Лес и ветер

Сила и направление ветра изменяются под влиянием леса, а под влиянием ветра изменяется рост лесов. Скорость ветра определяет температуру слоя воздуха, в котором развиваются древесные и травянистые растения. В отношении влияния леса на силу и направление ветра следует учитывать два случая: движение ветра с открытого поля в лес и обратно, т. е. движение ветра в открытое поле от леса.

При движении ветра с открытого поля в лес горизонтальная скорость ветра близ опушки увеличивается до 60% от первоначальной скорости, и воздушные течения испытывают быструю и частую смену скоростей. Поток воздуха врывается в лесную опушку, и действие его проявляется на некотором расстоянии от опушки (зимой это расстояние измеряется протяжением снежного наноса от края опушки внутрь леса). Так, в сосновом насаждении с густым дубовым подростом и подлеском из орешника в 50 м от опушки скорость ветра на небольшой высоте от земли составляет от начальной его скорости в открытом поле уже 50%; в 75 м от опушки эта скорость равна 25%, а в 100 м - лишь 20%. На расстоянии 125 м от опушки скорость ветра составляет от первоначальной незначительную величину (рис. 53). В сложных, двух- и трёхъярусных формах насаждений сила ветра по мере удаления от опушки падает резче, нежели в насаждениях простой формы, без второго яруса.

Рис. 53. Скорость ветра, дующего от поля в лес. Москва, Сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева

При движении ветра в открытое поле через лес, на подветренной стороне от опушки леса происходит падение воздушных течений, которые достигают почвы на некотором расстоянии от стены леса, в среднем в 10 раз большем, нежели высота насаждения. Падающие воздушные течения завихряются, и часть их возвращается к опушке и всасывается лесом вверх к кронам деревьев. Вертикальная скорость ветра внутри насаждения сначала от поверхности почвы увеличивается, наибольшей величины она достигает между стволами у начала крон; в пределах крон скорость ветра падает до наименьшей величины. Сила ветра расходуется в лесу на трение о стволы и кроны деревьев, причём стволы раскачиваются, а ветви и сучья движутся и часто ломаются.

Другая же часть воздушных течений на подветренной стороне от опушки леса частью растекается в различных направлениях, а частью устремляется дальше от опушки, постепенно увеличивая свою скорость; затем ветер приобретает первоначальную силу (рис. 54).

Рис. 54. Скорость ветра, дующего от леса к полю. Москва, Сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева

Возникновение мелких вихрей беспорядочного направления при движении ветра от леса в открытое поле происходит тем сильнее, чем больше разность температур между лесом и открытым полем. Поэтому завихрение воздушных масс при ветре сильнее в дневные часы, нежели в ночные; точно так же зимой влияние леса на уменьшение скорости ветра и изменение его направления сильнее, чем летом, и это проявляется в сильном влиянии защитных лесных полос на задержание и равномерное отложение снега в полях.

Роль ветра в жизни леса значительна. Ветер содействует естественному возобновлению леса, распространяя пыльцу, семена и плоды древесных пород; он сбрасывает снег с крон деревьев, что уменьшает снеголом и снеговал деревьев. Наряду с этим, ветер регулирует тепловой режим воздуха в лесу, благодаря чему нередко устраняется наступление заморозков, усиливается испарение в районах избыточного увлажнения.

Отрицательная роль ветра в жизни леса заключается в усилении испарения воды с поверхности почвы в засушливой полосе. Под влиянием сильных ветров в насаждениях происходит поломка стволов (бурелом) и вывалка с корнями целых деревьев (ветровал) (рис. 55). В различных почвенных условиях ветровальность одной и той же породы может быть различной. Так, ветроустойчивая сосна на слабодренированных тяжёлых и на сухих песчаных почвах развивает поверхностную корневую систему и становится ветровальной. Ветровальная ель более ветроустойчива на хорошо дренированных почвах, где её корневая система развивается глубже, чем на тяжёлых почвах.

Рис. 55. Бурелом в средневозрастном ельнике. Московская область

Постоянное действие ветра на лес вызывает перераспределение древесины по стволу деревьев. Форма стволов определяется в значительной мере действием ветра, перемещающего силу тяжести к нижним частям ствола, которые, как наиболее опасные в отношении слома, утолщаются. В лесу у отставших в росте деревьев сбежистость ствола меньше, чем у высоких деревьев, кроны которых более доступны изгибающей силе ветра. Поэтому окраинные деревья в насаждении имеют по направлению к опушке более развитую крону, а стволы - годичные кольца с большей шириною в подветренной части дерева. У деревьев, оказавшихся на просторе вследствие вырубки окружающих их деревьев, происходит утолщение ствола по преимуществу в нижней его части и более всего у самого основания дерева. При сильных постоянно дующих ветрах, например, в степях, на морских побережьях, на горных высотах, в полярной области, влияние ветра проявляется в крайней искривлённости стволов (рис. 56) флагообразной форме кроны.