Фитомассами называется органическое вещество растений, накопленное к данному моменту как в надземной, так и подземной части природно-территориального комплекса.
Для фитомасс в отличие от аэромасс характерно четкое проявление текстурно-структурных особенностей. Это связано с тем, что отдельные элементы фитомасс либо полностью обособлены, либо слабо связаны.
Роль фитомасс в структуре природно-территориальных комплексов исключительна. По этой роли все ПТК (природно-территориальный комплекс) могут быть подразделены на ряд групп. В одних ведущую роль фитомасса играет во все сезоны года (тропические и субтропические леса и кустарники), в других — большую часть года (листопадные и хвойные леса и кустарники умеренного пояса) и в третьих — лишь в отдельные сезоны (степи, луга, тундры). Кроме того, можно выделить природно-территориальные комплексы с относительно ослабленной ролью фитомасс (пустыни) и даже с их отсутствием. Однако последние встречаются редко.
Не менее значительна роль фитомасс в функционировании природно-территориальных комплексов. С ними связаны такие физиологические процессы, как фотосинтез, дыхание, транспирация, поглощение и выделение в почву минеральных элементов и химических веществ, поглощение влаги корнями растений и т. п.
| Плотность стволов некоторых видов деревьев и кустарников | |||
| Название породы | Плотность | ||
| русское | латинское | в сыром виде | в сухом виде |
| Бук | Fagus | 0,968 | 0,600 |
| Граб | Garpinus | 0,988 | 0,630 |
| Каштан | Castanea | 0,915 | 0,570 |
| Ольха | Alnus | 0,900 | 0,450 |
| Самшит | Buxus | 1,232 | 1,020 |
| Лавровишня | Laurocerasus | 0,980 | 0,600 |
| Клен | Acer | 0,960 | 0,630 |
| Ясень | Fraxinus | 0,980 | 0,600 |
| Дуб | Querqus | 0,980 | 0,600 |
| Береза | Betula | 0,880 | 0,550 |
| Кизил | Cornus | 1,000 | 0,700 |
| Земляничное дерево | Arbutus | 0,950 | 0,600 |
| Ива | Salix | 0,880 | 0,500 |
| Сосна | Pinus | 0,860 | 0,400 |
| Можжевельник | Juniperus | 0,980 | 0,630 |
| Ель | Picea | 0,830 | 0,400 |
| Пихта | A bies | 0,830 | 0,400 |
| Вяз | Ulmus | 0,950 | 0,600 |
| Тополь | Poputus | 0,850 | 0,450 |
| Липа | Tilia | 0,850 | 0,450 |
| Орешник | Corilus | 0,950 | 0,600 |
| Рябина | Sorbus | 0,900 | 0,550 |
| Лиственница | Larix | 0,833 | 0,610 |
Основные особенности биогеоцикла — круговорота биологических, отмерших органических и минеральных веществ — также обусловлены фитомассой. Следует специально отметить исключительное влияние фитомасс на трансформацию солнечной энергии (поглощение, отражение и проникновение солнечной радиации), изменение микроклиматических условий путем преобразования свойств воздушных масс (температуры и влажности воздуха, скорости ветра, газового состава), интенсивность влагооборота (поглощение, проникновение и перехват осадков, перераспределения снежного покрова, транспирация) различные почвенные процессы, зоомассы и т. д.
Плотность фитомасс меняется в сравнительно узких пределах от 0,2 до 1,8 г/см3.в подавляющем большинстве случаев плотность составляет от 0,80 до 0,97 г/см3. Листья и другие органы фитомассы имеют меньшую плотность.
В некоторые промежутки времени (менее 1 сут) фитомассу можно рассматривать как стабильную геомассу. В средневременные состояния ряд геомасс из стабильных превращаются в активные, которые не только могут увеличиваться или уменьшаться в своем количестве, но и перемещаться в пространстве. Так, листья и стебли травянистых растений в течение года испытывают четко выраженную динамику. Листья древесных пород в весеннее (при их приросте) и осеннее время (при их отпаде) можно рассматривать как активные геомассы. В летний период, когда их количество относительно мало меняется, эти же листья являются стабильными геомассами. Есть ряд фитомасс (например, транспортно-скелетные органы, вечнозеленые листья и хвоя), которые остаются стабильными в течение всего года и лишь при длительно временных состояниях переходят в активные геомассы.
Классификация фитомасс
Наиболее важными классификационными признаками для фитомасс являются: 1) функциональное назначение; 2) роль в структуре ПТК; 3) изменение во времени и перемещение в пространстве. Плотность имеет сравнительно низкое таксономическое значение, так как меняется в относительно узких пределах.
Выделяются следующие типы и роды фитомасс. Листья однолетние древесно-кустарниковых растений — Pf. Листья древесно-кустарниковых растений выполняют функции фотосинтеза и транспирации, а также обеспечивают газообмен с воздушной средой и ряд других процессов жизнедеятельности растений. Листья интенсивно преобразуют внешнюю среду, поглощают солнечную радиацию, перехватывают осадки, изменяют температурный режим и режим влажности.
