Вплив температури на життя лiсових тварин
Впливтемпературинажиттялiсовихтварин
Вступ
Загальна площа лiсових земель свiту складає бiльше 4 млрд. га. Покритi лiсом площi обчислюються в розмiрi близько 3,8 млрд. га.
забезпеченiстю досягає 200 га i бiльше на 1 чол. У Монголiї на 1 чол. доводиться 10,5 га лiсiв, в Канадi - 22,2 га. Є країни (це вiдноситься до Близького Сходу, Пiвнiчної Африцi, Китаю, Пiвденної Азiї), де лiсiв дуже мало. У їх розподiлi наголошується закономiрнiсть - у країнах з помiрним клiматом, а також в екваторiальних районах свiту лiсистiсть звичайно висока; у пiвнiчних холодних або сухих i жарких пiвденних районах вона низька.
i поповнюють атмосферу киснем. Проте цi лiси стали iнтенсивно вирубувати з метою задоволення попиту на деревину. При iснуючих темпах вирубки знадобиться 15-20 рокiв, щоб їх не стало. Якщо в 1960 р. населення використовувало 1,7 млрд. м3 деревини, то до 1980 р., коли населення збiльшилося до 4,3 млрд. чол., Потреби в деревинi обчислюють у 3,8 млрд. м3 деревини, а до 2050 р. запити лiсозаготiвельної промисловостi досягнуто 4 млрд. м3, що значно перевищить рiчний прирiст деревини в усiх лiсах свiту. Внаслiдок цього бiльш очевидною стає завдання сучасного лiсовiдтворення, яка полягає у примноженнi лiсiв i пiдвищення їх продуктивностi, а також бiльш рацiональне використання зрубаного лiсу.
1. Лiси Росiї
У нашiй країнi зосереджено понад 20% площi всiх лiсiв Землi i бiльше 23% загального запасу деревини. Державний лiсовий фонд мiстить 1257,3 млн. га; покрита лiсом площа становить 791,6 млн. га, не покрита-129,6 млн. га. Запас деревини дорiвнює 84,1 млрд. м3, з них ресурси стиглої деревини оцiнюються в 54,4 млрд. м3, що становить 67% усiєї кiлькостi деревини в лiсах країни. Цiннiсть лiсiв зумовлена їх кiлькiсним складом: близько 73% лiсонасаджень складається з цiнних порiд: модрини, сосни, ялини i кедра.
їх виростає в Сибiру, на Далекому Сходi, в Карпатах, на Кавказi i в iнших районах. Вкрита гiрськими лiсами площа становить 231 Млн. га, з них основними лiсо утворюючими породами зайнято бiльше 202 млн. га iз загальним запасом, що перевищує 25 млрд. м3, з яких запас стиглих i перестiйних насаджень понад 17,3 млрд. м3. У європейськiй частинi Росiї гiрськi лiси розташованi на площi 22 млн. га, з яких вкрита лiсом площа становить понад 18 млн. га iз загальним запасом близько 3 млрд. м3, в тому числi запас стиглих i перестiйних насаджень близько 1,5 млрд. м3.
Середня лiсистiсть по країнi дорiвнює 35,6%. Найбiльшою лiсистiстю (%) мають такi райони: Схiдно - Сибiрський-55, Пiвнiчно-Захiдний - 51, Волго - Вятський - 46, Далекосхiдний - 42, Уральський - 43, Центральний - 38. Лiсистiсть у Росiї дорiвнює 44%, у Середнiй Азiї лiсистiсть вiд 3 до 7%.
2. Поняття про лiсовий бiоценозi
Лiсовий фiтоценоз вiдображає дуже важливi, але не всi ознаки i особливостi лiсу. Утворюючи сукупнiсть рослинних компонентiв в умовах певного середовища, вiн дає уявлення про лiс як про рослинному спiвтовариствi. Проте лiс спiвтовариство не тiльки рослинна, але i бiологiчне - бiоценоз, в який, крiм рослин, входять також численнi види тварин i мiкроорганiзмiв.
