Rola wody w życiu lasu.doc

PRYWATNA WYŻSZA SZKOŁA OCHRONY ŚRODOWISKA W RADOMIU

Wydział Ochrona Środowiska

Rola wody w życiu lasu

Tomasz Łypaczewski

Ekologiczne podstawy gospodarki leśnej

Gr. 24

RADOM 2007

Spis treści

1. Charakterystyka wody…………………………………………………………………….3

2. Czynniki ekologiczne………………………………………………………………………3

3. Podział roślin pod względem sposobu wykorzystania zasobów wodnych……………...3

3.1. Higrofity…………………………………………………………………………...4

3.2. Kserofity…………………………………………………………………………...4

3.3. Mezofity…………………………………………………………………………...4

4. Przegląd grup systematycznych świta roślinnego………………………………………..5

4.1. Glony………………………………………………………………………………5

4.2. Grzyby……………………………………………………………………………..5

4.3. Porosty……………………………………………………………………………..5

4.4. Mszaki……………………………………………………………………………..5

4.5. Paprotniki………………………………………………………………………….5

5. Czynniki abiotyczne ekosystemu leśnego………………………………………………....6

6. Woda pożądane dobro……………………………………………………………………..6

6.1. Ulga dla lasu i nie tylko............................................................................................6

7. Oddziaływanie suszy na rośliny…………………………………………………………...6

8. Opady……………………………………………………………………………………….7

8.1. Nadmiar wody, opady……………………………………………………………..7

8.2. Powodzie…………………………………………………………………………..7

8.3. Deszcze ulewne i nawalne…………………………………………………………8

8.4. Grad………………………………………………………………………………..8

9. Tropikalna wybujałość…………………………………………………………………….8

10. Fitocenozy naturalne:…………………………………………………………………...11

10.1. Fitocenozy torfowiskowe……………………………………………………….11

10.1.1 Torfowisko wysokie…………………………………………………...11

10.1.2. Torfowiska niskie……………………………………………………..11

11. Rozmieszczenie roślin w jeziorach niżowych…………………………………………..11

12. Sukcesja wtórna w środowiskach wodnych……………………………………………12

Bibliografia…………………………………………………………………………………..15
1. Charakterystyka wody

Woda z ekologicznego punktu widzenia może być czynnikiem ograniczającym, głównie w środowiskach lądowych.

Woda jest czynnikiem ekologicznym, bez którego nie jest możliwe życie na Ziemi. To właśnie jej struktura chemiczna (dipolowa budowa) i półkrystaliczna struktura decyduje o wielu zaskakujących jej właściwościach - duża gęstość, wysoka temperatura wrzenia i niska topnienia, anomalna rozszerzalność, wysoka pojemność cieplna i stała dielektryczna, wysokie ciepło parowania, napięcie powierzchniowe itd. Właściwości te decydują o wielu procesach zachodzących wewnątrz organizmów a jako czynniki ekologiczne wywołują zmiany adaptacyjne. Duża lepkość wpływa na sposób przemieszczania się wody - laminarny (uwarstwiony - cząsteczki wody poruszają się wzdłuż równoległych torów tzw. linii prądu) lub turbulentny (burzliwy - linie prądu są silnie skręcone, zawirowane). Lepkość wody sprawia, że organizmy poruszające się w wodzie muszą pokonać jej opór, co nabiera szczególnego znaczenie w wodach płynących, a organizmy bierne stopniowo opadają. Aby przeciwdziałać opadaniu, wytwarzaj ą się różne struktury (wakuole gazowe, krople tłuszczu, wypustki i inne struktury zwiększające powierzchnie itp.). Przeciwdziałaniu oporowi służą struktury umożliwiające przyczepianie się do podłoża (pazurki, przyssawki), lub

zmniejszające tarcie (śluz, śliska powłoka ciała), kształt ciała (opływowy lub silnie spłaszczony). Na granicy fazy ciekłej (woda) i gazowej (atmosfera) wytwarza się błona powierzchniowa będąca następstwem napięcia powierzchniowego wody. Ta błona stanowi środowisko życia bardzo specyficznej grupy organizmów zwanej neustonem.

