Ekosystemy leśne

Ekosystemy leśne, czyli hyloekosystemy, zajmują na kuli ziemskiej nieco ponad 30%

powierzchni lądów. Lasy w Europie zajmują znaczną powierzchnię, 44% całkowitej powierzchni

lądowej – lasy Europy zwiększają swoja powierzchnię – w ostatnich 15 latach nastąpił wzrost

powierzchni leśnej o 13 milionów hektarów (głównie w wyniku zalesieo i odnowieniu naturalnemu).

W Polsce lasy zajmują 29% terytorium kraju, rosną na obszarze 9,1 mln ha. Zapotrzebowanie na

drewno budowlane i papier jest przyczyną wylesiania , a co za tym idzie do dewastacji szaty leśnej.

Lasy Polski i charakteryzują się nierównomiernym rozmieszczeniem. Wyróżniamy lasy

publiczne, będące własnością Skarbu Paostwa i gmin, lasy prywatne i Parki Narodowe. Szata roślinna

polski typowa jest dla strefy klimatów umiarkowanych, ciepłych. W Polsce północno - wschodniej,

która ma klimat stosunkowo chłodny i ulegający wpływowi klimatu kontynentalnego, wykształciła się

formacja lasów iglastych. Na obszarach pojezierzy, Niżu Środkowopolskiego i pasa wyżyn rosną lasy

mieszane z przewagą drzew iglastych. Na południowym kraocu polski - w Karpatach

i Sudetach - występują tzw. piętra roślinne (regiel dolny i górny), zajmowane przez lasy mieszane

i iglaste. Przez Polskę przebiega także wschodnia granica zasięgu występowania buka i lipy. Obecnie

powierzchnia lasów w Polsce powoli, lecz stale wzrasta. Od II Wojny Światowej lesistośd wzrosła od

20,8% do 28,1% powierzchni kraju. Jednak i tak pod względem lesistości Polska zajmuje 16 miejsce w

Europie. Według prognoz w roku 2020 lesistośd w Polsce ma wynosid ok. 30% (w krajach

zachodnioeuropejskich średnia lesistośd wynosi ok. 32% już teraz). Największą lesistośd, bo około

48%, ma woj. Zielonogórskie. Najmniejszą - ok. 12% ma woj. Płockie. Bory - lasy iglaste, zajmują

największą powierzchnię. Spotyka się też bory mieszane, ale w tych lasach obok przeważającej sosny

występują dąb, brzoza, osika i lipa. Zajmują ok. 78% wszystkich lasów w Polsce.

Grądy - wielogatunkowe lasy liściaste z przewagą grabu. Występuje tam także dąb, brzoza, topola,

osika i lipa. Zajmują ok. 10% wszystkich lasów w Polsce. Łęgi - Porastają głównie doliny rzek. Rosną

tam zwłaszcza wierzby, jesiony, wiązy i topole. Dziś należą już do rzadkości. Olsy - Porastają głównie

tereny bagienne. Występują tu: olsza czarna, wierzba, brzoza i jesion. Buczyny - lasy liściaste

i mieszane. Przeważa tutaj buk.

Największą lesistośd mają: Finlandia - 70%, Szwecja - 60%, Kanada - 35%, Polska i Niemcy -

29%, Norwegia - 26% powierzchni kraju.

Pod względem zajmowanego obszaru wyróżniają się na świecie dwie wielkie formacje leśne :

wilgotny las równikowy o powierzchni 440 mln. ha ( 10,6 % ogółu ) i borealny las iglasty zajmujący

obszar 605 mln. ha ( 14,6 % ). Największy obszar zajmują wilgotne lasy równikowe na Nizinie

Amazonki i Kongo , a także na Archipelagu Malajskim .