Можно выделить листья, по-разному относящиеся к таким факторам, как освещение (гелиофиты — растения освещенных и сциофиты — затененных мест), тепло (холодостойкие, жароустойчивые с широким температурным интервалом), увлажнение, состав и движение воздуха, эдафические условия и др. Из этих факторов наибольшее значение имеет влажность, так как именно она в основном обусловливает дифференциацию листьев. В связи с этим в рассматриваемом типе выделяется четыре основных рода, в пределах которых можно выделить виды по отношению листьев к освещенности, эдафическим факторам и т. п.
Pfh— гидрофитные листья — листья водных, водноназемных растений. Pfg— гигрофитные листья — листья растений, живущих в обильно увлажненных местах с большой влажностью воздуха, например ольха, ива и др. Pfm— мезофитные листья — листья растений, обитающих при достаточном (не избыточном и не слишком ограниченном) увлажнении. Обычно мезофиты связаны еще и с умеренными тепловыми условиями и хорошими условиями минерального питания. Например, листья бука, граба, березы, лещины и др. Pfx— ксерофитные листья — листья растений, живущих на местах сухих настолько, что добывание и экономия воды требуют особых к этому приспособлений (мощная кутикула, восковой налет, мощное опушение и т. п.). Например, листья держидерева, грабинника и др. Листья многолетние древесно-кустарниковых растений — PL. Обширная группа, к которой относятся листья гигроморфных, мезоморфных и ксероморфных деревьев и кустарников, мангровых зарослей, перистых и веерных пальм, травяных деревьев, одревесневших злаков (бамбуков), вереска (эрикоидные листья) и др. Однако эта группа представлена на территории нашей страны только лишь пятью родами. Основное отличие рассматриваемого типа от однолетних листьев заключается в том, что процессы биофункционирования практически стабильны и мало меняются в течение года. Эти геомассы относятся к стабильным и лишь крайне редко бывают активными.
Pll— лавровидные мезофитные листья — листья вечнозеленых деревьев и кустарников Колхиды и некоторых других районов с мягким и влажным климатом. Для них характерны прочные кожистые, обычно блестящие, часто с капельными остриями на концах, листья. Например, листья самшита, лавровишни, рододендрона, падуба, лавра и др.
Рlb— жестколистные ксерофитные листья — листья в основном средиземноморских деревьев и кустарников. Plb— листья древовидных злаков — листья бамбука, встречающихся в естественном виде в нашей стране только на Сахалине и Курилах. Рlс — вересковидные (эрикоидные) листья — очень похожи на хвою, листья или чешуи, встречающиеся у вереска. Plp— чешуйчатые листья или безлистые вегетирующие прутья — характерны для дрока, казаурии, эфедр и некоторых других растений, произрастающих часто в засушливых условиях. Хвойные листья — Ph.
Листья (хвоя) хвойных деревьев и кустарников обычно игольчатой или чешуевидной формы; хорошо приспособленные к неблагоприятным условиям жаркого лета или холодной зимы.
Phm— многолетняя мезофитная хвоя — характерна для ели, пихты, тисса, сосны и др. Phx— многолетняя ксерофитная хвоя — встречается у растений, приспособленных к жаркому и сухому лету. Например, хвоя можжевельника. Phl— однолетняя мезофитная хвоя — встречается у растений, произрастающих в экстремально холодных условиях — лиственниц. Листья и стебли травянистых растений — Pi.
У травянистых растений часто бывает трудно различить листья и стебли. Более того, встречаются фотосинтезирующие стебли и листья с значительной ролью транспортно-скелетной функции. Поэтому при ландшафтно-геофизических исследованиях они рассматриваются вместе. Pih— гидрофитные листья и стебли трав. Pig— гигрофитные листья и стебли трав. Pirn— мезофитные листья и стебли трав. Pix— ксерофитные листья и стебли трав. Pif— галофитные листья и стебли трав.
Листья или выполняющие их функцию зеленые побеги ксерофитных полукустарников и полукустарничков — Рх.
Очень разнообразные по характеру структуры и функционирования фитомассы, объединяющие множество разнообразных форм. Общее в этих формах то, что в связи с неблагоприятными засушливыми условиями произошли существенные метаморфозы в характере листьев и побегов, которые превратились в комочки, прутья, суккулентные листья и стебли.
Рxс — фотосинтезирующие колючки, зеленые побеги и колючие листья ксерофитных полукустарников и полукустарничков — к ним относятся многие виды, в частности астрагалы и акантолимоны. Pxs— листовые суккуленты и карликовые стеблевые суккуленты — на Кавказе к этим геомассам относятся некоторые виды солянок, реомюрия и др. Рха — листья ксерофитных полукустарников и полукустарничков, отличаются небольшими размерами, редуцированностью, часто сильно опушены, иногда жесткие. Например, листья полыни Таврической, душистой, Лерха. Листья или выполняющие их функцию побеги криофитных полукустарников и полукустарничков — Рb.