Экология. Особи, популяции и сообщества. Том 1 - Бигон М.
ISBN 5-03-001121-8
Скачать (прямая ссылка):
роли. Наземное растение может получать воду непосредственно из орошающего
его дождя или из оседающей на нем росы; вода при этом всасывается через
поверхность листьев. Значение такого способа получения воды, по-видимому,
все же невелико. Большая часть используемых наземными растениями водных
ресурсов находится в почве, служащей их резервуаром. Вода поступает в
этот резервуар с дождем или при таянии снега и проникает в почвенные
поры. Проникновение воды в почву отнюдь не означает того, что она стала
доступна растениям. Дальнейшая судьба почвенной влаги зависит от размеров
пор, в которых вода вопреки земному притяжению может удерживаться
капиллярными силами. Если эти поры широки (как в песчаной почве), то
значительная часть воды обычно уходит: она просачивается сквозь толщу
почвы, пока не встретит какое-либо препятствие, и либо пополняет запасы
грунтовых вод, поднимая их уровень, либо безвозвратна стекает в ручьи и
реки. Приходящееся на единицу объема (или
Гл. 3. Ресурсы
131
m
Э 2
о> Я
31
5 2
- ГО х з:
о. а *
С> ф 0 ? *- *-м У ^ я та ^ О- ID X
О
L. *-
J о |
со zi а s х о у < X >s СЕ
* О е
< t- 5 с; о < со ^
Рис. 3.8. Вода в почве. Показано соотношение между тремя характеристиками
статуса почвенной влаги: 1) pF - силой, с которой вода удерживается в
порах (выражаемой величиной логарифма высоты водяного столба (в см),
который могут поддерживать в почве капиллярные силы); 2) той же самой
силой, выражаемой давлением водяного столба в атмосферах или барах; 3)
диаметром почвенных пор, остающихся заполненными водой. Рисунок дает
возможность сравнить размеры заполненных водой пор с размерами корешков,
корневых волосков и бактериальных клеток
массы) почвы количество воды, удерживаемой в почвенных порах вопреки силе
тяжести, называется "полевой влагоемкостью" почвы. Это не что иное, как
верхний предел содержания влаги в свободно дренируемой почве. Есть еще и
нижний предел "полезного" влагосодержания почвы; если оно опускается ниже
этого предела, то растения уже не в состоянии использовать почвенную
влагу в качестве ресурса для роста (рис. 3.8). Высота этого нижнего
предела предопределяется способностью растений развивать всасывающее
усилие, необходимое для извлечения воды из все более и более узких
почвенных пор; предел этот именуется "влажностью устойчивого завядания":
это такое содержание влаги в почве, при котором растения, имеющие
возможность медленно испарять воду, обычно впадают в состояние
устойчивого завядания, от которого они уже не могут оправиться. Растения
различных видов не очень сильно различаются по величинам влажности
устойчивого завядания. Вещества, растворенные в почвенной воде, добавляют
к капиллярным силам, которые приходится преодолевать растению при
всасывании воды, еще и силы осмотические. В засоленных почвах засушливых
областей эти силы приобретают особенно большое значение.
132
Ч. 1. Организмы
В таких местностях поток почвенной влаги направлен в основном вверх - из
почвы в атмосферу; при этом на поверхность поднимаются и соли, что
приводит к возникновению "осмотически летальных" солончаков.
Хищник может схватить жертву, преследуя ее, а может и дождаться ее в
засаде, как сидящий в своей паутине паук. Аналогию с этими двумя
процессами можно усмотреть в том, как корни растения добывают воду и
биогенные элементы. Бывает так, что вода просачивается через почву
навстречу корню, но бывает и так, что через почву навстречу воде
прорастает корень. Поглощая воду из прилегающих к его поверхности
почвенных пор, корень создает вокруг себя зону пониженной увлажненности.
В результате этого между соседними объемами почвы, соединенными
многочисленными порами, возникает градиент потенциалов почвенной влаги.
Вода перемещается по капиллярам вдоль возникающего градиента в зоны
пониженной увлажненности, пополняя тем самым запасы влаги, которая может
быть поглощена корнями.
Этот простой процесс значительно осложняется следующим обстоятельством:
чем сильнее обезвожен прикорневой объем почвы, тем труднее воду
всасывать. Начиная поглощать почвенную влагу, корень поначалу высасывает
ее из самых широких пор, потому что она удерживается в них самыми слабыми
капиллярными силами. Водой остаются заполненными лишь более узкие и к
тому же более извилистые капилляры; вода может поступать в корень только
из них, и всасывание, таким образом, затрудняется. Так что если корень
вытягивает почвенную влагу очень быстро, то зона пониженной
ресурсообеспеченности (т. е. увлажненности) становится выраженной очень
отчетливо, а вода из такой зоны может поступать в корень лишь с очень
небольшой скоростью. Поэтому растения, быстро испаряющие воду, подчас
увядают даже на обильно увлажненной почве. В таком случае существенными
факторами, определяющими доступ растения к содержащейся в "почвенном
резервуаре" воде, становятся разветвленность пронизывающей почву корневой
системы, ее густота и обилие мелких корешков. Чем гуще оплетающая данный
