Арктические (антарктические) пустыни.

Биосфера и природные зоны

Распределение организмов и почв на поверхности нашей планеты подчинено закону географической зональности. Существующие на Земле природные зоны - результат такого распределения. Это зональные ПТК, каждый из которых характеризуется совершенно определенным типом почв, своеобразием растительного покрова и животного мира.

Необходимо знать основные почвообразующие факторы, представлять процесс формирования почвы, строение почвенных разрезов и зональные различия почв. Следует разбираться в механизмах приспособления животных и растений к различным природным условиям, а также нужно выучить названия основных представителей растительного и животного мира различных природных зон (в рамках школьных учебников и географических атласов 7-8 классов).

Важно разбираться в основных терминах (флора и растительность. фауна и животный мир, планктон, нектон и бентос, эндемики, эфемеры, ксерофиты, эпифиты и т.п.)

Нужно знать соотношение природных зон с климатическими поясами, границы природных зон, приуроченность к ним тех или иных природных областей и экономических регионов.

Биосфера. Основные понятия и термины

Биосфера —

· мир живых существ (по Ж.-Б.Ламарку)

· поверхностный слой Земли, в котором обитают организмы (по Э.Зюссу)

· особая наружная оболочка Земли, охваченная геохимической деятельностью живого вещества (по В.И.Вернадскому)

Верхняя граница — озоновый слой атмосферы, нижняя— в литосфере на глубине нескольких километров (где встречаются еще анаэробные бактерии). Т.о. биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры.

Биомасса — общая масса живого вещества Земли, приходящаяся на единицу поверхности или объема воды, земли, воздуха.

Классификации живых организмов:

по клеточному строению:

· прокариоты (безъядерные или дробянки) — бактерии, синезеленые водоросли, вирусы.

· эукариоты (ядерные) — растения, животные, грибы

по функциям в обмене веществом и энергией:

· автотрофы создают органическое вещество из неорганических элементов за счет солнечной энергии в процессе фотосинтеза (растения, некоторые прокариоты).

· гетеротрофы питаются готовым органическим веществом (животные, грибы, большинство бактерий

по положению в трофических цепях:

· продуценты (растения-автотрофы) — источник органического вещества

· консументы (организмы-гетеротрофы) потребляют органику, созданную продуцентами:
первичные (травоядные)
вторичные (паразиты и хищники)

· редуценты (бактерии, грибы, простейшие) разлагают мертвое органическое вещество на простые неорганические элементы.

В настоящее время животные преобладают над растениями по видовому составу, но биомасса растений во много раз превышает биомассу животных.

Видовой состав растений, произрастающих на определенной территории, называется флора.
Видовой состав животных определенной территории называется фауна.

Растительные сообщества (фитоценозы) определенной территории называются растительность.
Всех животных, обитающих на данной территории, называют животный мир

Окружающая среда — пространство со своими особенностями, в котором живут организмы.

по взаимоотношениям с окружающей средой растения делят:

· гидатофиты произрастают в водной среде.

· гигрофиты корни в воде, верх побегов — в воздушной среде

· гидрофиты предпочитают обильно увлажненные почвы, высокую атмосферную влажность

· мезофиты средневыносливы к избыточному и недостаточному увлажнению

· ксерофиты предпочитают засушливые условия

· галофиты предпочитают засоленные грунты

суккуленты — растения, запасающие воду в мясистых стеблях и листьях (кактусы, юкки и пр.)

эфемеры — однолетние травянистые растения, заканчивающие полный жизненный цикл за очень короткий период времени (обитатели пустынь, полупустынь, отчасти степей).

эфемероиды — многолетние травянистые растения, засушливую часть года пережидающие в виде семян, луковиц, клубней, корневищ (обитатели засушливых территорий).

