3.6森林资源

2018-04-15 作者： 王麟生；戴立益

3.6森林资源

3.6.1森林的生态效应

森林资源是以多年生木本植物为主体并包括以森林环境为生存条件的动物、植物、微生物在内的生物群落,它具有一定的生物结构和地段类型并形成特有的生态环境。Www.Pinwenba.Com 吧森林生态系统,它既包括了地上部分的生物群落,也包括了土壤及其中的生物系统,以及树木冠层以内的大气所构成的综合体。这个综合体内所有生命与非生命成分之间,在以物质循环和能量流动为纽带的联系中,构成了一个有机整体。与其他生态系统类型不同的是,这个系统内的生产者必须是以树木和其他木本植物为主体的。

森林资源的广泛涵义应包括:林木资源、竹木资源和经济林资源;上述实物资源赖以生存的林地资源;依附于森林群落的野生动物、植物和微生物资源;由森林资源存在而产生的环境资源和伴随森林环境产生的旅游资源。森林资源是一种可再生和重复使用的自然资源,具有经济、生态和社会三重效益。

森林不仅是为人类提供木材和动植物产品的资源,更重要的是森林是陆地生态系统的主体,在净化空气、调节气候、保护环境方面发挥着重要作用,对维持地球陆地生态平衡起着决定性的作用。

森林的净化空气作用

绿色植物在太阳光下,可以将它所吸收的CO2和H2O转化为碳水化合物并放出一定数量的O2,这是一个很复杂的过程,但可以概括为下列反应式:

CO2+H2OCH2O+O2方程式中的CH2O是碳水化合物的基本单元,代表光合作用所形成的有机物。O2仅是光合作用的副产品,但这个副产品非常重要,也是人类生活不可缺少的,根据上面的光合作用反应式,绿色植物每吸收44克CO2,就可以放出32克O2。同时所有的绿色植物都要呼吸放出CO2,但比较起来,绿色植物光合作用放出的O2要比呼吸作用消耗的CO2多20倍,所以总的来说,绿色植物是生产O2的“工厂”。据估计,每年全球绿色植物吸收的CO2约为9.36×1010吨,放出的O2约为6.83×1010吨,其中森林具有特别重要的作用。研究证明,1公顷森林能够吸收200人呼出的CO2;1株树1昼夜放出的O2够3个人呼吸24小时。因此,植树造林,绿化荒山荒地,增加森林覆盖率,可以增加空气中的O2,吸收CO2,SO2是主要的空气污染物质之一,也是酸雨的主要成分,而植物表面可以吸收SO2,湿度和叶片的表面积对吸收影响很大,由于树木可以增加空气湿度,而树木的叶子面积一般要远大于其他植物,所以森林在吸收SO2方面也有很大作用。松林每天可从1立方米空气中吸收20毫克的SO2,1公顷柳杉每年可吸收720千克SO2,像国槐、桑树、泡桐、垂柳、夹竹桃、罗汉松这些树种对SO2的吸收量都比较大。据测定,当污染源附近SO2浓度为0.27毫克/立方米时,在距污染源1000—1500米处,非绿化带浓度为0.16毫克/立方米,而绿化带内浓度仅为0.08毫克/立方米。

森林还具有减尘滞尘作用,可以使空气得到很大程度的净化。森林因为树木高大,枝叶茂盛,具有降低风速的作用,可使大粒灰尘因风速减小而加速沉降于地面;叶片表面因为粗糙不平、多绒毛、有油脂或粘性物质,也能吸附、滞留和粘着一部分粉尘,从而使空气含尘量相应减少。森林防治粉尘的作用,既包括树木对粉尘的机械阻滞,又包括随后的雨水淋洗。森林防尘作用大小依赖于树木的林带宽度、树木组成、立木密度、林冠形状、枝叶密度等许多因素。

