Ветер, оттепель и пожар как экологические факторы

Ветер как экологический фактор. Ветер имеет весьма большое экологическое значение. Прямое действие ветра на растения сводится к повышению транспирации, нанесению растениям различных механических повреждений или изменению формы кроны. Кроме того, ветер способствует переносу пыльцы, семян, плодов и других зачатков. Косвенное воздействие ветра более разнообразно, и включает перемещение теплых и холодных масс воздуха, облаков, тумана. Это, в свою очередь, меняет водный, тепловой и световой режимы данного района, вызывает температурные колебания.

В случае ветровала деревья вырываются с корнями, а при буреломе ветер сламывает ствол на какой-то высоте. Степень подобного воздействия, помимо силы ветра, зависит и от анатомической структуры ствола, характера корневой системы, а зимой – от промерзания ствола. От бурелома меньше страдают породы с хорошо развитым слоем луба (липа). Особенно опасны зимние ветровалы и буреломы, когда ствол промерзает и становится хрупким. Ветровал в лесу открывает путь проникновению ветра в глубь леса, что вызывает новые ветровалы.

Древесные породы имеют разную устойчивость к механическому воздействию ветра. Например, ель, имея поверхностную корневую систему, является «ветровальной» породой; обычно ветер выворачивает «диски» корней ели. Сосна и пихта, у которых корни глубоко уходят в почву, представляют собой «буреломные» породы. Ветер часто не может вывернуть их с корнем, а переламывает ствол. Из лиственных пород к воздействию ветра весьма устойчив дуб с его глубокой корневой системой. Береза с ее прочной древесиной обычно «ветровальная» порода, а осина – «буреломная» из-за непрочной древесины.

Снежный покров как экологический фактор. Мощный снеговой покров зимой предохраняет почву, корневые системы растений и их побеги, расположенные у почвы, от переохлаждения. Ветер сносит снег с увалов и склонов и накапливает его в понижениях. Поэтому склоны и вершины, подверженные действию ветра, большую часть зимы остаются покрытыми лишь тонким слоем снега. Понижения, наоборот, длительное время «завалены» снегом. Иногда такое перераспределение снежного покрова определяет четкие границы отдельных растительных сообществ.

В наших условиях снег оказывает большое влияние на животных. Но, как часто бывает в природе, для одних животных снег необходим, другие же испытывают отрицательное воздействие снега. При низких зимних температурах под снежным покровом выживают многие животные – там намного теплее. Большинство мелких животных – моллюски, пауки, насекомые в конце лета или осенью спускаются на почву, зарываются в подстилку и затем, закрытые снегом, переживают холода. Мелкие зверьки, например, грызуны зимой живут под снегом, а иначе в морозы они бы быстро замерзли. На ночь прячутся под снег глухари, тетерева, куропатки, да и более крупные животные предпочитают в сильные морозы зарыться в снег. Когда появляется наст волкам и другим хищникам легче добывать пищу, потому что они не проваливаются в снег.

Выпавший снег закрывает почву и низкие растения, в результате корма для многих животных становятся недоступными. Поэтому птицы, собирающие корм на почве, вынуждены улетать на юг. Трудно добывать корм крупным копытным млекопитающим. Они вынуждены выкапывать пищу из-под снега. Они не могут из-за тяжелого веса ходить по снегу и становятся более легкой добычей для хищников. Некоторые млекопитающие не могут прокормиться зимой, когда выпадает снег, и ложатся в спячку (еж, бурундук, барсук, енотовидная собака, медведь).

Оттепель как экологический фактор. При неустойчивой погоде на территории области, когда резко меняется направление теплых и холодных воздушных масс, в зимнее время наблюдаются оттепели. Их можно отнести к экологическим факторам, оказывающим заметное влияние на жизнедеятельность организмов. При повышении температуры воздуха некоторые растения переходят к вегетации и даже к цветению в более ранние сроки. Последующее похолодание может привести к их вымерзанию и повреждению. Это особо опасно для видов, распространившихся с более южных широт, например некоторые папоротники. Для многих животных оттепель и последующее резкое похолодание также являются очень опасными. Тетеревиные птицы, ночующие зимой под снегом, при резком похолодании и образовании наста погибают, не в силах выбраться наружу. У птиц и млекопитающих во время оттепели намокают покровы, и они могут замерзнуть даже при небольших температурах. Некоторые животные становятся в оттепель активными. Так среди насекомых есть особые группы – ледничников и снежных комариков, которых можно встретить только зимой.

