Научно-исследовательский проект "Много леса — не губи! Мало леса — береги! Нет леса — посади!"

Научно-исследовательский проект
"Много леса — не губи! Мало леса — береги!  Нет леса — посади!"

Урал –  уникальная горная система на территории России, протянувшаяся более чем на 2000 км с севера на юг и разделяющая две части света – Европу и Азию.
Урал  — это сокровищница разнообразных полезных ископаемых. Здесь были открыты первые российские месторождения золота, платины, алмазов и изумрудов, а также многочисленные месторождения высококачественных железных и медных руд.
С 18 века Урал является локомотивом металлургической промышленности России. В 18 веке для производства металла был необходим древесный уголь, для получения которого интенсивно вырубались уральские леса. Позже древесный уголь был заменён каменным, но стали развиваться другие виды промышленности, потребляющие древесину.
Существует мнение ученых о том, что за последние 100 лет лесные богатства России исчерпаны до такой степени, что наступило время заботиться не столько о расширении использования этих богатств, сколько о сохранении их для будущих поколений.

Цель проекта:  Выявить динамику изменения площадей земель лесного фонда в Свердловской области (зона Среднего Урала) в период  с  2007г. по 2013г.

Задачи:
1. Определить основные факторы, влияющие на величину лесных ресурсов в Свердловской области.
 2. Получить статистические данные по основным факторам, которые приводят к сокращению или восстановлению лесных ресурсов Свердловской области.
3. Проанализировать полученные статистические данные и сделать выводы о динамике изменения площадей земель лесного фонда в Свердловской области  с  2007г. по 2013г.
4. Результаты проекта наглядно представить в виде макета постера.

Актуальность:  В настоящее время Свердловская область – это территория с динамично развивающейся промышленностью, поэтому здесь  ведутся интенсивные заготовки древесины. Кроме того, ежегодно значительная часть леса погибает от вредителей и пожаров. В связи с этим большое значение имеет сохранение баланса между площадью лесозаготовок и погибшего от пожаров и других причин леса и площадью лесовосстановительных работ.

Проблема: В достаточном ли объёме ведутся лесовосстановительные работы и перекрывают ли они площади вырубленного и погибшего по разным причинам леса?

Гипотеза: Мы предположили, что площадь лесозаготовок вместе с территорией погибшего от пожаров и по другим причинам леса на Среднем Урале  в период с 2007г. по  2013г. не превышала площади лесовосстановления,  т.к. это является условием разумного использования лесных ресурсов. Чтобы подтвердить или опровергнуть нашу гипотезу, мы воспользовались данными  территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Свердловской области.

