Организация вещества и энергии в природных комплексах. Продуцирование органического вещества в геосистемах. Эколого-ресурсные аспекты оценки природной среды, страница 26

Величина LEV имеет непосредственное отношение к образованию продукции растительности, так как нередко преобладающую или по крайней мере значительную долю испарения (Ev) составляет транспирация. Часть Еv, включающая физическое испарение с поверхности растительного покрова и почвы, способствует повышению упругости водяного пара воздуха и тем самым косвенно благоприятствует уменьшению транспирации. Энергия теплообмена с атмосферой в большой степени определяет термический режим среды, прежде всего ее воздуха, что отражается на интенсивности фотосинтеза, дыхании растений и формировании нетто-продукции.

Отношение между основными составляющими теплового баланса земной поверхности за вегетационный период (Tv/LEv) в природных комплексах суши Земли изменяется в широких пределах. В гумидных условиях, где растительность обеспечена влагой в достаточной мере, Tv /LEv обычно менее единицы, в исключительных случаях снижается до нуля и даже становится отрицательной величиной. В частности, весьма небольшие значения этот показатель имеет во влажных тропических и субтропических лесах, а на болотах, в результате адвекции тепла с ближайших дренированных участков, может быть отрицательной величиной. Аналогичные явления наблюдаются в тугаях по долинам рек, протекающих через пустыни. Напротив, в аридных природных комплексах преобладающая часть радиационного баланса идет на теплообмен с атмосферой, поэтому Tv/LEv, здесь больше единицы, в пустынях может достигать б — 100 и более.

Надежными показателями энергообеспеченности являются суммы средних суточных температур воздуха выше 5 и 10°С. Между величиной радиационного баланса вегетационного периода и суммой температур выше некоторого предела при прочих равных условиях существуют определенные количественные соотношения. Они более заметно изменяются с изменением зональных природных условий и менее — в пределах природной зоны.

Величина отношения суммы температур выше 5 °С к радиационному балансу вегетационного периода более высоких значений достигает, как правило, в аридных зональных комплексах, где сравнительно высокие потери энергии на эффективное излучение несколько снижают величину радиационного баланса; одновременно значительная (или даже преобладающая) доля последней идет на теплообмен с атмосферой, что обеспечивает высокую температуру воздуха в течение вегетационного периода. Напротив, в гумидных комплексах этот показатель в связи с особенностями энергетического баланса несколько ниже. В то же время он возрастает от полярных широт к экваториальным как в гумидных (примерно от 13 в лесотундрах до 28°С/кДж/см2 во влажных тропических лесах), так и в аридных (от 16 в степях умеренных широт до 34 °С/кДж/см2 и более в тропических пустынях) условиях.

Таким образом, достаточно надежными показателями энергообеспеченности природного комплекса и его продукционного процесса могут быть радиационный баланс земной поверхности за вегетационный период и сумма температур воздуха этого периода.

Влагообеспеченность природного комплекса. Влагообеспеченность наряду с энергообеспеченностью играет важную роль в продукционном процессе и тем самым в образовании продукции растительности в природном комплексе. Как недостаток, так и избыток влаги отрицательно отражаются на фотосинтезе и продуктивности растительности.

Нередко за показатель влагообеспеченности природного комплекса принимается годовая сумма осадков, но при этом не учитывается, что часть осадков идет на сток, покидает комплекс и в продукционном процессе участия не принимает (исключение составляют резко аридные территории). Более того, со стоком выносятся элементы минерального питания растений, что приводит к снижению продуктивности растительности. Поэтому количеством атмосферных осадков за год не является достаточно точным показателем влагообеспеченности, особенно в гумидных условиях, где сток достигает значительной величины.