Пожар как экологический фактор. Лесной пожар – выгорание древесной растительности, лесной подстилки, мха, травянистых растений. Редко он может быть вызван самовозгоранием, например от удара молнии. Чаще всего причиной пожаров является человек.

Выделяют два типа пожаров: верховые (интенсивно выгорает практически вся растительность в сообществе, и, в первую очередь, – древесная) и низовые (горит подстилка, причём возгорания отмечаются избирательно). Однако низовые пожары могут оказывать благоприятное воздействие на некоторые растения – пирофиты, например, иван-чай. После пожара пирофиты быстро развиваются, растут и начинают плодоносить.

Древесные породы, погибающие при пожаре, но имеющие стойкие к огню семена, начинают плодоносить через несколько лет после прорастания, например, сосна.

Хвоя хвойных содержит много смолистых веществ, что способствует ее быстрому сгоранию. Другие древесные породы имеют большую огнестойкость из-за высокого содержания воды в листьях. У некоторых пород, например у осины, ольхи, березы, довольно тонкая кора, быстро повреждаемая огнем. Сосна и лиственница имеют толстую кору, более стойкую к огню. Важно наличие погруженных спящих почек, особенно на корнях. Если огонь уничтожает ветви и листву, а корни остаются живыми, то из таких спящих почек появится много новых побегов, например, у осины.

Стойкости против низового пожара способствует высоко поднятая крона деревьев, у которых нижняя часть стволов лишена ветвей.

После пожара снижается видовое разнообразие растений и преобладают устойчивые к огню виды. Кроме того, повреждение огнем усиливает проникновение в растение паразитов и способствует развитию заболеваний.

При сгорании растительного покрова сильно меняются почти все условия среды. Например, нарушение растительного покрова увеличивает доступ света к поверхности почвы. Поэтому растения, заселяющие пожарища, обычно светолюбивы. Отсутствие затенения усиливает прогрев почвы днем и охлаждение ее ночью. Кроме того, прогрев усиливается и из-за темной, почти черной, окраски пожарища, что вызывает более раннее развитие растений, особенно в первую весну после пожара. В то же время происходит довольно быстрое пересыхание поверхности почвы. При сгорании травы в почву с золой попадает много минеральных веществ, что используется некоторыми растениями, например, мхом маршанцией, которая первой поселяется на кострищах.

Пожар в лесу выжигает, прежде всего, сеянцы и подрост, а также уничтожает запас семян. Но если часть плодоносящих деревьев сохраняется, то новые порции семян попадают после пожара на более благоприятную для прорастания почву. Кроме того, огонь выжигает в лесу подстилку и уничтожает многочисленные организмы, обитающих в ней, в том числе и возбудителей заболеваний.

Открытые пространства пожарищ охотно посещаются птицами, заносящими сюда семена, например малины, и пожарища часто превращаются в ее заросли. Интересно, что изменения среды, вызываемые пожаром, могут оказать и стимулирующее влияние на некоторые виды. Так, в лесах, столетиями не подвергавшихся пожару, можно обнаружить слабые, карликовые, формы иван-чая. После пожара, при уничтожении древесного полога, эти «карлики» быстро превращаются в мощные растения. К тому же они образуют так много летучих семян, что несколько особей иван-чая могут обеспечить зарастание больших площадей пожарищ.

Во время пожаров, особенно занимающих большие площади, животные погибают. Мелкие виды животных, не способные к быстрым перемещениям, погибают и после пожара их сообщества долго не восстанавливаются. Даже птицы и млекопитающие не успевают спастись от огня и дыма.

После пожара территория заселяется наиболее подвижными животными. Есть особая группа организмов, предпочитающих такие условия (один вид жуков так и называется – златка пожарищ). Зарастающие после пожара площади занимают первые, так называемые «пионерные» виды птиц – трясогузки, славки и другие. Постепенно, с восстановлением растительного сообщества, возрастает видовое разнообразие и численность животных.