Лесной фонд планеты
Лес – один из основных типов растительного покрова Земли, представленный многочисленными жизненными формами растений, среди которых главную роль играют деревья и кустарники, второстепенную – травы, кустарнички, мхи, лишайники и т. д.
Леса как экологические системы важны во многих отношениях. Во-первых, это одни из немногих экосистем суши, сохранившиеся в естественном или слабо измененном человеком состоянии; во-вторых, это самые крупные экосистемы на Земле, которые характеризуются высокой продуктивностью и в которых аккумулируется большая часть органического вещества планеты в виде древесины, детрита, гумуса, используемого затем человечеством как для собственного потребления, так и для восстановления исчезающих в процессе его хозяйственной деятельности компонентов биосферы.
Леса играют большую роль в развитии экономики, улучшении окружающей среды, повышении благосостояния народа. Сами деревья – мощнейшие создатели биомассы; это поставщики топлива, а также древесины для строек и поделок, технического сырья, дубильных, лекарственных, красящих и многих других полезных веществ.
Из древесины изготавливают более 20 тысяч видов изделий и продуктов. Без нее не может обойтись ни одна отрасль народного хозяйства. Из древесных опилок получают спирт, сахар, синтетический каучук. Древесина идет на изготовление шпал, тары, фанеры, она используется в целлюлозно-бумажной и мебельной промышленности.
Лес – это среда обитания для большинства видов животных, он являются кормильцем животных и человека, дарящий им орехи, ягоды, грибы, съедобные побеги, травы и лишайники.      
Во всех без исключения лесах, в том числе в промышленном, обитают промысловые виды зверей и птиц. Лесная зона – крупнейшее в мире охотничье угодье: белка и соболь, куница и горностай, бобр и выдра, тетерев, глухарь, рябчик – чего только не приносят охотники из лесов.
Кроме того, леса – это здравницы и места отдыха, ресурс культуры и науки, украшение ландшафта, источники радости и здоровья, эстетического и экологического воспитания.
Лесные экосистемы очень важны для жизни биосферы: они обогащают атмосферу кислородом и поддерживают уровень содержания в ней диоксида углерода. Леса играют большую роль в круговороте воды. Лесные почвы фильтруют воды, стекающие с полей и промышленных площадок, и очищают их от многих вредных примесей. Лесные экосистемы испаряют в атмосферу влагу и благотворно влияют на климат, повышая влажность воздуха.
Лес, образно говоря, - это легкие планеты. Деревья являются той зеленой фабрикой, которая восстанавливает живительную силу отработанного воздуха. Чем лучше растут леса, тем больше они выделяют кислорода и тем быстрее поглощают углекислый газ. В настоящее время установлено, что более половины фотосинтетического кислорода атмосферы поставляется лесами. Тем самым леса играют главенствующую роль в регулировании газового состава атмосферного воздуха. Поэтому уменьшение лесистости суши, вырубка за последнее тысячелетие 50-70% естественных лесов должны были в большей или меньшей степени сказаться на углеродно-кислородном балансе атмосферы и океана.
При рациональном использовании лесных экосистем в них поддерживается экологическое равновесие – естественным путем возобновляются популяции деревьев, промысловых животных, лекарственных трав, грибов. В итоге – сохраняется и биосферная роль лесов. Однако принципы рационального использования лесов соблюдаются не всегда.
Основные причины нарушения принципов рационального использования лесов – это, во-первых,  превышение расчетной лесосеки. Расчетная лесосека – это план заготовки древесины в пределах годичного прироста, при котором лесу не будет нанесен существенный урон и он сможет восстановиться.
Кроме того, большое отрицательное влияние на процессы жизни леса оказывают лесные пожары, а также болезни леса, неблагоприятные погодные условия, антропогенные факторы.
 
Динамика площадей лесного фонда Среднего Урала
(Свердловская область) в 2007-2013 гг.
Для реализации проекта я и мой руководитель, Снегирева Надежда Ивановна, обратились за необходимыми данными в  территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Свердловской области.
Согласно данным  территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Свердловской области, общая площадь лесов на территории Свердловской области по государственному лесному реестру по состоянию на 01.01.2014 г. составляет 16 032,9 тыс. га, или 82,5 % от общей площади Свердловской области,  что позволяет отнести Свердловскую область к многолесным районам.
 
Площадь лесозаготовок
Данные о заготовках древесины в Свердловской области  сотрудники территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Свердловской области нам предоставили в кубических метрах. Для определения, скольким гектарам леса в среднем соответствует 1 кубический метр заготовленной древесины, мы воспользовались следующим арифметическим расчётом:
Мы предположили, что в среднем ствол каждого дерева имеет форму конуса, основой которого является круг диаметром 0,5 м, а высота равна 20 м. Объем дерева вычисляем по формуле объема конуса: V = 1/3пr2h = 1/33,14-0,152-20 = 0,47 мз. 
Таким образом,  мы получили, что в одном среднем дереве содержится примерно 0,47 кубических метров древесины.
Чтобы узнать, сколько кубических метров леса растёт на 1 гектаре, необходимо определить общее количество деревьев на этой площади. Гектар — это площадь квадрата со стороной 100 метров. Известно, что в среднем деревья в лесу отстоят друг от друга  на расстоянии 5 метров, следовательно, на расстоянии 100 м будет расположено 20 деревьев, а на площади 100мX100 м — 400 деревьев. Объём древесины из такого леса на одном гектаре будет равен 0.47х400=188 метров кубических. Тогда  1 кубический метр древесины будет соответствовать примерно 1/188 гектара леса.