рослин i рослини до тварин. І все це знаходиться пiд впливом зовнiшнього середовища. Це взаємне пристосування всiх живих iстот у лiсi в тiсному зв'язку з зовнiшнiми географiчними умовами створює в цiй стихiї свiй порядок, свою гармонiю, свою стiйкiсть i те рухлива рiвновага, яке скрiзь спостерiгається в живiй природi, поки в неї не втрутиться людина. Таке широке гуртожиток живих iстот, взаємно пристосованих один до одного i до навколишнього середовища, отримало в науцi - зоогеографiї - вдала назва бiоценози. Лiс є не що iнше, як один з видiв такої бiоценози.
Рiзноманiтний свiт тварин i мiкроорганiзмiв, будучи важливим компонентом лiсу, грає велику роль в його життi, в що вiдбуваються в лiсi бiологiчних процесах. Уявiмо дiлянку лiсу площею 1 га. Це 500 - 1000 дорослих дерев, що утворюють найважливiший компонент лiсу - деревостани з притаманними йому певними закономiрностями будови i впливу на навколишнє середовище. Тут одночасно зростають сотнi, тисячi, iнодi й десятки тисяч примiрникiв деревних сходiв, самосiву, пiдросту, чагарникiв, сотнi тисяч i мiльйони особин трав'янистих рослин, мохiв та лишайникiв. Але тут же живуть i багато сотень тисяч земляних i дротяних хробакiв, мiльйони ґрунтових мiкроорганiзмiв, трильйони грибiв, актиномiцетiв, бактерiй та iнших мешканцiв лiсу, серед яких численний загiн комах, а також лiсових звiрiв i птахiв.
3
.
речовин знаходяться у безперервному русi. Кiнетична активнiсть, або частота зiткнень молекул, в результатi яких вiдбувається їх руйнування або утворення нових, пропорцiйнi абсолютнiй температурi. При пiдвищеннi або зниженнi температури на 10 градусiв кiнетична активнiсть вiдповiдно змiнюється на 3 вiдсотки, а iнтенсивнiсть обмiну речовин у два рази. Не дивно, що температурний фактор визначає життєву активнiсть тварин. Це однаково стосується i фiзiологiчних процесiв i всiх форм поведiнки: вiд перетравлення їжi до рухової активностi.
Ще порiвняно недавно тварин прийнято було дiлити на теплокровних, тобто вмiють пiдтримувати температуру тiла на постiйному рiвнi, i холоднокровних, чия температура пасивно слiдує за температурою навколишнього середовища. Особливостi терморегуляцiї величезного числа тварин не вкладаються в цю спрощену схему "
"охолодженому" станi, а до холоднокровним всiх iнших, хоча вони здатнi довго пiдтримувати температуру тiла значно вище температури навколишнього середовища.
Холоднокровним тваринам, щоб зберiгати високу активнiсть, необхiдно пiдтримувати температуру тiла на оптимальному рiвнi. Для мешканцiв тропiчних лiсiв вiн досить високий: 25-35 градусiв. Навiть теплий клiмат екваторiальних лiсiв не гарантує його мешканцям можливостi в потрiбний момент мати необхiдну температуру. Оптимум для жителiв пiвнiчних i гiрських лiсiв може лежати в дiапазонi 20-25 градусiв або бути нижче. Але тут погоднi умови дають ще менше можливостей його досягти.
Значно складнiше теплокровних, так як дiапазон температур, при яких вони можуть не тiльки зберiгати активнiсть, але i саме життя, надзвичайно вузьке. У качкодзьоба i єхидни пiдйом життєвих сил вiдбувається при температурi тiла в районi 30, у сумчастих - 35, в iнших ссавцiв 38, а птахам для цього потрiбно близько 40-42 градусiв.
процесi звичайної життєдiяльностi виробляє тепло, i її температура хоча б у незначнiй мiрi перевищує температуру навколишнього середовища. Холоднокровним тваринам власного тепла не вистачає, i вони змушенi запозичувати його у зовнiшнiх джерел, а теплокровнi вмiють виробляти бiльше тепла, нiж втрачають його в самi сильнi холоди. Для збереження постiйної температури тiла необхiднi потужнi "печi" i надiйна термоiзоляцiя. Теплокровнi дбайливо, по-хазяйськи ставляться до виробленому тепла i даремно його не витрачають.