Жизненные формы растений (по морфологии):

деревья — долговечные растения с многолетними деревенеющими стеблями и корнями; всегда выражен главный стебель — ствол с ветвями, образующими крону. Наиболее высокие деревья — секвойя, дугласова пихта, эвкалипт (до 100-110 м); наиболее толстые — баобабы (до 9 м в диаметре); наиболее долгоживущие — секвойя, баобаб, драконово дерево (до 3000-5000 лет).

кустарники — многолетние деревянистые растения, ветвящиеся у поверхности почвы и не имеющие во взрослом состоянии главного ствола; средняя продолжительность жизни 10-20 лет, высота от 0,8 м до 6 м.

кустарнички — низкорослые (5-60 см) растения с одревесневшими многолетними, обычно сильно ветвящимися побегами, не имеющие явно выраженного главного ствола (черника, брусника, клюква, голубика, багульник, вересковые, виды березы, ивы и пр.)

травянистые — растения с недревесными наземными побегами, отмирающими к зиме; однолетние и многолетние.

Аспект — внешний вид растительного сообщества (по сезонам)

По взаимоотношениям организмов:

· паразиты (грибы, бактерии, некоторые цветковые) — один организм использует органическое вещество другого, во вред второму.

· симбионты (грибы, бактерии, водоросли, животные) — взаимовыгодное существование

· эпифиты (лишайники, некоторые лианы) — растения, поселяющиеся на других растениях и получающие питательные вещества из окружающей среды.

Эндемики — систематические категории растений и животных, ограниченные в своем распространении какой-либо областью (например, секвойя — эндемик штата Калифорния, омуль — эндемик озера Байкал, выхухоль — эндемик Европейской части России и т.п.).

Почва

Почва — тонкий поверхностный слой земной коры, представляющий собой биокосное (геобиологическое) вещество, образовавшийся в результате выветривания при непременном участии живых организмов и обладающий плодородием.

Выветривание — процесс изменения горных пород в приповерхностном слое за счет колебания температуры, влажности, процессов химического преобразования и деятельности живых организмов.
Физическое выветривание — изменение крупности обломков без изменения химического состава:

· температурное (чем больше амплитуда температур, тем быстрее выветривание) характерно для тропических пустынь.

· морозное (разрушение обломков за счет замерзания и оттаивания воды в трещинах при переходе температуры через 0°)

· биомеханическое (разрушение породы корнями растений)

· солевое (рост кристаллов соли в трещинах)

Химическое выветривание — изменение крупности обломков с изменением химического состава:

· окисление

· растворение

· гидролиз

· гидратация

· реакция солевого обмена и пр.

Кора выветривания — слой, преобразованный в результате процессов выветривания. Почва — частный случай коры выветривания, но при НЕПРЕМЕННОМ участии живых организмов.

В верхней части почвы происходит разложение органических остатков (главным образом, растительных) и образование перегноя или гумуса.

Почва обладает структурой, если в ней почвенные частицы склеены в устойчивые комочки или агрегаты различной величины и формы. Лучшими являются зернистая, ореховатая и мелкокомковатая структуры.

Главное свойство почвы — плодородие — способность обеспечивать рост и развитие растений питательными веществами и влагой.

Аспекты плодородия:

· мощность гумусового горизонта

· карбонатность

· структурность

Почвенный профиль

Для каждой почвы характерен определенный набор почвенных горизонтов, однородных по свойствам, — почвенный профиль.

Ао — опад (лесная подстилка, дернина, отмершие части растений - хвоя, листья, веточки и пр.) А1 — гумусовый горизонт (здесь образуется гумус (перегной), его количество зависит от количества и состава опада, интенсивности его разложения (гниения). Чем больше гумуса, тем темнее этот горизонт. А2 — горизонт вымывания (элювиальный). Его мощность и окраска зависят от количества влаги, поступающей в почву. В — горизонт вмывания (иллювиальный). Здесь накапливается все, что вымылось из вышележащих горизонтов. С — материнская порода, не затронутая почвообразованием.

 

Основные факторы почвообразования: материнские горные породы, рельеф, климат, воды, живые организмы, время, деятельность человека.

