Биом - крупная региональная или субконтинентальна система. Классификация наземных экосистем по биомами базируется на типах растительности и основных неизменных физических характеристиках ландшафта. Географическое распространение биомов соответствует почвенно-климатическим зонам материков. Они существуют длительное время и достаточно приспособленные к конкретным физико-географическим условиям среды. Приводим краткое описание основных наземных биомов мира.
Тундры размещены в полярных широтах северного полушария, между таежными лесами на юге и полярными льдами на севере. Общая площадь арктических тундр - около 8 млн. км2. Небольшие по площади, но экологически подобные районы встречаются в высокогорье выше верхней границы распространения лесов. Основными лимитирующими факторами здесь являются низкие температуры и короткий вегетационный период (средняя годовая температура ниже 0°С). Почва, за исключением тонкого верхнего слоя, постоянно остается замерзшим ("вечная мерзлота"). Тундра - это по сути влажные арктические луга с растительностью, состоящей из злаков, осок, кустарничков, и на более сухих местах - лишайников ("олений мох").
Бореальные хвойные (таежные) леса простираются широкой полосой через всю Евразию и Северную Америку. Они занимают площадь более 10 млн. км2. Горные районы с такими лесами случаются даже в тропиках. Основные древесные породы представлены здесь хвойными вечнозелеными деревьями - различными видами ели, пихты, сосны и т.д. В течение целого года в таких лесах царит густая тень, поэтому кустарниковый и травяной ярусы обычно развиты слабо. Однако сплошной зеленый покров, что содержит хлорофилл, сохраняется весь год, и поэтому, несмотря на низкие температуры в течение 2/3 года (средняя годовая температура от -10 до +4°С), для этого биома рав характерен достаточно высокий уровень годовой продукции. Хвойные леса - крупнейшие в мире поставщики лесоматериалов.
Смешанные леса умеренного пояса занимают области с относительно большим количеством и равномерным распределением осадков (600-1500 мм за год) и умеренной среднегодовой температурой (4 - 16°С), для которой, как правило, характерны четкие сезонные колебания. Древесную растительность этих лесов составляют разнообразные виды хвойных и лиственных деревьев: сосны, дубы, буки, клены, вязы и много других. Здесь хорошо развиты кустарниковый и травяной ярусы, а также почвенная биота. Такие леса покрывали более 12 млн. км2, в частности, всю Среднюю Европу, восток Северной Америки, Восточную Азию, части Южной Америки, Австралию и Новую Зеландию. По мере продвижения из высоких широт к более низким в лесах увеличивается доля вечнозеленых лиственных древесных пород, что дало основание отдельным авторам для раздела данного биома рав на листопадные леса умеренного пояса и влажные вечнозеленые леса теплого умеренного (субтропического) пояса. Однако между этими двумя лесными типами растительности нет четких биогеографических границ, а второй из них не образует внятной географической зоны. Смешанные леса умеренного пояса являются важнейшими биотическими областями мира, поскольку именно в этих районах цивилизация достигла наивысшего развития. В результате данный биом сильно изменился под влиянием человеческой деятельности, а более 75% его площади заменены культурными группировками.
Твердолиственные вечнозеленые леса развиваются в областях с теплым умеренным (субтропическим) климатом, где дожди выпадают зимой, а лето сухое. Растительность состоит из хвойных и лиственных деревьев и кустарников с жесткими вечнозелеными листьями. Это различные виды вечнозеленых дубов, а также сосны, кедры, кипарисы, эвкалипты (в Австралии), араукарии (в Чили) и много других. Такие группировки распространены в Средиземноморье, Калифорнии, Мексике, Южной Африке, Чили и Южной Австралии. Площадь их первичного распространения не превышала 1,5 млн. км2. В результате антропогенного воздействия большая часть этих лесов сейчас представлена деградированными кустарниковыми зарослями (т.н. маквис - в Средиземноморье, чапараль - в Северной Америке).
Степи умеренного пояса расположены там, где при умеренных среднегодовых температурах (0-16°С) выпадает недостаточное для развития лесной растительности количество осадков 250-750 мм). Обширные степные просторы занимают 9 млн. км2 во внутренних частях Евразии, Северной Америки, на юге Южной Америки и в Австралии. Основу растительного покрова степей составляют травянистые растения - злаки, а также сложноцветы, бобовые и др. В степных экосистемах развиваются чрезвычайно плодородные черноземные почвы, поэтому значительную их часть сейчас занимают пахотные земли. Характерная особенность природных степей - наличие крупных травоядных животных (бизонов, антилоп, сайгаков и т.д.), что вместе с периодическими пожарами способствует поддержанию структуры степных экосистем.