Температура тiла може залишатися постiйною лише до тих пiр, поки приплив тепла i його втрати рiвнi. Якщо тварина вiддає в навколишнє середовище бiльше тепла, нiж виробляє, воно починає мерзнути. Але коли приплив зовнiшнього тепла або його виробництво перевищує витрати, виникає небезпека перегрiву. Теоретично для вiдновлення status quo iснує двi можливостi: змiнити процес вiдтворення тепла або рiвень тепловiддачi. Тварини використовують для цього десятки рiзних способiв.
Фiзiологiя терморегуляцiї тiсно пов'язана з клiматичними умовами середовища проживання i з iншими екологiчними особливостями життя лiсових мешканцiв. Фiзiологiчна екологiя температурних адаптацiї - найважливiша частина тих пристосувань, якi дозволили їм обжити будь-якi райони Землi.
Розглянувши вплив лiсу на надходить сонячну радiацiю, встановивши, що радiацiйний баланс лiсу вище радiацiйного балансу iнших видiв поверхнi Землi, виявивши значення рiзних параметрiв лiсу у вiдображеннi, поглинаннi i пропусканнi свiтлових променiв легше уявити вплив лiсу на температуру повiтря i поверхнi ґрунту. Роль лiсу проявляється насамперед через вплив полога, який, вiдомо, може затримувати значну частину (до 99%) променевої енергiї, що досягає в умовах вiдкритого мiсця поверхнi ґрунту. У лiсi енергiя виявляється у формi випромiнювання, температури усерединi дерев, а також вiдчутного i прихованого тепла повiтря. Полог лiсу - дiяльна поверхню, або, точнiше, дiяльну простiр, в зонi якого проявляється i найбiльшу нагрiвання i найбiльшу випромiнювання. Таким чином, намет впливає на термiчний режим повiтря на рiзних рiвнях: нижче полога, аж до поверхнi ґрунту, над пологом i серед крон, тобто в самому запонi. Середньорiчна температура повiтря в лiсi декiлька нижче, нiж на вiдкрите мiсцi. Рiзниця ця невелика i виражається частками градуса або трохи бiльше 1 ° С. При цьому найбiльша рiзниця спостерiгається на поверхнi ґрунту.
влiтку. Вплив лiсового пологу позначається i на температурi ґрунту: вона прогрiвається гiрше, нiж у полi. У Бузулуцькому бору рiзниця температури ґрунту на глибинi 50 см в лiсi i в полi становить 7-8 ° С.
Тепловий режим у лiсi, як i свiтловий, пов'язаний зi складом деревостану, його зiмкнути, густотою, вiком, яруснiсть насадження, а також типом лiсу. У сосновому лiсi в лiтнiй сонячний день теплiше, нiж у ялиновому. Густий зiмкнутий ялиновий полог перешкоджає проникненню тепла в нижнi шари повiтря i до ґрунту. Розрiджений ялинник в порiвняннi з ним дає краще утеплення (у деннi години).
Поверхня ґрунту, пiдрiст i самосiв деревних порiд, iншi лiсовi рослини пiд пологом лiсу отримують менше тепла, але вони i випромiнюють його менше, тобто менше охолоджуються в порiвняннi з вiдкритим мiсцем. Тому породи, що бояться заморозкiв, знаходять пiд захистом полога сприятливе середовище. Свiтло тепловий режим позначається i на формуваннi самих дерев - при рiзнiй обiгрiву стовбурiв по-рiзному проявляється активнiсть камбiю, що в кiнцевому рахунку позначається i на якостi деревини.