2. Czynniki ekologiczne

Różnorodne czynniki ekologiczne siedliska, wpływające na życie roślin, możemy podzielić na następujące grupy:

- czynniki glebowe, czyli edaficzne, wynikające z fizykochemicznych właściwości gleby, jej struktury itp.,

- czynniki topograficzne, związane z rzeźbą, czyli ukształtowaniem terenu,
- czynniki biotyczne, wynikające z wzajemnego oddziaływania żyjących obok siebie roślin i zwierząt,
- czynniki antropogeniczne, obejmujące różnorodne wpływy człowieka zarówno na samą roślinność, jak i na wszystkie czynn1ki ekologiczne siedliska.

- czynniki klimatyczne, jak temperatura, światło, woda, powietrze.

3. Podział roślin pod względem sposobu wykorzystania zasobów wodnych

Stosunki wodne wpływają nie tylko na wewnętrzne procesy biochemiczne i fizjologiczne. One też decydują o pokroju roślin, ich budowie wewnętrznej i zewnętrznej, na przykład w warunkach znacznej wilgotności ogonki liściowe są dłuższe, blaszki liściowe cieńsze i większe, liczba aparatów szparkowych większa. W środowiskach suchych blaszki liściowe są mniejsze i grubsze, mają grubszą kutikulę. Warunki wilgotności w glebie wpływają też na masę korzeni i masę pędów.

Pod względem sposobów wykorzystania zasobów wodnych środowiska przez rośliny dzielimy je na trzy grupy: higrofity, kserofity i mezofity.

3.1. Higrofity

Rośliny siedlisk wilgotnych zasobnych w wodę. Odznaczają się one bardzo niską transpiracją. W suchym powietrzu rośliny te bardzo szybko wysychają i więdną. Zwykle nie znoszą one utraty wody w 1- 2%, już bowiem wtedy następują w nich poważne zaburzenia wielu czynności biochemicznych i objawy więdnięcia. System korzeniowy tych roślin jest dość słabo rozwinięty. Ich liście są cienkie, a unerwienie blaszek liściowych luźne. Do tej grupy roślin zaliczamy większość gatunków żyjących w wilgotnych i cienistych lasach, np. szczawik zajęczy Oxalis acetosella, różne gatunki paprotników Pteridophyta.

3.2. Kserofity

Rośliny siedlisk suchych fizycznie (sklerofity, sukulenty) lub fizjologicznie (kriofity). Są one przystosowane do warunków klimatu suchego lub siedlisk fizjologicznie suchych, zwykle odznaczających się dużym stężeniem soli mineralnych w podłożu. Sklerofity charakteryzują się drobnolistnością, silnym rozwojem tkanki korkowej, występowaniem cierni i kolców, silnego owłosienia liści i łodyg, a także silnie rozwiniętym systemem korzeniowym. Mają też ograniczoną transpirację dzięki pokryciu liści grubą warstwą kutikuli, śluzowaceniem komórek epidermy, specjalnemu rozmieszczeniu aparatów szparkowych i odpowiedniemu ustawieniu liści. Ich uwodnienie jest stosunkowo niewielkie, nawet w okresach dostatecznego zaopatrzenia środowiska w wodę. Mają dobrze rozwinięty system tkanek mechanicznych i wysokie stężenie soku komórkowego. Rośliny te znoszą długie okresy suszy i odwodnienie. Nawet utrata wody w ilości 25% nie powoduje obniżenia ich żywotności. Niektóre z nich, np. rośliny pustyń, mogą bez szkody znieść odwodnienie rzędu 50%. Największą odporność na odwodnienie mają mchy Bryophyta. Torfowiec Sphagnum może przetrzymać utratę 95-97% wody, a wprowadzony na powrót w wilgotne środowisko odzyskuje wodę i wznawia procesy asymilacyjne. Do sklerofitów zaliczamy między innymi: żarnowiec Sarothamnus i macierzankę piaskową Thymus serpyllum, wrzos Calluna vulgaris, brusznicę Vaccinium vitis-idaea, wilżyn Ononis spinosa.