Тропические саванны (степи с редкостоящими деревьями или группами деревьев) расположены в теплых областях (среднегодовая температура выше 16°С), где в течение года выпадает большое количество осадков (1000-1500 мм), но есть 1-2 длительных сухих сезонов, когда возникают пожары, что является важным фактором среды. Обширные области этого типа находятся в Африке, Южной Америке и Австралии (всего около 15 млн. км2). В растительном покрове преобладают разнообразные злаки. Ландшафт африканской саванны усеян живописными акациями, баобабами, древовидными молочаями и пальмами. Африканская саванна не имеет себе равны по численности и разнообразию травоядных животных.
Пустыни распространены в тех областях, где в течение года выпадает менее 250 мм осадков. Они занимают около 30 млн. км2 на всех материках мира. Растения и животные пустынь по-разному приспособлены к недостатку воды. Разреженный растительный покров состоит из однолетних растений, ефемеров, суккулентов и пустынных кустарников. Обширные участки "голого грунта" пустынь не обязательно лишены жизни. Здесь могут существовать мхи, водоросли и лишайники. Животный мир пустынь тоже довольно богат: это разнообразные насекомые, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Влажные листопадные тропические леса распространены в областях с влажным тропическим климатом (среднегодовая температура выше 20°С, годовое количество осадков превышает 1500 мм), где выражен сухой сезон, в течение которого большинство деревьев теряют листья. Основным фактором здесь являются сезонные колебания в выпадении достаточно значительных течение года осадков. По своему видовому составу сезонно-влажные тропические леса занимают второе место после дождевых тропических лесов. Они занимали площадь более 7,5 млн. км2 в тропических Азии, Африке и Америке.
Влажные вечнозеленые (дождевые) тропические леса являются теми экосистемами, где многообразие жизни достигает максимума. Здесь выпадает свыше 2000 мм осадков, которые более-менее равномерно распределены в течение года. Дождевые леса мира сосредоточены в трех главных областях: бассейны Амазонки и Ориноко в Южной Америке и Центральноамериканский перешеек; бассейны Конго и Нигера в Центральной и Западной Африке; Малайский полуостров и острова Юго-Восточной Азии и Новая Гвинея. В этих экосистемах сосредоточено более 50% всего биотического разнообразия планеты. Первичная область их распространения охватывала около 12 млн. км2, однако по состоянию на 1990 г. площадь дождевых лесов (вместе с вторичными лесами на их месте) составляла всего 7 млн. км2 (World Resources 1994-95). Сведение тропических лесов является одной из главных экологических проблем современного мира.
Иронический скрэб, или сухой тропический лес встречается там, где условия увлажнения промежуточные между пустыней и саванной или сезонно-влажным тропическим лесом. Такая растительность занимает значительные площади в Тропической Африке, Южной Азии, Австралии и Южной Америке (более 2 млн. км2). Основным климатическим фактором здесь является неблагоприятное распределение общем достаточного количества осадков. Это леса или редколесья, состоящие из небольших лиственных деревьев и кустарников, которые часто бывают колючими.
Горные экосистемы целесообразнее отнести к провинциальным, поскольку они имеют довольно своеобразный характер вследствие разнообразия физических условий и особенностей рельефа. их группировки расположены в виде высотных поясов. В частности, в Карпатах выделяют высотные пояса дубовых (широколиственных) лесов (до 400 м), буковых и смешанных лесов (400 - 1000 м), еловых лесов (1000 1300 м), субальпийских лугов и сланцев (1300 - 1800 м), альпийских лугов (выше 1800 м). Растительность каждого пояса имеет аналоги в равнинных биомах (например, альпийские луга с экологическими особенностями напоминают тундру, еловые леса - тайгу). Вместе с тем изоляция горных экосистем друг от друга и от своих равнинных аналогов, а также специфические условия рельефа и климата влекут за собой высокий уровень эндемизма биоты (т.е. значительного количества видов растений и животных, которые распространены на небольших ограниченных территориях).
Пресноводные экосистемы удобно разделять на три группы:
1) непроточные, или лентичные (от лат. lenis - спокойный) экосистемы - озера и пруды;
2) проточные, или лотичные (от лат. lotus - омывая) экосистемы - ручьи и реки;
3) болотные экосистемы.
по Сравнению с морскими и наземными пресноводные экосистемы занимают незначительную часть поверхности Земли, но их значение для человека огромное. Пресные воды является самым удобным и самым дешевым источником воды для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, они являются удобной и дешевой системой переработки отходов. Почти все крупнейшие города мира размещены на крупных реках, озерах и лиманах, которые служат бесплатными коллекторами. Человечество настолько зловживало использованием этого природного ресурса, что теперь вода угрожает стать основным лимитирующим фактором для человека как биологического вида.
