Как дерево взаимодействует с дождём
Во время дождя тонны воды могут оказать влияние на землю где-то за один час. На оголённых почвах и на землях с редкими или культивируемыми растениями под ударом капель вымывается почва, обычно может вымыть 80 т/Га или до одной тысячи тонн при экстремальных ливнях. Когда почва оголена, мы теряем землю.
В результате стока воды и открытого испарения, составляющие 80-90% от всех дождей выпадающих в Австралии, питательные вещества и ил уносятся в море или во внутренние бассейны. Когда мы лишаем землю растительности, сток воды возрастает, на какое-то время это может радовать людей, когда они видят, как их плотины очень быстро наполняются. Но плотины в дальнейшем забиваются илом и реки фактически перестают течь, а вырубка лесов приводит к наводнениям и засухам, к недолго регулируемой и постоянной поставке чистой воды извне.
Когда дождь идёт над лесом, запускается комплексный процесс. Во-первых, полог деревьев укрывает и обнуляет ударный эффект дождевых капель, обращая дождь в тонкий туман под пологом даже при самых проливных дождях. В зрелых лесах бывает слабая утрата ила, вызванная большим скоплением выработанной лесом почвы.
Если дождь слабый, то малая часть его проникает через полог, но плёнка воды распространяется поверх листьев и стволов, и улавливается ими посредством поверхностного натяжения. Клетки дерева поглощают то, что им необходимо, а оставшаяся часть испаряется в воздух. Там, где дождь не проникает сквозь полог этот эффект называется «общий перехват». ПЕРЕХВАТ это количество дождя, выловленное кронами деревьев. Это самое важное первостепенное воздействие деревьев или лесов на дождь. Степень перехвата, прежде всего, зависит от следующих факторов:
- Высота кроны;
- Плотность кроны;
- Время года;
- Интенсивность дождя; и
- Испарение после дождя;
В общем, перехват обычно составляет 10-15% от общего дождя. Наименьший перехват происходит в разреженных и лиственных лесах, во время зимних дождей, сильных ливней и в условиях облачной погоды, когда он составляет всего лишь 10% от дождя. Наибольший перехват происходит в густом вечнозеленом лесу при лёгком летнем дождике в солнечную погоду, когда он может достигнуть 100%.
Однако, если выпадает больше дождей или сильный дождь воздействует на деревья, то вода начинает достигать земли в виде тумана или капель. Эта вода называется СКВОЗНЫЕ ОСАДКИ. Сквозные осадки зависят от интенсивности дождя, при сильных ливнях происходит очень маленький перехват. В среднем сквозные осадки составляют 85% от дождя в зонах влажного климата.
С этой точки зрения, сквозные осадки это ни что иное, как дождевая вода, дождевая вода это больше чем вода в ванной; сквозные осадки содержат растительные клетки и питательные вещества, и фактически представляют собой более насыщенный напиток чем просто дождевая вода. В воде сквозных осадков содержатся растворённые соли, органические вещества, пыль, выделения растений (Таблица 6.2). «Результаты показывают, что дождь смывает большое количество калия и малое количество азота, фосфора, кальция и магния с полога и приносит их на поверхность почвы. Опад дополнительно вносит органические вещества и является богатым источником кальция и азота и небольшим источником магния и калия» (Д.С. Мюррей и А. Митчелл «Эвкалипт приречный и баланс питательных веществ», Отдел по сохранению почвы, штат Виктория, Австралия, без даты).
Сквозные осадки нельзя измерить с помощью дождемеров, так как у деревьев часто имеются специальные рецепторы, каналы и хранилища для такой воды. Случайно выпавший дождь преобразуется в правильно направленные паттерны потоков, которые обеспечивают потребности и рост леса. В основании ствола пальм, бананов и многих эпифитов или в ребристых корнях деревьев терминалии Terminalia и фиников вода скапливается в воздушных резервуарах, которые часто полны тины и комаров. Наствольные мхи и эпифиты много раз поглощают основную массу воды, а само дерево направляет воду с помощью наклонных веток и трещиноватой коры к стержневым корням, пауки улавливают свою долю воды на паутине, и грибы поглощают её в необходимом им количестве. Некоторые деревья имеют плакучие ветви, чтобы направить сквозные осадки к мочковатым, периферийным корням.
Наполнив воздушные резервуары, сквозные осадки поступают в гумусовый уровень леса, который сам может поглощать 1 см дождя на каждых 3 см глубины. В старых буковых лесах гумусовый слой толщиной как минимум 40 см, нижняя земля это масса грибницы. В нетронутых дождевых лесах глубокие мхи могут ковром покрывать лесную землю. Таким образом, на глубине 30-40 см сквозные осадки поглощаются сапрофитами и живыми системами гумусового слоя. Снова состав воды меняется, которая вобрала гумусовые выделения, вода с густых лесов и болот может стать прозрачного золотого цвета, как чай.
Содержание питательных веществ в опаде, стекающих с полога каплях и дожде в открытом естественно восстанавливающемся лесу из приречных эвкалиптов (Eucalyptus camaldulensis), г. Грингегалгона, шт. Виктория, Австралия [Источник: Д.С. Мюррей и А. Митчелл «Эвкалипт приречный и баланс питательных веществ», Отдел по сохранению почвы, штат Виктория, Австралия (без даты)].