每公顷松林每年可滞留灰尘36.4吨,每公顷云杉林每年可吸滞32吨灰尘。据测定榆树每平方米叶面积吸尘量为3.93克,丁香为1.61克,小叶椴为1.32克,尖叶槭为1.652克。利用森林的吸尘作用在城市绿化造林,可以大大降低尘埃量,研究表明绿化地的减尘率可达37.1%—60.0％。

地球上每年的降尘量据统计达1.0×106—3.7×106吨,研究表明许多工业城市每年1平方千米降尘量为500多吨,个别城市达1000吨以上,在一些工业中心地区,1立方米的空气中含有10万—50万颗烟尘,在森林中,烟尘的数目要几乎比上述数字少上千倍。1公顷林冠约能阻滞固体降落物6—78千克,其中40%—80％是悬浮混合物。1公顷森林1天可净化空气1800万立方米。广州市园林局等单位测定,用五爪金龙树作绿化材料的地方与无绿化的地方比较,空气含尘量降低22％;用大叶榕树绿化的地方与无绿化的地方相比,含尘量减少18.8％,绿化的街道较同一条街上未绿化的地段含尘量要减少56.7％。

植物还具有杀菌作用,这是因为植物会产生一些能够杀死细菌、霉菌和原生动物的被称为植物杀菌素的物质。这些物质可以是固体、液体或气体。据报道,在1立方米的城市空气中,约有3万—4万个细菌和其他微生物,在1立方米森林空气中仅有30—100个;百货大楼内空气含菌量多达400万个/立方米,林荫道58万个/立方米,公园100个/立方米,百货大楼内的含菌量比林区高约10万倍。这是由两个原因造成的,一方面森林的降尘作用导致林区的灰尘浓度小,所以含菌量也相应减少,另一方面是由于森林植物含有杀菌素,林区内大量的细菌被杀死了。例如:0.1克的稠李冬芽汁能在1秒钟内杀死苍蝇;姚金娘属植物分泌的纯物质,在浓度为十万分之一时,就能抑制葡萄球菌和结核杆菌。

树木能够降低噪音。根据大量的调查,40米宽的林带,可以减低噪音10—15分贝。一般认为,疏松的树木群比成行的树木更能降低噪音,分枝多、树冠低的乔木比分枝少、树冠高的乔木降低噪音的作用大,在行道树之间载上灌木,其降低噪音效果比单一乔木为好,具有重叠排列的,大的、健壮的、坚硬叶子的树种,在着叶季节对减少噪音非常有效。

此外,森林对含氟气体、Cl2和光化学烟雾都有净化作用,泡桐、梧桐、大叶黄杨、女贞的吸氟和抗氟能力都比较强,是良好的净化空气树种。森林还能够促进空气负离子化。

森林的调节气候作用

森林在生存和发展的过程中不断地改变当地的气候条件,对光、温、水等气候因子进行调节和分配,为自己创造有利的生存环境。

森林在生长过程中利用发达的根系,保持雨水,使之变为地下水,增加地球上的淡水资源。在森林里,空气中的水汽主要来源于植物的蒸腾作用和各个层面的蒸发。水蒸气进入大气后,使空气湿润,有利于降雨,因此,森林可以调节气候和降雨,也使地球免遭风暴和沙漠化。

森林是保持生物多样性的场所,是地球上生物繁衍最活跃的区域,尤其是热带雨林,它养育着数百万种不同种类的动植物。森林是地球上的基因库,保持生物多样性的重要地区。

森林还可以对污染物质起监测作用。植物在生长过程中,每时每刻都在与环境进行着气体交换和营养物质交换。很多植物对环境污染的反应比人和动物要敏感得多。污染物质对植物的毒害作用在植物体上能以各种形式反映出来。主要表现在:产生可观症状;生理代谢发生变化;植物成分异常化。如雪松对有害气体十分敏感,特别是春天长新梢时,遇到二氧化硫或硫化氢的危害,便会出现针叶发黄、变枯的现象。通常人们会根据树种对污染物的敏感性,选择监测树种作为治理和监测环境污染之用。

