Физические свойства воздуха

1. Плотность. Воздух – это среда, характеризующаяся низкой плотностью (в 800 раз меньше плотности воды). Это способствуют формированию у наземных растений опорных структур (механические, проводящие ткани, дополнительные опорные корни и т.д.). Низкая плотность воздуха определяет его подвижность.

2. Давление воздуха, или атмосферное давление. Имеет значение как фактор формирования погодных условий, что отражается на росте и развитии растений. Оно начинает сказываться только на высоте 8000 м над уровнем моря.

3. Движение воздуха. К ним относятся конвекционные токи в вертикальном направлении и горизонтальное перемещение воздушных масс – ветер.

Конвекционные токи влияют в основном на тепловой режим и способствуют переносу пыльцы и очень мелких семян.

Более существенную роль играет ВЕТЕР, оказывающий прямое и косвенное влияние на растния.

Прямое позитивное влияние ветра проявляется в переносе пыльцы, спор, семян и плодов.

Так, ветром опыляется примерно 10% всех покрытосеменных – анемофильных растений. Это, например, береза (Betula), ольха (Alnus), злаки (Poaceae), осоки (Carex) и т.д. Анемофилы имеют множество приспособлений, облегчающих перенос пыльцы (легкость, сухость и летучесть пыльцы, огромное количество продуцируемой пыльцы, массовое произрастание и одновременное цветение анемофильных растений и т.д.).

Ветер распространяет споры, семена и плоды анемохорных растений. Переносу их ветром способствуют малые размеры и различные аэродинамические приспособления к полету (крылатые выросты у клена (Acer), ясеня (Fraxinus); волоски у тополя (Populus), ивы (Salix); перистые ости у ковыля (Stipa); паппулы у одуванчиков (Taraxacum) и др. Ветром семена могут распространяться на расстояния от 40 км (в тайге) до 800–2000 км (в Арктике).

Приспособлением к переносу семян и плодов ветром является и особая форма роста, называемая «перекати-поле». В результате многократного ветвления и загибания книзу нижних веточек генеративных органов растение к моменту созревания семян и плодов приобретает шарообразную форму, имеющую большую парусную поверхность. Такой высохший и легко обламывающийся шар легко перекатывается ветром, рассеивая по пути семена. Благодаря особому строению плодов, семена высыпаются не сразу, обеспечивая распространение семян на больших территориях. Это, например, ревень татарский (Rheum tataricum), рогач (Ceratocarpus) и др.

Прямое негативное влияние ветра выражается в механическом воздействии на растения. Это, например, выворачивание деревьев с корнем (ветровал) или ломка стволов (бурелом). От ветровала страдают деревья с поверхностной корневой системой и большой парусностью кроны (ель – Picea, береза – Betula, бук – Fagus), а от буреломов – с глубокой корневой системой (сосна – Pinus, дуб – Quercus).

Кроме того, постоянно дующие односторонние ветры вызывают деформацию роста деревьев. Это наклон стволов под давлением ветра, однобокость кроны. В особо ветреных местообитаниях кроны деревьев приобретают флаговую форму, вытянутую под влиянием господствующих ветров в подветренную сторону.

Механическое воздействие ветра усиливается, если он несет мелкие частицы песка, снега, так называемый абразивный эффект ветра. Ветро-песчаный поток в пустынях иссекает листья и ветви, обтачивает кору; а в арктических и высокогорных районах губительное действие оказывает «снежная коррозия» – это иссечение растений частицами снега, несущимися с большой скоростью. Происходит «стрижка» растений до уровня снежного покрова. В высокогорьях «снежная коррозия» приводит к образованию «столовых форм» деревьев и кустарников с плоской и низкой кроной.

Действие ветра оказывает влияние и на физиологические процессы. При ветре усиливается регулирующая роль устьиц. Однако интенсивность транспирации у разных видов меняется неодинаково: у одних даже небольшой ветер усиливает интенсивность транспирации, у других она не меняется, и даже снижается. Ветер оказывает сильное иссушающее действие. Так, при скорости ветра 13 м/сек в веточках саксаула содеражание воды снижается с 72 до 45%. Под влиянием частых и сильных ветров снижается фотосинтез, усиливается дыхание, что ведет к снижению продуктивности.

Косвенное влияние на жизнь растений выражается в изменении режимов других экологических факторов: светового, теплового, увлажнения и т.д. Например, для лесных растений косвенное влияние ветра проявляется в изменении освещения.

4. Прозрачность воздуха зависит от количества механических примесей и водяных паров, находящихся в воздухе и определяет в основном световой и тепловой режим растений, что отражается на фотосинтезе и транспирации.

Так, пыль, оседая на поверхности растений, закупоривает устьица, что затрудняет газообмен, транспирацию, мешает поглощению света. Дыхание в условиях загрязнения сначала увеличивается, а затем снижается по мере развития повреждения. Все эти повреждения тормозят рост растений и ускоряют старение.