11.3. Температура як екологічний фактор

Сонячна енергія не лише забезпечує рослини світлом, але й створює такі температурні умови, які необхідні для їх життєдіяльності. Як світловий, так і температурний режими змінюються на Землі протягом року, доби. Вони залежать від широти місцевості, висоти над рівнем моря, а також місцевих факторів – характеру вітрів, близькості теплих чи холодних течій, льодовиків, кольору ґрунтів тощо. Причому нагрівання Землі відбувається тим швидше, чим прозоріша атмосфера в момент освітлення і чим вище стоїть сонце над горизонтом.

Залежно від температури на Землі, починаючи від екватору, виділяють декілька кліматичних зон:

тропічна – мінімальна середня температура понад +16^оС, місячні і річні коливання дуже малі, вегетаційний період триває цілорічно;

субтропічна – вегетаційний період триває цілорічно, але протягом 1-4 місяців спостерігається зниження температури, температурні коливання значніше, ніж у тропічній зоні;

помірно тепла – максимальна середня температура вища 0^оС, але нижча +16^оС, помітний перепад зимових температур, проте перерви у вегетації через нестачу тепла немає;

помірно холодна – середня річна температура вища 0^оС, чітко виділяються сезони року, найтепліший місяць – липень, його середня температура становить понад +10^оС, вегетаційний період триває 7-8 місяців і переривається через нестачу тепла наприкінці осені, однак деревна рослинність може тут існувати, витримуючи досить низькі температури;

холодна полярна – середньорічна температура території Крайньої Півночі (окрім Кольського півострова, який омивається Гольфстрімом) нижче 0^оС, середня липнева температура менше +10^оС. Вегетаційний період триває 3,5...4 місяців, а саме літо – 2...3 місяці. Протягом усього вегетаційного періоду спостерігаються нічні заморозки.

Перехід від одної зони до іншої здійснюється поступово, і на кожний градус широти середня температура зменшується приблизно на 0,5^оС. Зниження середньої річної температури спостерігається і з підвищенням над рівнем моря. Найтепліші – нижні пояси, найхолодніші – найвищі.

Багато процесів, які відбуваються в рослинах, залежать від трьох температурних величин: мінімальної, оптимальної та максимальної. При мінімальній температурі процес лише починається, при оптимальній він найінтенсивніший, при максимальній припиняється.

Від температури значною мірою залежить хід фотосинтезу та транспірації. У більшості рослин найінтенсивніше фотосинтез протікає при температурі понад +20...+25^оС. Встановлено, що при температурі понад +30...+35^оС процес фотосинтезу сповільнюється, а при температурі +40...+45^оС припиняється.

Хід температури впливає на процес нагромадження органічної речовини. Багато в чому він подібний до процесу фотосинтезу, але на нього впливає інтенсивність процесу дихання, яка при підвищенні температури швидко зростає, а при зниженні – падає. З підвищенням температури на кожні +10^оС швидкість хімічних реакцій при диханні майже подвоюється. Якщо рослина не має спеціальних пристосувань для захисту від дії високих температур, то при нагріванні до +50^оС у багатьох з них крива дихання різко падає вниз і рослини гинуть. Однак в умовах, де високі температури є звичайним явищем і тривають довгий час, більшість рослин пристосувались переносити жаркий період у стані анабіозу.

Температура впливає на кореневе харчування рослин. Цей процес можливий лише тоді, коли температура ґрунту буде на декілька градусів нижча температури повітря. Якщо температура ґрунту і повітря однакова (+22^оС), то стан рослин різко погіршується і вони не дають квітів. При подальшому підвищенні температури ґрунту до +34^оС починається відпад вершкових бруньок, стебел, а згодом гине вся рослина. Негативно впливають на рослину і такі умови, коли температура ґрунту є низькою, а повітря – високою.

Стосовно температури, як екологічного фактора розрізняють дві групи рослин:

теплолюбні (термофіли);

холодолюбні (психрофіли).

Теплолюбними називають рослини, які добре розвиваються в умовах високих температур, холодолюбними – рослини, які можуть рости в умовах досить низьких температур.

Відносно погодних умов рослини поділяють на морозостійкі та неморозостійкі. За ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла можна виділити 3 групи рослин:

не холодостійкі - сильно пошкоджуються або гинуть при температурах, вищих за точку замерзання води;

неморозостійкі – переносять низькі температури, але гинуть, як тільки у тканинах починає утворюватись лід;

морозостійкі, або льодостійкі – ростуть у регіонах з сезонним кліматом і холодними зимами.

За ступенем адаптації до високих температур виділяють такі групи організмів:

нежаростійкі – пошкоджуються вже при температурі 30...40^оС;

жаровитривалі еукаріоти – рослини сухих місцезростань з сильною інсоляцією, переносять півгодинне нагрівання до 50...60^оС;

жаростійкі прокаріоти – термофільні бактерії і деякі види синьо-зелених водоростей, які можуть жити в гарячих джерелах при температурі 85...90⁰С.

Температурні адаптації тварин мають свої особливості, які можна згрупувати в 3 види:

хімічна терморегуляція – активне збільшення теплопродукції у відповідь на зниження температури;

фізична терморегуляція – зміна рівня тепловіддачі, завдяки особливостям волосяного чи пір’яного покриву, розподілу жирових запасів, деталям будови кров’яної системи, можливості випаровування тощо;

поведінка організмів – переміщуючись у просторі або змінюючи свою поведінку, тварини можуть активно уникати критичних температур.

Вдалим вважається поділ організмів на ендотермні та ектотермні. Ендотермні організми регулюють температуру тіла за рахунок внутрішньої терморегуляції, а екзотермні розраховують на зовнішні джерела.

До екологічних факторів належить термоізолююча властивість снігового покриву, який відіграє величезну роль в існуванні багатьох звірів, які мають обмежену здатність до терморегуляції (миші, полівки, землерийки) у зимовий період. Однак під снігом ховаються і крупні звірі – ведмеді, лосі, олені. Сніг є місцем відпочинку і притулку для багатьох звірів і птахів: лисиць, зайців, вовків, косуль, рябчиків, білих куріпок, глухарів, тетеревів.

Водночас сніжні зими часто ускладнюють існування зимуючих птахів і звірів, коли вони гинуть через нестачу корму, який важко добути з-під снігу.