Морские экосистемы
наиболее Интересными с экологической точки зрения являются следующие характеристики морской среды:
1) мировой океан занимает 70 % поверхности Земли;
2) жизнь наблюдается на всех глубинах океанов, однако возле материков и островов воды наиболее густо заселены;
3) море непрерывное и не разделяется на изолированные области, как суша или пресные воды;
4) в море происходит постоянная циркуляция воды благодаря горизонтальным и вертикальным течениям;
5) на море господствуют разного вида волны, происходят приливы и отливы, вызванные притяжением Луны и Солнца;
6) средняя соленость морской воды составляет 3,5 % (пресных вод - менее 0,05 %);
7) морская вода имеет щелочную реакцию (в норме рН = 8,2), но часто бедна жизненно важные питательные элементы.
В Мировом океане выделяют океанические области (большая часть открытого океана), области континентального шельфа (прибрежные районы, где наиболее благоприятные условия для жизни) и области апвеллинга (там, где на поверхность поднимаются холодные глубинные воды, богатые биогенными элементами). Биомы апвеллинга поддерживают колоссальные популяции рыб и морских птиц. Они расположены вдоль западного побережья Африки и Америк.
Как видно даже из этого краткого описания, биосфера планеты состоит из различных экосистем, функционирование которых происходит по общим законам преобразования энергии и круговорота веществ. Все природные экосистемы имеют общую черту - их биота не только максимально приспособлена к конкретных физических условий среды, но и одновременно оказывает определенное влияние на среду, реализуя энергетические, биогеохимические, водотрансформационные, организационные и средотворные функции биосферы.
Биомы - наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли (пустынные, травянистые и лесные); водные экосистемы - основные экосистемы, существующие в водной сфере (гидросфере). Иногда в литературе встречается близкая, но менее четкая классификация, прежде всего выделяющая влажные тропические леса, саванны, пустыни, степи, леса умеренного пояса, хвойные (тайгу), тундру.[ ...]
Биомы - ландшафтно-географические зоны (тундра, тайга, широколиственные леса, пустыня и т.п.).[ ...]
Биомом называется совокупность видов растений и животных, составляющих население одной природной зоны и характеризующаяся определенным типом структуры сообщества, выражающая комплекс адаптаций к условиям среды.[ ...]
Для биомов, населяющих местообитания, характерна определенная климаксная растительность и определенные виды животных. Между обоими компонентами (группировками) биома существует тесная связь.[ ...]
Все эти биомы наземные. Можно добавить к ним еще пресноводный и морской, которые, естественно, можно подразделить более детально.[ ...]
В одном биоме может обитать одно или несколько сообществ животных и растений, причем видовое разнообразие сообществ зависит от его возраста, климата, продуктивности и др.[ ...]
Наземные биомы здесь выделены по естественным или исходным чертам растительности, а типы водных экосистем - по географическим и физическим особенностям. Перечисленные в табл. 2 шестнадцать основных типов экосистем представляют собой ту среду, на которой развивалась человеческая цивилизация. Это - основные биотические сообщества, поддерживающие жизнь на Земле.[ ...]
В большинстве биомов Земли доминируют обычно несколько видов растений одной и той же формы роста. Во многих случаях эти растения относятся к разным родам и семействам, и возникли они независимо из других растений, относящихся к другим формам роста, иными словами, они являются продуктом эволюционной конвергенции. Конвергенция особенно полно проявляется в тропических- дождевых лесах, в которых сотни видов деревьев, имеющих очень сходный облик и форму листьев, могут встречаться в одном лесу. В этих сообществах, существующих в оптимально бла-. гоприятных условиях среды, конкуренция за место в древесном ярусе в наибольшей степени определяет форму деревьев. Кроме деревьев основного яруса, здешние леса включают виды самых разнообразных форм роста. Однако деревья, которые более преуспевают в таких условиях, варьируют в весьма узких пределах изменения формы и типа листьев, заметнее всего они различаются по потребности в почвенных условиях и по репродуктивным адаптациям. Феномен эволюционной конвергенции хорошо выражен также в сообществах, подверженных воздействиям суровой среды. Два сообщества, которые сходны по значимости особенностей широкой адаптации, но различны в большинстве других отношений - пустыня и планктон,- могут иллюстрировать этот феномен.[ ...]
Границы распространения биомов определяются ландшафтными компонентами материков, в названии, как правило, доминирующая растительность (лесной, кустарниковый и т. п.). В водных экосистемах растительные организмы не доминируют, поэтому за основу взяты физические признаки среды обитания («стоячая», «текучая» вода, открытый океан и т. п.).[ ...]
Омега-разнообразие. Разнообразие биомов на территории эпсилон-пространства. Для его анализа используются географические карты разного масштаба и методология их изучения с помощью геоинформационных систем.[ ...]
На нашей планете наблюдается смена биомов в широтном (с юга на север) и вертикальном (при подъеме в горы) направлениях.[ ...]
