Взаимоотношения фитоценоза с другими компонентами лесного биогеоценоза

Жизнедеятельность лесных растений тесно связана со всеми компонентами биогеоценоза. Взаимодействия эти реализуются на физиологическом и физическом уровнях и носят как прямой, так и опосредованный характер. Все компоненты биогеоценоза претерпевают различного рода изменения в пространстве и во времени, в связи с чем меняется интенсивность и характер их взаимодействий (суточные, сезонные и годичные изменения). В случае очень существенных изменений в этих взаимоотношениях может произойти даже смена типа лесного биогеоценоза. Благодаря разнообразным связям фитоценоза с другими компонентами своего и других биоценозов осуществляется малый и большой круговороты веществ и энергии.

Все растения в той или иной степени влияют на условия среды, в которой они произрастают. Характер этого влияния зависит от биологических особенностей видов, численности их особей, этапа онтогенеза и состояния растений. Объем пространства, в пределах которого растения изменяют среду обитания, получило название «фитосреда». Воздействие растений на экотоп осуществляется в процессе поглощения воды, минеральных веществ, газов, усвоении солнечной радиации и выделения различных веществ (воды, газов, органических и минеральных веществ). Кроме того, почвенные условия претерпевают существенные изменения благодаря накоплению лесной подстилки и разложению опада.

Атмосфера и растения

В результате фотосинтеза и дыхания растений между фитоценозом и атмосферой осуществляется газообмен. Во время фотосинтеза растениями из атмосферы поглощается углекислый газ и выделяется кислород, а при дыхании, наоборот, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Процессы эти носят глобальный характер, определяя газовый состав атмосферы всей планеты. Лесные растения оказывают некоторое влияние на состав подкронового воздуха, изменяя в нем содержание углекислого газа, кислорода и выделяя фитонциды.

Влияние древостоя на радиационный баланс заключается в перехвате части солнечной энергии, поступающей к почве. Под пологом леса очень мало прямых солнечных лучей и преобладает рассеянная радиация, характеризующаяся пониженным содержанием ФАР. Поэтому в таких условиях хорошо себя чувствуют только теневыносливые и тенелюбивые виды растений. Степень затенения растений нижних ярусов тем выше, чем больше сомкнутость крон и густота древостоя. Теневыносливые и тенелюбивые растения (ели, пихты), обладая мощными кронами, гораздо интенсивнее задерживают солнечную радиацию, чем светолюбивые растения (сосна обыкновенная, лиственница сибирская) с ажурными, высоко поднятыми кронами. Так, ненарушенный перестойный еловый древостой перехватывает до 90% солнечных лучей.

Температурный режим воздуха в лесу заметно отличается от такового на открытой местности. В летние жаркие дни воздух в лесу прохладнее на на несколько градусов, а ночью — примерно на столько же градусов теплее. Кроме того, амплитуда колебаний температуры воздуха в лесу всегда меньше, чем на открытом месте. Это связано с тем, что мощная надземная часть древостоя, поглощая большое количество тепла солнечных лучей в дневное время, ночью отдает его подкроновому пространству. Кроме того, повышение среднесуточной температуры воздуха в условиях леса связано с отсутствием ветра, который обладает охлаждающим действием. Зимой эти явления выражены менее заметно. Именно по этой причине в лесу весенние заморозки прекращаются раньше, а осенние начинаются позже, чем за его пределами. Все это приводит к формированию в условиях леса гораздо более продолжительного безморозного периода. Особенно благоприятно температурный режим под пологом леса сказывается на подросте ели европейской, которая на открытых местах (вырубки, гари) даже иногда гибнет.

Хорошо развитый лесной фитоценоз существенно сказывается на скорости движения воздуха. Даже в очень ветреную погоду в старом густом лесу в нижних ярусах господствует штиль. Отсутствие здесь ветра приводит в свою очередь к увеличению влажности воздуха, снижению транспирации и физического испарения с поверхности почвы и растений, замедленному перемешиванию воздушных слоев разного газового состава. Зимой отсутствие ветра в лесу препятствует сдуванию снега и увеличению рыхлости его покрова. Это в свою очередь не дает почве глубоко промерзнуть и корневые системы не вымерзают. Кроме того, снижение скорости ветра в лесу делает невозможным охлестывание ветвями лиственных деревьев крон хвойных растений в осенне-зимний период, а главное — резко уменьшает опасность ветровала и бурелома. Вместе с тем безветрие является неблагоприятным фактором для анемофильных и анемохорных растений нижних ярусов, в связи с чем под пологом леса такие виды весьма малочисленны. Степень влияния фитоценоза на движение воздуха определяется его составом, строением, размерами и особенностями окружающих биогеоценозов.

Водный режим (влажность почвы и воздуха) в лесу в значительной степени формируется под непосредственным влиянием самого фитоценоза. Снижение скорости ветрового потока и температуры воздуха, интенсивная транспирация и физическое испарение с огромной поверхности способствуют увеличению влажности воздуха под пологом леса на 10—20%.

В атмосферном воздухе присутствует множество естественных и искусственных загрязнителей. Для растений особую опасность представляют поллютанты — выбросы различных токсических веществ промышленными предприятиями и автотранспортом, которые вызывают заболевания и даже гибель растений. Эти загрязнители оказывают негативное воздействие на растения непосредственно, проникая через устьица, а также и косвенно — через почву, куда они попадают с осадками.

Взаимодействие лесных фитоценозов с атмосферой отличаются суточной, а в высоких широтах еще и сезонной изменчивостью в связи с термо-, гидрои фотопериодизмом. Характер и степень влияния фитоценоза на атмосферу обусловлены особенностями его состава и строения.

Иногда влияние атмосферных явлений на лес приобретает катастрофический характер. Это происходит в результате ураганных ветров, навала снега, градобоя, морозов, сильных ливневых дождей и продолжительной засухи (см. параграф 3.1).