ტყეების ბიოლოგიური როლი ბუნებაში

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

რამდენად ხშირად ვფიქრობთ ტყეების როლზე ჩვენს ცხოვრებაში? რა არის ტყე? რა ეკოლოგიურ ფუნქციებს ასრულებს იგი? ამ სტატიაში შევეცდებით ვუპასუხოთ ამ და ბევრ სხვა კითხვას, რომელიც ეხება ტყეს, როგორც ბუნებრივ ეკოსისტემას.

ტყე არის პლანეტის მყარ ზედაპირზე მზარდი ხის, ბუჩქოვანი და ბალახოვანი მცენარეულობის ერთობლიობა, მათ შორის ცხოველები, მიკროორგანიზმები და ბუნებრივი გარემოს სხვა კომპონენტები (ნიადაგი, წყლის ობიექტები და მდინარეები, ჰაერის გარსი) ბიოლოგიურად ურთიერთდაკავშირებული. ტყეების ძირითადი თვისებებია ფართობი და ხე-ტყის რეზერვები. ტყეები იზრდება ყველა კონტინენტზე, გარდა ანტარქტიდისა და იკავებს მიწის ზედაპირის დაახლოებით 31%-ს. პლანეტის ტყის ფონდის საერთო ფართობი 4 მილიარდი ჰექტარია, ხოლო ხე-ტყის რეზერვები 527,203 მილიონი მ3 [1].

ტყე არის კომპლექსურად ორგანიზებული თვითრეგულირებადი ეკოსისტემა, რომელშიც მუდმივად მიმდინარეობს ნივთიერებების (აზოტი, ფოსფორი, ჟანგბადი, წყალი და ა.შ.) მიმოქცევა და ენერგიის ნაკადები ყველა სახისა და ფორმის ორგანიზმებს შორის. ყველა მცენარე ადაპტირებულია ერთმანეთთან, ისევე როგორც ცხოველურ ორგანიზმებთან და პირიქით, ყველა ცხოველური ორგანიზმი ადაპტირებულია მცენარეულ ორგანიზმებთან. ისინი ვერ იარსებებს ერთმანეთის გარეშე. თითოეულ ტყის ტერიტორიას აქვს გამოხატული სივრცითი სტრუქტურა (ვერტიკალური და ჰორიზონტალური), რომელიც მოიცავს დიდი რაოდენობით მწიფე ხეებს, ბუჩქებს, ბალახოვან მცენარეებს, ძირითადი და თანმხლები სახეობების ქვეტყეს, ასევე ხავსებს და ლიქენებს.

ტყის ვერტიკალური სტრუქტურა ხასიათდება მცენარის სხვადასხვა ფორმის განაწილებით სიმაღლეზე, ჰორიზონტალური კი ასახავს მცენარეთა სხვადასხვა სახეობის განაწილებას ჰორიზონტალურ სიბრტყეში. მცენარეთა დიდ რაოდენობასთან ერთად, ტყეში არის უამრავი სხვადასხვა სახეობა (გ) ხერხემლიანების გარეშე, მილიონობით ნიადაგის ორგანიზმი, მრავალი მწერი, ფრინველი და ცხოველი. ყველა მათგანი ერთად ქმნის ეკოლოგიურ სისტემას, რომელშიც თითოეული მცენარე და ცხოველი ასრულებს სპეციფიკურ ეკოლოგიურ ფუნქციას, მონაწილეობს სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ციკლში.

გარე გარემო ფაქტორების გავლენით (შუქი, ტემპერატურა, ტენიანობა, ქარი, დინებები, ადამიანის ინტელექტუალური საქმიანობის სხვადასხვა ფორმები და ა. ბუნებას და არ გამოიწვიოს ეკოსისტემაში დისბალანსი. თუმცა, ადამიანის არაგონივრული აქტივობის მკვეთრად მზარდი გავლენა სულ უფრო და უფრო ხშირად იწვევს ეკოლოგიური ბალანსის დარღვევას, რაც გამოიხატება მკვეთრი და კატასტროფული ცვლილებებითა და შედეგებით. ასე რომ, 2008 წლის ზაფხულში დასავლეთ უკრაინის ტერიტორიაზე, კარპატების მთების რეგიონში, იყო ყველაზე დიდი წყალდიდობა მრავალი ნალექის გამო. შედეგად, დაიტბორა დაახლოებით 40 ათასი სახლი, ჩამოირეცხა თითქმის 700 კმ გზა, დაინგრა სამასზე მეტი ხიდი [2].