Значительные преобразования внутри биомов и смещение в них равновесия между экосистемами низшего порядка неминуемо вызывают саморегуляцию на высшем уровне. Это отражается на многих природных процессах - от изменения глубины залегания грунтовых вод до перераспределения воздушных потоков. Аналогичное явление наблюдается и на уровне очень крупных систем биосферы при изменении соотношения между территориями биомов. В ходе освоения земель, в самом широком понимании этого слова, нарушается и компонентное, и территориальное равновесие. До определенной степени это допустимо и даже необходимо, ибо только в неравновесном состоянии экосистемы способны давать полезную продукцию (вспомним формулу чистой продукции сообщества). Но не зная меры, человек стремится получить больше, чем может дать природа, забывая, что запасы имеют фундамент из великого множества элементов, пока не входящих в понятие «ресурсы».[ ...]
Это общая блок-схема для моделей луговых биомов, типичных для ряда западных штатов США. Целью построения модели явилось исследование внутри се зонной динамики как лугового биома в целом, так и его частей - растительного покрова, животных и почвы с учетом влияния климата и антропогенных воздействий. Для характеристики поведения системы выделены константы и переменные модели. Последние подразделяются на внешние и внутренние переменные. Внешние управляющие переменные оказывают влияние на характеристики внутри системы. К важнейшим внешним управляющим переменным относятся осадки, солнечная радиация, температура и скорость ветра над растительным покровом. Далее рассматривается набор внутренних переменных состояния (уровней). Эти переменные меняются от шага к шагу в ответ на изменение внешних управляющих воздействий или других внутренних переменных. Примерами таких переменных являются содержание влаги в почвенных слоях, зеленая масса, численность животных. Темпы (скорости процессов), т.е. перетоки из одной ’’емкости” в другую, могут находится под воздействием либо физических, либо физиологических процессов. Так, например, для переменной состояния ’’наземная биомасса растений” скорость входного потока определяется интенсивностью фотосинтеза и перемещения воды и минеральных элементов из корней. Скорость оттока из этой ’’емкости” связана с поеданием травы животными, отмиранием, оттоком метаболитов в корни и вытаптыванием травяного покрова животными. На каждую переменную темпа воздействует несколько переменных уравнений и управляющих воздействий. Скорость фотосинтеза, например, зависит от листового индекса доступной почвенной влаги, солнечной радиации и температуры воздуха. Человек также рассматривается как управляющая переменная или внешняя сила, воздействующая на потоки в систему или из системы.[ ...]
Немым свидетельством этого остался ряд разрушившихся цивилизаций в степных областях земного шара. Когда человек ценой тяжелого труда и с трудом добытых денег создает искусственное пастбище, ему не придет в голову эксплуатировать его до полного разрушения, точно так же как не придет в голову спалить собственный дом. Однако, как это хорошо выразил Леопольд (см. разд.[ ...]
Судя по оценкам биомассы и продуктивности биомов (табл. 3.1), суммарная биомасса биосферы (в расчете на сухое вещество) составляет около 2 трлн т, ежегодная продукция биомассы в 10 раз меньше. Живое вещество биосферы на 99,5% представлено биомассой наземных растений. Суммарная продуктивность биоты биосферы охарактеризована в табл. 3.3. Общее количество энергии, преобразуемое биотой биосферы за год, превышает 1022 Дж. Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биоге-охимических функций планетарного масштаба.[ ...]
Различают наземные, морские и пресноводные биомы. Каждый из наземных биомов характеризуется определенным набором растительности (деревья, кустарники, травы и т. д.), с которой связаны живущие в этих местообитаниях животные. Биомами являются тундра, хвойные леса, лиственные леса, влажный тропический лес, степь, чаппараль, пустыня.[ ...]
Следует отметить, что между основными типами биомов существует множество переходных вариантов - лесотундра, лесостепь, хвойно-лиственный лес, полупустыня и т.д. Особый интерес представляет саванна - переходная зона между тропическими лесами и пустынями.[ ...]
Карты разнообразия на биомной основе. Представления о биоме, классификации биомов, биом как опорная единица учета биоразнообразия. Типы биомов и их картографирование. Региональные биомы и их картографирование. Показатели картографирования биомов.[ ...]
Животный мир: видовой состав богаче, чем во всех других биомах вместе взятых. Особенно многочисленны земноводные, пресмыкающиеся и птицы (лягушки, ящерицы, змеи, попугаи), обезьяны и другие мелкие млекопитающие, экзотические насекомые с яркой окраской, в водоемах - ярко окрашенные рыбы.[ ...]
Наши рассуждения до сих пор касались отдельного организма. Однако нас интересуют целые биомы и экосистемы. Оказалось, что понятие лимитирующего фактора применимо и на этом уровне. Так, годовая сумма осадков является лимитирующим фактором для определенных типов растительности (рис. 2.13), а температура, точнее, сочетание температуры и количества осадков, лимитирует характер лесной экосистемы (рис. 2.14).[ ...]