Главные факторы почвообразования, влияющие на вид почвенного профиля:

· количество биомассы (важно: ежегодно отмирающей биомассы),

· режим промывания (больше осадков, больше промывается),

· температура (в более теплом климате быстрее перегнивает биомасса).

Все почвы распределяются в строгой ландшафтно-зональной закономерности.

Классификации почвы

по механическому составу:

• глинистые
• суглинистые
• супесчаные
• песчаные
• скелетные (размер частиц более 1 мм)

по водопроницаемости (воздухопроницаемости):

• легкие (песчаные, скелетные) хорошо пропускают воздух и влагу
• тяжелые (суглинистые, глинистые) плохо пропускают воздух и влагу

по виду почвенного профиля:

• арктические пустынные
• тундрово-глеевые
• подзолистые
• дерново-подзолистые
• серые лесные
• бурые лесные
• черноземы
• каштановые
• буроземы
• сероземы
• желтоземы и красноземы
• красно-желтые ферраллитные
• красно-бурые
• засоленные (солоди, солонцы, солончаки)

и их разновидности

Распределение типов почв на Земле представлено на картах: "Почвенная карта мира", "Почвенная карта России", "Типы почв" в атласах 7-8 классов.

 

Природные зоны

Арктические (антарктические) пустыни.

Господствуют льды и снега, развиты покровные ледники и ледниковые шапки. Почвы маломощны либо их нет, т.к. растительность скудна или отсутствует. зона уникальна: биомасса животных здесь больше биомассы растений. В целом животных мало:

• белые медведи (северное полушарие),
• пингвины, буревестники, поморники; морской слон, морской леопард, тюлень Уэдделла (южное полушарие).

Механизмы адаптации животных: особый состав крови (снижается температура замерзания), мех, перья (теплоизоляторы), подкожный слой жира, белый цвет.

Тундра (от финского tunturi — безлесная голая возвышенность). Субарктический климатический пояс. Для роста деревьев не хватает тепла; преобладают многолетние растения: мхи, лишайники, кустарнички (голубика, морошка, брусника, княженика, багульник) и кустарники, карликовые формы деревьев (карликовая береза, ива), травянистые (мак полярный, камнеломка). Т.о. биомассы мало, при этом мало и "оборота" биомассы", много вечнозеленых растений. В тундре распространены многолетнемерзлые породы, следовательно, даже поступающий опад очень медленно переходит в перегной; гумусовый горизонт маломощен (в пределах 10 см). Осадков выпадает немного, однако испаряемость меньше, так что возникает переувлажнение и заболоченность; при этом многолетняя мерзлота является водоупорным горизонтом; при отсутствии кислорода окисные формы железа переходят в закисные — образуется глей, придающий почве сизоватый цвет — формируется тундрово-глеевая почва.

Животные часто связаны с морем (белый медведь, ластоногие, птицы на птичьих базарах); большая часть позвоночных зимой покидает тундру, немногие (например, лемминги) бодрствуют под снегом. В составе тундровой фауны встречаются землеройки-бурозубки, лемминги, некоторые полевки, заяц-беляк, песец, горностай и ласка, овцебык, северный олень, карибу; эндемичны белый гусь и белая сова, белая куропатка.

Механизмы адаптации животных: мех, перья, подкожный слой жира, смена окраски, миграции.

Лесотундра располагается на границе холодного и умеренного тепловых поясов; появляются деревья: на междуречьях господствует тундра, а в долинах — тайга.

Тайга — хвойные леса: темнохвойные (ель, пихта, сибирская сосна, кедровая сосна) теневыносливы, в лесу мало света и нет подлеска, кустарники (можжевельник, смородина, жимолость), кустарнички (черника брусника и др.), травы (кислица, папоротники) немногочисленны. Таким образом, опад невелик и представлен плохо перегнивающей хвоей. Следовательно гумусовый горизонт почв также маломощен (от нескольких см до 30 см); осадков выпадает много, коэффициент увлажнения больше 1, из верхнего слоя почв вымываются хлориды, сульфиды, карбонаты, остаются относительно устойчивые силикаты, имеющие светло-серый/белесоватый цвет, похожий на золу — горизонт А2 - "под золу" — подзолистый (до 30 см). Почвы подзолистые.