ფართომასშტაბიანი წყალდიდობის ერთ-ერთი მიზეზია კარპატების მთების ფერდობებზე ტყეების გაჩეხვა, როდესაც ტყის საფარის მნიშვნელოვანი ნაწილი თითქმის 40 წლის განმავლობაში იჭრებოდა [3].

ფაქტია, რომ ტყე თამაშობს წყლის მარეგულირებელ მნიშვნელოვან როლს, რაც არის დნობისა და წვიმის წყლის ზედაპირული ჩამონადენის შენელება, მისი ნაწილის მიწაზე გადატანა, რითაც ამცირებს წყალდიდობისა და წყალდიდობის დესტრუქციულ ძალას და ამით კვებავს მიწისქვეშა წყლებს. წვიმის დროს, ხეების გვირგვინები და ტოტები ინარჩუნებენ ტენიანობის ნაწილს, რაც საშუალებას აძლევს წყალს შეიწოვოს ტყის ნარჩენებში თანდათანობით, ვიდრე სპონტანურად. ტყის ნაგავი ინარჩუნებს ტენიანობას და დროთა განმავლობაში აძლევს მას მდინარეებსა და მიწისქვეშა წყლებს, ხოლო ტენის ნაწილი გამოიყენება მცენარეების გამოსაკვებად.ღია ზონაში (მაგალითად, ჭრა), წვიმის წყალი მთლიანად ეცემა დედამიწის ზედაპირზე და არ აქვს დრო, რომ შეიწოვოს, რადგან ტყის ნაგვის წყალგამტარობა უფრო მაღალია, ვიდრე ღია ადგილას, რაც იწვევს წყლის უმეტესი ნაწილის გადინება ზედაპირიდან ჩაღრმავებაში ან ზედაპირულ მდინარეში (ნაკადული, მდინარე). ზოგჯერ ღია ზონა საერთოდ არ უშვებს წყალს გასვლის საშუალებას და ის მთლიანად იშლება, წარმოქმნის წყლის მძლავრ ნაკადს. ტყე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ზამთრის ნალექების განაწილებაში და გაზაფხულზე დათბობის დროს. ღია ადგილებში თოვლის საფარი ტყეში ხშირი დათბობის გამო ცოტა გვიან ფიქსირდება და ქარის გამო არათანაბრად ნაწილდება. ტყეებში თოვლი თანაბრად ნაწილდება, რაც ზედაპირულ ფენაში ქარის რეჟიმის ცვლილებას უკავშირდება. ზოგადად, ღია ადგილებში უფრო მეტი თოვლი გროვდება, ვიდრე ტყეებში. გაზაფხულზე, მზის რადიაციის მძლავრი ნაკადის გავლენის ქვეშ, ხდება თოვლის დნობა, რაც დამოკიდებულია არა მხოლოდ ამ ფაქტორზე. ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს სხვადასხვა ტიპის მცენარეულობა და რელიეფი. ღია ზონა იღებს მზის რადიაციის 100%-ს და მხოლოდ ნაწილი ნებისმიერი ხის ტილოების ქვეშ, შესაბამისად, ტყეებში თოვლი უფრო ნელა დნება. მაგალითად, გაწმენდით თოვლი დნება 7-25 დღის განმავლობაში, ხოლო ნაძვნარ ტყეში 32-51 დღის განმავლობაში [4].

შინაურმა მეტყევემ ალექსანდრე ალექსეევიჩ მოლჩანოვმა აღმოაჩინა, რომ გაზაფხულის ჩამონადენის კოეფიციენტი მკვეთრად მცირდება ტყის საფარის მატებასთან ერთად (0, 6-0, 9-დან უხეო მთიან მხარეზე კოეფიციენტამდე 0, 09-0, 38 ტყის საფარით. 40%-დან [6].