Растительность зональная - естественные климак-совые растительные сообщества, характеризующие определенные биомы и соответствующие климатическим поясам. Они образуют самостоятельные растительные зоны (тундра, тайга, хвойные леса, широколиственные леса, саванны, влажнотропические леса, степи, пустыни и др.). Иногда еще выделяют понятие «интерзональная растительность» - фитоценозы, нигде не образующие самостоятельных зон, но встречающиеся одновременно в нескольких природных зонах (сфагновые болота, солончаковые сообщества, ивняки вдоль рек и пр.).[ ...]
В Австралии в лесах доминируют эвкалиптовые деревья и кустарники. Деревья широко интродуцируются в других местах этих биомов - в Калифорнии (США), в Колхидской низменности (Грузия).[ ...]
Самые крупные сообщества суши, занимающие большие пространства и характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами. Тип биома определяют по климату. В различных областях земного шара с одинаковым климатом встречаются сходные типы биомов: пустыни, степи, тропические и хвойные леса, тундра и т. д. Биомы имеют ярко выраженную географическую зональность (рис. 45, стр. 142).[ ...]
Два абиотических фактора - температура и количество осадков (дождя или снега) - определяют размещение по земной поверхности основных наземных биомов - очень крупных экосистем (степь, тайга, тундра, пустыня и др.). Режим температуры и осадков на некоторой территории в течение достаточно долгого периода времени называют климатом.[ ...]
Внутри биосферы должны быть территориально сбалансированы экосистемы более низкого порядка. Иными словами, на Земле должно быть необходимое количество тундр, лесов, пустынь и т. д -как биомов, а внутри биома тундр должна сохраняться оптимальная тундровость, внутри биома хвойных лесов - оптимальная лесистость и т. д. И так до самых мелких биогеоценозов.[ ...]
По Ю. Одуму (1986), биом - «крупная региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта». Границы распространения биомов определяются ландшафтными компонентами материков, в названии - доминирующая растительность (лесной, кустарниковый и т.п.). В водных экосистемах растительные организмы не доминируют, поэтому за основу взяты физические признаки среды обитания («стоячая», «текучая» вода, открытый океан и т.п.). Ю. Одум предложил классификацию природных экосистем биосферы на принципах биомного подхода (рис. 7.2.), наилучшим образом характеризующих ландшафтный подход в экологии.[ ...]
БИОМ - по Ю.Одуму (1986, т, 1, с. 14) “термин, обозначающий крупную региональную или субконти-нентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта”. Входящие в состав биома биоценозы тесно взаимосвязаны потоками энергии и веществ. Для разграничения наземных биомов кроме физико-географических условий среды используют также жизненную фррму растений. Например, деревья абсолютно доминируют во влажнотропических лесах и значительную роль играют в других лесных формациях, многолетние травы преобладают в тундре и в степях, а однолетние травы - в пустынях и полупустынях.[ ...]
Биом включает в себя не только климатическую климаксную рас-титёльность, но и эдафические климаксы и стадии развития, в которых во многих случаях доминируют иные жизненные формы (гл. 9). Так, травянистые сообщества.представляют собой временную стадию развития в биоме листопадного леса, где климаксной жизненной формой; являются широколиственные листопадные деревья. Биом идентичен главной «растительной формации» в том смысле, в каком этот термин используется в экологии растений; разница лишь в том, что биом - это единица всего сообщества, а не одной лишь растительности. В биом входят не только растения, но и животные. В общем можно сказать, что биом соответствует «главной биотической зоне», если понимать под этим выражением зону сообщества, а не флористическую или фа-унистическую единицу. Биом соответствует «главной зоне жизни» в понимании европейских экологов, но не соответствует «зоне жизни», как ее понимают американские экологи. В Северной Америке термин «зона жизни» относят к ряду «температурных зон», описанному в 1894 г. К- Мерриэмом и широко используемому при изучении птиц и млекопитающих. Первоначальные температурные критерии были отброшены, и в.настоящее время в основу мерриэмовских зон жизни положено распределение животных, так что эти зоны все более и более превращаются в зоны сообществ и во многих случаях это то же самое, что и части и подсистемы биомов. Сравнение биомов и зон жизни Мерриэма см. у Ю. Одума (1945).[ ...]
Так, биомом являются широколистные листопадные леса умеренной зоны в восточной части Соединенных Штатов. Прерии и прочие злаковники в условиях умеренно сухого климата Среднего Запада и Запада США - это тоже биом. Биом - это группа наземных экосистем данного континента, которые имеют сходную структуру или физиономию растительности и общий характер условий среды, что находит отражение в этой структуре и в характеристиках их животного населения.[ ...]
Сходные листопадные леса умеренного континентального климата распространены в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Злаковники умеренной зоны встречаются в условиях сходного климата в Северной Америке, Евразии и в Южном полушарии. Еще более широкие по объему группы конвергентных биомов, или формаций, различных континентов называются типами биомов, или типами формаций. Эти широкие категории так немногочисленны, что вполне могут быть описаны в этой книге. Концепция биомов и типов биомов обоснована для наземных сообществ. Ее можно распространить и на водные сообщества, но это представляется менее естественным, так как водные сообщества иначе переходят одно в другое и характеризуются менее четкими зависимостями структуры от климата.[ ...]