Таежная фауна: медведь, лось, волк, лиса, выдра, ласка, горностай, полевка, еж, заяц-русак, куница, хорь, норка, благородный олень, косуля, соболь, рысь; глухарь, рябчик, клест, дятлы, совы; гадюка. Видовое разнообразие невелико, зато большая численность видов.

Механизмы адаптации: специальный фермент, позволяющий переваривать целлюлозу; клювы птиц приспособлены для поедания шишек; многие животные впадают в спячку; мех, перья, сезонная линька.

Светлохвойная тайга: (лиственница с примесью кедровой сосны и ели) развита в Восточной Сибири, где чрезвычайно холодные зимы, морозы, многолетняя мерзлота. Хвоинки не выдерживают - сбрасывают на зиму листву, хвоя мягкая, нет воскового налета. Корневая система плоская (глубоко не позволяет проникать мерзлота). Опад небольшой, промывной режим тоже небольшой (многолетняя мерзлота), почвенный профиль напоминает тундрово-глеевую почву. Это мерзлотно-таежная почва. Коэффициент увлажнения в светлохвойной тайге равен 1.

Смешанные леса — к хвойным породам присоединяются лиственные (сначала мелколиственные(береза, осина, ольха), затем широколиственные). Они появляются "клиньями": на западе до Волги, далее "березово-осиновые колки" тонкой полосой по юг Западной Сибири; на востоке — "уссурийская тайга". Здесь уже неэкстремальные условия и не очень холодные зимы. в смешанных лесах бывает до 5 ярусов (травянистый, кустарничковый, кустарниковый, 1-2 яруса деревьев), довольно обильный ежегодный опад дает гумусовый горизонт до 20 см, однако хороший промывной режим еще обеспечивает формирование заметного подзолистого горизонта также до 20 см. Наблюдается некий баланс этих горизонтов - формируются дерново-подзолистые почвы (для западного клина). Животный мир аналогичен таежному.

• Флора уссурийской тайги: корейский кедр, аянская ель, маньчжурский клен, монгольский дуб, лимонник, женьшень.
• Фауна уссурийской тайги: амурский тигр, гималайский медведь, красный волк, изюбр, кабарга; утка-мандаринка, маньчжурский соловей и др.

Широколиственные леса (в Евразии выклиниваются примерно в районе устья Оки). При плотной кроне эти леса светлые, "парковые": дуб, бук, граб, вяз, платан, каштан, липа, клен; хорошо развит подлесок (лещина, черемуха, бересклет, калина, крушина), травы (сныть, медуница, подснежник, гусиный лук). На Восточно-Европейской равнине осадков уже не так много, коэффициент увлажнения чуть больше единицы, промывной режим ослабевает, подзолистого горизонта уже не формируется; при этом опада ежегодно много - гумусовый горизонт мощный (10-55 см). Формируются серые лесные почвы. В широколиственных лесах морского и муссонного климатических секторов, где осадков много, гумусовый горизонт промывается больше, имеет менее темный цвет, формируются бурые лесные почвы.

• Животный мир: выхухоль, черный хорек, норка, черный дрозд, зубр, скунс, опоссум

Южнее и в центральных частях материков проявляется как зональный, так и азональный фактор. Появляется лесостепь (от Венгрии до Китая). Это переходная зона от леса к безлесному пространству. Леса располагаются в долинах рек (где влажнее), степи — на междуречьях. Коэффициент увлажнения равен 1.

