загрузка...
Экология  | Экологическое значение засухоустойчивости
Экология

Значение воды

Значение воды для распределения растительного покрова. Вода — это самое распространенное в биосфере вещество. Общий запас воды (в разных формах) на Земле точно еще не.известен, ню по приблизительным подсчетам его, видимо, можно принять за 1,5 млрд. км3. Этот мировой запас на 97% состоит из соленой воды океанов, причем большая часть ее приходится на южное полушарие. Пресная вода составляет лишь 3% мирового запаса, причем 3/4 пресной воды хранится в твердом виде в полярных ледяных шапках и в ледниках. Примерно 0,6% пресной воды сосредоточено в грунтовых водах и в пресных водоемах. В атмосфере в виде водяных паров, тумана, облаков содержится ничтожная часть (около 0,001%) общих запасов воды планеты. Но она то и имеет огромное значение как основной перносчик энергии и определяющий фактор климата. В атмосферу водяные пары попадают при испарении (включая и транспирацию растений). Основным источником пара, воды в атмосфере является Мировой океан. Уходит вода из атмосферы в виде дождя или снега. Чтобы оценить общий баланс испарения и осадков, т. е. круговорот воды на земном шаре, надо учесть следующее: для Земли в целом испарение и осадки уравновешивают друг друга. Если на всем земном шаре (поверхность 510- 10е км2) в среднем в год выпадает 973 мм осадков (около 496-1012 т воды), то же самое количество (973 мм) испаряется в атмосферу. Но из океана испаряется воды больше, чем выпадает в него в виде осадков. На суше положение обратное — осадков выпадает примерно в полтора раза больше, чем испаряется воды. Баланс между сушей и океаном поддерживается в основном стоком воды с суши, который составляет примерно 40-1012 т воды в год. Грунтовые воды в конце концов попадают в озера и реки и постепенно возвращаются в океан. Особенно эффективны крупные реки, например Амазонка в Южной Америке в год приносит в океан почти 20% всего мирового стока.

Мировой океан, по подсчетам М. Будыко (1977), дает суше в виде осадков воды приблизительно 40000 км3. Однако эта прибавка влаги от Мирового океана равна примерно лишь 40% осадков, выпадающих на суше. Остальное количество осадков образуется за счет транспирации растительного покрова и испарения с поверхности почвы (т. е. эвапотранспирацией). В определении климата крупных регионов огромное значение имеет энергооборот, поскольку большая часть получаемой солнечной радиации расходуется на испарение воды. Немалое значение имеет также перенос энергии океаническими течениями.

Но эколога интересуют не только эти общепланетарные факты, но и локальные изменения распределения осадков, которые помимо других факторов во многом связаны с рельефом. Дело в том, что вся сумма осадков того или иного местообитания (за исключением песков) может целиком проникнуть в почву только при условии совершенно ровной поверхности и хорошей проницаемости почвы. На уклонах часть воды стекает, так что почва получает меньше воды, чем выпадает с осадками. Но в этом случае нижние части склонов обычно увлажнены сильнее из-за подтока воды сверху. Вследствие этого микроклимат верхних и нижних частей склонов обычно не соответствует усредненной сумме осадков данного места.

При усилении водных потоков, особенно в случае лёссовых грунтов, образуются глубокие промывы — овраги, каньоны, вади и др. Кроме того, большая величина стока в глинистой пустыне при общей малой сумме осадков еще больше усиливает сухость почвы. Но в отрицательных формах рельефа, где может скопляться вода, развивается растительность, как бы не соответствующая общей низкой сумме осадков. Все это влияет и на распределение растительности, ее комплексность и мозаичность, причем влияние это обостряется еще экспозицией склонов. В равнинных условиях при плохой проницаемости почвы или при выпадении осадков в виде ливня большое значение имеет микрорельеф — уже небольшие (в несколько дециметров) понижения играют роль в перераспределении воды, а тем самым и в распределении растительности, что особенно четко проявляется в наших южных степях. Еще большую роль играет микрорельеф на севере, где он может обусловливать переувлажнение. Но закономерности поверхностного стока зависят не только от рельефа, но и от многих иных причин: от промерзания почвы, от облесенности, от закустаренности территории и т. д. Для аридных областей большое значение имеет не только сток, но и величина испарения воды из почвы, т. е. будет ли вода осадков впитываться в почву и потребляться растениями или же она будет испаряться и при этом растворимые соли будут отлагаться на поверхности почвы, вызывая ее засоление.

загрузка...

Поверхностный сток тесно связан и с проблемой эрозии почвы, которая в настоящее время приобрела мировое значение как проблема охраны среды. Эрозия особенно усугубляется, если человек уничтожает естественный растительный покров в каких-либо хозяйственных целях, нарушая при этом равновесие, единство между почвой и растительностью, что не может не привести к разрушению почвенного покрова. Наиболее подвержены эрозии почвы обезлесенных территорий стран древней культуры. Возможно, что многие пустыни этих районов возникли именно вследствие сведения лесов, растительного покрова, неправильного хозяйствования. Наконец, процессы эрозии ведут к изменениям климата и к замутнению воды больших рек, усиленному выносу песка и ила в их дельты, к резким изменениям русел (например Амударьи).

Наиболее опасна так называемая поверхностная эрозия, которая протекает незаметно, но может захватить огромные площади. Только одной талой водой с ровной площади за год может быть снесено до 2 т почвы с 1 га. На песчанистых голых почвах с уклоном всего 3—4° ежегодно может уноситься до 50 т/га, а на легких суглинистых с уклоном 5—6° до 100 т/га. При этом надо иметь в виду, что при ежегодном уносе только 20 т/га почвы теряется ее слой толщиной 1 мм, т. е. за 100 лет— 10 см! Смывание мелкозема, питательных веществ и гумусовых частиц обедняет почвы и снижает урожай. Потеря питательных веществ за год на черноземных почвах с 1 га может достигать следующих величин: азота — 9—90 кг, фосфора — 4—40 кг, калия — 46—460 кг и т. д.

На эродированных почвах растения обычно тратят значительно больше воды на производство единицы сухого вещества, резко возрастает транспирационный коэффициент. Иначе говоря, эрозия повышает потребности растений в воде. Эродированные почвы являются для растений относительно более сухими и более бедными. А эти оба фактора вызывают обеднение растительного покрова, снижение его продуктивности. Не менее важна и глубокая, так называемая овражная эрозия, которая влияет на более глубокие слои почвы, иногда вплоть до материнской породы. Она может вызвать, кроме того, сползание слоев почвы в эти овраги, переотложение их на новом месте. Лучшими мерами борьбы с эрозией является ее предупреждение, профилактика, мелиорация земель.

  • Реклама