загрузка...
Экология  | Зоны растительности
Экология

Вегетационный период

Длительность вегетационного периода и ритмика вегетации. Для развития растений большое значение имеет длительность вегетационного периода, т. е. периода с температурами, при которых возможно прохождение полного цикла развития растений. Вид хорошо акклиматизируется в данном местообитании, если полностью использует вегетационный период и не рискует получить повреждения при последующем наступлении неблагоприятного сезона. Если ритм вегетации вида не совпадает с ритмом вегетационного периода, то это ограничивает его развитие. Обычно фазы развития растений совпадают со сроками перехода температур через определенный уровень. При этом имеет значение и континентальность: восточные, более континентальные виды начинают свое развитие при более высоких уровнях температур; кроме того, понятно, что активность наступает тем позже, чем выше над уровнем моря расположен район. Задерживается развитие обилием осадков, облачностью и низкими температурами.

В условиях,.например, Ленинграда облиствение многих растений начинается весной, когда среднесуточные температуры не опускаются ниже 10°; для Москвы эта температура составляет 13,8°. Листопад начинается примерно при тех же среднесуточных температурах. Поэтому для умеренных широт вегетационным периодом обычно считают тот период, когда ежедневные средние температуры превышают 10°. Более северные виды начинают вегетацию при более низких температурах, а южные — при более высоких, т. е. разные виды при совместном произрастании начинают свое развитие при разных температурах, поэтому длительность вегетационного периода нельзя считать одинаково благоприятной для всех видов данного места.

Всеми этими закономерностями занимается фенология, т. е. наука о взаимосвязи между климатическими факторами и периодическими явлениями в жизнедеятельности организмов или в сообществах. Фенологией называют сравнительное изучение наступления определенных фаз развития во времени. Фенологическими явлениями, особенно сроками, связанными с теми или иными сельскохозяйственными работами, человек интересовался испокон веков. Но фенологию как науку обосновал в XVIII в. К. Линней.

Обычно считают, что фенологические явления (фено-фазы) по мере продвижения к северу в среднем запаздывают на 4 дня на каждый градус широты, т. е. примерно на 111 км. Но часто на эти сроки влияют местные условия. Наступление любой фенофазы, особенно в первой лоловиие вегетационного периода, связано с переходом через определенный температурный порог, т. е. ее наступление возможно тогда, когда температура воздуха и почвы регулярно не опускается ниже определенного уровня. Эти уровни для раноцветущих и высокогорных растений лежат ниже, для поздноцветущих и южных — выше. Конечно, растение может начать весеннее развитие с наступлением данной температуры только при условии, что оно вышло из состояния зимнего покоя. Во второй половине вегетационного периода уже важны не столько уровни (пороги) температур, сколько сумма тепла, или продолжительность действия благоприятных температур. (Необходимо учитывать и продолжительность светового дня, о чем будет сказано ниже.)

Для определения количества тепла, необходимого для начала той или иной фазы развития растений, суммируют положительные среднесуточные температуры, отсчитанные от начала развития растения. Это и будут необходимые суммы тепла (иногда их считают с начала года, но это не имеет биологического смысла). Подсчитывая суммы тепла, необходимые для полного развития тех или иных культурных растений, Г. Т. Селянинов (1930) предложил различать пять зон, наиболее благоприятных для тех или иных культур: I — 1000—1400° — некоторые овощные корнеплоды; II — 1400—2200° — зерновые, картофель, лен, кормовые травы; III — 2200 — 3500° — кукуруза, подсолнечник, соя и др.; IV — 3500 — 4000° — однолетние субтропические культуры — хлопчатник, табак, кенаф; V — больше 4000° — многолетние субтропические культуры — чай, цитрусовые, лавр и т. д. Однако такое широко принятое суммирование температур для целей экологии довольно приближенно; лучше принимать во внимание сложные кривые оптимумов для отдельных физиологических процессов, но это слишком сложное дело.

Таким образом, при объяснении фенологических явлений исходят из того, что развитие растений в умеренной зоне обладает периодичностью, которая прежде всего зависит от температурных условий. Наблюдения показали, что фенологические явления весной и ранним летом настолько четко контролируются температурой, что тепловые условия довольно точно могут быть выра жены математически. У абрикоса, например, в течение первых шести недель, следующих за цветением, сумми ровали температуры за каждый час, что дало возможность предсказать срок созревания плодов с точностью до одного дня. Даже обычные подсчеты дневных максимальных и минимальных температур, будучи правильно интерпретированы, могут проявить хорошую корреляцию, например, с первой датой зацветания тех.или иных растений. Но фенологические закономерности более или менее четко совпадают с температурными изменениями обычно лишь вблизи холодовых границ распространения видов.

загрузка...

Фенологические данные имеют и довольно большое практическое значение: даты готовности пастбищ или созревания семян в лесу, длительность периода покоя при пересадках деревьев, противопожарные меры в лесу (сроки наибольшей горимости), сроки уборки урожая, а также медицинское значение, например в случае некоторых аллергических заболеваний. Анализ географической изменчивости массы и цвета семян сосны (Черепнин, 1968), показал, например, тесную связь с условиями произрастания. В частности, масса семян находится в прямой зависимости от температурного режима места произрастания материнского древостоя. Выяснено, что с увеличением суммы положительных температур (выше 10°) на 300° масса 1000 семян сосны возрастает в среднем на 1 г. Одному градусу широты соответствует изменение массы семян на 0,1—0,2 г; в горной местности масса -семян меняется на 0,2—0,3 г на каждые 100 м. Одним из методов обработки фенологических наблюдений является составление фенологических карт, некоторых одинаковые сроки наступления отдельных фенофаз в разных географических пунктах соединяются линиями — изофенами (подобно изотермам). На этой основе можно получить довольно хорошо обозримые картины наступления фенофаз в данном году. Впервые этот метод обработки фенологических наблюдений предложил в 1856 г. Ине (Ihne).. Такие карты хорошо показывают ход развития растений в зависимости от географической широты, высоты над уровнем моря, рельефа, влияния городов, теплых морей, почв и т. д. Но важно отмечать на картах не только начало весны, но и другие фазы. Конечно, такие карты малоприменимы для больших территорий, так как в этом случае много привходящих условий, но они вполне удобны для небольших районов. К сожалению до сих пор фенологические наблюдения ведутся в основном за культивируемыми растениями и довольно мало наблюдений за дикорастущими видами, особенно в зависимости от фитоценотических условий, почв и т. д. Классической схемой изменения фенологических фаз (времен года) в горах с высотой является схема Гамса.

  • Реклама