Niektóre gatunki roślin mogą gromadzić wodę i w ten sposób przystosowywać się do suszy. Są to sukulenty (rośliny gruboszowate), które wykształcają duże soczyste liście i łodygi bogate w tkankę wodną. Ich korzenie zajmują znaczną powierzchnię, ale są rozmieszczone w płytkiej warstwie gleby. Są cienkie i rozgałęzione, szybko wysychają i szybko odrastają po deszczu. Do sukulentów należy wiele kaktusów amerykańskich, agawa, a także różne gatunki rozchodnika Sedum i rojnika Sempervivum.

W siedliskach fizjologicznie suchych żyją kriofity - rośliny przystosowane do zimna i dużej wilgoci, np. bażyna czarna Empetrum nigrum, bagno zwyczajne Ledum palustre, borówka brusznica Vaccinium vitis idaea, modrzewnica zwyczajna Andro­meda polifolia, żurawina zwyczajna Vaccinium oxycoccus. Psychrofity przystosowane są do siedlisk zimnych i suchych, np. bliźniczka psia trawka Nardus stricta, śmiałek pogięty Deschampsia flexuosa, ukwap dwupienny Antennaria dioica.

3.3. Mezofity

Są przystosowane do stanowisk o średniej i względnie stałej ilości wody w środowisku.

4. Przegląd grup systematycznych świta roślinnego

4.1. Glony

Glony wymagają do życia środowiska wilgotnego i dlatego żyją w wodzie lub w miejscach wilgotnych.

Gony żyją w wodach na całej kuli ziemskiej. Występują w oceanach i morzach, w jeziorach, rzekach i stawach, spotyka się je nawet w łatwo wysychających kałużach. Niektóre z nich wykorzystują nieznaczne ilości wilgoci występującej na powierzchni drzew i osadzają się w postaci zielo­nego nalotu na ich korze. Pojawiają się także na wilgotnej ziemi, starych płotach i mokrych głazach.

4.2. Grzyby

Grzyby pojawiają się tylko tam, gdzie nagromadzona jest substancja organiczna i gdzie jest dosta­teczna ilość wody (wilgoci), a więc np. w ściółce leśnej, a także w glebie. Nie brak również grzybów w wodzie, na przykład na obumarłych szczątkach zwierząt i roślin.

4.3. Porosty

Porosty są to rośliny, które wszyscy znamy w postaci szarych zwykle plech, pokrywających skały, piaszczyste gleby leśne, drzewa, ploty itp. Rosną one na podłożach ubogich w składniki pokarmowe, na których inne rośliny żyć nie mogą. Spotykamy gęste ich skupienia na piaszczystym i suchym podłożu lasów sosnowych.

Porosty są bardzo odporne na suszę, którą przetrzymują zapadając w stan życia utajonego. Po deszczu łatwo znowu odżywają i w dalszym ciągu przechodzą swój rozwój.

4.4. Mszaki

Mszaki są samożywnymi roślinami zielonymi o niedużych rozmiarach, przystosowanymi do życia na lądzie, ale rozwijającymi się najlepiej w środowisku silnie wilgotnym. Porastają one obficie wielkie obszary torfowisk, wilgotnych łąk i cienistych lasów, rosną także na korze drzew, na skalach, nawet na dachach oraz w wodzie. Do mszaków zaliczmy:

- wątrobowce,

- mchy.

4.5. Paprotniki

Są to zielone rośliny lądowe o niedużych na ogól rozmiarach, rosnące przeważnie w miejscach wilgotnych.

Do paprotników należą:

- paprocie - rosną najczęściej w cienistych i mokrych lasach, rzadziej na mokrych łąkach,

- skrzypy - rosną głównie na bagnach i brzegach wód, na mokrych i podmakających piaszczystych polach oraz w wilgotnych lasach,

- widłaki - są roślinami leśnymi.

