Bitki tiplerinin hektardaki bitkisel üretimi

Sebze ve yıllık bitkiler bir gram kuru yaprağı, orman ağacı fidanlarına göre 2-10 kat daha hızlı üretebilmektedir. Ancak bu durum, hektardaki yıllık üretime pek uymaz. Örneğin Almanya'da yapılan bir araştırmada, ladin, melez+kayın ve melez+göknar ormanlarında bir hektarlık alandaki yıllık gövde üretimleri (yıllık artım) 10-9,1 ve 6,4 ton olarak saptanmıştır. Buna karşılık, çayır, buğday, çavdar ve patates ekili bir hektarlık alandaki yıllık verimler ise, 5,7-7,4-6,7 ve 10,4 ton olarak bulunmuştur. Yapılan başka bir araştırmada, bir hektarlık alandaki çayır ve mera bitkilerinin (kurak bölge çayırları, normal çayırlar, nemli bölge çayırları) yıllık maksimum bitkisel üretim miktarlarının 0,4-33,0 ton; kültür bitkilerinin (hububat, mısır, pirinç, şeker kamışı) 8,2-67,0 ton ve orman ağaçlarının ise, 3,7-23,4 ton arasında değiştiği görülmüştür.

Yukarıdaki bulgulara göre, hektardaki yıllık maksimum bitkisel üretim miktarları bakımından, çayır ve mera bitkileri genel olarak, orman ağaçlarının verim güçlerinden daha düşük olduğu, ancak buna karşın kültür bitkilerinin de orman ağaçlarından daha üstün olduğu görülmüştür. Bu üstünlüğün, kültür bitkilerinde genetik ıslahın ve bakımın etkili olmasından kaynaklandığı söylenebilir. Nemli ve sıcak bölgelerdeki bitki türlerinin hektardaki bitkisel üretim miktarlarının da genellikle yüksek olduğu gözlenmiştir. Örneğin, nemli bölge çayırlarının hektardaki yıllık maksimum bitkisel üretim miktarlarının 2,1 tondan 33,0 tona kadar çıktığı bildirilmektedir. Aynı şekilde, orman ağaçlarından okaliptusun (Eucalyptus deglupta) hektardaki yıllık maksimum bitkisel üretim miktarının da 23,4 ton olduğu bildirilmiştir. Yine kültür bitkilerinden şeker kamışının, hektardaki yıllık maksimum bitkisel üretiminin ise, 34,3-67,0 ton arasında olduğu hesaplanmıştır. Üretim gücü bakımından bitki tiplerinin, kültür bitkileri-orman ağaçları-çalı, çayır ve mera sıralaması gösterdiği sonucuna varılmıştır.

Orman ekosistemi, ağaç boyları ve kökleri ile belirlenen geniş bir mekânı işgal eder. Ekosistemdeki yaprakların önemli bir kısmı, az ışıkta da fotosentez yapabilen gölge yapraklarından oluşur. Gölge yapraklarının bu özelliği, ışık yapraklarının gölge baskısı altında yaşamalarına olanak sağlamaktadır. Böylece, gölge ve ışık yapraklarının ekosistemdeki sayısı, çok fazla olabilmekte ve hatta bir hektardaki toplam yaprak yüzeyi (yaprak yüzeyi endeksi), 5-27 hektar arasında bir değere sahip olabilmektedir. Halbuki bu endeks, çayırlık ve mısır tarlasında gübreleme durumuna göre, 2-11 hektar arasında olmaktadır. Bu yüzden tahminlere göre, step bitkileri yılda hektarda ortalama olarak 0,36 ve kültür bitkileri ise, 1,6 ton karbon bağlarken, orman ağaçları 2,5 ton karbon bağlayabilmektedir. Bugün orman ağaçları, bu özelliklerinden dolayı, enerji dar boğazının giderilmesinde kullanılmaya çalışılmaktadır.

