загрузка...
Экология  | Теплообмен на поверхности почвы и в слое растений
Экология

Теплообмен в слое травянистых растений

Благоприятное влияние сомкнутых насаждений основывается на выравнивании ими температур приземного слоя воздуха. При полном покрытии почвы (рис. 22)растениями часть солнечных лучей задерживается стеблями, листьями и подстилкой. Поэтому до поверхности почвы доходит лишь примерно 20% инсоляции. Поглощение инсоляции происходит не в тонком слое у поверхности почвы, а в слое воздуха, занятом растениями. Кроме того, здесь идут затраты тепла на испарение, что также сильно снижает температуру.

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 21. Сопоставление кривых распределения температур типа излучения и типа инсоляции

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 22. Постепенное поглощение радиации (в кал) травостоем луга (по Гейгеру, 1960)

Проследим распределение температур типа инсоляции на цветочной клумбе (рис. 23). Листья здесь располагаются горизонтально (вертикальными прямыми показано изменение высоты растений). Мы видим, что в июле в полдень при невысоком травостое наблюдается типичная кривая типа инсоляции. В дальнейшем, по мере роста растений, прогревается слой растений, увеличиваются и максимальные значения температур (изгибы кривых), т. е. листья все больше прикрывают почву, допуская к ней все меньше лучей. На поле ржи, где листья расположены почти вертикально и пропускают к почве больше лучей, до конца мая сохраняется типичный ход температур типа инсоляции (рис. 24). И только при достижении растениями достаточной высоты прогревается слой растений. Но максимумы здесь не так велики, видимо, влияет и то, что в такие посевы может проникать ветер, перемешивая нижние слои воздуха. После скашивания снова восстанавливается кривая типа инсоляции.

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 23. Распределение температур типа инсоляции на цветочной клумбе (по Гейгеру, 1960)

Теперь рассмотрим ход ночных температур в тех же условиях, иначе говоря, распределение температур типа излучения. На цветочной клумбе (рис. 25) мы имеем более или менее характерные кривые типа излучения, т. е. почва остается холоднее, хотя амплитуды здесь довольно малы. В посевах озимой ржи (рис. 26) в ясную ночь картина несколько иная. Излучение происходит и с поверхности почвы, и с.поверхности травостоя, и из его глубины. При малой высоте растений (весной) почва остается более холодной, а малая плотность растений не препятствует опусканию холодного воздуха. По мере подрастания растений ржи минимум перемещается вверх, в слой растений, и, как следствие, колебания температур в слое почвы под растениями значительно меньше, чем под почвой, лишенной растительности. После скашивания растений температурные градиенты почти исчезают.

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 24. Распределение температур типа инсоляции на поле озимой ржи (по Гейгеру, 1960)

Еще сложнее температурные условия в том случае, если поверхность сообщества неравномерна, когда образуются просветы, окна, через которые инсоляция может проникнуть до почвы. В лесу, например, в таких окнах наблюдаются наибольшие колебания температур, особенно если их диаметр не превышает удвоенной высоты окружающих деревьев; здесь почти нет движения воздуха, а инсоляция используется полностью. Довольно высокие напочвенные температуры, часто превышающие температуры воздуха, могут наблюдаться внутри плотных насаждений или внутри подушксвидных растений, распространенных в холодных высокогорных пустынях. Такая же закономерность важна и для растений Арктики. Например, для Гренландии отмечено, что температуры внутри растительного покрова часто бывают на 8— 10° выше температуры окружающего воздуха.

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 25. Распределение температур типа излучения на цветочной клумбе (по Гейгеру, 1960)

Теплообмен в слое травянистых растений

Рис. 26. Распределение температур типа излучения на поле озимой ржи (по Гейгеру, 1960)

Таким образом, травяные фитоценозы имеют свой специфический тепловой режим, связанный с типом распределения температур. Невысокий травяной покров может понизить дневную температуру воздуха у поверхности почвы и повысить ночную. При одинаковой высоте культурных растений более низкая температура наблюдается под клевером, а более высокая над картофелем. М. Д. Данилов (1937) отмечал, что заросли иван-чая на гарях заметно уменьшают прогрев почвы, снижают и температуру припочвенного слоя воздуха, что благоприятно сказывается на сохранности проростков березы и ели. Огромное как прямое, так и косвенное значение имеет температура для луговых растений и луговых ценозов в целом (Работнов, 1974).

загрузка...
  • Реклама