5. Czynniki abiotyczne ekosystemu leśnego

Nieożywione elementy przestrzeni zajmowanej przez ekosystem, tj. biotop w największym stopniu wpływają na możliwość występowania biocenozy i kształtują jej skład jakościowy i ilościowy. Czynnikami tymi są przede wszystkim klimat, warunki geologiczne terenu, jego rzeźba, warunki wodne (hydrologiczne), podłoże, np. ziarna piasku, kamienie, glina itp. O tempie i sposobie przekształcania podłoża a przez to o zmianach w strukturze biocenozy i całego ekosystemu w czasie decydują przede wszystkim warunki klimatyczne. Obecność wody, podobnie jak powietrza jest niezbędnym warunkiem istnienia życia

6. Woda pożądane dobro

Polska jest krajem ubogim w wodę. Do sytuacji naszego kraju wyjątkowo dobrze pasuje też fundamentalna konstatacja zawarta w Europejskiej Karcie Wody, uchwalonej prawie czterdzieści lat temu (6 maja 1968 r.) przez Radę Europy: dla utrzymania zasobów wodnych zasadnicze znaczenie ma szata roślinna, a szczególnie lasy. A zatem jedną z najważniejszych funkcji lasów w ramach wielofunkcyjnej gospodarki leśnej staje się funkcja wodochronna i retencyjna. Ogromne znaczenie ma też wpływ leśnej retencji na zwiększenie różnorodności biologicznej ekosystemu leśnego.

Powszechnym zjawiskiem w Europie, obserwowanym również w Polsce, jest obniżanie się poziomu wód gruntowych. Cierpi na tym gospodarka rolna, cierpi też las i jego mieszkańcy. W wypadku lasu rozwiązaniem jest tzw. mała retencja, która nie tylko poprawia bilans i obieg wody, ma niebagatelne znaczenie przeciwpożarowe, ale dobrze służy też leśnej zwierzynie. W połączeniu z renaturalizacją torfowisk, zabagnień, mokradeł i źródlisk oraz naturalnych cieków wodnych, przynosi nadspodziewanie dobre efekty. Zwiększaniu retencji wodnej i poprawianiu jakości wody służy też ochrona istniejącej szaty roślinnej w jej gatunkowym i strukturalnym zróżnicowaniu.

6.1. Ulga dla lasu i nie tylko...

Zbiorniki wodne wpływają na poprawę warunków mikroklimatycznych. Wzbogacaja się gleby. Wzrastają szanse na udaną przebudowę gatunkową drzewostanów sosnowych na siedliskach lasowych. Większa wilgotność gleby sprzyja naturalnym odnowieniom jesionu, olszy i dębu. Daje się zaobserwować poprawę kondycji zdrowotnej i wzrost odporności drzewostanów na zagrożenia abiotyczne (silne wiatry, śnieg, skrajnie wysokie i niskie temperatury powietrza), biotyczne (szkodliwe owady i grzyby) oraz antropogeniczne (emisje przemysłowe, pożary itp.). Zahamowany zostaje proces degradacji unikalnych kompleksów leśnych (w tym siedlisk olsowych), zwiększa się różnorodność biologiczna.

7. Oddziaływanie suszy na rośliny

Wpływ posuchy na gatunki drzew i krzewów jest zróżnicowany. Przykładowo w czasie posuchy z lat 1982-84 na terenie arboretum w Kórniku sosna zwyczajna okazała się gatunkiem wytrzymałym na suszę, jednak dwa lata później nastąpiło zasycha­nie licznych starych drzew tego gatunku. Siewki so­sny reagują na stres suszy w okresie wzrostu skró­ceniem igieł i zmniejszeniem wzrostu pędu wierz­chołkowego, niekiedy jego zasychaniem. U świer­ka pospolitego stwierdzono wpływ suszy na jego przyrost w wieku 11-13 lat. Nie stwierdzono jednak różnic w przyroście poszczególnych proweniencji. Okresy suszy, które są szczególnie niekorzystne dla młodych roślin częściej powodują szkody na gruntach porolnych niż leśnych. Mimo, że takie ga­tunki, jak sosna i brzoza uważa się za odporne na suszę, jednak szkody spowodowane tym czynni­kiem występują dość często. Pod koniec czterolet­niego okresu suszy w latach 1989-92 brzozy traci­ły liście już w lipcu, co zaobserwowano również w Górach Izerskich, a więc na obszarze o stosun­kowo najwyższych opadach w skali kraju.

Szczególnie niekorzystny jest niedobór wilgoci w okresie zakładania upraw i pierwszym sezonie wegetacyjnym, pogłębia bowiem szok sadzenia. Zwiększona śmiertelność sadzonek poddanych szokowi suszy może wystąpić zwłaszcza przy zalesieniach ...