Полезные свойства деревьев. Роль зеленых насаждений в борьбе за чистоту атмосферного воздуха - реферат

Н аши читатели не раз задавали нам вопрос: «Какое дерево больше всего выделяет кислорода?» . Можно было бы с уверенностью ответить: «Это тополь», однако не все так просто. Кислородная продуктивность зависит не только и не столько от породы дерева. Необходимо также учитывать его возраст, размеры, место произрастания, сезонную активность. Но и это еще не все… Попробуем разобраться в деталях и начнем с истории вопроса.

Опыты Пристли

Еще много веков назад ученых заинтересовала проблема улучшения качества воздуха, его очистки. Уже давно было известно, что при дыхании воздух «ухудшается». Работал в данной области и английский священник, естествоиспытатель и химик Джозеф Пристли (1733–1804). Он сделал предположение, что растения могут улучшать состав воздуха. В 1771 году Пристли проделал простой, но очень информативный опыт. Он поместил под стеклянный герметичный колпак мышь. Через некоторое время зверек начал судорожно корчиться, широко открывать рот и вскоре умер.

Джозеф Пристли

Пристли пришел к выводу о том, что чистый воздух под колпаком кончился, а выдыхаемый мышью стал не пригоден для дыхания. Во втором эксперименте он поместил вместе с мышью под колпак мяту, растущую в горшочке. В соседстве с растением мышь свободно дышала герметично закрытая колпаком. Ученый продолжил свои опыты, меняя условия: ставил колпак с мышью и растением на окно, убирал в темный шкаф… И сделал абсолютно правильный вывод о том, что растения на свету «улучшают» воздух, «испорченный» дыханием и горением. Так Джозеф Пристли стал одним из первооткрывателей кислорода, углекислого газа и фотосинтеза.

Фотосинтез

В процессе фотосинтеза происходит разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа, следствием чего является образование органических веществ. Учеными установлено, что при фотосинтезе образуются не только углеводы, но и белки. А углекислый газ попадает в растение не только из воздуха через устьица, но и в виде углекислоты поглощается корнями из почвы.

Наблюдать процесс выделения кислорода можно на очень простом опыте, который является одним из популярных в школьном курсе биологии. Водное растение элодея (фрагмент побега) помещается в сосуд с водой. Растение накрывают воронкой, на свободный конец которой надевают пробирку и ставят рядом с источником света. Через некоторое время в клетках элодеи образуется кислород, он скапливается в межклетниках. Сквозь срез стебля газ выделяется в виде непрерывного потока пузырьков и накапливается в пробирке. Доказать, что это кислород, не представляет особого труда. Достаточно опустить в пробирку тлеющую лучину. Данный опыт интересен и тем, что доказывает прямую зависимость интенсивности выделения кислорода от степени освещения. Удаляя и приближая источник света к растению можно наблюдать изменение скорости образования пузырьков кислорода.

У теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени.

Зависимость от света

Скорость фотосинтеза прямо пропорциональна увеличению интенсивности света.

Следует заметить, что интенсивность фотосинтеза (и выделение кислорода) различна у разных видов растений:

• у теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени;
• у светолюбивых интенсивность фотосинтеза высока только при полном солнечном освещении.

У деревьев также прослеживаются периодические изменения в интенсивности фотосинтеза. Угнетение процесса фотосинтеза происходит в полуденные часы, когда устьица на листьях закрываются с целью уменьшения испарения и потери растением влаги.

Депрессия фотосинтеза наступает в ночные часы, что коррелируется внутренними факторами. Интересен и тот факт, что зеленый лист может использовать в процессе фотосинтеза только 1 % падающей на него солнечной энергии.

Зависимость от температуры

Не только свет, но и температура окружающей среды влияет на процесс образования органических веществ и выделение кислорода. Максимальная интенсивность фотосинтеза у большинства растений умеренного пояса отмечается в диапазоне от +20 до +28 °С. При повышении температуры интенсивность фотосинтеза падает, а интенсивность дыхания, наоборот, возрастает.

Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза.

Зависимость от углекислого газа и загрязнений

Огромное влияние на процесс фотосинтеза оказывает содержание углекислого газа в воздухе. В среднем концентрация углекислого газа невелика и составляет 0,03 % объема воздуха. Повышение концентрации всего лишь на 0,01 % способствует повышению продуктивности фотосинтеза и урожайности растения вдвое. Незначительное понижение концентрации углекислого газа, наоборот, резко снижает продуктивность процесса фотосинтеза.

Как никакой другой фактор влияет на фотосинтез уровень загрязнения воздуха. При высокой загазованности (в крупном городе около автомагистралей) интенсивность фотосинтеза падает в 10 раз.

Собственное дыхание растений

Не следует забывать, что растение, как и любой другой живой организм, круглосуточно дышит, выделяя углекислый газ и поглощая произведенный кислород. Ведь дыхание - процесс, обратный фотосинтезу. Кроме того, ночью фотосинтез останавливается, но растение продолжает дышать. Поэтому количество выделенного деревом кислорода реально получается ниже, так как часть его оно использует для дыхания.

Устойчивый лесной биоценоз сколько выделяет кислорода, столько же его и потребляет. Дополнительный кислород производит только активно растущее дерево или молодняки. Старовозрастные деревья могут, наоборот, потреблять кислорода больше.

Фотосинтез в цифрах

Ежегодно растительность Земли связывает 170 млрд т углерода, и ежегодно в растениях синтезируется около 400 млрд т органических веществ.

