П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кернер - Ботаника. Учебник для вузов. Том 4. Экология (1134220), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Рисунок наглядна показывает, почему воздух в городских зеленых насаждения» холоднее, чем в застроенных, опечатанных районах (чнслэниыв значения даны в ЧЬ ат изяумвмая энергии) ле освоения ~лубоких слоев ночам корнями (см. табл, 13.3 в разделе 13.7.5.1) испаряющаяся вола попадаег в атмосферу, но невозмОжно без Пластин растений. Раскина связывают щким образом глубоко залегающие запасы воды с атмосферой и посредством устьиц сохраняют контроль над данным процессом (см.
13.5.2). Эти закономерности объясняют тот факт, почему скверн и парки в городах представляют собой прохладные островки и почему посде свелсния лесов температура повышаетсв так, чта может даже изменить климат на больших плошадях (теплые восходящие потоки воздуха снижают количество осалков; рис. 13.3). Зеленый растительный покров вяияст как на водный (см. 13.5), так и на энергетический баланс в ланлшафы. Блаюдаря своей морг)хшогни и регуляции транспирации растения влиягот на собственный климат и на климат экосистемы.
54 ГЛАВА 13. РАСТЕНИЯ В ЖИЗНЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ Риа. 13.3. Региональные климатические последствия сведения лесов. Мехшу левым и правым иэображениями лежит примерно 400-летияя история Первооткрыватели 1б-го столетия описывали эти места как аелеиые джунши (А — близ Валенсии); в наше время в этан части Венесуэлы в резулыате сведения лесов, гюревькмса скота. Аегралации почв и повторяющихся пожаров пюподств)ют колкиие «устариики ( — блиа Баркисимета). Пропзьссирующол ликвидация траиспирациоииого охлажденьм (см рис.
13.2) привела к региональному потеплению и семиаридному климату Отношение Еаузна ((й, равное примерно 1, держит экосистему слева сравнительно прохладной ! < 30 'С), а раеигю значительно больше 1, допускает повышение температуры е системе справа саьэле 40 "С, что само по себе выаыеает сильныи восходящий поток тепла и приводит к сишкению осадков 13.1.3 Свет в растительном сообществе Прн проникновении потока фотонов через крону ращения плн растительного сообщества так же, как н через толщу волы Пример действия траиспирации растений, регулирующего климат, ыожег пать изучение АОВ Розенйельдом и Дж.йж. Роммом городского климата Лас-Анджелеса. ! )оэ мавсйст вием непрерывною Роста горислав агломерации и связанного с этим уплотнения почв температура воээуха в черте города повышается в среднеи на ! )( все 1 5 лет.
Если бы межлу ломами было пшажсно больше тениспэл дсревыв (транспираоионное омажлснис) и крыюи были акрвлены в более свеглыи цвет (отражение), можно бы ю бы сзконоьгить в гол 0.5 млрл лалла)юа, расхоЛуемых на охлажление и очиспгу воздуха аг смога. Ва мжх и~долах южней части США э(к(жкт сасшачял бы гю приблизите:ьным пслсчетам 5— !О млрд долларов в шл, даже не считая улучшения качсспж жизни в сншь зеленом городе. Благо~заря расхолу энергии на транспирапию рэстення, ис счнтая затенении, действуют еще и как охлажэаюшсс климатическое устройство.
(см. Рнс. 12. !О), его плотность последовательно ослабляется. Масцггзбы этого ослабления определяют индекс листовой поверхности ((А!) насаждения, поскольку листья, которые получают количество света, недостаточное для положительного углеролного баланса, апоргакпся ог растения (нлн в таких местах сошжм не образую кя). Аналогичным образом в водных тазапах фото- синтетически активный пяанктон распределяется по глубинам. Для высших растений граница чистой прибыли от фвтоспнтеза у алаптнрованного к слабой освещенности листа находится на уровне примерно 0,2% от максимальной полуденной олотности фотонного патока (!тр)) окало 5- 5 мкмаль м '.с ').
Если учесть потери углерова листом в ночное время н потребности в углероде нефотосннтезнруюшнх органов, минимальная потребность РРЕ) для положительного углеродного баланса повышается до 0,5 — 1% от интенсивности, измеренной над сообществом в сере- лине дня. Для гомогенного насаждения в 4ютометрнн по аналогии с законом ептвлцення Дам- 13.1. Радиация и бюджет энергии берта — Бара действительно экспоненциаль- нае отношение (рнс.