Влажные тропические леса. Эти леса располагаются в ряде приэкваториальных районов. Они характеризуются умеренно высокими среднегодовыми температурами, которые мало изменяются в течение суток и по сезонам, а также значительной влажностью и почти ежедневно выпадающими осадками. В таких биомах доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, что обеспечивает непрерывное круглогодичное протекание процессов фотосинтеза.[ ...]
Экосистема - основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы, и неживая среда - компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Если мы хотим, чтобы наше общество перешло к целостному решению проблем, возникающих на уровне биомов и биосферы, то должны прежде всего изучать экосистемный уровень организации.[ ...]
Ранее мы уже говорили о том, что одна из главных трудностей - это как на множестве непрерывно измеряющихся параметров получить дискретные структуры. Дело в том, что вся растительная оболочка Земли представляет собой мозаику дискретных форм. Это и биогеоценозы, границы которых, как правило, задаются границами фитоценозов, и более крупные единицы, такие, как биомы (например, тайга или степь).[ ...]
Это сообщество можно, однако, считать и подразделением биома -северного хвойного леса. Лимитирующим фактором здесь является влажность; 250-500 мм неравномерно распределенных осадков определяют парковый облик насаждений карликовой сосны (Pinus edulis, P. monophytla) и можжевельников (несколько видов рода Juniperus), как показано на фиг. 198. Это сообщество занимает широкую полосу между пустыней или степью и более мощными хвойными лесами на больших высотах. Сосновые шишки и плоды можжевельника-важный источник пищи для животных. Сойка, большая синица и кустарниковая синица - характерные постоянные виды оседлых птиц; два первых широко распространены в этом биоме. Более подробно о карликовых хвойных см. у Вудбери (1947) и Харди (1945).[ ...]
Сукцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему - климаксной. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые климаксовые экосистемы. В жарком и влажном климате это будет дождевой Тропический лес, в сухом и жарком - пустыня. Основные биомы земли - это климаксовые экосистемы соответствующих географических областей.[ ...]
Как и в тундре, здесь выражены сезонная периодичность и колебания численности популяций. Классический пример - цикла численности зайца и рыси (фиг. 88). В хвойных лесах также наблюдаются вспышки численности жуков-короедов и листогрызущих насекомых, особенно если древостой состоит из одного или двух доминирующих видов. Описание биома хвойного леса Северной Америки можно найти у Шелфорда и Олсона (1935).[ ...]
Иногда «промежуточные» экосистемы (по иерархии соподчинения) вообще исчезают, как, впрочем, и элементарные, в своем первозданном виде. Иерархия экосистем резко упрощается по числу уровней - сохраняется как целое лишь 2-й снизу уровень биома или ландшафтной полосы (см. главу 2) и только им соответствуют по распространению виды, занимая микроучастки, едва ли составляющие полноценные экосистемы (скорее, их парацеллы).[ ...]
Энергия не может передаваться по замкнутым циклам и использоваться повторно, а вещество может.- Вещество (и в том числе биогенные элементы) может проходить через сообщество по «петлям».- Круговорот биогенных элементов никогда не бывает безупречным.- Исследование леса Хаббард-Брук -Поступление и вынос биогенных элементов, как правило, низки по сравнению с их количеством, участвующем в круговороте, хотя сера - важное исключение из этого правила (в основном из-за «кислотных дождей»).- Сведение леса размыкает круговорот и ведет к потере биогенов.- Наземные биомы различаются распределением биогенных элементов между мертвым органическим веществом и живыми тканями,- Течения и осадконакопление - важные■ факторы, влияющие на поток биогенных элементов в водных экосистемах.[ ...]
Утвержденная к настоящему моменту функциональная структура МПР России и перечень задач министерства позволяют говорить о сохранении преимущественно эксплуатационной идеологии и прежней ценностной ориентации, согласно которой главные богатства России находятся в ее недрах. Однако правильная ресурсологическая оценка, связанная с глобальными прогностическими моделями и экологоэкономическим анализом современной ситуации в мире и в нашей стране, свидетельствует о другом: главным природным богатством России являются ассимиляционный и продукционный потенциалы ее биоты, в основном лесов, на значительной части территории, не затронутой хозяйственной деятельностью. Именно они обусловливают мощную средообразующую, средорегулирующую и средоочистительную функцию биома северной и северо-восточной Азии, имеющую большое значение для всей планеты.[ ...]