Użytkowanie ziemi na poszczególnych kontynentach

*w kolejności odsetków gruntów leśnych+:

Użytkowanie ziemi w Ameryce Południowej

użytki rolne

0,341

lasy

0,465

pozostałe

0,194

Użytkowanie ziemi w Europie

użytki rolne

0,455

lasy

0,322

pozostałe

0,223

Użytkowanie ziemi w Ameryce Północnej

użytki rolne

0,285

lasy

0,32

pozostałe

0,395

Użytkowanie ziemi w Afryce

użytki rolne

0,355

lasy

0,226

pozostałe

0,419

Użytkowanie ziemi w Azji

użytki rolne

0,44

lasy

0,194

pozostałe

0,366

Użytkowanie ziemi w Australii i Oceanii

użytki rolne

0,567

lasy

0,184

pozostałe

0,249

Lasy klimatu umiarkowanego występują na wszystkich możliwych siedliskach, od poziomu

morza, aż po wysokośd 2000-2200 m w Alpach, a 1550-1650 w Tatrach. W wyższych partiach gór

występowaniu lasu przeszkadzają zbyt duże śniegi, zimne, wysuszające wiatry oraz zbyt krótki okres

wegetacyjny. Ze względu na dużą różnorodnośd gatunkową las może zajmowad siedliska o bardzo

różnym uwilgotnieniu i troficzności. Szczególnie od tych dwóch czynników zależy zróżnicowanie

typów siedliskowych lasów. Według Prusinkiewicza (1978) istnieje duża zależnośd cenoz leśnych od

rodzaju gleby i przedstawia się następująco:

Zespoły leśne

Gleby

ols

gleby torfowisk niskich

łęg olszowo jesionowy

gleby torfowo-mułowe i mułowo-torfowe

łęg wierzbowo-topolowy

gleby mułowo-torfowe, mady czarnoziemne

łęg wiązowy

czarne ziemie, mady czarnoziemne

grąd, buczyna pomorska

gleby brunatne i mady brunatne, płowoziemy, pseudogleje

las mieszany, bór mieszany

gleby brunatne zbielicowane, płowoziemy zbielicowane, gleby
bielicowe – ukształtowane z piasków gliniastych i glin silnie
spiaszczonych

wilgotny bór mieszany

glejobielice i gleby bielicowe oglejone

bór suchy

ranker piaskowy

bór świeży

gleby skrytobielicowe, bielicowe i bielice piaskowe

bór bagienny

oligotroficzne gleby torfowo-glejowe

Znaczenie ekosystemów leśnych.

Znaczenie lasów w wymiarze przyrodniczo – ekologicznym:

Stabilizują glebę. Nawet przy dużych pochyłościach erozja wodna jest minimalna. Brak erozji

wietrznej.

Lasy iglaste mają zdolnośd do przeprowadzania procesu fotosyntezy w okresie zimowym,

kiedy las liściasty pozbawiony jest powierzchni asymilacyjnej.

Sprzyjają tworzeniu się chmur i powstawaniu opadów atmosferycznych.

W wyniku transpiracji nasycają powietrze parą wodną.

Są najdoskonalszym ekosystemami pod względem produkcji biomasy. Przyjmuje się, że lasy

całej kuli ziemskiej wiążą tyle węgla (a co za tym idzie i energii), ile wszystkie morza i oceany

razem wzięte, chociaż zajmowana przez lasy powierzchnia jest 10-krotnie mniejsza.

Pokrywają teren masą roślinną, liśdmi i chlorofilem.

W wymiarze gospodarczym znaczenie hyloekosystemów jest również ogromne. Pozyskane

drewno jest wykorzystywane w budownictwie, przemyśle papierniczym oraz jako opał. W przemyśle

chemicznym otrzymuje się żywicę i terpentynę, jedwab wiskozowy i octanowy, cukier drzewny do

produkcji drożdży i alkoholu oraz inne produkty. Z tony drewna uzyskuje się 500-600 kg cukru, który

po przerobieniu może byd użyty w żywieniu zwierząt i człowieka. Człowiek korzystając

z dobrodziejstw lasu może pozyskiwad także korę, nasiona, igliwie, zioła lecznicze, grzyby i owoce

leśne oraz zwierzynę łowną.

Struktura fitocenozy lasów.

Struktura warstwowa fitocenozy (pionowa) jest uwarunkowana przez:

występowanie na jakimś obszarze gatunków należących do różnych typów

biomorfologicznych (drzewa i krzewy; wieloletnie rośliny zielone – byliny; rośliny

jednoroczne),

występowanie gatunków o zróżnicowanym zapotrzebowaniu na światło. W przyziemnej

części fitocenozy osiedlają się na ogół gatunki dobrze znoszące ocienienie np. wietlica

samicza (Athyrium filix-femina) pospolita paprod w lasach łęgowych lub mszaki naziemne

występujące w cienistych świerczynach.