!3 4) в формуле 1= 1,е "'"", где 1 н 1„— РН) под рассматриваемым ярусам сообщества и над ним; й — коэффициент поглощения. Величина варьирующего каэффициенгз поглощения зависит ат срешгей величины лиса ев н от угла их отхожления, а также немного от листовой трансмиссии н значительно ггг пышжения Солнца и учашия диффузного излучения. Типн гныс значения й сосшезяюг 0,4 — 0,5 дхл насаждений с лишаями, расположенными в вертикальной плоскости или с очень мелкими лнсзьлми (например, грамннонлы, хвойные; мелкие лищъя спогюбстауют сняьному рассеянию свеча), и 0,7 — 0,8 лля расположенных в гаризошальной плоскости крупных листьев (напри»1ер, некоторые представители высокатравья и очень широколистные деревья).
Для луговых сгюбщесгв 2 равен примерна 0,5, лхя лиственных лесов умеренного пояса — 0,65. Можноо опрелелизь значения й и срелнега угла отхождения листьев исходя из разницы ослабленна света пгж различными азимушльнымн углами (компьютерный анализ раслрелелсння свшавых пятен на фотоизображениях, полученных с помощью наг1равзеннош вверк обьекгиеа типа «рыбий глаз»).
Зная величину й и 1, (последнее — по данным метеостанции), можно спропзозировать величину 1 лля определенного значения ЕА) н таким образом лагь прнблизиыльную для этого местоположения величину плотности потока фотонов на лист. Зная величину 1, („и к, получают значение и для (А!. В настоящее время техника, которая с помощью концентрически сегментироэанных . рыбий глаз»-сенсороа н сложных алгоритмов сама определяет значения й, требует для определенна ЕА! только двух операций', по аозможносю1 синхронных: замеров излучения пол пологом насаждения и над ннм, причем может очень быстро и нс нарушая структуры выяснить олин из важнейших биологических параметров растительного сообщества, если выполнены екрайнне )славин», прежде всего распределение листьев — шмогецное и случайное. Типичные значения 1А1 лля сосновых лесов — 3 — 4; для смешанных лиагвенных лесов умеренного пояса — около 5„5; шш высокапро- 5.25 ! 12,5 25 а е эз б Б 10 э м э г з 5 к 0 т 0 20 ха еа аа 100 трагемессня, % Рнс.
13.4. типичная картина попюшення света в лесу. Для упрощенна принято. па е каждом на б ярусов насаждения лнсюеан поверхность равна 1 и» на ! мз поверхности почвы (нндекс лнстгеай поверхности ГЗЦ = б). Листовая поверхность распределена гомогенно, н а каждом ярусе хальбнрует трансмнсснонный поток фотонов (коэб:фнцнент поглощения К = 0.09). Экспоненцнальное ослабление РРО, согласно закону Ламберта— Бара, определяется тем, с какого количества закнх листовых ярусге (с какого суммарного значения Ы1) достигается критическая граница для положительного углеродного баланса в самом нижнем ярусе насаждения (минимальный РРП, необходимый дяя положительнОго углеродного баланса одного листа).
Максимально возможное значение (А! Определяется прея мущгюшен на коэффициентом поглощения, который, как правила, находится е пределах от 0,4 до О,В дуктнвных сенокосных лугов — 7 — 8; для ыжх ярусов равнинных елажно-тропических лесовв 8; лля густых е.ювык посалок — !О. В сомкнул ~х посевах сел ьскохо мне»венных культур к моменту »1аксимахьнош развития ас1шатненых пабегав величина ЕА! в зависимгкчи а1 сорта равна примерно 4, в есшсзхенных лужайках высокогарий — окало 2. Значсгвя (А! свыше ! О, иногда упоминающиеся в лищжтурс, нереальны. Вассах лрн таких расчетах к !.А! добавляется закжс гелабленне светоеога пашка стяаламн н аетелми лерсеьее, поэтому нередко используется понятие РА! (англ.
р(апг агса шг!ех), причем вклал таких нелистоаых структур в общее значение обьшна нс застигает 1. Катнбровка эх их изме1жний трсбуез прямого (дешруктиенога) апрелелсния листовой поверхности (урожай). !!ро- ГЛАВА 13. РАСТЕНИЯ В ЖИЗНЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ стон и очень поучительный (Лаже щяи и ретроспективный) меюл приблизительного определении !Л) — зто «нвкалмнанис» листьев в листвеяных лесах вскоре ассле осеннего листа- пала, лучше асею при влажной потапе. Срслнее зисла щюкслов лиспев иглой сквозь свежин слои опавших лищьев непасредспжнно наказывает величину ЕА( перел листопадом, если ло этою не было сильного переноса их негром.