В биоценотическом ряду уже нет индивидов и особей как таковых. Эти последние формируют синузии, а те в свою очередь распадаются, и наоборот, агрегируются в популяционные кон-сорции. Эта особенность - с одной стороны объединение, а с другой разъединение - характерна для многих биотических образований. Био-геоценотические консорции формируют такие же парцеллы, в свою очередь интегрирующиеся в биоценозы, называемые ботаниками ассоциациями. Отдельные биоценозы, сочетаясь, складывают биоценомические типы, взаимодействие которых образует региональные биоты (в ботанике обычно с доминированием какой-то растительной формации и типа сукцессионных процессов). Последние слагают биомы в чисто биологическом, а не эколо-го-географическом понимании («биобиомы»), как биоценотические образования, имеющие свою эволюцию, но условно рассматриваемые вне факторов среды.[ ...]
Эмпирическим обобщением всех биогеографических закономерностей, касающихся ареалов и условий существования видов внутри них, служит правило географического оптимума: условия обитания вида наиболее оптимальны для него в центре ареала. Очевидно, предполагается, что абиотическая и биотическая среда тут наиболее благоприятна, а экологическая ниша выработана с наибольшим совершенством. Однако часто имеется в виду не пространственно-геометрический центр ареала, а его экологический «центр». Например, для морских котиков, многих других морских млекопитающих, колониальных птиц и любых наземных видов с дизъюнктивным или другим типом прерывистого ареала едва ли геометрический центр их ареала будет оптимален для жизни. Вид может вообще тут отсутствовать. Скорее, понятийно наоборот, экологический оптимум формирует часть ареала с наибольшей плотностью видового населения - оно имеет наивысшую плотность и общую численность в наиболее благоприятных местах существования популяций вида. Эти места могут располагаться как в глубине очерченного ареала, так и у его географических границ. В «чистом» виде правило географического оптимума справедливо лишь для видов с обширным сплошным ареалом, как правило занимающим всю либо большую часть биома или географической зоны. Однако и в этом случае нередко возможны варианты, когда наиболее благоприятными оказываются какие-то края области распространения вида. Например, многие таежные животные (лось, волк и др.) явно приурочены не к глухой срединной тайге, а к так называемой подтаежной южной ее полосе. Здесь больше кормов по естественным причинам и из-за нарушения лесов человеком, к тому же теплее, и как правило, менее глубок снежный покров.[ ...]
Организмы поотоянно изменяв® физически в химичеокую природу абиотической среды, отдавая новые соединения в источники ввергав. Так, состав морской воды в донных и лов в значительной мере определяется активностью мороквх организмов; растения, посаженные ва песчаные почвы, с годами совершенно меняют почвы и превращают их в плодородные. В результате сообщество организмов в их ореда обитания развиваются как единое целое, образуя олокьую систему регуляции, поддерживающую ва Земле условия, благоприятные для жизни. Иногда крупную наземную региональную или оу бконтинентальную экосистему, характеризующуюся какзм-либо основным типом растительности и другой характерной особенностью ландшафта (тундра, тропический лес, листопадный лео, пустыня и т.д.), обозначают тер- швом "биом". С точки зрения экологии, биомы равнозначны эко-оиотемам на оуше.[ ...]
Пальмгрен (1949) и Коул (1951 и 1954) высказали предположение, что осцилляции, кажущиеся нам регулярными, возможно, являются следствием случайных изменений комплекса биотических и абиотических условий среды, в которых находится популяция; если это так, то ни один из факторов нельзя считать важнее остальных. Кейт (1963) провел детальный статистический анализ циклов у северных птиц и млекопитающих и пришел к выводу, что десятилетний цикл является «реальным» (не случайным), хотя доказать, что более короткие циклы не являются следствием случайных флуктуаций, обычно было трудно. Показано, что 7-10-годичный цикл характерен, кроме зайца-беляка и рыси, также для воротничкового рябчика, причем этот цикл на огромном пространстве Канады и приозерных штатов совершается синхронно и обычно коррелирует с циклом зайца. Сходные по длительности циклы выявлены у лугового тетерева, куропатки, ондатры, лисицы, однако в этих случаях они более ограничены по своим масштабам и менее регулярны. Интересно, что интродуцированная в северные области Северной Америки серая куропатка, по-видимому, «усвоила» 10-годичный цикл; впрочем, данные на этот счет недостаточны, поскольку продолжительность акклиматизации серой куропатки невелика. В то же время имеется достаточно данных, свидетельствующих о том, что 7-10-годичный цикл лесных насекомых-вредителей характерен для Европы.
Характеристика основных биомов суши
- 1. Биом. Растительность. Флора. Фауна. Животный мир
Биом - это совокупность сообществ какой-либо зоны или подзоны.
Растительность - совокупность растительных сообществ (фитоценозов), населяющих какую-либо территорию. Распределение растительности определяется в основном общеклиматическими условиями и подчиняется законам широтной зональности на равнинах и высотной поясности в горах. Вместе с тем в географическом распределении растительности наблюдаются определенные черты азональности и интразональности. Основными классификационными единицами растительности являются: «тип растительности», «формация» и «ассоциация». Важнейшие экологические группы растений - деревья, кустарники, кустарнички, полукустарнички и травы.
