Ліс — це сукупність землі, рослинності, в якій переважають дерева та чагарники, тварини, мікроорганізми та інші природні складові, що в своєму розвитку біологічно взаємопов'язані, впливають одна на одну і на довкілля.Лісовий кодекс України (ст. 3) м. Київ, 21 січня 1994 року N 3852-XII
Згідно з поширеним визначенням Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН, 2006 року ліси посідали 4 мільярди гектарів або приблизно 30 відсотків площі суші у світі.
Ліси є переважною наземною екосистемою Землі і поширені усім світом. Ліси складають 75 % валового первинного виробництва біосфери супутника Сонця (Землі) і містять 80 % рослинної біомаси нашої планети. Чисте первинне виробництво оцінюється в 21,9 гігатонни вуглецю на рік для тропічних лісів 8,1 — для лісів помірних широт і 2,6 — для тайгових лісів.
Ліси на різних широтах і висотах утворюють виразно різні екозони: тайгові ліси навколо полюсів, тропічні ліси поблизу екватора і помірні ліси в середніх широтах.
Людське суспільство та ліси впливають один на одного як позитивним, так і негативним чином. Ліси надають екосистемні послуги людям і служать туристичною принадою. Ліси також можуть впливати на здоров'я людей. Діяльність людини, разом із заготівлею лісових дарів, може негативно впливати на лісові екосистеми.
Вивченням законів життя та розвитку лісу, його відновлення, вирощування та впровадження систем рубок, підвищення загальної продуктивності лісових насаджень, переймається лісівництво як наука.
Визначення
Визначення стосовно «лісу» давали багато відомих учених. Г. Ф. Морозов 1912 року писав, що ліс — це спільнота деревних рослин, у якому вони взаємно впливають одна на одну, породжуючи ряд нових явищ, не властивих окремим деревам. У лісі спостерігається не тільки взаємний вплив дерев одне на одне, але й на зайнятий ними ґрунт і атмосферуМорозов Г. Ф. Учение о лесе. — М.: Гослесбумиздат, 1950. — 282 с.. За П. С. Погребняком, ліс — це взаємопроникна єдність лісових рослин, тварин та займаного ними середовища (ґрунту й атмосфери). М. Є. Ткаченко визначив ліс як своєрідний елемент географічного ландшафту у вигляді великої сукупності дерев, які у своєму розвитку біологічно взаємопов'язані і впливають на довкілляТкаченко М. Е. Общее лесоводство. — М.: Гослесбумиздат, 1955. — 370 с..
Визначення лісу як екологічної системи почало формуватися ще з середини ХІХ ст. Німецький вчений Е. А. Росмесслер відзначав у той час, що ліс поєднує в собі як єдине ціле велику різноманітність матеріальних ресурсів і явищМелехов И. С. Очерк развития науки о лесе в России. — М.: Изд-во АН СССР, 1957. — 68 с..
Загальні дані
Ліс — територія з високою щільністю дерев. Рослинні угруповання, що утворюються на таких територіях, є характерними для великих площ суходолу в різних районах Земної кулі. Їхніми найважливішими призначеннями в біосфері є зв'язування вуглекислого газу, утворення біотопів, придатних для життя багатьох видів тварин, рослин та грибів, регулювання гідрологічного режиму, розвиток та підтримка ґрунтів.Ліси відрізняються від лісистих місцевостей за ознакою змикання покриву: в лісі гілки та листя крони окремих дерев перекривається, хоча, при цьому, і можуть існувати ділянки відкритої місцевості — галявини. Лісиста ж місцевість характеризується практично повсюдною наявністю відкритого ґрунту, з деревами, віддаленими одне від одного на відстань більшу за радіуси їхніх крон.
Ліси можна знайти в будь-якій місцині, де природні умови придатні для сталого росту дерев, вище від рівня моря (а подекуди і нижче), до лінії альпійських лук, за винятком місцевостей, де природна частота вогнепалів надто велика, або середовище зазнає тиску з боку природних або антропогенних чинників (виїдання дикими або свійськими тваринами лісового підросту, незаконна вирубка людиною).