印度一位教授曾对一株树算过两笔账,一株正常生长50年的树,按市场上的木材价值计算,最多值300美元,但按其生态效益来计算则高达20万美元。其中:每年生产出31250美元的氧气、2500美元的蛋白质,同时减少大气污染损失62500美元,涵养水源31250美元,为鸟类和其他动物提供栖息地31250美元等。

2001年日本公布的资料,全日本森林的生态效益价值为74.99万亿日元,其中:水源涵养效益27.12万亿日元,防止水土流失效益28.26万亿日元,防止土壤崩塌效益8.44万亿日元,保健效益2.25万亿日元,野生动物保护效益3.78万亿日元,大气保护效益5.14万亿日元。芬兰的森林一年生产木材的价值为17亿芬兰马克,而森林的间接效益的价值则为53亿芬兰马克;美国森林产生的间接效益价值为木材价值的9倍。

1999年我国对北京市森林采用替代法进行生态价值核算,森林生态价值为2119.88亿元人民币,是森林经济价值的13.3倍。全世界每年要耗费450亿美元用于有效保护受威胁的森林,而受到保护的森林每年至少为人类提供4.4万亿美元的回报,投入产出效益比为1∶100。

人类活动在很大程度上已经改变了地球表面的环境结构。地球上的森林曾经覆盖了地球全部陆地面积的2/3,但是由于大量森林被毁,至1976年,森林面积减少至占陆地面积仅为2/9。

各种类型的森林不仅为世界人民提供重要的环境、社会及经济的服务与产品,而且为保障人类生存环境、净化水与空气、保护土壤以及食物供给做出了重大贡献。

实现可持续发展的关键就在于森林的可持续经营。通过对森林综合培育,以发挥其多种功能,保护森林动植物的生存环境和生物多样性。

第十一届世界林业大会安塔利亚宣言由于森林被毁,使地球环境出现了难以克服的严重生态危机:

1.水土流失

水土流失是森林毁坏直接导致的最严重后果之一。据测定,在自然风化成土作用下,形成1厘米厚的土壤需要100—400年的时间,而土壤对保持水土具有极好的效果。林地土壤具有较强的蓄水和防冲刷功能。在降雨340毫米的情况下,每公顷的土壤冲刷量仅为60千克,而裸地则达6750千克,流失量为林地的110倍,地表只要有1厘米厚的枯枝落叶,就可以把地表径流减少到裸地的1/4以下,泥沙量减少到裸地的7％以下,林地土壤还具有极强的渗透力,面临暴雨,一般可被森林完全吸收。由于森林的滥伐,遭到严重破坏,目前全世界有1/3的土地受到严重侵蚀,每年约有6×1010吨肥沃的表土流失,其中可耕地土壤流失达2.5×1010吨,全球地力衰退和养分缺乏的耕地面积达2.99×109公顷,占全球陆地总面积的23％。

2.土地荒漠化

由于森林被毁,水土流失,导致了土壤严重沙化,沙漠扩大,侵吞农田。目前全球荒漠化土地面积已达3.6×107平方千米,占地球陆地总面积的1/4,而且以每年5—7×104平方千米的速度在扩展。全世界受荒漠化危害的国家达110个以上,近1/4的土地正在失去人类生存的基本条件,上十亿人口受其威胁,土地荒漠化成为全球生存条件恶化的重要因素。

3.水资源枯竭

森林具有巨大的蓄水功能,据测定每公顷森林可蓄水1000立方米,10000公顷森林的蓄水量相当于一个107立方米的水库。由于森林锐减引起水资源枯竭,导致全球性的严重缺水。全球60％的陆地面积淡水资源不足,100多个国家严重缺水,其中,严重缺水的国家达到40多个,20亿人缺乏饮用水。

