Начальная школа

Русский язык

Литература

История

Биология

География

Математика

 

А как вода попадает в лес или, еще более фундаментально, вообще на сушу? Насколько просто звучит этот вопрос, настолько сложен ответ на него. Ведь одно из главнейших свойств суши состоит в том, что она расположена выше моря. Благодаря силе тяжести вода всегда стекает к самому низкому месту, и континенты должны были бы пересыхать. Препятствует этому только постоянный приток, поступающий из облаков, которые образуются над морями и затем ветром переносятся дальше. Правда, этот механизм действует только на расстоянии в несколько сотен километров от морских побережий. Чем дальше вглубь континента, тем суше, потому что облака проливаются дождями и исчезают.

Уже через 600 километров становится так сухо, что появляются первые пустыни. Вроде бы жизнь должна существовать только в узкой полосе по краям континентов, а внутренняя их часть – оставаться сухой и безжизненной. Вроде бы. Но к счастью существуют леса. Это форма растительности с наибольшей поверхностью листвы. На каждом квадратном километре леса расстилается 27 квадратных километров листвы или хвои.

Часть выпадающих осадков оседает на ее поверхности и сразу же снова испаряется. К тому же летом на одном квадратном километре деревья потребляют до 2500 кубометров воды, которую они выделяют в воздух при дыхании. За счет этого водяного пара вновь образуются облака, которые затем перемещаются вдоль континентов и там снова проливаются дождем. Игра повторяется вновь и вновь, так что даже самые дальние регионы обеспечиваются влагой. Этот водяной насос функционирует так хорошо, что в некоторых крупных регионах планеты, например в бассейне Амазонки, количество осадков на расстоянии нескольких тысяч километров от океана практически такое же, как на берегу. Единственное условие: от берега моря до самого отдаленного уголка должен быть лес. Если хоть один, прежде всего – первый компонент, то есть прибрежный лес, выпадает, вся система нарушается.

Честь открытия этой невероятно важной закономерности принадлежит группе ученых, работавших с Анастасией Макарьевой из Санкт-Петербурга. Они проводили исследования по всему миру в самых разных лесах и постоянно приходили к одним и тем же выводам. Будь то дождевой тропический лес или сибирская тайга, но везде и всегда именно деревья передавали необходимую для жизни влагу в глубь континента. Ученые также выяснили, что весь процесс прекращается, если береговые леса вырубают. Это примерно так, как если у электрического насоса вытащить из воды сосущую насадку. В Бразилии уже намечаются последствия: дождевой лес на Амазонке становится все суше. Мы в Центральной Европе находимся в пределах 600-километровой полосы и попадаем в область, где насос накачивает воду. На наше счастье, здесь еще есть леса, даже если их площадь сильно сокращена.

Хвойные леса северного полушария имеют еще одну возможность влиять на климат и водный баланс. Они выделяют летучие вещества – терпены, которые изначально служат для защиты от заболеваний и паразитов, но когда их молекулы попадают в воздух, на них конденсируется влага. Поэтому над хвойными лесами формируются вдвое более плотные облака, чем над безлесными пространствами. Повышается вероятность дождей и отражается дополнительно около 5 процентов солнечного света. Местный климат делается прохладнее, а прохлада и влажность – как раз то, что любят хвойные деревья. Из-за таких взаимосвязей эти экосистемы, возможно, играют тормозящую роль в процессах изменения климата.

Для наших отечественных экосистем регулярные осадки невероятно важны, потому что вода и лес почти неразрывно связаны друг с другом. Будь то ручей, стоячий водоем или сам лес – для любой экосистемы жизненно важно предоставить своим обитателям постоянные условия. Типичный пример организмов, не выносящих встряски среды, – ручьевые, или, точнее, родниковые, улитки. Они мелкие, некоторые виды меньше 2 миллиметров, и любят холодную воду. Выше 8 градусов быть не должно, что у части видов объясняется исторически – их предки обитали в реках, образованных талыми водами, которые в последний ледниковый период во множестве текли по Европе. Похожие условия предлагают чистые лесные родники. Здесь температура тоже всегда низкая, ведь эти источники – не что иное, как выступающие на поверхность грунтовые воды. Они изолированы от внешних температур в своих подземных хранилищах и одинаково холодны и зимой, и летом. Для ручьевых улиток сегодня, когда уже нет ледников, это идеальное местообитание. Но для этого вода должна бить из источника круглый год, и вот здесь в игру вступает лес. Его почва действует как гигантское хранилище, вбирающее в себя все осадки.

Деревья заботятся о том, чтобы капли дождя не били по земле, а мягко стекали с ветвей. Рыхлая почва полностью впитывает в себя влагу, так что она не собирается в шустрые ручейки и не стекает, а на какое-то время задерживается в земле. Когда земля напитана полностью, и резервуар для деревьев заполнен до отказа, лишняя влага медленно, годами, просачивается во все более глубокие слои. Иногда проходят десятки лет, пока влага не появится снова. Колебания между периодами засухи и сильными ливнями за это время стерлись, и остается равномерно бьющий из-под земли родник. Хотя «бьет» он совсем не всегда. Часто он выглядит всего лишь как пятно сырой или сильно обводненной лесной почвы, темной полоской тянущееся к ближайшему ручейку. Но если встать на колени и присмотреться, можно разглядеть крошечные канавки, указывающие на источник. Остатки ли это последнего дождя или выход грунтовых вод, скажет термометр. Ниже 9 градусов? Это должен быть настоящий родник! Однако кто станет повсюду носить с собой термометр? Альтернативой служит прогулка при трескучем морозе. Лужицы и дождевая вода уже замерзли, а из родников по-прежнему весело сочится вода. Здесь и обитают родниковые улитки: здесь круглый год сохраняется пригодная для них температура. Обеспечивает ее не только лесная почва. Летом такой крохотный биотоп легко бы разогрело солнце, и улитки погибли бы от жары. Но лиственный полог дарит им свою тень и препятствует поступлению излишков тепла.

Для ручьев лес подготовил похожий сервис, еще более важный, потому что их вода в отличие от родников, где есть постоянный приток холодной воды, подвержена сильным перепадам температуры. Тем не менее здесь могут обитать, к примеру, личинки саламандр, которые держатся тут, как головастики, пока не вырастут и не начнут взрослую жизнь. Им, как и ручьевым улиткам, нужна низкая температура воды, чтобы в ней хватало кислорода. Вместе с тем ручей не должен промерзать, иначе все потомство саламандр погибнет. Хорошо, что эту проблему между делом решают деревья. Зимой, когда солнце еле греет, голые ветви легко пропускают его тепло. Движение воды через камни и другие препятствия тоже не дает ей промерзнуть. Когда в конце весны солнце поднимается выше и становится теплее, деревья распускают свои лиственные жалюзи и затеняют ручей. Только осенью, когда температура вновь понизится, небо над ручьем снова откроется, потому что листья к тому времени опадут. Ручьям под хвойными деревьями приходится значительно тяжелее. Здесь зимой очень холодно, порой вода промерзает до самого дна, и, поскольку весной она разогревается очень медленно, большинство видов не могут здесь обитать. Но такие темные долины ручьев в природе практически не встречаются, потому что ели не любят мокрых ног и держатся подальше от проточной воды. В основном такой конфликт между хвойным лесом и обитателями ручьев порождают лесопосадки.

Значение деревьев для ручьев не уменьшается даже после их смерти. К примеру, мертвый бук упадет, перекроет течение и пролежит так целые десятилетия. Его ствол работает как маленькая плотина и образует крохотные запруды со спокойной водой, в которых обитают виды, не переносящие сильного течения. К примеру, невзрачные личинки саламандр. Они похожи на маленьких тритонов, только у них по бокам головы есть пучки жабр, у основания ног – желтые точки, а тело покрыто блеклыми темными пятнами. В холодной воде лесного ручья они подкарауливают и жадно поедают мелких рачков. Эти ребятишки очень требовательны к качеству воды, и здесь им на помощь приходят даже мертвые деревья. В маленьких стоячих запрудах оседают ил и частички взвеси, а у бактерий за счет замедленного тока воды больше времени, чтобы разложить вредные вещества. Не стоит тревожиться, если после сильных ливней на воде иногда образуется пена. То, что выглядит как экологическое преступление, на самом деле всего лишь реакция гуминовых кислот, когда на мелких водопадиках они соединяются с воздухом. Эти кислоты образуются при разложении листвы и мертвой древесины и очень полезны для экосистемы.

В формировании мелких запруд лес в последние годы все меньше зависит от упавших деревьев. Все более активную помощь ему оказывает один «возвращенец», когда-то чуть не полностью истребленный – бобр. То, что деревья действительно рады такому помощнику, вызывает сомнения, ведь этот грызун весом до 30 килограммов – настоящий лесоруб. Стволы толщиной до 10 сантиметров он валит за ночь, а более крупные деревья – за несколько рабочих смен. Ветви с листьями нужны бобрам для питания. На зиму они запасают кучи таких веток в своих хатках, размер которых с годами может достигать нескольких метров. Они нужны, чтобы скрыть вход в жилище. Для большей безопасности бобры прокладывают ходы в свои норы под водой, чтобы туда не могли попасть хищники. Только непосредственно жилое помещение расположено над водой, а значит, там сухо. Поскольку уровень воды в зависимости от времени года и других условий может колебаться, бобры часто сооружают плотины, так что на ручьях и небольших реках образуются запруды. Благодаря им сток воды из леса тормозится, и в зоне запруд образуются крупные увлажненные местообитания. Ольха и ива радуются, а бук, наоборот, не выносит мокрых ног и отмирает. Но и деревья-бенефицианты вблизи бобровых поселений долго не живут, поскольку представляют собой живые кормовые запасы.

Итак, бобры повреждают деревья вокруг своих жилищ, однако регулируют водный баланс и потому в целом влияют на лес скорее положительно. Кроме того, они создают местообитания для видов, которые нуждаются в крупных стоячих водоемах.

В конце главы вернемся еще раз к источнику воды в лесу – дождю. На прогулке он может создать замечательное настроение, но если вы одеты не по погоде, будет обременительным. Старые широколиственные леса предлагают особый сервис: краткосрочный прогноз погоды от зяблика. Эти ржаво-красные птички с серо-голубой головкой поют песенку, ритм которой немецкие орнитологи передают примерно как «bin bin bin ich nicht ein schöner Feldmarschall». Но ее слышно только при хорошей погоде. А если собирается дождь, зяблики не поют, а «рюмят» – переходят на короткий присвист «рю… рю… рю…».

Поиск

Поделиться:

Физика

Химия

Методсовет