Загалом, лісам з перевагою покритонасінних (широколистяним), притаманне помітно більше біорізноманіття, аніж лісам з домінуванням голонасінних (хвойним). Втім, з цього правила існують і винятки: так, осиково-березові лісові масиви у північних широтах мають нижчі показники біорізноманіття, ніж тамтешні хвойні ліси. Деякі ліси вміщують багато окремих видів дерев на незначній площі (наприклад, тропічні дощові ліси та листопадні ліси помірного поясу), а деякі всього кілька видів, що покривають значні території (гірські хвойні ліси). Будь-який ліс є біотопом, де мешкає багато видів тварин та рослин, і біомаса на одиницю площі є великою порівняно до інших рослинних угруповань. Велика частина біомаси, при цьому, знаходиться під землею в кореневих системах та у вигляді частково перегнилого рослинного детриту.Деревина лісів містить лігнін, котрий є речовиною, що розкладається відносно повільно у порівнянні з іншими органічними матеріалами — такими як целюлоза та крохмаль. Цим зумовлений відносно повільний (у порівнянні з іншими рослинними угрупованнями) кругообіг органічних речовин в лісі.
Найбільшими лісовими біомами є такі:
Дощові ліси (вологий тропічний ліс) Тайга Твердодеревинні ліси помірного поясу Тропічні сухі ліси
Деградація лісів в останнє десятиліття Команда американських учених під керівництвом Мета Хансена (Matt Hansen) з кафедри географії Мерілендського університету оприлюднила огляд світової динаміки лісових масивів за останні 12 роківHansen M.C., Potapov P.V., Moore R. et all. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change // Science. — 2013. — V. 342. — P.850.Boyd I.L., Freer-Smith P.H., Gilligan C.A., Godfray H.C.J. The Consequence of Tree Pests and Diseases for Ecosystem // Science. — 2013. — V. 342. — P.823..
Аналіз глобальних даних супутникових знімань, дозволив описати динаміку зміни площі лісових масивів у світі. У підсумковому розгляді деградації і приросту, перша переважає: площа лісових масивів неухильно убуває, за десять років вона скоротилася на 1,4 млн км². Найбільша втрата лісових площ відносно приросту зафіксована для тропічної зони, найменша — для помірної. Статистика на прикладі Бразилії показує ефективність урядових заходів, які приймаються для збереження тропічних лісів. Важливо також в умовах розширення міжнародних зв'язків контролювати інтродукцію паразитарних видів, бо на нових територіях вони можуть викликати епідемію серед лісових дерев.
Ліси по зонах Втрати (км2) Приріст (км2) Тропічні 1105786 247233 Бореальні (субарктичні) 606841 207100 Субтропічні 305835 194103 Помірні 273390 155989 Загалом 2291851 804425
Перші ліси — девон Перші дерева і, відповідно, перші ліси з'явилися на Землі в середньому девоні — 398—385 млн років тому. Це був початок того періоду в розвитку біосфери, який Г. А. Заварзін назвав «плантієм» (від англ. «Plant» — рослина), оскільки вищі судинні рослини, завоювавши сушу, ставали основними продуцентами на Землі. Їх надзвичайно висока продукція (приріст маси) і досить велика біомаса забезпечували вивід з кругообігу великої кількості вуглецю, що приводило до істотного зниження вмісту вуглекислого газу в атмосфері. «Плантій» триває і зараз, але про його початок відомо дуже мало.
Перші знахідки скам'янілих решток дерев девонського періоду були зроблені ще в 1920-х роках в штаті Нью-Йорк (США), при розкопках кар'єру в околицях Гілбоа (). Роздуті основи стовбурів дерев, що відносяться тепер до роду (клас вимерлих рослин Cladoxylopsida, споріднений папоротям), — все, що залишилося від цього стародавнього лісу. Вважається, що ріс він на болоті (для болотних рослин нерідкі роздуті основи) і складався лише з дерев одного ярусу. Втім, як виглядали самі дерева і якого вони були розміру, залишалося неясним.