ტყის გაჩეხვისას ხის ტილო იხსნება და ნიადაგი კარგავს წყალგამტარობის თვისებას, რაც იწვევს წყლის დინების წყლის რეჟიმის დარღვევას, ხოლო ზედაპირული ჩამონადენი იზრდება და ნიადაგის განადგურების პროცესი ძლიერდება. ამრიგად, ტყე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს წყლის ერთგვაროვანი ნაკადის რეგულირებაში წყლის დინებაში, მონაწილეობს წყლის ციკლში და ხელს უშლის ნიადაგის განადგურებას.

მცენარეულობის თანაბრად მნიშვნელოვანი თვისება დაკავშირებულია პლანეტის კლიმატის ფორმირებასთან. ტყე გავლენას ახდენს ისეთ კლიმატურ ფაქტორებზე, როგორიცაა ქარი, ტემპერატურა, ტენიანობა და ა.შ. ქარის წყალობით ხდება მცენარეების დამტვერვა, ხილისა და თესლის გავრცელება, ძლიერდება ფოთლის ზედაპირიდან ტენის აორთქლების პროცესი და, თავის მხრივ, ტყე მცირდება. ქარის სიჩქარე ჰაერის ზედაპირის ფენაში, არეგულირებს ტემპერატურასა და ტენიანობას. პლანტაციების არსებობა ცვლის თერმული რეჟიმს მიმდებარე ტერიტორიებზე. ზაფხულში მწვანე მასივის ცივი ჰაერი ანაცვლებს მიმდებარე ტერიტორიის თბილ და მსუბუქ ჰაერს, ამცირებს ჰაერის ტემპერატურას ამ ადგილებში. ჰაერის ტემპერატურის შემცირების ხარისხი დამოკიდებულია დარგვის სახეობაზე (გვირგვინის გამჭვირვალობაზე, ფოთლების არეკვლაზე, სიმაღლეზე და ასაკზე), დარგვის სიმკვრივეზე და სხვა რიგ მახასიათებლებზე. დიდი ფოთლოვანი ხეები საუკეთესო დამცველები არიან სითბოს ენერგიისგან. ასე, მაგალითად, ასპენი თავის ფოთლებში 10-ჯერ მეტ ენერგიას გადის, ვიდრე კუნელი. ტყეში ჰაერის ტენიანობა იზრდება, რადგან ხეების და ბუჩქების ფოთლების, ბალახის ღეროების აორთქლების ზედაპირი 20-ჯერ ან მეტჯერ აღემატება ამ მცენარეების მიერ დაკავებული ნიადაგის ფართობს. ერთი წლის განმავლობაში, ჰექტარი ტყე ჰაერში აორთქლდება 1-3,5 ათასი ტონა ტენიანობა, რაც ატმოსფერული ნალექების 20-70%-ია. მაგალითად, ტყის საფარის 10%-ით ზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს წლიური ნალექების რაოდენობა 10-15%-ით [5]. გარდა ამისა, შემომავალი წყლის დაახლოებით 90% აორთქლდება ფოთლების ზედაპირიდან და მხოლოდ 10% გამოიყენება მცენარის კვებისათვის. ზაფხულში ტყეში ან პარკში შუა ზონაში ჰაერის ტენიანობა 16-36%-ით მეტია, ვიდრე ქალაქის ეზოში. მწვანე სივრცეები ასევე ხელს უწყობს ჰაერის ტენიანობის ზრდას მიმდებარე ღია ადგილებში.

ტყე აქტიურ მონაწილეობას იღებს გაზის გაცვლაში, ძირითადად ნახშირორჟანგის შთანთქმით და ატმოსფეროში ჟანგბადის გამოყოფით. ამ ბუნებრივ მოვლენას ფოტოსინთეზი ეწოდება. ასე რომ, ჰექტარი ტყე საათში შთანთქავს 8 კგ ნახშირორჟანგს (H2CO3), რომელსაც გამოყოფს 200 ადამიანი.ნახშირორჟანგის შეწოვის ხარისხი და ჟანგბადის გამოყოფა ძლიერ დამოკიდებულია პლანტაციის ტიპზე. ამგვარად, ბერლინის ვერხვი 7-ჯერ, ფოთლოვანი მუხა 4,5-ჯერ, მსხვილფოთლოვანი ცაცხვი 2,5-ჯერ, ხოლო შოტლანდიური ფიჭვი 1,6-ჯერ უფრო ეფექტურია შოტლანდიური ნაძვის გაზის გაცვლის თვალსაზრისით.

