виділяється в середньому 1,3-1,5 т кисню.

Найбільшу кількість кисню виділяють середньовікові насадження (від 30 до 60-80 років). Соснові насадження І класу бонітету з повнотою 0,8 виділяють в рік 10,9т/га кисню, березові -10,8, осикові - 9,7 т/га.

На основі даних потреб людини в кисні при диханні розроблені норми зелених зон міст. З врахуванням споживання кисню 165кг/люд. (за 150 днів) і 400 кг/люд. (за 365 днів) встановлені мінімальна і оптимальна норми насаджень на людину, що дорівнюють при II класі бонітету відповідно 0,05-0,06 і 0,12-0,15га.

Вплив лісу на іонний режим повітря. Ступінь іонізації характеризується кількістю позитивних і негативних, легких і важких іонів в 1 см3 повітря. В природних умовах спостерігається невелика перевага позитивних іонів над негативними, а важких - над легкими. їх відношення (коефіцієнт уніполярності) для нижніх шарів атмосфери складає 1,1-1,2.

Для визначення гігієнічного ефекту іонізації особливого значення набуває концентрація легких позитивних і негативних іонів у повітрі. Чим менший коефіцієнт уніполярності, тим чистішим і сприятливішим у гігієнічному відношенні вважається повітря.

Під екологічною функцією лісів, як еколого-економічної системи, розуміють рекреаційну (оздоровчу) цінність лісових масивів, захист ґрунтів від ерозії, підвищення урожайності сільськогосподарських культур, регулювання водостоку, продукування кисню та ін. Лісові біогеоценози впливають на оточуюче середовище як біологічна система, виділяючи в зовнішнє середовище речовину та енергію в процесі фотосинтезу, дихання, транспірації та ін. Крім того, лісові фітоценози - це фізичні тіла, які займають певне місце і мають масу із специфічними для неї властивостями. Вони відбивають і поглинають сонячну радіацію, затримують частину атмосферних опадів, конденсують водяну пару, затримують пил, переводять поверхневий стік у внутрігрунтовий та ін.

Водоохоронні функції лісу різноманітні. Вони впливають на випадання і переміщення рідких і твердих атмосферних опадів, на вологість, покращують водорегулюючу роль, якість води та ін.

Вплив лісу на атмосферні опади і вологість повітря може відбуватися в кількох напрямах:

а) збільшення кількості вертикальних опадів, що випадають над лісом і суміжних ділянках;

б) утворення конденсаційних осадів;

в) затримка кронами і деяке перехоплення рідких опадів;

г) перехоплення і перерозподіл твердих опадів.

На основі даних багатьох метеорологічних станцій встановлено, що із збільшенням лісистості території кількість вертикальних опадів, що випадають, збільшується як по сезонах, так і протягом року. Із збільшенням лісистості на 10% кількість опадів зростає в середньому на 2%.

Вплив лісу на вологість ґрунтів. Найваж