Orman ekosisteminin söz konusu olan bu 2,5 ton karbonu bağlayabilmesi için, hektarda 260-600 ton arasında birikmiş bir servete sahip olması gerekmektedir. Orman ekosisteminin bitkisel üretimden başka, doğaya ve insanlara yararlı olan birçok hizmetleri de vardır. Bu bakımdan diğer bitki toplumlarından, çok daha fazla üstünlüklere sahiptir. İşgal ettiği geniş mekân, derin ve yaygın kökleri, geniş yaprak yüzeyi ve kuvvetli gövdeleri ile dayanışma halindeki ağaçlar tarafından, dış çevrenin zararlı etkilerine (yağış, sel, rüzgâr, çığ, don, güneş ve sıcaklık gibi) karşı korunmaktadır. Nem, ışık, sıcaklık, mineral ve organik madde, CO₂ ve O₂ miktarlarının dikey ve yatay yönde çok değişken olması, ekosistem içinde çok sayıda ve türdeki canlının yaşamasını mümkün kılmaktadır. Bu haliyle orman, diğer bitki toplumlarına göre, çok daha büyük bir doğal güce ve zenginliğe sahiptir.

Orman, önden 10 ağaç boyu ve arkadan da 20 ağaç boyuna kadar olan bir mesafede rüzgâr hızını kesmektedir. Ağaçlar kapalı bir ormanda, ışık şiddetini toprak seviyesinde %5'in altına düşürür. Yıllık ortalama sıcaklık, ağaç tepelerinde 0,3^oC ve toprak seviyesinde ise, 1^oC kadar daha düşük olmaktadır. Orman, kışın daha sıcak ve nemli olmaktadır. Orman içinde nem düzeyi, dış ortama göre %10 kadar daha yüksektir.  Orman, yağışı arttırmaz ancak, yağış getiren rüzgarların orman kenarına çarptıktan sonra iki ağaç boyu kadar yükselmesi sonucu, bir miktar yağış meydana gelebilir. Orman ağaçları duruma ve türe bağlı olarak, yağan yağışın %12-60 kadarını dal ve yapraklarında tutarak, buharlaşmasına (intersepsiyon) neden olur. Bu buharlaşma miktarı çalılarda %4-14 ve çayırlarda ise, %6-17 kadardır. Bütün bitkiler, solunum (transpirasyon) yolu ile de su kaybına sebep olmaktadırlar. Yağışın ancak toprağa düşen kısmı, yüzeysel akış haline geçmekte ve yer altı suyuna karışmaktadır. Bu nedenlerle, ormanın bulunduğu arazinin su verimi, çıplak araziye nazaran çok düşüktür.

Diğer taraftan ormanlık arazide, yağış suyu hızla toprağa sızar ve suyun toprakta süzülme ve tutulma olanağı daha fazladır. Bunun sonucu, ormanda toprak taşınması ve su baskını pek olmaz ve orman toprağından süzülen sular da daha temizdir. Aynı zamanda ormandan gelen akış suları, daha uzun süre devam etmekte ve bol olmaktadır. Amerika Mississipi bölgesinde yapılan bir araştırmada, pamuk tarlası, mera, nadas alanı, yapraklı orman ve çam ağaçlama sahasında yağan yağışın %34-29-13-10-2 kadarının yüzeysel akış haline geçtiği ve hektardan yıllık olarak 10-0,80-0,07-0,05-0,01 ton toprak taşındığı hesap edilmiştir.

Ormanda yağan karların %30-62 kadarı, ağaçlar tarafından tutulmakta ve daha uzun sürede erimektedir. Bu nedenle ormanlık arazide, çığ, sel ve su taşkını olayları pek görülmez. Ekosistemdeki yaprak bolluğu sayesinde, bitkiler fotosentez yoluyla CO₂'in karbonunu bitkisel üretim olarak bağlamakta ve O₂ üretmektedirler. O₂ ise, solunum, ayrışma ve yanma olayları ile tüm organik maddelerden yeniden CO₂'in açığa çıkmasına neden olur. Oksijen, aynı zamanda çevremizi yaşanır hale getirmektedir.

Orman, kirli ve sağlığa zararlı maddeleri (toz, vs) taşıyan rüzgarların hızını keserek, bu maddelerin bitkiler üzerinde birikmesine, yağışlar ile de toprağa karışmalarına ve ayrıca da orman ve çevresindeki havanın daha temiz olmasına neden olmaktadır. Genç, sık ve çok katlı karışık meşcereler gürültüyü yarı yarıya azaltmaktadır. Orman aynı zamanda, çok sayı ve çeşitteki hayvanlara besin ve barınak sağlamaktadır. Av hayvanları ve bal arılarının ekonomik faydaları da önemli sayılır. Buna karşın, hayvanların bitkisel üretime ve çevreye zararları da söz konusudur.