Тільки в 2007 році група вчених на чолі з Вільямом Стейном () з університету Бінґгемптона зуміла за збереженими залишками відтворити загальний вигляд Eospermatopteris. З'ясувалося, що це були дерева з нетовстим стовбуром, висотою близько 8 і більше метрів. Нагорі стовбур увінчувала крона з позбавлених листя гілок, так що в цілому рослина злегка нагадувала пальму або деревоподібну папороть.
Згодом в журналі Nature з'явилася інша робота Стейна і його колег. Цього разу дослідники звернулися до того самого кар'єру близько Гілбоа, де були знайдені перші рештки Eospermatopteris. Вони обережно вилучили ґрунт, що заповнив кар'єр (іноді вимивали його сильним струменем води), і докопалися до «дна» — шару стародавнього ґрунту, за яким були розкидані основи дерев так, як вони росли. На ділянці площею 1 200 м² дослідники виявили 486 різних об'єктів, які можна було трактувати як залишки рослин. Більшість об'єктів — це різного ступеня збереження основи дерев Eospermatopteris. Але крім них були присутні рештки ще двох типів рослин. Одні (ймовірно, представники порядку Aneurophytales з повністю вимерлого класу , далеких предків голонасінних) виглядали як горизонтально лежачі стебла діаметром близько 15 см і які в довжину досягали 4 м. Ці «стебла», або правильніше сказати «різоми» (кореневища), іноді дихотомічно ділилися. Було також очевидно, що вони дуже близько підходили до рослин Eospermatopteris і, можливо, використовували їх як опору для зростання (на зразок ліан). Нарешті, треті рослини, знайдені на тій же ділянці — це представники деревоподібних плаунів Lycopodiopsida. Від них залишилися тільки горизонтальні стебла діаметром близько 15 см. Сказати більше про зовнішній вигляд цих рослин та їх систематичну приналежність поки неможливо: занадто мало матеріалу.
Таким чином, ліс, що існував в девонському періоді в тому місці, де зараз розташовується вивчений кар'єр, був не настільки простим і включав принаймні три типи різних деревних рослин. Стейн і його колеги вважають, що умови, в яких розвивалося це рослинне угруповання, не відрізнялися стабільністю. Аналіз відкладень з сусідніх місць свідчить про те, що час від часу тут спостерігалося значне підвищення рівня внутрішнього моря і затоплення лісу. На закінчення треба зазначити, що ґрунт, вилучений з кар'єру, після закінчення робіт було повернуто на своє колишнє місце. Багатий скам'янілостями шар знову під захистом шару осадів.
Складові лісу
До складових елементів лісу (у лісівництві) належать — насадження, деревостан, підріст, підлісок, підгін, живе надґрунтове вкриття, відпад, лісова підстилка, галявина, прогалина, узлісся, зруб, стіна деревостану, згарище і пустище. Головним елементом лісу є насадження.
Лісове насадження — це ділянка лісу однорідна за деревною, чагарниковою рослинністю та живим надґрунтовим вкриттям. Є головним складовим елементом лісу. У насадженні виділяють такі яруси: деревостан, підріст, підлісок, живе надґрунтове вкриття, які разом із позаярусною рослинністю, складають наземну частину лісу. Коріння цих рослин, численні мікроорганізми та макроорганізми, ґрунт, материнська гірська порода утворюють підземну частину лісу. Не кожне насадження має усі перелічені вище яруси. Найважливішими ознаками лісового насадження є його Таксаційні характеристики насадження. Деревостан (іноді лісостан) — сукупність деревних порід у тому чи іншому лісовому насадженні. Деревостани розрізняють за складом порід, формою, походженням, віком та продуктивністю. У деревостанах виділяють переважну, головну, другорядну та супутню породи. (Деревостан) Підріст — молоде покоління деревних рослин, що росте під наметом лісу або на зрубах, яке здатне вийти у перший ярус насадження, замінивши старий материнський деревостан. Підріст буває насіннєвого та вегетативного походження. Однорічний підріст насіннєвого походження називають сходами, а старше одного року — самосівом. Підлісок — чагарники, рідше дерева, які ростуть під наметом лісу, утворюючи найнижчий ярус насадження, і не здатні вийти у верхній ярус в даних лісорослинних умовах. Складається підлісок з тіньовитривалих порід, інколи може бути відсутній.