Наиболее высокая производительность кислорода отмечена у дуба и лиственницы (6,7 т/га), у сосны и ели (4,8-5,9 т/га). Ежегодно 1 га средневозрастного (60-летнего) соснового леса поглощает 14,4 т углекислоты и выделяет 10,9 т кислорода. За тот же период 1 га 40-летней дубравы поглощает 18 т углекислоты и выделяет 13,9 т кислорода.

Зеленые насаждения на площади 1 га поглощают за 1 ч столько углекислоты, сколько в течение этого времени выдыхают 200 человек. При образовании 1 т абсолютно сухой древесины независимо от древесной породы поглощается в среднем 1,83 т углекислоты и выделяется 1,32 т кислорода.

Для обеспечения поглощения нормы кислорода 1 человеком в год (400 кг) необходимо иметь площадь лесов на 1 человека 0,1-0,3 га. Одно крупное дерево выделяет столько кислорода, сколько нужно 1 человеку в сутки для дыхания.

Рекордсмен

Приблизительно можно считать, сколько в дереве сухого вещества по массе, столько же по массе это дерево за всю свою жизнь выделило в атмосферу кислорода.

Соответственно, чем дерево крупнее и быстрее растет – тем больше оно выделяет кислорода в атмосферу. Тополь , действительно, одно из самых быстрорастущих деревьев, потому и кислорода он выделяет больше других за время жизни. Взрослый тополь в возрасте 25–30 лет выделяет в 7 раз больше кислорода, чем такое же растение ели. Тополь также хорошо увлажняет воздух и устойчив к загрязнению воздуха.

Часть накопленного органического вещества используется в процессе дыхания самого дерева и разложения его отмерших частей.

Пылезащитные свойства

Говоря о роли деревьев в улучшении качеств воздуха, не следует забывать о пылезащитных свойствах. Нагляднее всего это продемонстрируют цифры. Шероховатые крупные листья вяза удерживают в 6 раз больше пыли, чем гладкие листья тополей. На высоте 1,5 м от земли задерживается в 8 раз больше пыли, чем на вершине кроны (на высоте около 12 м). В течение года 1 га елового леса задерживает 32 т пыли, а 1 га дубравы – 56 т.

Ионы и фитонциды

Кислород, образуемый в лесных насаждениях, насыщен ионами отрицательного заряда, в отличие от кислорода, выделяемого фитопланктоном океанов. Количество отрицательных ионов зависит от состава лесов: больше всего их образуется в лиственничных и сосновых лесах.

В проблеме охраны окружающей среды особое место занимает борьба с загрязнением атмосферного воздуха.

Биологическая продуктивность природных компонентов окружающей среды, здоровье и трудоспособность людей зависят от качества воздушной среды. Источниками ее загрязнения являются естественные и антропогенные факторы. К числу первых относятся дымы от лесных и степных пожаров, пыльные бури, извержения вулканов, космические влияния, поступления в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности живых организмов. Тем не менее пыльные бури, пожары, являющиеся следствием нарушения требований сельского и лесного хозяйства, могут быть отнесены и к категории факторов антропогенных. В последние десятилетия определенную опасность для планеты стало представлять техногенное загрязнение атмосферы.

К настоящему времени синтезировано и выделено из природного сырья более 6 млн. веществ, к которым ежегодно прибавляется около 200 тыс. новых химических соединений. Часть их вовлекается в биологический круговорот и оказывает влияние на биосферу. В процессе хозяйственной деятельности человека ежегодно выбрасывается в атмосферу около 4 млрд. загрязняющих веществ. К наиболее распространенным газообразным загрязняющим веществам относятся окислы серы, азота, углерода, соединения фтора, хлора, некоторые углеводороды и фотохимические окислители (озон, пероксиацетилнитрит). Кроме газов, в атмосфере содержатся частицы сажи и пыли. Только в результате сжигания угля в атмосферу поступает около 120 млн. т золы в год, а вместе с остальными видами пыли - 200-300 млн. т. Серьезными источниками загрязнения являются также пестициды и различные дефолианты. В современном мире около 40% вредных выбросов в атмосферу поставляет энергетика и около 20% - транспорт (примерно 55% транспортного загрязнения атмосферы городов в мире дают автомобили).

Охране воздушного бассейна, сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха в нашей стране придается большое значение. Правовой основой защиты атмосферы от загрязнения в СССР является Закон СССР об охране атмосферного воздуха, Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении и другие законодательные акты (правительственные постановления, государственные стандарты, нормы и другие документы).

Реализация планов по охране от загрязнения атмосферного воздуха позволила сократить поступление вредных примесей в воздушный бассейн городов и промышленных центров за годы прошлой пятилетки более чем на 20%. За этот же период введены в действие сотни различных установок, обеспечивающих улавливание и обезвреживание вредных веществ, выделяемых в атмосферу промышленными предприятиями и другими источниками загрязнения.

В 1983 г., несмотря на значительный рост объемов промышленного производства, общее количество вредных веществ, поступающих в воздух от стационарных источников загрязнения, сократилось почти на 9 млн. т по сравнению с 1975 г. За этот же период улавливание и обезвреживание вредных веществ увеличилось с 65 до 75%. Многое делается по утилизации сернистого ангидрида на промышленных предприятиях, внедрению организационно-технических мероприятий, направленных на снижение вы

деления газов и содержания в них вредных веществ. Вводятся новые ГОСТы на содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобилей и др. Однако очистка воздуха от различного рода загрязняющих веществ не повысит содержания кислорода в городском воздухе, насколько совершенной она бы ни была. Поэтому наряду с обезвреживанием выбросов в атмосферу следует активизировать восстановительные силы природы, и в первую очередь с помощью лесных насаждений. Несмотря на то что леса нашей планеты занимают около 1/3 части поверхности суши, они продуцируют более половины всей биомассы, производимой зеленой растительностью.

