Круговорот воды

Из всех циклических процессов, протекающих в природе, наиболее широко известен гидрологический цикл, или круговорот воды. Он состоит из трех отдельных процессов:

- испарения воды (с поверхности озер, прудов, ручьев, болот, рек и океанов); - конденсации паров;

- выпадения осадков и их стока.

Помимо испарения воды с поверхности вода выделяется растениями, а также физиологическим путем (транспирацией). Однако с поверхности океанов испаряется больше воды, чем возвращается обратно в виде дождей. На суше складывается обратная ситуация: здесь количество воды, испарившейся с поверхности почвы, растений, водоемов, меньше, чем количество осадков, выпадающих в виде дождя (исключение составляют пустыни, где испарение преобладает над осадками). Баланс между количеством осадков и испарением достигается в результате стока воды с суши в океаны в виде рек, ручьев, грунтовых вод (Рис.13.1).

Рис.13.1 Круговорот воды без участия человека

На рис. 13.2 показано воздействие человека на гидрологический цикл. Хозяйственная деятельность человека сильно влияет на круговорот воды в природе. Это влияние может быть целенаправленным и случайным. Например, в промышленных районах количество осадков увеличивается, причиной тому служит обилие мельчайших частиц минеральных веществ, которые ускоряют конденсацию водяных паров. В качестве другого примера приведем усиление стока воды после уничтожения растительного покрова, который в известной степени улавливает и удерживает воду, проникающую в почву.

Рис.13.2 Круговорот воды в природе с участием человека

Менее влажная почва приводит к уменьшению в ней микроорганизмов. Дождевая вода, однако, полностью не свободна от примесей, так как в ней растворяются различные частицы и газообразные вещества, присутствующие в воздухе. И все же дождевая вода отличается большей чистотой. Там, где скудны запасы подземных вод и практически нет рек и водоемов, люди пользуются для своих нужд дождевой водой. Человек воздействует на гидрологический цикл следующим образом: - изменяет направление стоков; - снижает содержание влаги в почве, уничтожая таким образом естественный растительный покров; - загрязняет воздушную среду, вследствие чего увеличивается интенсивность осадков; - загрязняет саму водную среду.

Транспира́ция

Транспира́ция (от лат. trans и лат. spiro — дышу, выдыхаю) — это испарение воды растением (Рис.13.3). Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация). В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудов ксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья («нижний концевой двигатель»). Таким образом, «верхний концевой двигатель», участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев. Верхний концевой двигатель может работать при полном отключении нижнего концевого двигателя, причем для его работы используется не только метаболическая энергия как в корне, но и энергия внешней среды — температура и движение воздуха. Транспирация спасает растение от перегрева. Температура сильно транспирирующего листа может примерно на 7 С° быть ниже температуры нетранспирирующего завядшего листа. Кроме того, транспирация участвует в создании непрерывного тока воды с растворенными минеральными и органическими соединениями из корневой системы к надземным органам растения.