Деревья - чрезвычайно красивые живые существа и в то же время очень сложные и эффективные системы, которые управляют многими видами природных ресурсов, особенно воздухом, светом, теплом, водой, почвой. Об этом далее…
Как деревья управляют водой?
Представляйте себе ландшафт без деревьев. Пускай будет немного холмистый ландшафт, с долинами и хребтами небольшими. Дождь бывает два-три раза в год, а когда он бывает, сразу много льётся.
Что с таким ландшафтом будет? Вода ничем не задерживается, и при дождя, ландшафт мало пользы получает от него, потому что вода сразу впадает в долину и вымывает всю почву, которая там скопилась. А потом дождь ушёл и снова засух наступил. Только пусть в конце долины будет такое углубление в земле, где вода потом скапливается, и получается болото.
Дренажа нет, ну и солнце печёт, и получается что болото ещё и солёная, за счёт испарения.
Теперь добавим деревья к этому ландшафту. Что с ним происходит?
Во-первых, дождь идет чаще, но за один раз выпадает меньше. Он уже попадёт не на землю, а на листья деревьев, а потом уже на землю, что смягчает удар каплей.
Когда вода на землю уже попала, она впитывается в землю, из-за лиственного покрова и корни деревьев, которые направляют воду глубоко в землю. Поэтому, вода очень долго доходит до долин, и наводнения становятся гораздо реже.
Деревья продолжают собирать воду даже тогда, когда нет осадков. Влага в воздухе конденсируется на листьях деревьев и капает на землю.
А в болотистых углублениях, деревья уводят больше воды под землю, и не дают ей испаряться.
Источники появляются в таком ландшафте, и почва плодородная образуется.
Вода, которая была разрушительным элементом становится изобильным ресурсом.
Ещё один интересный способ есть, которой деревья водой управляют.
Корни деревьев поднимают воду из глубины. Днём, какая-то часть этой воды используется в фотосинтез, а остальная часть выходит в атмосферу за счёт транспирация.
А ночью, ни фотосинтез ни транспирация толком не происходят. А деревья продолжают поднимать воду из глубины, только не в листья, а в неглубокие корни. Благодаря осмосу эта вода просачивается в почву, если она сухая. Получается что деревья, это — колодцы, в том числе!
Вот примерь, как можно воспользоваться таким фактором…
Днем. В 1, Плотина из уплотненной глины задерживает и надземные и подземные потоки воды, создавая пруд в 2, и поднимая уровня грунтовых вод в 3, с помощью водонепроницаемого слоя глины в 4.
В 5, деревья поднимают воду корнями, и отпускают ее в воздух за счет транспирация.
Ночью, деревья поднимают воду в плодородную почву. В аллейное земледелие, выращивают культуры между рядами деревьев (включая плодовых) именно поэтому… и не только.
кстати, это и есть способ увлажнения ландшафта, которому предпочтительно применяют Айдак и Хольцер.
Такой ещё есть интересный момент, как деревья управляют светом.
Широкоизвестьно что, деревья занимаются фотосинтезом. Фотосинтез производит в основном сахар и кислород из воды и углекислого газа, с помощью света.
А деревья управляют светом и другими способами, выполняя при этом ещё другие функции. Например…
Деревья создают тень. При этом, разные деревья делают это по-разному, и — что для меня поразительно — к выполнению совершено разных целей.
Казалось бы, что деревьям было бы выгоднее всего уловить наиболее количество солнечного света. Правда, есть деревья, которые используют эту стратегию. При этом, считать, что это просто-на-просто вариант конкуренция между организмами конкуренции было бы ошибкой. Такие деревья, также как все, создают благоприятные условия для своих симбиотов, включая грибов, растений, требующие низкого количества света, разные насекомые и т.п.
При этом, есть и другие стратегии управления светом.
Белая акация создаёт полутень под собой, снижая световой нагрузки на других растении. А берёза, тополь и другие деревья со светоотражающими листьями могут значительно увеличивать количество солнечного света, попадающийся на окружающие растений.
Берёза очень интенсивно помогает в этом плане, хотя из моих наблюдений, тополь может распространять своими листьями лучи солнечного света дальше всех деревьев. Это наверное связанно с тем, что тополь бывает очень высоким. В любом случае, его листья очень сильно отражают свет.
Тополь — это просто прелесть, когда ветер слегка дует, и солнышко танцует вокруг.
Есть деревья, особо среди деревьев с иголками, которые растут формой конуса. Такая форма подходит для улова солнечного света попадающая под малыми углами, как раз соответствуя широтам, расположенным ближе к полюсам.
Вот уже о том, как деревья управляют воздухом…
Когда ветер задувает на опушку леса, он замедляется и сбрасывает пыль, листья и прочее материал, который несёт. Это всё идёт на пользу почвы.
Далее, 40% потока воздуха попадает в сам лес, проходя между деревьями, а остальное 60% поднимаются над лесом.
Этот подъём 60% ветра над лесом достаточно, чтобы активизировать орографический эффект. Это вызывает дождь и другие формы осадок.
А остальное 40% ветра имеет другое воздействие на деревьев, и они на него.
Во-первых, деревья двигаются за счёт ветра. Они раскачиваются из стороны в сторону, собирая потенциальную энергию в порывах ветра и высвобождая ее между порывами. Этим путем создается определённое количество тепла.
Во-вторых, раскачивающее воздействие ветра также укрепляет и утолщает стволы деревьев.
Во-третьих, деревья отпускают на ветер из листья бактерии, которые засевают облака, стимулируя осадок.
Деревья также могут превратить прохладное влажное течение воздуха в течение относительно тёплого воздуха путем конденсации водяного пара на своих листьях. Процесс конденсации выделяет тепла.
При этом, деревья охлаждают воздух с помощью транспирация. Чем ярче солнце светит, тем сильнее деревья охлаждают воздух… если хватает воды.
Кто внимательно читал о том, как деревья управляют водой, тот, может быть, заметит что почему-то испарение воды из-за солнце и ветра приводит к засолению ландшафта, а транспирация из деревьев не приводит к этому.
Почему это так? Причин несколько. Когда дерево пьёт воду через корни, вместе с водой пьёт те соли (и другие вещества), которые в ней растворимы.
А при процессе транспирация, соли остаются и накапливаются в листьях. Поэтому все деревья сбрасывают свои листья — они этим способом удаляют лишние вещества.
Листья, таким образом, функционируют как почки дерева.
Попав на землю, листья разлагаются довольно медленно из-за высокого содержания соли. Из-за этого листья иногда используют в качестве кровельного материала.
Высокое содержания соли может, возможно, уменьшить количество альдегидов и некоторых других соединений, образующихся при разложении, как, например, в процессе ферментации. Было бы интересно узнать, действительно ли такое эффект присутствует.
В любом случае, избыток солей при разложении, как правило, связывается в длинные углеродные цепочки, и таким образом станут безвредными.
Другая причина, по которой соль не накапливается в почве в присутствии деревьев, заключается в их стратегиях управления водой, которые со временем приводят к постоянному, медленному оттоку воды из окружности, что уносит с собой соли.