В процессе жизнедеятельности растений за счет солнечной энергии и имеющихся у земной поверхности веществ ежегодно образуется около 180 млрд. т растительной массы (сухой) и около 300 млрд. т кислорода. Фотосинтезирующей способностью обладают все зеленые растения суши и большая часть морского фитопланктона, однако наибольшую продуктивность органической массы с единицы площади дают лесные насаждения. Наибольшей интенсивностью фотосинтеза отличаются дуб, береза, липа, сосна, ель и другие породы.

Санитарно-гигиенические функции лесных насаждений проявляются прежде всего в том, что они поглощают углекислоту и обогащают воздушный бассейн кислородом. Одновременно зеленые насаждения уменьшают концентрацию находящихся в воздухе вредных газов и паров: сероводорода, окиси азота, фтористого водорода, окиси углерода, паров соляной кислоты и др.; 1 т древесной растительности выделяет в воздух 1,1 т кислорода, поглощает не менее 1,5 т СО 2 . Столетний бук высотой 25 м и диаметром кроны 15 м производит 1,7 кг кислорода в час. Одно дерево в течение вегетационного периода обезвреживает до 12 кг сернистого газа.

Наблюдениями в Донбассе и Ростовской обл. установлено, что под влиянием зеленых насаждений концентрация сернистого газа на расстоянии 1000 м от ТЭЦ металлургического завода, коксохимического комбината снижается на 20-29%, а на расстоянии 1,5-2 км - на 38-42%. Установлено, что 1 га покрытой лесом площади поглощает за 1 ч 8 кг CO 2 , т. е. столько, сколько выдыхает его 200 чел. за этот же период времени; 1 га 20-летиего соснового насаждения поглощает ежегодно 9,35 т CO 2 и выделяет 7,25 т кислорода. Наиболее активны в этом отношении средневозрастные высокопроизводительные насаждения. Так, 1 га 60-летнего соснового леса выделяет более 10 т кислорода в год, а 40-летние дубовые насаждения еще больше - около 14 т. Лучшие насаждения (1 бонитета) способны выделить до 20-30 т кислорода с 1 га в год. В солнечные теплые дни 1 га леса, поглощая из воздуха 220- 280 кг CO 2 , выделяет 180-220 кг кислорода.

Наиболее активными «поставщиками» кислорода являются тополевые насаждения: 1 га насаждений тополя выделяет кислорода в 7 раз больше, чем такая же площадь еловых насаждений; средневозрастной тополь в период вегетации поглощает за 1 ч до 40 кг углекислоты. До недавнего времени считалось, что основное количество кислорода выделялось в атмосферу морями и океанами. Однако, по новейшим данным, на долю морей и океанов приходится не более 40% ежегодного выделения кислорода, остальные 60% поставляет растительность суши.

Биологическая активность кислорода, необходимого для нормальной физиологической деятельности человека, определяется степенью ионизации (наличием ионизированных молекул). Ионизация воздуха значительно выше в лесу, нежели на открытой местности. В лесном воздухе степень ионизации кислорода в 2-3 раза больше, чем в морском или в воздухе над лугом. Воздух с повышенной ионизацией оказывает благотворное влияние на организм человека, способствует активности дыхательных ферментов, повышает содержание кислорода в крови, снижает уровень сахара и фосфора, улучшает самочувствие и настроение, снимает усталость, способствует излечиванию от ряда заболеваний.

Целебные свойства отрицательно заряженного воздуха с успехом используют при лечении бронхиальной астмы, при бессоннице и переутомлении. Количество отрицательных ионов зависит от состава насаждений. Заметно увеличивают количество легких ионов в воздухе береза, дубы черешчатый и красный, клены, сосна обыкновенная, пихта, лиственница сибирская, рябина, сирень и другие древесные и кустарниковые породы. В смешанном лесу этих ионов на 32% больше, чем на открытой поляне. В городском воздухе ионов с отрицательным зарядом в 5-7 раз меньше.

Лес в значительной степени способствует очищению атмосферного воздуха от сажи, дыма и пыли, препятствует их дальнейшему распространению, ослабляет действие других вредных примесей. В промышленных районах городов содержится много пыли, а в жилых и пригородных районах концентрация ее уменьшается.

Если запыленность воздуха во внутриквартальных лесных насаждениях принять за 100%, то в городских и загородных парках она составит соответственно 48 и 13,7, а в пригородных лесах только 3-5%. На озелененных площадях запыленность воздуха на 40% ниже, чем на окружающих неозелененных участках.

Зеленые насаждения могут улавливать до 70-80% аэрозолей и пыли. Наибольшей улавливающей способностью обладают древесные породы с шершавыми и покрытыми ворсинками листьями- вяз, карагач, шелковица, рябина, бузина и др. Установлено, что 1 м 2 поверхности листвы насаждений задерживает от 1,5 до 10 г пыли.

Листья и хвоя 1 га леса составляют площадь от 4 до 100 тыс. м 2 , а вместе с поверхностью ветвей и стволов деревьев - 50-150 тыс. м 2 , что в 5-15 раз превышает площадь, занятую лесом. Под деревьями пыли в воздухе меньше в среднем на 42,2% в вегетационный период и на 37,5% - при отсутствии листвы. Наблюдения за районом одного из цементных заводов показали, что за вегетационный период тополь черный способен задерживать 44 кг пыли, тополь белый - 53, ива белая - 34 и клен ясенелнстный - 30 кг. Ежегодно 1 га еловых насаждений задерживает на кронах деревьев до 30 т пыли, сосновых - до 35, насаждений из вяза - 43, дубовых - 54 и буковых - 68 т. Способность леса отфильтровывать и осаждать из воздуха ежегодно до 50-70 т пыли на площади 1 га благотворно сказывайся на оздоровлении окружающей человека среды.