Степи (за исключением пампы Южной Америки) располагаются в центральных частях материков в умеренном климате. Коэффициент увлажнения здесь меньше 1 (~0,85). В растительности преобладают однолетние и двулетние виды (появляются эфемеры). Таким образом, оборот биомассы очень велик. Для почв характерен несущественный промывной режим, в результате чего накапливается мощный гумусовый горизонт (А1 = 40-70 до 150 см). Характерный тип почв — черноземы.

При нарастании континентальности (при продвижении на юго-восток) — сухие степи. Здесь коэффициент увлажнения ~0,6. Проективное покрытие существенно меньше, чем в собственно степях. В растительности преобладают ксерофиты: типчак, полынь, тонконог. Для почв характерен практически непромывной и непромывной режим. Появляется засоление карбонатами — образуются солоди.

Механизмы адаптации животных: норный образ жизни (сурки, суслики, хомяки, тушканчики), стадные формы копытных (антилопы, косули, сайгаки), много птиц (дрофа, серая куропатка, жаворонки, кулики). В степи встречаются также хищники: хорьки, ласки, волки, койоты, орлы, грифы.

Полупустыни (центральные части материков, умеренный климат) — не сплошной растительный покров — царство ксерофитов: полыни, колючки. Ку ~ 0,3; однако весной идет активное промывание (тает снег), следовательно, почвы небогатые — буроземы (бурые полупустынные); большие пространства засолены не только карбонатами, но и сульфатами: появляются солонцы.

Механизмы адаптации животных: норный образ жизни, сумеречный образ жизни, много холоднокровных.

Пустыни (центральные части материков, умеренный климат) — появляются огромные пространства без растительности, следовательно, без почв; участки засоленных почв. Там, где есть растительность (черная полынь, саксаул), почва чуть более плодородна, чем в полупустынях, так как опад есть, а вымывания практически никакого, т.е. цвет почв более темный — серо-бурые (сероземы) пустынь умеренного пояса. В почве сохраняются даже хлориды — появляются солончаки.

Из животных можно выделить сусликов, тушканчиков, куланов, черепах, ящерица агама, варан и пр.

Пустыни и полупустыни субтропиков отличаются от пустынь умеренного пояса бóльшим количеством тепла (в целом, температура не опускается ниже 0). Появляются растения суккуленты (в умеренном поясе они не выдержали бы морозов). Почвы аналогичные: буроземы (полупустыни) и сероземы (пустыни).

Вечнозеленые жестколистные леса и кустарники характерны для средиземноморского сектора субтропического климата, которому присущи длительное жаркое засушливое лето и прохладная влажная зима. Ку ~ 0,8-0,9. Это единственная зона, где леса растут при Ку < 1. Почвообразование также нестандартно: опада мало, поэтому гумусовый горизонт маломощный; тем не менее почвы плодородны за счет карбонатных материнских пород (это природная зона располагается преимущественно в горных районах). При выветривании карбонаты образуют красноватую массу ("terra rossa"), которая придает почве красноватый оттенок — это коричневые (горно-коричневые) почвы.

Механизмы адаптации растений:

• хвоя (минимизирует испарение) — кипарис, можжевельник, туя, кедр, секвойя;
• узкие листья и колючки — горный дуб, лавр, лавровишня, держи-дерево, ежевика;
• матовый налет на листьях — цитрусовые (апельсин и т.д.);
• выделение эфирных масел (вокруг растений образуется микроклимат с повышенной относительной влажностью) — анис, фенхель, лаванда, мирт, роза, кориандр и др.

Жестколистные кустарники имеют собственные названия:

• Средиземноморье — маквис, гарига, шибляк
• Австралия — скрэб
• Калифорния — чапараль

Широколиственные влажные субтропические леса (Колхида, Ленкорань и т.п.) представлены буком, грабом, самшитом (эндемик), многочисленны лианы. В почвообразовании доминанта — активное промывание, вплоть до кварца. В почвах остаются окислы железа и алюминия, соответственно красного и желтоватого цвета. Это красноземы и желтоземы. Биомасса в этой природной зоне большая, однако гумусовый горизонт практически отсутствует, растения питаются непосредственно из опада.

