Микроклимат полян, просек и опушек

На полянах живет, а иногда только там и встречается великое множество насекомых. Поэтому очень важно выяснить, какие условия характеризуют эту микрозону. Прежде всего, очень многое зависит от размера поляны. Если он невелик, микроклимат поляны не будет существенно отличаться от микроклимата леса, за исключением, конечно, количества попадающих на нее лучей. Но чем обширнее поляна, тем свободнее проникает туда ветер. Воздух здесь более подвижен, чем в чаще леса или на небольших полянках.

Впрочем, значение имеет не только размер поляны, но и его соотношение с высотой окружающих деревьев. Ланшер предложил даже формулу, по которой можно определить один из важнейших факторов микроклимата - излучение, отражаемое поляной (если известно давление водяного пара на поляне и угол, под которым наблюдатель, находящийся в центре поляны, видит деревья). Но именно в силу того, что на небольших полянках меньше ветров, климат там отличается резкими колебаниями с повышенными максимумами и минимумами. Это впервые было отмечено в наблюдениях шведских ученых. Определяя в течение августа и сентября температуры между стволами деревьев одного леса, Шуберт нашел, что они составляют в среднем 9,4°, вне леса - 9,9°, в защищенном месте посреди поляны - 10,8°. Гейгер тоже приводит ряд в высшей степени показательных цифр (табл. 5).

Таблица 5. Количество дождя и температура на полянах (по Гейгеру)

Зато ночью температура падает тем значительнее, чем больше поляна. Это зависит не только от интенсивности излучения, большего на большей поляне, но и от того, что холодный воздух маленьких полян смешивается с более теплым, находящимся между стволами близстоящих деревьев; кроме того, на большие поляны попадает охлажденный воздух, соскальзывающий с вершин. Такое явление Гейгер назвал "ночным лесным ветром".

На опушке леса климатические условия еще более сложны. Прежде всего нужно знать, что лес, сам по себе представляющий зону покоя, как бы охвачен кольцом сильнейших тепловых колебаний (явление, подмеченное Лакуром еще в 1872 году). Вызвано это главным образом повышением средних показателей излучения, парадоксальным следствием покоя, в котором пребывает воздух вблизи леса. В зависимости от положения опушки относительно направления господствующих ветров деревья, играющие примерно ту же роль, что и холмы или возвышенности, могут повышать или понижать средний показатель интенсивности атмосферных осадков на прилегающей к ним полосе участка. Стало быть, следует ожидать, что в лесу и по соседству с ним будут встречаться разные растения и, уж конечно, разные насекомые.

Движение воздуха на лесной поляне, условно изображенной на рисунке двумя параллельными рядами деревьев (заштрихованная зона). Большая стрелка показывает направление ветра над кронами, маленькие - направление ветра на поляне; чем ближе маленькие стрелки одна к другой, тем сильнее ветер. Штриховая стрелка обозначает штиль (по Гейгеру)

Мало того, существуют и лесные ветры. Пример такого ветра мы уже приводили. Лес противостоит потокам воздуха, заставляет ветер отклоняться кверху; так создается на опушке зона покоя, шириной равная примерно половине высоты деревьев. Вёльфле обнаружил, что деревья хвойного леса создают большое препятствие для ветра и тем более мощное, чем сильней ветер. Приземный слой воздуха за день нагревается на открытом месте, а в лесу остается холодным; этот холодный воздух не застаивается между стволами, а устремляется наружу, создавая так называемый "дневной лесной ветер". Он подобен морскому бризу, дующему днем с более холодного моря на более теплую сушу; в 1920 году Шмаусс дал ему яркое определение: "морской бриз без моря".

Температура воздуха над полем патиссонов от уровня почвы до метровой высоты (4 августа 1935 года). В течение двух периодов (с 5 до 8 часов и с 18 до 21 часа) температура на высоте одного метра была почти ровной, а в остальное время суток образовывались зоны холодного и теплого воздуха (по Мэде)

Когда же дует "ночной лесной ветер" - о нем шла речь выше,- потоки холодного воздуха стекают с крон деревьев, устремляясь в сторону открытых пространств. Запуская дрейфующие воздушные шарики, Кохль убедился, что скорость этого ветра доходит до одного метра в секунду. На лесистых склонах он намного сильнее и может стекать в глубь долины со скоростью до трех метров в секунду.

Все же, подчеркивает Гейгер, мы еще очень мало знаем о климате лесных опушек. "Например, мы не знаем,- пишет он,- во всякое ли время года одна и та же опушка теплее других или существуют сезонные колебания; всегда ли самая сухая опушка бывает самой теплой, а самая сырая - самой холодной; всегда ли температура и показатели влажности почвы соответствуют климату приземного слоя или макроклимат нарушает эту связь и т. д." Такая недостаточность знаний тем более достойна сожаления, что, как мы увидим, проблема опушек стоит и в плане фаунистическом: здесь куда больше насекомых, чем в лесу или на открытом месте. Несомненно, опушки играют роль убежища для многих насекомых, а нам, в сущности, не известно ни почему, ни как это оказывается возможным.

Подстилка из сухих листьев служит местом обитания целых легионов лесных насекомых. Нередко энтомологи, посвятившие себя кропотливому исследованию этого биотопа и почвы, лежащей под ним, не в состоянии охватить задачу во всей ее полноте. Во-первых, следует знать, что химический состав лесной подстилки меняется в зависимости от того, о каком лесе - лиственном или хвойном - идет речь: кислотность, или, как принято ее обозначать, рН, выше под лиственными породами, кроме того, хвоя разлагается быстрее. И наконец, дождь, который омывал листья деревьев и был ими частично удержан, в конце концов все же добирается до почвы, но уже изменив свой химический состав, в частности обогатившись различными минеральными элементами. Такая вода содержит в 4-20 раз больше кальция и в 10-50 раз больше калия, чем вода дождя, выпавшего на открытом месте. Таум подсчитал, что за 6 недель дождя (100 миллиметров) почва в хвойном лесу получила от 2 до 4 килограммов кальция, натрия и калия на гектар.

Все это приводит к глубокому изменению подстилки из опавших листьев, а обитающие в ней насекомые не могут не испытывать на себе последствий этих перемен.