Велика роль лесов в очищении атмосферного воздуха городов, индустриальных и других центров от примесей различных газов. Исследованиями ученых установлено, что лесные насаждения обладают довольно высокой газоочищающей и газопоглотительной способностью, которая зависит от целого ряда элементов леса, слагающих его лесоводственную и экологическую структуру (от состава и полноты насаждений, формы и высоты, подроста, подлеска и др.). Наиболее эффективно очищают воздух от неблагоприятных газообразных примесей лиственные насаждения, затем хвойно-лиственные и, наконец, хвойные. Березовоосиновая зона шириной 3 км уменьшает концентрацию сернистого газа в 2 раза. Среднеполнотные насаждения обладают наибольшей эффективностью по сравнению с высокополнотными, наименее эффективны низкополнотные насаждения; 1 га лесных насаждений способен без заметного вреда для себя поглотить из воздуха 400 кг сернистого газа, 100 кг хлоридов и 20-25 кг фторидов. Потенциальная возможная. поглотительная способность смеси фитотоксичных газов в лесостепной зоне по сравнению с лесной выше в 1,5-2 раза и составляет 700-1000 кг/га.

Листья акации белой общей массой 1 кг (в расчете на сухое вещество) за вегетационный период накапливают сернистого газа 69 кг, вяза обыкновенного- 39, лоха узколистного - 87, тополя черного - 157 кг. Отдельные деревья ивы, тополя и ясеня способны поглотить за вегетационный период 200-250 г хлора, а кустарники - 100-150 г. В ходе экспериментов было установлено, что наибольшее количество свинца накапливалось листьями каштана конского (600-800 мг/кг сухого вещества), клена остролистного (304), тополя пирамидального (162), липы крупнолистной (80) и бирючины (270); с удалением от автомагистрали на 10-20 м содержание свинца в листьях резко падало; 1 м 2 листвы ивы белой поглощает из воздуха серы в 4,5 раза больше по сравнению с акацией белой, а 1 м 2 лоха узколистного в 2-3 раза по сравнению со смородиной золотой. Одно дерево, имеющее 10 кг, а кустарник - 3 кг листьев (в пересчете на сухую массу), накапливают за период с мая по сентябрь следующее количество углекислого газа: тополь бальзамический - до 180 г, ясень ланцетный - 170, вяз гладкий - 120, липа сердцелистная - 100, береза пушистая - 90, клен ясенелистный - 30, клен остролистный - 20, сирень обыкновенная - 20, карагана древовидная - 18, жимолость татарская - 17, барбарис обыкновенный - 12, роза морщинистая - 8 и чубушник венечный - 6 г.

Установлено, что многие растения могут усваивать из атмосферы алканы и ароматические углеводороды, карбонильные соединения, эфиры и эфирные масла. Имеются сведения о поглощении растениями фенолов. Большой фенолаккумулирующей способностью обладают шелковица белая, бузина красная, бирючина обыкновенная, сирень обыкновенная. Особенно замечательна способность леса извлекать из воздуха радиоактивные вещества. Зеленые насаждения на 25% и более уменьшают содержание в воздухе радиоактивных веществ. Исследования во Фрайбурге (ФРГ) с изотопом брома показали, что содержание в воздухе радиоактивных веществ, возникающих при ядерных взрывах, в лесной местности на 50% меньше, чем в безлесных районах.

Фильтрующая способность леса оказалась действенной и по отношению к распыленному в воздухе радиоактивному йоду: листья и хвоя деревьев могут собирать его до 50%. По данным Хербста, полученным после выпадения радиоактивных осадков, общая радиоактивность на незащищенных местах оказалась в 32 раза выше, чем в лесу. Толстые листья накапливают радиоактивные вещества более интенсивно. Эффективность влияния леса при защите от радиоактивности и степень его ослабляющего действия во многом зависят от характера составляющих, через которые лес влияет на среду. В лиственном лесу самоочищение надземной части от радиоактивных выпадений происходит значительно быстрее, чем в хвойном. На высоте 25 м над хвойным лесом доза излучения в 1,5 раза выше, чем над лиственным.

Большое влияние на жизненные процессы растительных и других компонентов леса оказывают всевозможные летучие вещества (терпены, углеводороды, витамины и др.). Общее количество непредельных и ароматических углеводородов, выделяемых в атмосферу за вегетационный период кедровыми насаждениями, составляет около 400-500 кг/га, сосновыми - 400-500 и березовыми - 200-220 кг/га. Среди летучих органических соединений особое значение имеют фитонциды - вещества, губительно действующие на насекомых, бактерии, грибы, другие микро — и макроорганизмы. Береза бородавчатая, дуб черешчатый, сосна эльдарская, акация белая, клен серебристый, айлант и другие породы проявляют высокую фитонцидную активность по отношению к микроорганизмам воздуха, гемолитическому стрептококку. золотистому стафилококку и кишечной палочке. Фитонциды содержатся также в можжевельнике, орехе грецком, шиповнике, эвкалипте и др. Известно, что 1 га лиственного леса выделяет в сутки 2-3 кг летучих органических веществ, а 1 га хвойного - 5 кг; 1 га можжевеловых зарослей выделяет в сутки 30 кг фитонцидов, которых достаточно для обеззараживания воздуха большого города. В лесу в 1 м 3 воздуха содержится в среднем не более 500 патогенных бактерий, а в городе - более 36 тыс. Летучие фитонциды сосновой хвои убивают инфузорий в течение 10-15 мин, хвои пихты - через 5 и кедра - через 15 мин, водный раствор из хвои этих пород убивает простейших в доли секунды. Фитонциды лиственницы сибирской, ели обыкновенной, тополя бальзамического и дуба летнего значительно снижают, а фитоорганические выделения сосны обыкновенной полностью подавляют рост и развитие колоний кишечной палочки.