Переменно-влажные субтропические леса (муссонные). Большое количество осадков выпадает летом. Почвообразование сходно с влажными субтропиками, то есть формируются красноземы и желтоземы. Растительным символом является бамбук, также растут камфорное, сандаловое деревья, магнолии, лавры. В животном мире встречаются панды, виверры, черный гималайский медведь, богата фауна водоплавающих птиц.

В южном полушарии красноземы и желтоземы характерны для субтропического климата с равномерным увлажнением по сезонам.

Тропические пустыни. Растительность крайне разрежена и представлена, главным образом, ксерофитами (дрин, тамариск), среди которых много суккулентов (алоэ, молочай, юкка, вельвичия). Почв либо нет, либо они крайне бедны и схожи по строению с сероземами пустынь умеренного пояса. Это почвы тропических пустынь.

Механизмы адаптации растений: безлистны, опушены, покрыты восковым налетом, имеют длинную корневую систему, запасают влагу в клубнях.

Для животного мира характерно наличие многочисленных грызунов (песчанки), антилоп, хищники (гиена, фенек, шакал)

Саванна. Распространена в субэкваториальном поясе, встречается также в тропическом и субтропическом поясе. Преобладает травянистая растительность с отдельными деревьями или редколесьями (акации, баобаб, эвкалипт, мимоза). В Африке занимает около 40% площади материка. В Южной Америке в бассейне Ориноко саванны называют - Льянос, а на Бразильском плоскогорье — Кампос. Ку = 1. Для почвообразования характерно обильное отмирание травянистых и опад листвы перед засушливой зимой, весной и летом идет активное промывание, таким образом, формируется хороший гумусовый горизонт и заметный горизонт вымывания, окрашенный окислами железа и алюминия. Это красно-бурые почвы.

Во влажных саваннах Ку > 1, больше промывание, образуются красно-желтые ферраллитные почвы (гумусовый горизонт меньше, чем в типичных саваннах).

В саванне развита самая богатая фауна млекопитающих: жирафы, слоны, антилопы-гну, зебры, носороги, львы, леопарды, гепарды, гиены (Африка); броненосцы, ягуары, пумы, пекари (Южная Америка). В водоемах живут бегемоты, крокодилы. Из птиц — страусы, нанду. Из насекомых выделяются термиты, муравьи.

Влажные экваториальные леса (гилея). Характерная особенность — многоярусность растительного и животного мира (до 7 ярусов)богатство и разнообразие видового состава, обилие лиан и эпифитов. Кустарники и травяной покров угнетены. Высота деревьев относительно невелика, т.к. сильно насыщенная влагой почва не выдерживает большой нагрузки. В гилее Южной Америки произрастают гевея (важнейший каучуконос), кебрачо, хинное дерево, красное дерево, бальса, кока, фейхоа. Для Африки характерны эбеновое дерево, винная пальма, кола, масличная пальма, кофейное дерево.

Механизмы адаптации: у деревьев преобладает горизонтально стелющаяся корневая система, корни-подпорки; кора тонкая:; листья деревьев верхнего яруса плотные, глянцевитые (защищают от перегрева и механического воздействия ливней). Животные приспособлены к жизни на деревьях, характерны обитатели сырых мест и водоемов, много птиц и насекомых, хищных животных мало.

В Африке проживают человекообразные шимпанзе и горилла, карликовый бегемот, окапи; в Азии много обезьян (эндемики гиббоны, орангутаны), тапиры, носороги, кобры.

По периферии субэкваториального пояса развиты переменно-влажные субэкваториальные леса. В отличие от гилеи, там есть листопадные формы (адаптация к засухе); у деревьев выражены годовые кольца (т.к. существуют выраженные сезоны).

Почвы, характерные для влажные и переменно влажных лесов характеризуются активным промывным режимом, не плодородны, растения получают нужные вещества из опада — красно-желтые ферраллитные почвы.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: