Астрономические сроки ориентированы на положение Солнца на небе и продолжительность светового дня. В соответствии с ними наступление сезонов года приурочено к следующим датам:

– весна – 21 марта, день весеннего равноденствия,

– лето – 22 июня, день летнего солнцестояния,

– осень – 23 сентября, день осеннего равноденствия,

– зима – 22 декабря, день зимнего солнцестояния (так называемый солнцеворот).

В народном календаре наступление весны связывалось с прилетом грачей, скворцов, жаворонков, а наступление зимы – с установлением санного пути.

Фенологическими называют сроки наступления одинаковых событий в мире животных и растений. Они позволяют сравнивать между собой состояние живой природы в разных местах, независимо от их географического расположения, высоты над уровнем моря, удаленности от морских берегов, размера населенного пункта, его экологического состояния. С помощью фенологических данных было установлено, что при подъеме в горы скорость движения весны составляет 30–40 м в день, а по Восточной Европе это время года «шагает» с юга на север со скоростью примерно 50 км в сутки.

Наиболее удобными объектами для организации фенологических наблюдений выступают растения. У них наступление основных событий – распускание листьев, цветение, плодоношение – определяется суммарным количеством тепла, полученного к каждому конкретному сроку. Поэтому растения считаются надежными интегративными указателями критических периодов природы. Фенологи определили для каждого времени года комплексы характерных явлений, что позволило им не только четко определить границы сезонов, но и разделить каждый сезон на несколько периодов. В настоящем пособии приведено две такие системы фенологической периодизации года.

Весна делится на предвесенний и три основных периода.

Предвесенний период, образно названный М.М. Пришвиным весной света, начинается с началом сокодвижения у бородавчатой березы и остролистного клена. В это время в средней полосе продолжительность светового дня достигает 12 ч и продолжает непрерывно увеличиваться. Появляются первые проталины и первые бабочки, зацветает мать-и-мачеха, прилетают первые птицы, у зайчих рождаются зайчата.

Началом первого периода считается зацветание ореха-лещины, а за ним – других деревьев без листьев, опыляемых ветром, соцветия которых образовались осенью прошлого года: березы, ольхи, вяза, тополя, ивы, карагача. Чтобы определить, наступил ли первый период весны, достаточно посмотреть на любое из названных растений. Тогда же цветут белый и синий подснежники, гусиный лук, к ним вылетают первые пчелы. Наблюдается массовый прилет птиц, слышно первое кукование кукушки. Наступают разливы рек, иногда проходит первая гроза.

Концом первого и соответственно началом второго периода считается зацветание остролистного клена. Заканчивается он зацветанием лиловой сирени. В это время цветут деревья и кустарники, опыляемые насекомыми: яблоня, груша, вишня, слива, а также такие травянистые растения, как ландыш и земляника.

Третий период начинается с зацветания лиловой сирени и длится до начала цветения озимой ржи. Это разгар весны. Солнце поднимается выше, дни становятся длиннее и теплее. Зацветает большое количество разных растений, созревают плоды вяза, тополя, ивы, появляются проростки яровых, активно растут двух- и многолетние растения. В животном мире весна – время откладки яиц, икрометания, появления детенышей.

Лето делится на два периода. В литературе иногда приходится встречать высказывания такого типа: «Переход от звонкого красавца мая в жаркий июнь вряд ли заметен. Тот же буйный рост трав, те же длинные дни». На самом деле лето, как и весна, тоже имеет четкие фенологические границы.

Первый период начинается с зацветания озимой ржи и продолжается до зацветания мелколистной липы. Для него характерны массовое цветение яровых трав, созревание земляники. У птиц начинается горячая пора: выращивание птенцов, подготовка их к вылету из гнезда.

Второй период начинается с зацветания мелколистной липы и заканчивается появлением осенней раскраски у таких деревьев, как береза, вяз, липа. Наблюдается массовое созревание плодов у тех растений, семена которых распространяются птицами. В лесу созревают не только ягоды, но и грибы. Птицы вывели птенцов и собираются в стаи, готовясь к отлету. Дни становятся короче, ночи – холоднее.

Осень тоже делится на два периода.

Первый период – время созревания поздних плодов и появление осенней раскраски деревьев. Начинается листопад. Этот период завершается картиной золотой осени.

Второй период начинается с рассеивания плодов клена и липы. Осыпаются листья, обнажаются ветви. Готовятся к зиме лягушки, ящерицы, змеи, летучие мыши. Исчезают насекомые, а вслед за ними – насекомоядные птицы. По ночам промерзает земля. Осень кончается, когда останавливаются реки.

Зима начинается с момента остановки рек. Внешне она на периоды не делится: стоят холода, кругом лежит снег. Однако у живых организмов можно выявить два четких периода.

Первый период характеризуется полным (абсолютным) покоем растений: деревьев и кустарников. Они спят, отдыхают. В это время ветка, срезанная с дерева и принесенная в комнату, не распускается. Этот период в какой-то мере аналогичен сну животных.

Второй период – относительный (вынужденный) покой. Растения уже «проснулись», но не могут развиваться из-за продолжающихся холодов. В это время ветка, внесенная в теплое помещение, распускается, а осина, тополь, ива даже могут зацвести. Под снегом начинаются рост и развитие подснежников, которые зацветут ранней весной. Признаком окончания зимы служит начало сокодвижения у бородавчатой березы и остролистного клена, как о том уже было сказано.

Наши зимы представляют серьезное испытание для всех живых организмов. Универсальным способом защиты от морозов служит значительное снижение обмена веществ и замедление всех биохимических процессов. Это достигается за счет разных механизмов, в частности, уменьшения количества воды в различных органах. Одновременно концентрация веществ в соках растений повышается, благодаря чему температура их замерзания понижается. Вышеназванные универсальные механизмы в каждом конкретном случае реализуются по-разному.

Однолетние растения при наступлении холодов погибают, и в почве остаются только семена. Они содержат мало воды, поэтому обмен веществ в них снижен. Весной при обилии воды и увеличении температуры семена набухают, и обмен веществ в них повышается; из них возникают новые растения. У некоторых травянистых растений, кроме семян, в почве остаются корневища, луковицы, клубни, корнеплоды. Они тоже дают новые растения.

Деревья и кустарники, в отличие от трав, теряют на зиму не всю надземную часть, а только листья. Стебли (стволы и ветви) сохраняются, но обмен веществ в них значительно понижается. Кроме того, в них накапливаются вещества, препятствующие замерзанию соков. Если почвы осенью не удобрены, таких веществ образуется мало, и вероятность вымерзания растений резко повышается.

Подготовка растений к зиме начинается задолго до наступления холодов. Как растения узнают о ее необходимости? Сигналами служат уменьшение длины светового дня и понижение температуры почвы. В средней полосе эти факторы проявляют свое действие примерно с середины августа. В это время наступают первые холодные ночи. Охлаждение почвы приводит к замедлению сокодвижения; в результате листья получают меньше воды и питательных веществ и постепенно подсыхают.

Из-за укорочения светового дня в листьях уменьшается количество зеленого вещества хлорофилла, замедляется фотосинтез, снижается количество вырабатываемых питательных веществ. Одновременно в них появляются пигменты (красящие вещества) теплых тонов – красного, оранжевого, желтого. Эти вещества способствуют лучшему поглощению тепла и в какой-то мере продлевают жизнь листьев.