Установлено, что большинство растений действуют избирательно: так, фитонциды дубовой листвы и тополя убивают возбудителей дизентерии, пихтовой хвои - дифтерии, сосновой - туберкулеза и т. д. Фитонциды, выделяемые лесными насаждениями, оказывают благотворное влияние на нервную систему человека, активизируют важнейшие физиологические процессы в организме. Фитонциды оздоровляют воздух, и их по праву называют витаминами атмосферы. Подмечено, что в молодом сосновом лесу воздух почти не содержит бактерий.

Выявлена прямая зависимость освещенности городов от степени запыленности и загазованности воздуха. Во многих современных крупных городах интенсивность солнечной радиации понижена; потери ультрафиолетового излучения из-за промышленных выбросов могут достигать 40%. Пылевой шлейф большого города может вызвать снижение радиации на окружающей территории в радиусе до 40 км. Величина суммарной освещенности летом в городе на 3-12%, а зимой на 20-30% меньше, чем в селе.

Исследованиями ЦНИИП градостроительства подтверждается положительное влияние лесной растительности на повышение чистоты воздуха, в частности на повышение прозрачности атмосферы. Установлено, что коэффициент прозрачности атмосферы в прилегающих к лесному массиву застроенных районах на 6-10% выше, чем в центре города. Подмечено, что большие лесопарковые массивы увеличивают интенсивность видимой и ультрафиолетовой радиации на 15-20%, снижают аэрозольное помутнение на 20-40%, а мутность атмосферы - на 10-30%.

Зеленые насаждения являются наиболее надежным средством защиты от различного рода шумов. Влияние леса на шум может быть прямым и косвенным. Прямое заключается в поглощении звуковых волн и снижении уровня шума, а косвенное проявляется в том, что лес сам по себе не только не производит вредных для человека звуков, но и благотворно влияет на слуховой аппарат и психику человека.

Средний уровень сокращения шумов при удалении от источника шума на расстояние 100 м в глубь леса на 5-16 дб ниже, чем на открытом месте. Степень защитной роли растений против шумов тем выше, чем больше плотность насаждений. Зеленые насаждения можно рассматривать как полупрозрачный экранирующий барьер на пути звуковых волн. Эффективность снижения шума зависит от характера и состояния насаждений (состава, размещения и конструкции, полноты, наличия подроста и подлеска, высоты и др.). Установлено, что снижение силы шума пропорционально ширине листвы лесной полосы.

Лиственные насаждения высотой 7-8 м средней густоты снижают транспортный шум на 10-13 дб, а хорошо развитые лесные насаждения на участке шириной 40 м - на 17-23 дб. Лесная полоса шириной 200-250 м почти полностью поглощает шум от движения транспорта на автомагистрали. Кроны лиственных пород поглощают 26%, а отражают и рассеивают 74% падающей на них звуковой энергии. Лучшими шумоулавливающими свойствами отличаются многоярусные насаждения, в составе которых участвует несколько древесных и кустарниковых пород. Наиболее высокой шумопоглотительной способностью отличаются лиственные породы - клен остролистный, липа крупнолистная, калина, тополь берлинский, дуб черешчатый, граб, тополь канадский, береза и др.

Велико влияние леса на изменение микроклиматических условий. Лес способствует снижению температуры воздуха и увеличению его влажности как в результате испарения влаги, так и вследствие защиты от солнечной радиации. Массы более холодного чистого воздуха как более тяжелого образуют в насаждении нисходящие токи и поступают в жилые районы города, вытесняя и замещая там загрязненный и более теплый воздух; последний, образуя восходящие токи, поднимается в верхние более холодные слои атмосферы. Радиационная температура в лесу в 2 раза и более ниже, чем на безлесной территории. Температура воздуха среди зеленых насаждений в жаркую погоду на 4-8 и более градусов ниже, чем на открытом участке. Лесные насаждения, понижая летнюю жару, одновременно повышают относительную влажность воздуха примерно на 15-30%, именно поэтому в жаркий летний день в лесу значительно прохладнее, а ночью теплее, чем на открытом месте.

В формировании благоприятного микроклимата существенную роль играет умеряющее влияние древесных пород на силу ветра, скорость которого они способны снижать в 7-11 раз. Густая изгородь из боярышника снижает скорость ветра с 2,3 до 0,4 м/с.

Зеленые насаждения приостанавливают движение горячих (летом) и холодных (зимой) ветров и распространение дымогарных газов. Полоса леса шириной 10-12 и высотой 15-17 м снижает скорость ветра в 2 раза на расстоянии от 200 до 600 м.