Источник
Лес во время дождя
Каждый грибник знает, что в дождь лучше не ходить за грибами — промокнешь насквозь, стоит лишь задеть ветку, с деревьев на тебя обрушатся целые потоки воды.
Но, допустим, вы пошли за грибами, хотя уже с утра на небе собирались тучи и как будто тихонько, где-то у горизонта погромыхивало. И вот пошел дождик, зашуршали листья, над головой как следует громыхнуло, и уже не дождик, а целый ливень обрушился на вашу голову. Лес во время дождя не может служить хорошим укрытием.
Прижались к первой попавшейся березе. Но береза от дождя не спасет. Уж очень прозрачная крона у нее. Может под сосной? Вон какая внушительная сосна, этак лет под двести.
Оказалось, под сосной еще хуже. А вот стоит елка. Прекрасно. Несмотря на ливень, под елкой сухо, как под крышей. Конечно, и под елкой бы промочило, но летние грозы непродолжительны.
Крона деревьев задерживает осадки
Крона деревьев задерживает от 10 до 80 процентов осадков. В этом мы уже убедились, сидя под елкой. Меньше всего дождя или (зимой) снега задерживают березы и сосны — всего около 15 процентов. Елки задерживают около 40 процентов, а пихты — около 50. Проценты рассчитываются от количества осадков, выпадающих на открытом месте.
Значит, лесная почва вынуждена пользоваться меньшим количеством осадков, чем почва полей. И тем не менее самые верхние слои почвы в лесу влажнее, чем те же слои на открытом пространстве. Но это только верхние слои. Глубокие же горизонты, в которые проникает корневая система деревьев, суше соответствующих горизонтов в поле.
Лес берет оттуда влагу в огромных количествах для нужд своего физиологического испарения. Но почему самые верхние слои почвы под деревьями влажнее тех же слоев в поле? Большую роль в сохранении влаги в верхних слоях, которую получает лес во время дождя, играет подстилка леса.
Источник
Когда идет дождь, растения находятся в состоянии, похожем на панику
Как и нам, растениям нужна вода, чтобы выжить. Но это не значит, что зеленые листья деревьев, кустарники или цветы наслаждаются ливнем больше, чем люди. Когда на небе появляются серые облака и начинается дождь, реакция растений на капли воды, что падают с неба, мгновенная, всепоглощающая и близкая к реакции «паники». К такому выводу пришли ученые из университета Западной Австралии. Результаты опубликованы в журнале PNAS. Как это ни странно (считается, что вода должна приносить растениям жизнь, а не смерть), эксперты считают, что влага — основной путь распространения болезней среди растительности. Чем дольше листья остаются влажными, тем больше вероятность того, что в них поселится патоген.
Оказывается, растения не любят долго находится под дождем
Что происходит с растениями, когда идет дождь?
Когда капля дождя падает на лист, крошечные капельки воды рикошетят во всех направлениях. Эти капли могут содержать бактерии, вирусы или грибковые споры. Одна капля может распространить их на расстояние вплоть до 10 метров и заразить большое количество растений. Согласитесь, это довольно неприятно. Выходит, реакция растений на дождь похожа на то, как люди реагируют на кашель или чихание окружающих: это неприятно и заставляет принимать защитную позицию.
Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram
С помощью аэрозольного баллона, распыление которого похоже на дождь, международная команда исследователей наблюдала быстрый эффект домино микроскопических изменений растений, запускаемых мощным белком Myc2. Хотя изменения были мгновенными, повторный контакт в конечном итоге привел к задержке роста растений и задержке цветения. Когда активируется Myc2, тысячи генов вступают в действие, подготавливая защиту растения, пишут в своей работе ученые. Эти предупреждающие сигналы распространяются от листа к листу и вызывают целый ряд защитных реакций.
Растения передают друг другу информацию об опасности, выяснили исследователи
Всего было обнаружено, что не менее 20 белков-связанных генов непосредственно направляются и регулируются Myc2 после распыления воды. Более того, те же сигналы, которые эти растения использовали для распространения информации среди листьев, также использовались для связи с близлежащей растительностью. Одним из многих химических веществ, образующихся в ответ на падение капель на листья, является жасмоновая кислота, которая регулирует многие физиологические процессы, связанные с ростом растений и стрессом. Плюс, когда химические вещества жасмоната находятся в воздухе, они также могут сообщить другим растениям, что происходит и как с этим справится. Иными словами, растения защищают себя и ближайшую к ним растительность. Какие еще удивительные факты вы знаете о растениях? Поделитесь ими с участниками нашего Telegram-чата.
В каплях воды могут содержать патогены, опасные для растений
Ранее в этом месяце другая команда исследователей обнаружила, что, когда растения подвергаются опасности, они развивают универсальный «язык», чтобы предупредить других. Работа опубликована в журнале Current Biology. Исследователи отмечают, что несмотря на то, что дождь не является для растений смертельно опасным, иногда попадание капель воды может привести к развитию болезни. Именно поэтому растения, можно сказать, впадают в панику.
Источник