Лiс дуже впливає на розподiл температури по вертикалi. Наведемо класичнi данi Л. Ф. Рудовiца (1908), що дослiджував температуру повiтря в Бузулуцькому бору, де як об'єкт послужив невисокий (35 см), але густий сосновий молодняк. лiс тварина температура бiоценоз
У деннi години найвища температура повiтря була на поверхнi хвої i перевищувала на 17,3 ° С температуру ґрунту i на 8,8 ° С температуру повiтря на висотi 40 см над хвоєю. Увечерi зазначалося зворотне-найнижча температура була на поверхнi хвої. Близькi результати були отриманi потiм В. Н. Оболенським при вивченнi температур повiтря в молодих культурах їли i дуба. Таким чином, поверхня хвої є поверхнею найбiльшого нагрiву (вдень) i найбiльшого випромiнювання (ввечерi, вночi), тобто дiяльної поверхнею. Значнi дослiдження лiсового клiмату, зокрема, вивчення теплового режиму по вертикалi в стиглих насадженнях, були проведенi в 20-40-х роках цього столiття нiмецьким ученим Р. Гейгером (1960). В подальшому i приймалося, що полог лiсу виконує роль дiяльної поверхнi. Не всi спостереження з цього питання узгоджуються навiть в одних i тих же дослiдникiв, але все ж переважають результати, що пiдтверджують наведене положення.
складним.
У просторi крон, як показав Р. Гейгер (1960), близько 12 год. спостерiгається найвища i найбiльш нестiйка температура. Внизу, на висотi 3 м, в цей час спостерiгається знижена однорiдна температура. Р. Гейгер простежив хiд змiн температури на рiзних висотах у часi - вiд сходу сонця до заходу сонця i наступного сходу. У передранковi години в зонi крон дуба (на висотi 23 м) вiдзначалася найнижча температура, найвища - на поверхнi лiсової пiдстилки. Пiсля сходу сонця починається прогрiвання повiтря, але не на поверхнi крон, а в 4 м над ними i лише через 2 год. простiр крон починає нагрiватися. На вирiвнювання температур i пiдвищення їх у зонi крон потрiбно не менше 1 ч. Одночасно холодне повiтря опускається вниз, туди ж, проникає i денне тепло. У другу половину дня хiд температури залишається таким же, що i в ранковi години, але в зворотнiй послiдовностi. Великi поправки в цей хiд вносить характер зiмкнутостi намету. Щiльний зiмкнутий полог крон вночi може затримувати холодне повiтря над ними, а розрiджене, навпаки, полегшувати опускання холодного повiтря до поверхнi пiдстилки, де i буде концентруватися найбiльш низька температура, що збiльшується випромiнюванням самої пiдстилки. Бувають випадки, коли спостерiгаються подвiйнi мiнiмуми температури - у кронах i на поверхнi ґрунту.
Такий тепловий режим пiд пологом лiсу. Але в лiсi є галявини, прогалини, просiки, вiкна. Лiс не зменшує амплiтуди коливань температури повiтря на лiсових галявинах i прогалинах. Бiльш того, температура полян може настiльки знижуватися вночi, що навеснi i восени на них з'являються ранки, що не завжди буває у вiдкритiй мiсцевостi. У деннi години повiтря прогалин нагрiвається сильнiше, нiж пiд пологом. Тепловий режим прогалин залежить вiд їх величини, характеру навколишнього лiсу i вiд рельєфу. У невеликих вiкнах температурнi амплiтуди незначнi i мало вiдрiзняються вiд температурного режиму пiд зiмкнутим пологом. За спостереженнями Данкельмана, при вiдношеннi дiаметра вiкна до висоти навколишнiх дерев, що дорiвнює 2 i бiльше, виникає висока небезпека заморозка - утворюється так звана "морозобiйних яма". При оточеннi таких прогалин щiльною стiною лiсу, наприклад, двоярусним зiмкнутим дерево стоєм з сосни в 1 i їли в 2-му ярусах, холодне повiтря в прогалинi застоюється i небезпека заморозкiв зростає. Якщо навколишнє насадження представлено одноярусними деревостанiв, особливо з свiтлолюбних порiд з високо очищеними вiд сучкiв стовбурами i при вiдсутностi пiдлiску, повiтрянi маси холодного повiтря можуть розтiкатися в лiс. При цьому вiдбувається бiльш iнтенсивний повiтрообмiн i небезпеку утворення заморозкiв послаблюється. На галявинi, у зниженнi мiж горбистими, небезпека їх збiльшується, а на вершинi горбиста зменшується.