В лесу наибольшая скорость ветра - над кронами деревьев, ближе к кронам она уменьшается, внутри крон затухает, а у поверхности почвы приближается к нулю. Чем гуще лес, тем меньше скорость ветра. В сомкнутых древостоях в кронах она уменьшается до 30%, под кронами - до 0,7, а на высоте 2 м - до 6,3% по сравнению со скоростью над кронами. В сосновых древостоях скорость ветра внутри крон затухает слабее, чем в еловых. Доказано, что поздние и ранние заморозки в лесных массивах бывают реже и слабее, чем в окружающей лес местности. Температура воздуха в лесу отличается большей устойчивостью, чем в поле; максимумы и минимумы в лесу выражены менее резко.

Охрана воздушного бассейна - это одна из важнейших функций лесов.

Роль насаждений в борьбе с загрязнением атмосферы. Одним из главных достоинств зеленых насаждений на урбанизированных территориях является их высокая активность при улавливании вредных веществ, поступающих в атмосферу за счет транспортных и промышленных выбросов. Хорошо известна роль растений в поглощении углекислого газа, уменьшении загрязненности воздуха пылью (вредные газы поглощаются растениями, а твердые частицы аэрозолей оседают на листьях, стволах и ветках растений) и уменьшении его бактериальной загрязненности путем обогащения атмосферы различными фитонцидами.

Леса, парки, сады, бульвары и скверы в значительной степени воздействуют на состав атмосферного воздуха. Во время вегетационного сезона их растительность обогащает воздух кислородом и поглощает углекислый газ. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220 – 280 кг углекислого газа и выделяет 180 – 200 кг кислорода. Наибольшей продуктивностью в процессе выделения кислорода обладает тополь. Разные породы древесно-кустарниковых растений обладают неодинаковой интенсивностью фотосинтеза и поэтому выделяют различное количество кислорода, например деревья с большей лиственной массой выделяет кислорода больше.

Насаждения очищают воздух от промышленных и выхлопных газов (эффективность борьбы полос зеленых насаждений с вредными выбросами автомобильного транспорта может варьироваться в довольно широких пределах – от 7 до 35%). Зеленые насаждения, расположенные на пути потока загрязненного воздуха, разбивают первоначальный концентрированный поток на различные направления. Таким образом, вредные выбросы разбавляются чистым воздухом, и их концентрация в воздухе уменьшается.

Газопоглотительная способность отдельных древесно-кустарниковых пород растений в зависимости от различных концентраций вредных газов в воздухе неодинакова и зависит от степени их чувствительности к различным загрязняющим веществам. Необходимо учитывать, что растения с повышенной интенсивностью фотосинтеза имеют меньшую устойчивость к газам.

Исследования и многолетние наблюдения показали, что лучшими поглотительными качествами обладают липа мелколистная, ясень, сирень обыкновенная и жимолость.

К слабоповреждаемым породам относятся вяз (шершавый и гладкий), ель колючая, ива древовидная, клен ясенелистный, осина, тополь (берлинский, бальзамический, канадский и черный), яблоня сибирская, акация желтая, боярышник сибирский, вишня дикая, калина обыкновенная, смородина черная, можжевельник (казацкий и виргинский); к среднеповреждаемым – береза бородавчатая, ель Энгельмана, лиственница сибирская, рябина обыкновенная, ива корзиночная, клен татарский и другие виды.

Из трав наибольшей устойчивостью к газам обладает овсяница луговая, наименьшей – полевица белая. Подкормка азотными удобрениями, а также известкование, улучшающее водный режим почв, заметно повышают устойчивость растений к газам.

Таблица 4. Наилучшие зеленые фильтры для биологической очистки атмосферного воздуха в городах России

1 га деревьев хвойных пород задерживает 40 т пыли/год, а лиственные – около 100 т пыли/год – результаты изучения пылезадерживающей роли древесных и кустарниковых посадок свидетельствуют о том, что на озелененный участках микрорайонов запыленность воздуха на 40% ниже, чем на открытых или застроенных площадках.

Пыль, увлекаемая нисходящими токами воздуха, оседает на листьях, но и в безлиственный период деревья уменьшают запыленность воздуха на 37%. Наибольшей пылезадерживающей способностью обладают породы деревьев и кустарников с шершавыми, покрытыми ворсинками листьями (вяз, липа, клен, сирень).

Газон наряду с деревьями и кустарниками также задерживает пыль. Не случайно в последнее время в практике озеленения все чаще отдается предпочтение ландшафтному или свободному стилю проектирования, при котором 60% и более благоустраиваемой территории отводится под газон.

Фитонциды растений и ионизация воздуха. Многие растения выделяют в воздух летучие биологически активные вещества – фитонциды, убивающие и подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Многие из фитонцидов были выделены в чистом виде, и их химическую природу удалось установить. Оказалось, что у одних растений фитонциды – это органические кислоты, а у других – эфирные масла и алкалоиды; и в тканях различных растений фитонциды распределены неравномерно.

К фитонцидам относятся как летучие, так и нелетучие вещества растений. Все это антибиотики растительного происхождения. Летучие фитонциды способны оказывать свое действие на расстоянии; нелетучие образуются в соке тканей в момент повреждения клеточных оболочек растения, но кроме этого, фитонциды могут выделяться и неповрежденными листьями (например, фитонциды листьев дуба и березы). Количество этих веществ изменяется в зависимости от сезона, физиологического состояния растения, времени суток и почвенно-климатических условий. Больше всего их приходится на время цветения.

Изначально считали, что только растения-эфироносы обладают фитонцидными свойствами, но исследования показали, что данное явление свойственно всему растительному миру в той или иной степени. Поэтому в парках воздух содержит в 200 раз меньше болезнетворных микроорганизмов, чем на улицах города, при этом в зеленых массивах уже на расстоянии 30 метров от проезжей части улицы в 2 раза меньше микробов, чем на транспортных магистралях. Причем в чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Недаром многие санатории и больницы построены в сосновых борах. Фитонциды этого дерева, как правило, увеличивают защитные силы организма, тонизируют его.

Можжевельник выделяет фитонцидов примерно в 6 раз больше, чем остальные хвойные породы, и в 15 раз больше, чем лиственные. В нашей стране более 20 видов можжевельника, но это растение очень чувствительно к загрязнению воздуха промышленными отходами. Поэтому его высаживание, к сожалению, не приемлемо в крупных промышленных городах и на территориях санитарно-защитных зон.

Из 15 видов эвкалипта только лишь эвкалипт шаровидный способен уничтожить вирус гриппа. А быстрее всех уничтожают микробы и вирусы листья тополя и березы – в течение 3 часов.

Вследствие очень стремительного распространения информации о том, что фитонциды растений, проникая через легкие и кожу в организм человека, предохраняют его от инфекционных заболеваний, положительно влияют на обмен веществ, благоприятно действуют на психику, повсеместно стали выращивать на балконах ели и другие хвойные породы специальных карликовых видов, которые наполняют квартиры живительным лесным ароматом. В этом случае не стоит забывать, что большое значение имеет сочетаемость фитонцидов различных растений. Так, дуб, береза и тополь помогают друг другу: содержащиеся в этих деревьях летучие вещества попадают в один спектр. А вот растения различных спектров, например, лаванда и роза, угнетают друг друга своими фитонцидами. Новый биологический метод – экологический фитодизайн – занимается вопросами правильного совмещения растений с выраженными фитонцидными и газопоглотительными свойствами, используемых для санации и оздоровления воздушной среды помещений.

Итак, из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения – газонные травы, цветы и лианы.

Городская растительность способствует еще одному явлению, благотворному для человека, – повышению ионизации воздуха. Ионизация – процесс очищения воздуха путем обогащения его легкими отрицательно заряженными частицами или ионами.

Существуют аэроионы, которые могут нести отрицательный или положительный заряды. Наиболее благоприятное воздействие на окружающую среду оказывают отрицательные ионы (легкие). Носителями положительно заряженных (тяжелых) ионов обычно являются ионизированные молекулы дыма, водяной пыли и паров, загрязняющих воздух. Следовательно, чистота воздуха в значительной мере определяется соотношением количества легких и тяжелых ионов.

Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его ионами, несущими отрицательный заряд, в чем и проявляется благотворное влияние растительности на состояние человеческого организма. Для более ясного представления о возможности растений обогащать воздух отрицательными легкими ионами можно привести следующие данные: число легких ионов в 1 см 3 воздуха над лесами составляет 2000 – 3000, в городском парке – 800, в промышленном районе – 200 – 400, в закрытом многолюдном помещении – 25 – 100.

На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодыми сорняками паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается. Летучие вещества цветущих растений так же способствуют повышению в воздухе концентрации легких ионов. Ионизация лесного кислорода в 2 – 3 раза выше по сравнению с морским и в 5 – 10 раз по сравнению с кислородом атмосферы городов.

В наибольшей мере способствуют повышению концентрации легких ионов в воздухе акация белая, береза карельская и японская, дуб красный и черешчатый, ива белая и плакучая, клен серебристый и красный, лиственница сибирская, пихта сибирская, рябина обыкновенная, сирень обыкновенная, тополь черный.

Выделяемые растениями фитонциды обладают способностью очищать воздух от бактерий и насыщать его легкими отрицательными ионами. Особенно ярко выражены фитонцидные свойства у хвойных пород. Из произрастающих в средней полосе первое место по фитонцидам занимает туя, затем идут сосна, ель, пихта, можжевельник.
Но в условиях современных городов растениям становится все сложнее проявлять свои защитные свойства, им уже приходится бороться за собственное выживание под давлением внешних неблагоприятных факторов, усиливающихся с разрастанием городов вверх и вглубь и с увеличением в них транспортных потоков.
Основными причинами болезней и гибели растений в городе, не считая механических повреждений стволов и корней, являются недостаток влаги, недостаточная освещенность, неблагоприятные почвенные условия, засоление и загрязнение почвы тяжелыми металлами и избыточное загрязнение атмосферы.
Часто взрослые деревья не выдерживают резкого изменения условий, в которых они росли всю свою жизнь, например, возникшего затенения из-за построенного высотного здания, или резкого понижения уровня грунтовых вод, связанного с рытьем котлована на расстоянии 100-200 метров, или с уплотнением почвы от возникшей под деревьями стихийной парковки автомобилей. Молодые экземпляры, как правило, лучше приспосабливаются к переменам.
А вот при замене погибших насаждений необходимо в первую очередь подбирать устойчивые к городским условиям породы. Вопрос этот изучался, наверное, с тех пор, как возникли первые города. И теперь мы знаем, что в городе не стоит сажать капризную ель обыкновенную, требовательную к почвенным условиям и влаге, не переносящую загазованного воздуха. Негазостойка и сосна обыкновенная, хотя нетребовательна к почве и очень морозостойкая порода. Возле оживленных магистралей и в центре города явно не ее место. Красавицы туя западная и ель колючая переносят задымленность и загазованность городской атмосферы лучше других вечнозеленых хвойных пород, очень морозостойки, ель колючая также засухоустойчива, но требовательна к свету, туя же, наоборот, одна из самых теневыносливых пород, но не любит пересыхания почвы. А вот лиственница сибирская и европейская у нас чемпион по выживанию в городских условиях. Не даром она одна из всех хвойных выживает на вечной мерзлоте. Ее засухоустойчивости и дымо- газоустойчивости способствует осенний сброс хвои. Вместе с хвоей растение ежегодно расстается и с накопленными в тканях хвоинок вредными веществами. У вечнозеленых хвойников накопление в хвое загрязнителей идет столько лет, сколько живет хвоя. Это, конечно, оказывает негативное влияние на жизнь растения. При выборе места для посадки лиственницы необходимо учесть ее исключительное светолюбие. Довольно устойчивы к городской среде и можжевельники, особенно можжевельник казацкий. Плохо переносит загазованность можжевельник обыкновенный.