Obfitośd roślin w poszczególnych warstwach zależy w dużej mierze od żyzności siedliska – im

więcej jest dostępnych dla roślin zasobów, tym pokrywa roślinna jest bardziej obfita i różnorodna.

Warstwowośd fitocenozy prowadzi do pełniejszego wykorzystania środowiska przez rośliny.

Pod drzewami lokują się krzewy, które wykorzystują światło przesiane przez liście drzew, a pod nimi

rośliny zielone, do których dociera jeszcze mniej światła niż do krzewów, jednak przy podwyższonej

wilgotności utrzymującej się na dnie lasu ta ilośd światła jest wystarczająca dla wielu gatunków do

utrzymania swojej pozycji w fitocenozie. Także systemy korzeniowe roślin mają strukturę warstwową.

na ogół okazalsze rośliny sięgają korzeniami głębiej niż rośliny drobne. Drzewa czerpią substancje

odżywcze z innej głębokości niż krzewy czy rośliny zielone. W ten sposób substancje mineralne w gle-

bie są wykorzystane pełniej.

Struktura warstwowa fitocenoz najpełniej wyrażona jest w lasach, gdzie wyróżnia się

następujące warstwy:

warstwa A – najwyższa, stanowią ją drzewa,

- podwarstwa A

– drzewa górujące,

- podwarstwa A

– dach lasu,

- podwarstwa A

– najniższa, sięgająca powyżej 5m.

warstwa B – krzewy i młode drzewa, tzw. podrost,

warstwa C – kobierzec roślin zielonych pokrywających dno lasu,

warstwa D – mszaki i porosty, które występują pod roślinami zielonymi,

warstwy E i F - dwie najniższe warstwy określane mianem runa.

Poszczególne warstwy fitocenozy charakteryzują się określonymi warunkami siedliskowymi

i socjalnymi. Na dnie lasu jest znacznie mniej światła niż w górnych warstwach, ale też mniejsze są

wiatry i wahania temperatury oraz utrzymuje się duża wilgotnośd powietrza. Pomiędzy roślinami

z różnych warstw fitocenozy zachodzi ścisły związek: szczególnie zaznacza się wpływ roślin warstw

wyższych na niższe. Wiele gatunków występujących na dnie wielowarstwowych fitocenoz leśnych jest

niezdolnych do życia poza obrębem tych fitocenoz – gęsto stojące drzewa stwarzają mikroklimat

umożliwiający egzystencję tych roślin.

Struktura pozioma fitocenoz.

Nawet pobieżna analiza rozmieszczenia roślin na powierzchni zajmowanej przez jakąś

fitocenozę wykazuje, że rośliny nie są rozmieszczone równomiernie. Najczęściej rośliny tworzące

niższe piętro skupiają się w lukach pozostawionych przez rośliny wyższego piętra. Zjawisko

horyzontalnego wymijania się gatunków pozwala także na koegzystencję większej liczby gatunków

w jednej fitocenozie. Skupianie się roślin najwyraźniej zaznacza się w warstwie ziół. Skupiska roślin

rozmieszczone są na powierzchni gleby albo pojedynczo, albo mogą tworzyd większe zgrupowania.

Do przyczyn nierównomiernego rozmieszczenia roślin w środowisku zaliczamy:

topograficzną i glebową heterogenicznośd (zróżnicowanie) siedliska, np. w lokalnych

obniżeniach terenu gromadzą się gatunki o większym zapotrzebowaniu na wodę.

budowę morfologiczną i wzajemne oddziaływanie roślin. W miejscach, gdzie korony drzew

nie stykają się ze sobą na dnie lasu występują rośliny światłożądne i azotolubne, gdyż większe

nagrzewanie gleby i ściółki sprzyja procesom mineralizacji. Także allelopatia (wydzielanie

przez rośliny związków chemicznych wpływających w różny sposób na wzrost i rozwój

osobników innych gatunków) może byd przyczyną skupiania się roślin niewrażliwych na te

substancje lub tych, których rozwój przyspiesza się pod ich wpływem.

sposób rozmnażania roślin. Rośliny rozmnażające się, wegetatywnie często tworzą

jednogatunkowe skupienia. Zagęszczenie osobników w obrębie takich skupieo może byd tak

duże, że utrudnia rozwój siewek innych gatunków.

Bardzo ważną rolę odgrywa także system korzeniowy hyloekosystemów. Poza podstawowymi

funkcjami systemu korzeniowego, czyli pobieraniem z podłoża wody z rozpuszczonymi w niej solami

mineralnymi oraz przytwierdzaniem roślin i drzew do podłoża, odgrywa znaczną rolę w walce z erozją

umacniając i wiążąc podłoże.

Obszary leśne w sposób znaczący wpływają na szereg elementów środowiska, tak

klimatycznych jak i hydrologicznych. Zwarte korony drzew zapobiegają nadmiernemu nagrzewaniu

się lasu (mniejsze parowanie). W lecie w lesie jest zawsze chłodniej niż na otwartej przestrzeni,

natomiast w nocy na skutek mniejszego wypromieniowania ciepła jest cieplej. Lasy stanowią

naturalną zaporę przed wiatrem. W regionach z dużym udziałem lasów średnie prędkości wiatrów są

mniejsze niż w obszarach bezleśnych. Ponadto lasy posiadają dużą zdolnośd retencyjną (magazynują

wodę), dzięki temu zlewnie zalesione są mniej narażone na powodzie.

Struktura zoocenozy lasów.

Lasy zamieszkiwane są przez ogrom zwierząt. Z dużych kręgowców możemy wymienid dzika,

jelenia, sarnę lisa, królika, kunę leśną, a z mniejszych wiewiórkę, nornicę rudą, ryjówkę aksamitną,

kreta. W polskich lasach możemy spotkad około 80 gatunków ptaków, które żyją nie tylko w samym

ekosystemie leśnym, lecz nawidzają pola i ugory (14 gatunków), łąki i mokradła oraz zadrzewienia

(33 gatunki) i chronią je przed opanowaniem wszelkiego rodzaju szkodników. Do ptaków typowo

leśnych zaliczamy cietrzewia, głuszca, dzięcioła, sowę uszatkę.

W glebach leśnych i ściółce żyje mnóstwo bezkręgowców glebowych, a wśród roślin – bogata

entomofauna roślinożerna i drapieżna. Pod względem konsumpcji, ten liczny i bardzo różnorodny

świat zwierzęcy można podzielid na: liściojady, korzeniojady, owocojady, drewno- i korojady, oraz

drapieżców wszystkich kolejnych grup. Każdy gatunek ma tu swoich sprzymierzeoców i wrogów, co

tworzy powiązania, łaocuchy i sieci troficzne. Wśród gatunków wybiórczych nie zabraknie także

zwierząt wszystkożernych, które pomimo wybierania sobie pokarmu odpowiedniego w trudnych

warunkach przechodzą na żer mniej dla siebie odpowiedni, żeby przetrzymad okresy kryzysu

i zapewnid ciągłośd rozwoju rodzimej populacji. Przykładem powiązao troficznych może byd tabela.

Porównując w tabeli kolumnę roślinożerców z kolumną drapieżców widzimy, że tych

ostatnich jest co najmniej tyle co roślinożerców. Dzięki temu roślinożercy nie mogą się mnożyd

i szkodzid fitocenozie, póki istnieje stosowna ilośd populacji drapieżców.

Tabela. Przykładowa struktura sieci troficznej zwierząt w lesie (wg Duvigneaud 1975, zmienione)

W naturalnym lesie wszystkie elementy środowiska są ze sobą silnie powiązane. Zachowana

jest równowaga biologiczna. Rośliny stanowią pokarm dla zwierząt roślinożernych te z kolei są

pożywieniem dla drapieżników, ptaki zapobiegają nadmiernemu rozprzestrzenianiu się szkodników

drzew, obumarłe drzewa stają się źródłem cennych elementów i składników odżywczych dla ściółki.

Z resztek roślinnych tworzona jest próchnica - górna warstwa gleby o dużej żyzności. W momencie

kiedy jeden element rozwija się w sposób nienaturalny, głównie za sprawą człowieka, delikatna

równowaga może zostad zachwiana. Ściółka leśna zamieszkiwana jest głównie przez tzw. edafon, czyli

organizmy saprobiontyczne

Produktywność ekosystemów leśnych.