ტყე ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ატმოსფეროს მტვრისგან გაწმენდაში. მცენარეები აგროვებენ მტვრის ნაწილაკებს ფოთლების, ტოტებისა და ტოტების ზედაპირებზე. ამ შემთხვევაში დაგროვების ეფექტს დიდწილად განსაზღვრავს არა მხოლოდ ტემპერატურა, ტენიანობა და ქარის სიჩქარე, არამედ პლანტაციების სახეობებიც. ასე რომ, წიწვოვანი მცენარეები 30-ჯერ, ხოლო არყი 2, 5-ჯერ მეტ მტვერს ინარჩუნებს, ვიდრე ასპენი. ქალაქურ და გარეუბნულ პარკებში მტვრის შემცველობა 1,5-4-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ინდუსტრიულ ზონაში. გაზომვებმა აჩვენა, რომ ხეების ქვეშ ჰაერის მტვრიანობა 20-40%-ით ნაკლებია, ვიდრე ღია მიმდებარე ტერიტორიებზე. მცენარის სიცოცხლის აქტიურ პერიოდში ერთი ზრდასრული ხე აშორებს ჰაერს: ცხენის წაბლი - 16 კგ, ნორვეგიული ნეკერჩხალი - 28 კგ, კანადური ვერხვი - 34 კგ მტვერი.

ტყე ასევე მონაწილეობს აიროვანი მინარევებისაგან ჰაერის გაწმენდაში. ცივი ჰაერი, ვერტიკალური დინების წარმოქმნა და ქარის დაბალი სიჩქარე მწვანე სივრცეებში, ხელს უწყობს აირისებრი მინარევების გადაადგილებას ზედა ატმოსფეროში. ეს იწვევს მათი რაოდენობის შემცირებას მწვანე ფართების ზონაში 15-60%-ით. ხეების სხვადასხვა სახეობებს აქვთ განსხვავებული წინააღმდეგობა ატმოსფერული დაბინძურების მიმართ, ამასთან, ინარჩუნებენ უნარს ატმოსფეროდან ტოქსიკური მინარევებისაგან. ამგვარად, თეთრი აკაცია ატმოსფეროდან იჭერს გოგირდის და ფენოლურ ნაერთებს, სერიოზულად არ აზიანებს მის ფოთლებს. (გ) შემდგომმა დაკვირვებამ აჩვენა, რომ გოგირდის დიოქსიდი ძლიერ აზიანებს მცენარეულობას.

ქიმიურ მცენარეებთან ახლოს ცაცხვის, არყის და მუხის ფოთლების ზედაპირი იწვება 75-100%-ით, ხოლო ქერქის 25-65%-ით. ატმოსფერული დაბინძურებისადმი არარეზისტენტული ხეების სახეობებია: ცხენის წაბლი, ნორვეგიული ნეკერჩხალი, ნაძვი და ჩვეულებრივი ფიჭვი, მთის ნაცარი, იასამნისფერი, ყვითელი აკაცია და ა.შ..

მცენარეები გამოყოფენ ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებებს (ფიტონციდებს), რომლებსაც აქვთ მაღალი ფიზიოლოგიური აქტივობა მცირე რაოდენობით ცოცხალ ორგანიზმთა გარკვეულ ჯგუფებთან მიმართებაში. ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები კლავს პათოგენურ ბაქტერიებს ან ანელებს მიკროორგანიზმების განვითარებას. სხვადასხვა მცენარის ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების ეფექტურობა არ არის ერთნაირი. ასე რომ, ატლასის კედარი იწვევს ბაქტერიების სიკვდილს გამოყოფიდან 3 წუთის შემდეგ, ჩიტის ალუბალი - 5 წუთის შემდეგ, შავი მოცხარი - 10 წუთის შემდეგ, დაფნა - 15 წუთის შემდეგ.