Деревья - это наши лучшие друзья!!! Если Вы сомневаетесь в этом, тогда представляем вашему вниманию 20 главных причин, из-за которых стоит сажать, ухаживать и защищать деревья.

#1: Борются с парниковым эффектом

Стало результатом избытка парниковых газов, созданных при горении ископаемого топлива и истребления тропического леса. Солнечное тепло, отражаясь от Земли, попадает в ловушку из слоя парниковых газов, в результате чего, уровень мировой температуры постоянно растет. Углекислый газ (CO2) считается одним из главных парниковых газов. Деревья, в , перерабатывают СО2 на кислород. В течение одного года, акр взрослых деревьев поглощает количество CO2, которое вырабатывает автомобиль проехавший 26000 миль.

#2: Очищают воздух

Деревья поглощают запахи и газы загрязняющих веществ (оксиды азота, аммиак, диоксид серы и озон), а также фильтруют твердые частицы из воздуха, путем захвата их на листья и кору.

#3: Обеспечивают нас кислородом

За один год, акр зрелых деревьев, может обеспечить кислородом 18 человек.

#4: Остужают улицы и города

В течение последних 50 лет из-за масштабного строительства и снижения количества зеленых насаждений средняя температура в городах заметно увеличилась. Деревья способны понизить температуру на несколько градусов Цельсия, за счет создания тени для наших домов и улиц, разбивая городские «тепловые острова» и выпуская водяной пар в воздух через листья.

#5: Экономят энергию

Три дерева, правильно размещенные вокруг дома, могут сократить летние потребности в кондиционировании воздуха на 50 %. При снижении спроса на энергию, для охлаждения наших помещений, уменьшаются выбросы двуокиси углерода и других загрязняющих веществ от электростанций.

#6: Экономят воду

Многим саженцам нужно около 15 галлонов воды в неделю. Тень от деревьев замедляет испарение воды из почвы и увеличивает влагу в атмосфере.

#7: Предотвращают загрязнение воды

Деревья уменьшают сток, разбивая осадки, что позволяет замедлить скорость потока воды. Это предотвращает попадание загрязняющих веществ и мусора в океан. Еще деревья действуют как губка, которая фильтрует грунтовые воды.

#8: Предотвращают эрозию почвы

Деревья своей корневой системой скрепляют почву, удерживая ее на месте, а также замедляют скорость ветра и поток воды.

#9: Защищают детей от ультрафиолетовых лучей

Рак кожи является самой распространенной формой рака в странах с жарким и солнечным климатом. Деревья снижают воздействие ультрафиолетовых лучей примерно на 50 %, обеспечивая тем самым защиту детей на школьных дворах и детских площадках, где они проводят много времени.

#10: Обеспечивают нас питанием

Яблоня может дать около 400-600 кг плодов в год. Помимо пропитания людей, деревья обеспечивают пищей птиц и диких животных.

#11: Исцеляют

Исследования показали, что пациенты в палатах с видом на деревья выздоравливают значительно быстрее и с меньшим количеством осложнений. У Детей с СДВГ (Синдром дефицита внимания и гиперактивности) было замечено меньшее проявление симптомов заболевания, когда они имели доступ к . Созерцание на зеленые деревья расслабляет и снижает уровень умственной усталости.

#12: Уменьшают насилие

Дома, которые не имеют деревьев, показали значительный уровень насилия среди их владельцев, чем их озелененные аналоги. Еще деревья помогают уменьшить уровень страха.

#13: Дают представление о времени года

Это зима, весна, лето или осень? Взгляните на деревья и сразу станет ясно!

#14: Создают экономические возможности

Фрукты, собранные в саду можно продать, тем самым обеспечив доход. Неплохие перспективы для зеленого бизнеса возникают в городах, которые в наше время , как никогда раньше. Профессиональные курсы обучения людей, заинтересованных в работе по озеленению, также являются отличным способом получения экономической выгоды.

#15: Учителя и товарищи по играм

Дома для детей или места творческого и духовного вдохновения для взрослых. Деревья предоставляют нам уютное пространство для игр, общения, работы или учебы.

#16: Объединяют различные группы людей вместе

Посадка молодых деревьев предоставляет возможность участия групп людей различных возрастов, полов и взглядов в коллективных мероприятиях, что улучшает взаимопонимание и приводит к новым интересным знакомствам.

#17: Служат защитой и средой обитания для животных

Дуб и каштан являются одними из многочисленных видов городских деревьев, которые обеспечивают жильем и укрытием насекомых, птиц, белок и других животных.

#18: Украшают

Деревья могут маскировать неприглядные виды, а также приглушать звуки и создавать приятный, и успокаивающий зеленый занавес для глаз.

#19: Обеспечивают древесиной

В пригородных и сельских районах, древесина может быть использована в качестве топлива для обогрева помещений или приготовления пищи.

#20: Увеличивают стоимость недвижимости

Красота от хорошо посаженых и ухоженных деревьев около дома может поднять его стоимость на целых 15 %.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .