Ekosystemy
leśne
Praca kontrolna z przedmiotu
 Ekosystemy lądowe Polski i biomy
kuli ziemskiej
Adrian Staszałek,
ochrona środowiska, I rok
(studia niestacjonarne 2 stopnia)
 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. A
ęgi - 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 Użytkowanie ziemi w Europie
użytki rolne 0,341 użytki rolne 0,455
lasy 0,465 lasy 0,322
pozostałe 0,194 pozostałe 0,223
Użytkowanie ziemi w Ameryce Północnej Użytkowanie ziemi w Afryce
użytki rolne 0,285 użytki rolne 0,355
lasy 0,32 lasy 0,226
pozostałe 0,395 pozostałe 0,419
Użytkowanie ziemi w Azji Użytkowanie ziemi w Australii i Oceanii
użytki rolne 0,44 użytki rolne 0,567
lasy 0,194 lasy 0,184
pozostałe 0,366 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
gleby brunatne zbielicowane, płowoziemy zbielicowane, gleby
las mieszany, bór mieszany
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 A1  drzewa górujące,
- podwarstwa A2  dach lasu,
- podwarstwa A3  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 najwyraz
niej 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 z
ródłem 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