სატრანსპორტო მაგისტრალებიდან და საწარმოებიდან ხმაურის დონის შემცირებაში ასევე დიდია ტყის ტერიტორიების მონაწილეობა. ფოთლოვანი ხეების გვირგვინები შთანთქავს ხმოვანი ენერგიის 26%-ს და 74%-ს ასახავს და ფანტავს. ცაცხვის ორ რიგს შეუძლია შეამციროს ხმაურის დონე 2, 5-6-ჯერ, რაც დამოკიდებულია სარგავი ზოლის სიგანეზე ფოთლების გარეშე და 7, 7-13-ჯერ, როდესაც მცენარეები ფოთლებთან იყო. ხმის იზოლაციის ხარისხი დამოკიდებულია ხეების და ბუჩქების სახეობაზე, სიმაღლეზე და დარგვის ნიმუშზე. ხმაური ადამიანის ზრდის სიმაღლეზე გამწვანებული სივრცის გარეშე აშენებულ მაღალი შენობებით აშენებულ ქუჩაზე 5-ჯერ მეტია, ვიდრე იმავე ქუჩაზე, რომელიც ხეებითაა შემოსილი, შენობების კედლებიდან მოძრაობის ხმაურის ასახვის გამო.

ამრიგად, ტყე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პლანეტაზე ყველა ცოცხალი ორგანიზმის, მათ შორის ადამიანების, არსებობისთვის ხელსაყრელი პირობების შენარჩუნებაში. ტყე, როგორც ბუნებრივი ეკოსისტემა მონაწილეობს კლიმატისა და ნალექის ფორმირებაში, ინარჩუნებს ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობას, უზრუნველყოფს სახლსა და საკვებს მრავალი სახეობისა და მცენარეებისა და ცხოველების ფორმებისთვის. თუმცა დღეს ტყის კონსერვაციის სერიოზული პრობლემაა.

ტყის ეკოსისტემების ძირითადი ნაწილია ისეთ ქვეყნებში, როგორიცაა რუსეთი (809 მილიონი ჰექტარი), ბრაზილია (520 მილიონი ჰა), კანადა (310 მილიონი ჰა), აშშ (304 მილიონი ჰა), ჩინეთი (207 მილიონი ჰა), დემოკრატიული რესპუბლიკა. კონგო (154 მილიონი ჰექტარი) [8].

უფრო მეტიც, პლანეტაზე ეკოლოგიური ბალანსის შესანარჩუნებლად ყველაზე ღირებულია ტაიგა და ტროპიკული ტყეები. ტროპიკულ ტყეებს აქვთ საკმაოდ მაღალი ბიოლოგიური მრავალფეროვნება, რომელიც შეიცავს მეცნიერებისთვის ცნობილი ყველა ცხოველისა და მცენარის 70-80%-მდე. აშშ-ს სახელმწიფო დეპარტამენტის მონაცემებით, ტყეების წლიური დანაკარგი უდრის შვეიცარიის ოთხ ტერიტორიას (41,284 კმ²) [9].

ტყეების განადგურების მასშტაბის წარმოსადგენად, ეს ტერიტორია კვლავ შეიძლება შევადაროთ მოსკოვის რეგიონის ტერიტორიას (44,379 კმ²). ტყის კლების ძირითადი მიზეზებია სასოფლო-სამეურნეო დანიშნულების მიწის უკონტროლო გაჩეხვა - 65-70% და ტყის ჭრა - 19% (სურ. 7, 8, 9).

ტროპიკული ქვეყნების უმეტესობამ უკვე დაკარგა ბუნებრივი ტყეების ნახევარზე მეტი. მაგალითად, ფილიპინებში ტყეების დაახლოებით 80% გაიწმინდა, ცენტრალურ ამერიკაში ტყის ფართობი 60%-ით შემცირდა. ისეთ ტროპიკულ ქვეყნებში, როგორიცაა ინდონეზია, ტაილანდი, მალაიზია, ბანგლადეში, ჩინეთი, შრი-ლანკა, ლაოსი, ნიგერია, ლიბია, გვინეა, განა, ტყის ფართობი 50%-ით შემცირდა [9].

შეჯამებით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ტყის ეკოსისტემების ფართობის შენარჩუნება და გაზრდა კაცობრიობის უმნიშვნელოვანესი ამოცანაა, რომლის შესრულებაც უზრუნველყოფს მის გადარჩენას ხელსაყრელ ბუნებრივ გარემოში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, კაცობრიობა უბრალოდ ვერ გადარჩება, რადგან მხოლოდ მიწიერი ცივილიზაციის ბუნებასთან ჰარმონიული განვითარება იძლევა შანსს მთლიანად კაცობრიობის სიცოცხლისა და განვითარებისთვის.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.