4.洪涝灾害

森林依靠它具有的大面积林冠,深厚的枯枝落叶层和发达的根系,能够起到良好的调节降水的作用。它可以截留降水、调节径流、减轻干旱和洪涝灾害。

孟加拉国由于大量砍伐森林,洪水灾害由历史上的50年一次,上升到20世纪七八十年代的每4年一次。我国金沙江和长江上游山地森林资源的破坏,导致近年来长江水灾频发，这些都说明森林对防止洪涝灾害的重要作用。

1998年长江流域特大洪水1998年长江流域特大洪水,是继1931年和1954年两次洪水后,发生的又一次全流域型的特大洪水。据长江水利委员会的统计,中下游五省共溃口分洪1705个围垸,淹没耕地295万亩,受灾人口230万,死亡人口1432人。

据专家分析，1998年长江特大洪水产生的主要原因是长江流域生态环境严重恶化。长江流域的水旱灾害之所以严重,除了气象方面的客观原因外,主要的还是由于流域内生态系统的失调,集中表现为:在人口急剧增长的情况下,土地资源过度利用和不合理的开发,陡坡开荒,滥伐森林,生态破坏严重,尤其是长江上游森林生态系统遭受长期持续的严重破坏。森林植被不仅具有很高的经济价值,主要的是具有不可替代的生态效益和社会效益。森林对降水的截留率高达12.6％,与无林地相比,可减少地表水流失85.1％,减少土壤冲刷量58％。植被遭破坏的结果,必然使水土流失加剧,河流泥沙量增加,洪枯比加大,径流量减少。水土流失还造成河道和湖泊、水库淤积,使河床抬高,水库库容减小,湖泊萎缩。据1957年的调查统计,长江流域森林覆盖率为22％,水土流失面积36.38万平方千米,占流域总面积的20.2％。到1986年,森林覆盖率减少了一半,水土流失面积达到73.94万平方千米,猛增了一倍,占流域总面积的41％。在长江流域,山区水土流失对当地的危害,比黄河更大。这是因为,长江流域为岩石山区,表土层很薄,经过一定时期的冲刷,表土冲光,岩石裸露,形成“石化”,使当地人民完全失去生存条件。贵州省已有不少“石化”山区,令人触目惊心。

盲目围湖造田,其结果是长江中下游湖泊面积大幅度缩减。其中盲目围湖造田和占用行洪洲滩是长江洪水水位增高的主要原因。洞庭湖1949年以来因淤积减少的湖泊容量约40多亿立方米,由于1949年以来围垦了1600平方千米,大约减少容量近100亿立方米。鄱阳湖的淤积量很小,但1949年以来围垦了1400平方千米,损失湖泊容量约80亿立方米。湖北省的两岸湖泊由于全部封闭,减少面积5700平方千米。1949年以来,湘、鄂、赣连同苏、皖五省,因围垦共增加耕地估计约1400万亩。由于开发利用不当或开发过度,不仅洪水位越来越高,防汛负担越来越大,而且防汛的风险也越来越高。1998年汉口以上长江总来水量较1954年少300多亿立方米;下游的洪峰流量较1954年少1万多立方米/秒,洪水量少500多亿立方米。虽然水量没有1954年大,但1998年的长江干流洪水位,除武汉、黄石段外,都高于1954年。洪水位抬高的因素最关键性的还是分蓄洪量比1954年大量减少。

5.温室效应

树木由于光合作用可以吸收二氧化碳放出氧气,每公顷森林每生产10吨树木,可吸收16吨二氧化碳,释放12吨氧气。森林的大量采伐,导致其储碳、蓄碳作用的减弱,再加上人类活动大量使用化石燃料,使地球大气中二氧化碳浓度上升,其产生的温室效应影响地球气候和生态环境。

6.物种灭绝

森林是一切生命之源,在地球森林中栖息和繁衍着全球一半以上的生物物种,对地球生态平衡具有重要作用。由于森林破坏导致大量生物迁徙,食物链断裂以致死亡,造成大量生物物种的灭绝。

大兴安岭森林大火