В атмосфере воздуха содержится около 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. Состав газовой среды в пчелином жилище отличается от атмосферного воздуха. Это связано с потреблением пчелами кислорода и выделением ими углекислого газа. За счет воздухообмена с внешней средой в гнездо поступает кислород и удаляется углекислота. Воздухообмен осуществляется в основном через лет-ковые отверстия, систему вентиляции и щели, большая часть которых приходится на места соединений конструктивных элементов улья. Обмен воздуха во внутригнездовом пространстве осуществляется в результате вентиляции, организованной пчеловодом при подготовке к зимовке, и диффузии газов. Участие пчел в активном вентилировании внутри-гнездового Пространства в зимний период хотя и ограничено, однако все же по мере необходимости периодически осуществляется, о чем было сказано выше.
Концентрации О2 и СО2 по-разному распределяются в пчелином жилище в связи с неравномерностью размещения пчел в клубе и во внутриульевом пространстве, а также по причине неодинаковой степени вентилирования различных зон жилища. Обычно в центральной зоне гнезда концентрация углекислого газа выше, чем в периферической части. В противоположность этому концентрация кислорода убывает от периферии к центру гнезда.
Осенью с началом понижения активности и образованием зимнего клуба концентрация СО2 в пчелином жилище значительно повышается. Уже в октябре при понижении температуры от +10 °С до 0 °С содержание СО2 в периферической части жилища устанавливается на уровне 0,4—1,2%, а в центральной части гнезда — от 0,9 до 2,5%. Концентрация О2в периферической части жилища в это время снижается до 15-19%, а в центре — до 10-16%. В ходе первой половины зимовки концентрация СО2 в центральной части гнезда может доходить до 5-8%, а содержание О2 опускаться до 3—4%.
Во второй половине зимовки с повышением внешней температуры и началом активизации пчел концентрация углекислого газа в ульях уменьшается, а кислорода — повышается. В начале весны при температуре от 0 до +8 "С количество СО2 в центральной части ульев бывает на уровне 1,7-2,3%, а в периферической зоне — 0,6-1,5% (Есь-ков Е.К., 1991).
Определенное влияние на газовый режим оказывает использование электроподогрева. Так, Е.К. Еськов приводит пример: в 12-рамочном улье использовались нагревательные элементы, находящиеся на дне и поддерживающие температуру в подрамочном пространстве 5-10 "С. Концентрация углекислоты в надрамочном пространстве над зоной размещения расплода в таком улье при колебании внешней температуры от 0 до -27 "С находилась в пределах 0,25-1,7% (в среднем 0,7%). В то же самое время в подобных ульях, находящихся на улице, концентрация СО2 изменялась от 0,9 до 3,8% (в среднем 1,9%). Минимальное содержание углекислоты в ульях с электроподогревом связано с меньшим потреблением пчелами корма, а следовательно, и меньшим выделением углекислоты, а также с большей интенсивностью естественного воздухообмена между внутриульевым пространством и внешней средой.