Narastanie masy drzewnej i przemiana materii opadowej, to dwa wiążące się ze sobą procesy

w cenozie leśnej. Pierwszy z nich jest progresywny, drugi bilansuje się w okresie rocznym. Po

osiągnięciu „wieku dojrzałego” las Odkłada tyle martwej materii organicznej, ile jej ubywa w procesie

rozkładu. Proces przebiega w warstwie ściółki i górnych poziomach profilu glebowego. Masa drewna

narasta głównie w części nadziemnej układu, a w pedosferze przybywa jej niewiele, ponad 20%.

Po obliczeniu ubytków przechodzących do ściółki i gleby oraz asymilatów zużytych w procesie

oddychania, otrzymuje się produkcję netto. Zależna jest ona od troficznych i wilgotnościowych

warunków siedlisk, od składu florystycznego fitocenozy, jej wieku, a ponad to od przebiegu pogody,

która w poważnym stopniu oddziałuje na przyrost żywego drewna jak i na masę odkładanej ściółki.

Wpływa też na rozkład odłożonej materii. Ciepło, odpowiedni poziom pokarmów sprzyjają

gromadzenia asymilatów i narastaniu drewna. Widoczne jest to na przyrostach rocznych ściętych

drzew: świerka, jodły, sosny i innych. Grubośd tych warstw zależy od warunków panujących

w poszczególnych latach (również od wieku drzewa, wydawania nasion itp.).

Ważną rolę odgrywają cechy genetyczne roślin, zgodnie z którymi przebiegają fazy

rozwojowe, dostosowane do pór roku, przebiegu temperatury, oświetlenia , itp. Procesy te dokładnie

wyjaśnia fenologia. Przyrost masy w każdej fazie rozwojowej przebiega nieco inaczej.

Rośliny w głównej mierze przyrastaja do czasu wytworzenia kwiatów i owoców, potem ich

siła życiowa skierowuje się na wytworzenie części generatywnych. Dopóki dojrzewają nasiona roślina

musi mied dostatek światła, odpowiednią temperaturę, optymalną ilośd wody i składników

odżywczych. Dlatego rośliny światłolubne, rosnące na dnie lasu muszą kooczyd główne fazy

rozwojowe zanim pojawią się liście drzew. Gatunki cieniolubne przeżywaja główne fazy rozwojowe

w okresach należytego zacienienia.

W podobny sposób rozpatruje się cykle rozwojowe populacji zwierzęcych, które - z racji

przystosowania do warunków ekologicznych i żeru – najważniejsze okresy życiowe (rozród

i odchowanie potomstwa) przechodzą w stosownym dla siebie czasie, przeważnie zgodnie

z „kalendarzem fenologicznym” producentów.

Poziom produkcji pierwotnej netto wyraża się w ilości przyswojonego przez producentów

węgla lub w ilości nagromadzonej energii. Chodzi tu głównie o efekty produkcyjne roczne, wynikające

z tworzenia materii i wejścia jej do obiegu w łaocuchach troficznych.

Czynniki ograniczające produktywność.

Czynnikami, które ograniczają produktywnośd hyloekosystemów są:

niestosowna do warunków siedliska struktura drzewostanu, podszytu i runa – w przypadku,

gdy las jest sadzony, odnawiany i eksploatowany przez człowieka,

niska troficznośd siedliska, wynikająca z ubogiej w dostępne biopierwiastki glebie oraz

nadmierna ilośd wnoszonych pierwiastków, a ta powoduje eliminację roślin oligotroficznych

dostosowanych do siedliska; natomiast wprowadzanie nietrwałych komponentów obcych

powoduje znaczną redukcję fito- i zoocenozy,

niedobory wodne wskutek zbyt skąpych opadów, nadmiernego spływu (duże pochyłości)

i niskiej retencji glebowej,

nadmierne żerowanie zwierząt roślinożernych w przypadku eliminacji drapieżców

i pasożytów – np. Przez odstrzał dużych drapieżników i zubożenie gatunkowe fitocenozy.

Literatura:

Józef Prooczuk, „Podstawy ekologii rolniczej” PWN Warszawa 1982

Odum E.P., 1982: „Podstawy ekologii”. PWRiL, Warszawa.

Trojan P., 1978: „Ekologia ogólna”. PWN, Warszawa.

http://www.lasy.gov.pl - strona internetowa Paostwowych Gospodarstw Leśnych – Lasy Paostwowe

http://pl.wikipedia.org/wiki/Lasy_w_Polsce

http://www.edukator.pl/portal-edukacyjny/uzytkowanie-ziemi-na-swiecie/756.html