Температурный режим воздуха

Интенсивность и динамика всех биогеоценотических процессов в первую очередь обусловлена температурой окружающей среды. Прогревание воздуха происходит в основном в результате теплового излучения поверхности, нагретой солнечными лучами. Кроме этого, на температурный режим воздуха оказывает влияние и циркуляция по-разному нагретых воздушных масс.

Различия в температурном режиме воздуха разных географических районов являются в основном следствием разницы в количестве приходящей солнечной радиации. С удалением от экватора вариабельность интенсивности солнечной радиации в годичном цикле усиливаются, в связи с чем наблюдается чередование теплого и холодного сезонов.

Температурный фактор непосредственно сказывается на всех физиологических процессах растений: росте, развитии, дыхании, транспирации, метаболизме и т. д. Особенности протекания этих процессов определяются не только текущей температурой, но и ее суточной амплитудой, а также температурным режимом предшествующих периодов. Кроме того, влияние температуры воздуха сказывается на жизнедеятельности растений и косвенно через изменение других климатических, а также почвенных и биотических факторов. Так, температурный режим в значительной мере определяет интенсивность испарения влаги и количество выпадающих атмосферных осадков.

Требовательность разных видов растений даже в пределах одной растительной зоны к температурному фактору может существенно различаться. Например, в таежной зоне осина и ольха серая (Alnus incana) цветут уже в апреле-мае, когда среднесуточная температура воздуха повышается всего до +2—3 °С, а черника (Vaccimum myrtillus) и брусника (Vaccinium vitis-idaea) — в начале июня при 12—15 °С. Степень влияния температуры воздуха на растения в разные периоды их развития не одинакова. Во время той или иной фенофазы растения предъявляют особые требования к температуре воздуха. Так, набухание вегетативных почек у сосны обыкновенной на северо-западе России начинается при 5 °C, а рост хвои — при 10 °C.

Отрицательные последствия для жизнедеятельности деревьев имеют экстремальные температуры. Большой вред древесным растениям в зимний период приносит быстрая смена оттепели морозами, вызывающими обмерзание побегов. Кроме того, вследствие быстрого сжатия внешних слоев древесины от резкого охлаждения стволы деревьев нередко растрескиваются и появляются так называемые морозобойные трещины. Последние возникают преимущественно на стволах лиственных деревьев с тонкой коркой: березы пушистой (Betula pubescens), осины (Populus tremula), липы сердцевидной (Tilia cordata). Глубина трещин обычно значительна и наплывы каллуса не полностью затягивают и изолируют рану от окружающей среды. Туда попадают споры грибов, из-за чего начинает развиваться стволовая гниль, впоследствии приводящая к бурелому.

Особенно опасно для подроста некоторых лесообразующих видов (ель европейская) чередование высоких и низких температур поздней весной и ранней осенью. Поздневесенние заморозки могут сорвать цветение, опыление, повредить молодые побеги, а раннеосенние заморозки — вызвать обмерзание не успевших одревеснеть побегов. Действие заморозков особенно пагубно проявляется в пониженных формах рельефа и на полянах, где возникают так называемые морозобойные ямы.

В таежной зоне повышенные экстремальные температуры воздуха оказывают слабое отрицательное влияние на древесные растения. Оно наблюдается только в жаркую солнечную и безветренную погоду и заключается в ожоге коры взрослых деревьев с тонкой коркой, а также в опале корневой шейки подроста, растущего без защиты материнского полога.

В тепловом режиме леса и открытой местности прослеживаются существенные различия, особенно в летний период. В это время огромное количество тепла аккумулируется кронами и стволами деревьев. Поэтому в полдень в лесу может быть на 4—7 °С холоднее, а ночью, наоборот, теплее на 2—4 °С, чем на открытом месте. Это явление объясняется теплоотдачей надземной частью фитоценоза и отсутствием теплового излучения почвы, закрытой пологом леса. В пасмурные летние дни и в зимний период разница в температурном режиме леса и открытой местности мало заметна.

Температурный режим воздуха в лесу, также как и световой, определяется составом, строением, сомкнутостью, густотой и возрастом древостоя. В сосновом лесу, например, в летний солнечный день значительно теплее, чем в густом ельнике, кроны которого перехватывают большую часть солнечных лучей.

Влияние леса сказывается также и на температурном режиме почвы. В июльский солнечный день температура поверхности почвы на таежной вырубке или гари может достигать 64 °C, в то время как в лесу — не более 20 °C. Степень прогревания лесной почвы зависит от мощности подстилки, механического состава и влажности почвы, а также экспозиции склона.

Зимой в лесу почва промерзает на значительно меньшую глубину, чем на открытом месте. Этому способствует ряд обстоятельств. Во-первых, лесная подстилка и моховой покров являются плохими проводниками тепла. Во-вторых, полог древостоя предохраняет почву от теплового излучения и снег в лесу обычно выпадает на неуспевшую замерзнуть почву.

Тепловой режим почвы сказывается на деятельности корней и почвенных животных, отражаясь на физико-химических процессах и скорости разложения органического вещества.