Повітряне середовище фітоценозів
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
Основные и весьма существенные отличия воздушной среды фитоценозов от окружающей их атмосферы заключаются в ослабленной солнечной, особенно физиологически активной, радиации (ФАР), в наличии флуоресцентной радиации хлорофиллоносных растений (и некоторых животных), в иных количествах углекислого газа, кислорода и паров воды, а также в присутствии значительного количества летучих, в том числе фитонцидных, органических веществ.
Световой режим. О проникновении света под полог крон доминирующих деревьев, а также о качестве света можно судить по таблице 14. Среднесуточные суммы поглощенной пологом дуба (Quercus robur) радиации, по Н. Н. Выгодской (1967), в мае были равны 0,27, июне — 0,42, июле — 0,45, августе — 0,37, сентябре — 0,27 ккал/см2.
Весьма сильно уменьшена и физиологическая активность радиации, прошедшей через толщу листьев. Так, в березовый лес в начале распускания почек (май) и в период полного распускания листьев проникает лишь 1/3—1/4 часть общего количества ФАР (рис. 48).
Проникновение ФАР под полог березового леса весной и летом
Установлено, что большое число растений не только рассеивает и поглощает солнечный свет, но и производит собственное флуоресцентное свечение. О величине флуоресценции можно судить на примере тянь-шаньской ели. Для ее хвои суммарный коэффициент яркости определен в 0,67, а коэффициент яркости флуоресценции — 0,13—0,07, т. е. лишь в 4—10 раз меньше (Тихов, 1948). Таким образом, в растительных сообществах существует совершенно особый по качеству световой режим.
Состав воздуха. Ценотическая среда значительно отличается от внешней среды даже в таком, казалось бы, мало изменяющемся факторе, как молекулярный состав атмосферного воздуха. В лесу содержание углекислого газа меняется от яруса к ярусу. Так, вблизи от почвы, слабо покрытой растительностью, оно составляет 0,08%, т. е. почти в три раза больше нормального (0,03%). В области древесных кроя (в дневное время) количество его, наоборот, падает до 0,02% в связи с потреблением на фотосинтез. Естественно, что эти величины зависят от времени дня и года. Так, если в дубовом лесу («Основы лесной биогеоценологии», 1964) летом в 7 ч в припочвенном воздухе содержание углекислоты принять за 100%, то в 10 ч оно составит 71, в 12 ч — 68, в 18 ч —только 57%. При этом в профиле леса градиенты углекислоты такие: на уровне почвы — 0,68, на высоте 1,15 м — 0,46, в кронах — 0,44 мг/л.
В фитоценозе углекислый газ находится во внутреннем круговороте: он выделяется при дыхании, особенно животных и микроорганизмов, и изымается из фитоценотической среды при фотосинтезе. То же самое (но с выделением при фотосинтезе и с поглощением при дыхании) касается кислорода.
Растения (и почвы) снабжают воздушную среду фитоценоза самыми различными летучими органическими веществами, в том числе фитонцидного характера. Так, высшие растения через устьица листьев выделяют такие количества этих веществ (в объемных процентах за 1 ч на 1 м2 площади листа, по углекислому газу): Populus sosnowskyi — 3,5; Salix alba — 2,5; Robinia pseudacacia—1,4; Spiraea hypericifolia — 0,1. Преобладают легкие фракции выделений — углеводороды (табл. 15).
Кроме углеводородов в воздушную среду ценоза выделяется большое количество эфирных масел. Кому не известен аромат в лесах с сосной, липой и черемухой или аромат полынных пустынь? В нижних поясах гор Средней Азии почти везде чувствуется специфический запах зизифоры (Ziziphora clinopodioides). В западнотянь-шаньском ореховом лесу с покровом из Melissa officinalis в воздухе ощущается приятный аромат лимона. Растения выделяют также спирты, альдегиды и другие вещества.
Фитонциды, выделяемые цветами черемухи и листьями березы, в условиях эксперимента убивают простейших в течение 15—20 мин. Один гектар можжевелового леса может выделить в окружающую атмосферу до 30 кг летучих веществ. Этого количества теоретически достаточно, чтобы пастеризовать огромный город (Токин, 1946).
Известно (Холодный, 1944), что влажная почва хорошо поглощает летучие вещества атмосферы, являющиеся одним из источников питания микроорганизмов почвы.
Воздушные течения. Значительные изменения претерпевают в сообществах скорости перемещения воздуха. Поверхность почвы сама по себе ослабляет силу ветра. Но гораздо большее влияние (трение) на воздушные течения оказывают растительные сообщества. К. Штокером (цит. по Гейгеру, 1931) в вересковом сообществе во время сильной бури были обнаружены на различных высотах от почвы такие скорости ветра: в вереске на высоте 10 см — 1,0 м/с; в кронах на высоте 30 см — 1,4, а на высоте 50 см — 3,7 м/с, тогда как над вереском скорость ветра достигала 9,3 м/с.
Ветер, встретив на своем пути такое мощное препятствие, как лесное сообщество, значительно снижает свою скорость, вплоть до полного штиля. Естественно, в сообществах различных формаций или различной сомкнутости эти явления неодинаково выражены.
Ветроумеряющая роль лесных сообществ имеет очень большое практическое значение и используется при создании полезащитных лесонасаждений.
Сообщества гидрофитов отличаются волногасящими способностями (Волков, 1957).
Акустика фитоценозов. «Лес шумит» — говорим мы. И шумит он неодинаково при разной силе ветра и разной погоде. В березовом лесу, например, при увеличении скорости ветра с 2 до 4,5 м/с спектр шума (максимум) сдвигается с 200 до 2000 гц (Рудик, 1964). Своеобразной акустикой обладают не только лесные сообщества, но и травянистые. Зависит она прежде всего от характера листвы и хвои и от особенностей крон растений. Исследований в этой области очень мало.