Биологическое звено

Озерное звено

Озерное звено круговорота воды неразрывно связано с реч­ным. Озер, не связанных с реками, очень мало: они либо про­точны, либо в них впадают реки.

Что наиболее характерно для озер как для одного из звень­ев круговорота воды? Во-первых, испарение, которое с поверх­ности озер больше, чем с суши, их окружающей. Происходит это потому, что бывают периоды, когда почва на поверхности суха, и влага, расходуемая на испарение, отсутствует. Вода же в озерах всегда есть, и испарение с них не прекращается.

Например, с Каспийского моря испаряется ежегодно слой почти метровой мощности, а в прибрежных районах, большей частью засушливых, вся вода, выпавшая в виде осадков, 200-300 мм, т. е. в 3-5 раз меньше, чем с поверхности воды. В рай­онах лучше увлажненных (на севере или в экваториальной зоне, где в почвенном покрове почти всегда имеется влага) раз­ница в количестве воды, испаряющейся с суши и с поверхности озер, уменьшается.

Атмосфера получает ежегодно примерно 500-600 км³ до­полнительной воды за счет испарения с озер, но в сравнении с общим количеством воды, расходуемой на испарение, эта добавка весьма незначительна.

Главная роль проточных озер в круговороте воды - регу­лирование речного стока, его выравнивание во времени. При­мерами могут служить р. Нева, сток которой хорошо зарегули­рован целой системой озер, в том числе крупнейшими в Европе - Ладожским и Онежским. Река Ангара почти идеально зарегу­лирована глубочайшим в мире и наибольшим в Азии оз. Бай­кал. Другой классический пример - сток р. Святого Лаврен­тия, зарегулированный системой Великих озер.

Однако водорегулирующее значение еще в большей степени имеют искусственные озера - водохранилища. По новейшим данным, на земном шаре создано около 1350 водохранилищ, имеющих объем более 100 млн. м³.

Важная особенность озер и водохранилищ состоит в том, что они представляют собой более или менее замкнутые экологические системы, в которых протекает сложный комплекс взаимосвязанных процессов: механического харак­тера (течение, волнение, движение наносов), физического (тер­мические, ледовые явления), химического и биологического. В во­доемах высокой степени проточности эти процессы приближа­ются к условиям рек. Но большие озера с относительно слабой проточностью (например, такие, как Байкал, Ньяса, Танганьи­ка, Виктория, Верхнее, Мичиган), имеющие больший объем водной массы по сравнению с ее притоком, отличаются своеоб­разием экосистем.

Это звено круговорота воды очень сложно и многообразно. Я остановлюсь на наиболее важных его свойствах, непосред­ственно связанных с круговоротом.

Общеизвестно, что в жизни животных и растений вода име­ет огромное значение. Они в большей своей части состоят из воды. Много воды требуется людям для питья (2,5-3 л). Если принять эту норму, то на удовлетворение физиологи­ческой потребности одного человека расходуется около 1 м3 воды в год, а на всех людей - 3,3 км³.

Больше воды потребляется домашними животными, примем общее годовое потребление равным 25 - 30 км3.

Неизвестно, сколько воды потребляют дикие животные, но, по всей вероятности, не больше, чем все домашние. В итоге все живые организмы суши расходуют для питья не более 50 км3 в год. Эта величина очень невелика в сравнении с любым элемен­том водного баланса Земли. Нужно еще учесть, что почти вся вода, потребляемая людьми и животными, в конце концов испа­ряется и возвращается в общий круговорот воды. Независимо от объема потребляемой воды физиологическое зна­чение этой статьи расходования водных ресурсов в жизни лю­дей и животных исключительно велико.

К биологическому звену круговорота воды относятся и вод­ные животные и растения, для которых моря, озера, реки - среда существования.

Важнейший биологический процесс, обеспечивающий суще­ствование на Земле всего органического мира, - фотосинтез происходит при участии воды. В результате этого процесса расте­ния из углекислоты и воды синтезируют крахмал, белки, жиры, которые в свою очередь служат пищей для людей и животных. В процессе фотосинтеза входящий в состав воды водород вместе с углеродом, поглощаемым из воздуха, образуют питательные вещества, а растения отдают в воздух кислород. Обогащение кислородом атмосферы происходит не только за счет растительности суши, но и за счет океанического фито­планктона.

К биологическим процессам, наиболее ощутимым в кругово­роте воды, относится транспирация, представляющая сложный, важный для жизнедеятельности растений процесс. При погло­щении почвенной влаги корнями растений с водой в растение поступают растворенные в воде минеральные и органические ве­щества - пища растений. Жизнедеятельность растений, прирост растительной массы, урожай зависят от регулярности поступле­ния воды. Но процесс транспирации важен также и для регу­лирования температуры растения. В каких-то пределах этот процесс регулируется самим растением. Таким образом, хотя транспирация - физический процесс, но от обычного испарения с неживого вещества она от­личается некоторыми возможностями регулирования самим ра­стением. Поэтому процесс транспирации вместе с тем является и физиологическим процессом.

Количество воды, транспирируемой различными растениями, колеблется в больших пределах. В засушливых странах рас­пространены ксерофитные растения, обладающие способностью транспирировать относительно малое количество воды.

Транспирационную способность растений часто оценивают по коэффициенту транспирации, характеризующему объем воды, который должен израсходоваться для образования единицы ве­са сухого вещества растения. Например, для образования 1 т наземной растительной массы пшеницы, т. е. зерна и соломы, расходуется 300 - 500 м³ воды.

Расход воды на транспирацию зависит от большого числа факторов: от характера самого растения (степени его ксерофитности), от условий погоды, от наличия влаги в почве. В су­хую жаркую погоду растение нуждается в расходовании боль­шого количества воды на транспирацию.

Испарение с почвы нельзя рассматривать изолированно от транспирации. Под пологом леса с поверхности почвы испаря­ется мало воды, независимо от ее наличия на поверхности. Так происходит потому, что солнечная радиация слабо проникает через кроны деревьев. Кроме того, под пологом леса скорость движения воздуха замедляется, и он больше насыщен влагой. В этих условиях основная часть испаряющейся влаги происхо­дит за счет транспирации.

Соотношение между транспирацией, которая по существу является продуктивным испарением, и испарением непосредст­венно с почвы — непродуктивным меняется от сезона к сезону в зависимости от фаз развития растений.

В среднем расход воды на транспирацию составляет не ме­нее половины суммарного испарения с суши, т. с. около 30-35 тыс. км³ в год. Эта величина равнозначна почти 7% от испарения с поверхности земного шара, включая и океан.

Дата добавления: 2015-07-13