Змiни в мiкроклiмат лiси вносять також рубки, пожежi, пошкодження, завданi вiтром, i т. д. При утвореннi в лiсi великий оголеною територiї температурний режим її наближається до режиму вiдкритого мiсця. У цих випадках треба розрiзняти дiлянки, вiддаленi вiд стiн лiсу i знаходяться по сусiдству з ними. Своєрiдним мiкроклiматом, в тому числi термiчним режимом, вiдрiзняються узлiсся. Своєрiднiсть полягає перш за все в переходi вiд клiмату лiсу до клiмату вiдкритого мiсця i назад, вiдбуваються обмiннi процеси. При цьому велике значення має експозицiя узлiсь.
Тепловий режим лiсу позначається на водному балансi, на випаровуваннi. Лiс влiтку надає охолоджувальне вплив на навколишнiй ландшафт, а взимку є джерелом тепла. Нерiвнiсть лiсового пологу посилює вертикальний повiтрообмiн, сприяє очищенню повiтря.
Про порiвняльному теплолюбний можна судити за географiчним i едафiчної ареалах, довжинi вегетацiйного перiоду. Існує морозiвська шкала з вiдбуваючи теплолюбний деревних порiд: каштан, дуб, ясен, iльмових, граб, сосна, вiльха, береза, ялиця, ялина, кедр, модрина. Вплив лiсу на температуру повiтря i ґрунту полягає головним чином у зменшеннi амплiтуди рiчних, мiсячних, добових коливань.
Середньорiчну температуру лiс, як правило, знижує. Зменшуються приплив i витрата тепла в ґрунтi. Влiтку ґрунт сильнiше охолоджується, восени важче вiддає тепло i взимку залишається теплiше.
Висновок
розглядати на рiзних рiвнях, в кiлькох вимiрах - i в просторi, i в часi, представляти не тiльки в статицi, а й у динамiцi. Головне об'єднуюча ланка в цiй системi - деревостани як основний едифiкатори лiсового спiльноти, органiчно пов'язаний з навколишнiм середовищем, вiд неї залежить i на неї впливає. Це не послаблює значення iнших параметрiв системи i наочно вiдображає найбiльш iстотнi прямi i зворотнi зв'язки. Хоча ще дуже багато що належить зробити для бiльш глибокого пiзнання лiсу як природної системи, вже досягнуте наукою дає певну можливiсть сьогоднi, i тим бiльше завтра, спиратися на цю систему i розумно використовувати її в практицi лiсiвництва, особливо маючи на увазi багатоцiльове призначення лiсiв. Системний комплексний пiдхiд до лiсових та iншим взаємодiючим з ними водних екосистем (бiогеоценозiв) набуває практичне значення для планового рацiонального використання лiсу та iнших природних ресурсiв на основi комплексних екологiчних моделей. Системний пiдхiд до лiсу-це не тiльки вiдображення сущого, тобто розкриття лiсу таким, яким вiн є, але i належного - можливiсть встановлювати оптимальнi параметри майбутнього лiсу (оптимального для даних умов складу деревних порiд, кращої якостi деревини, високих рекреацiйних властивостей i т. д.), спираючись на теорiю оптимiзацiї i використовуючи механiзм саморегуляцiї лiсу при господарського впливу на нього. Щоб повнiше уявити лiс як природну систему i на цiй основi вирiшувати практичнi завдання, необхiдний докладний аналiз її окремих ланок, встановлення прямого i зворотного зв'язку явищ i перш за все взаємозв'язкiв лiсу i умов зовнiшнього середовища, змiн лiсу в часi.
1. Атрохiн В. Г. Лiсiвництво та дендрологiя: Пiдручник для технiкумiв. - М: Лiсний. пром-сть, 1982, - 368 с.
2. Мелехов І. С. Лiсознавство: Пiдручник для вузiв. -М.: МГУЛ, 2002. -398 С.
"Академiя", 2008. - 256 с.
4. Сергєєв Б. Ф. Життя лiсових нетрiв. - М.: Молода гвардiя, 1988. - 139 с.
|