Деревья - многолетние растения с одревесневшим главным стеблем (стволом), сохраняющимся в течение всей жизни (от десятков до сотен лет), и ветвями, образующими крону. Высота современных деревьев колеблется от 2 до 100 м, изредка больше. Деревья принадлежат главным образом к хвойным и двудольным растениям. Жизненная форма - фанерофиты.
Кустарники - многолетние деревянистые растения высотой 0,6 - 6 м, не имеющие во взрослом состоянии главного ствола. Продолжительность жизни большинства кустарников составляет 10 - 20 лет. Кустарники широко распространены по границе лесов (кустарниковая степь, лесотундра). В лесах они обычно образуют подлесок. Важное значение имеют смородина, крыжовник и другие. Жизненная форма - фанерофиты.
Полукустарники - многолетние растения, у которых почки возобновления сохраняются несколько лет, а верхние части побега ежегодно сменяются. Высота большинства полукустарников составляет не более 80 см. Полукустарники произрастают главным образом в засушливых областях. Типичными их представителями являются терескен, виды полыни, астрагала, солянки и др. Жизненная форма - хамефиты.
Кустарнички - низкорослые многолетние растения с одревесневающими побегами; высота 5-60 см, живут 5-10 лет. Распространены в тундре (виды ивы, многие вересковые ), в хвойных лесах, на сфагновых болотах (клюква, кассандра, багульник ), в высокогорьях и т.д. Жизненная форма - хамефиты.
Полукустарнички - многолетние мелкие полукустарники, например тимьян .
Травы - однолетние и многолетние растения, для которых характерно отсутствие прямостоячих надземных стеблей, переживающих неблагоприятный сезон. Все травы имеют почки возобновления на уровне почвы или же в почве (на корневищах, клубнях, луковицах).
От растительности следует отличать флору, то есть совокупность систематических единиц (видов, родов, семейств) на данной территории.
Флора может быть определена как исторически сложившаяся совокупность видов растений, грибов и микроорганизмов, населяющих какую-либо территорию или населявших ее в прошедшие геологические эпохи.
Фауна - совокупность видов животных, обитающих на определенной территории. Фауна складывается в процессе эволюции из животных разного происхождения: автохтонов (здесь возникших), аллохтонов (возникших в другом месте, но давно сюда вселившихся), иммигрантов (проникших сюда сравнительно недавно). Термин «фауна» применим и к совокупности животных какой-либо систематической категории (например, фауна птиц - орнитофауна, фауна рыб - ихтиофауна и т.д.).
Животный мир - совокупность особей различных видов животных, характерных для данной территории.
Под влиянием климатических факторов складывались зональные особенности биомов. Несмотря на сходство климатов различных меридиональных секторов одной и той же зоны, сообщества разных секторов различаются по набору входящих в их состав видов растений и животных. Все это ведет к различиям в структуре и динамике биомов (4,5,16,23,35,40,46,52)
2. Зональные, интразональные и экстразональные сообщества
биом сообщество лес
Любой биом имеет свой специфический набор сообществ. Вместе с тем во всяком биоме присутствуют 1) зональные сообщества, 2) интразональные сообщества, 3) экстразональные сообщества.
1 . Зо нальные сообщества занимают в любой природной зоне плакоры (хорошо дренированные обширные равнины или водоразделы) на почвах среднего механического состава (на супесках и суглинках). Как правило, зональные сообщества занимают наибольшие пространства в пределах зоны.
2 . Ин тразональные сообщества нигде не образуют «своей» зоны, но встречаются в незональных условиях нескольких соседних или даже всех природных зон.
В экологии различают следующие интразональные сообщества:
1) сообщества интразональные, свойственные незональным условием нескольких соседних зон,
2) азональные, свойственные незональным условиям всех зон суши.
Однако реального различия между этими категориями нет. Крупные биоценотические категории, типы растительности (например, луга, болота) существуют во всех или почти во всех природных зонах. Распространение менее крупных категорий (например, класс формаций) будет ограничено лишь несколькими зонами. Таковы, например, сфагновые, зеленомошные и папирусовые болота, высокотравные и остепненные луга и т.д. Интразональные растительность и животное население несут на себе отпечаток той зоны, с которой они генетически и экологически связаны. Именно поэтому в зонах, лежащих дальше друг от друга, они менее сходны, чем в соседних.
3 . Эк стразональные сообщества образуют за пределами данной зоны зональные сообщества, но, выходя за границы «своей» зоны, бывают приурочены к незональным условиям. Так, например, широколиственные леса, образующие особую самостоятельную зону, в степи не встречаются на водоразделах, а спускаются по склонам речных долин и в степные балки. В степных балках они образуют так называемые байрачные леса. Точно так же к северу от степной зоны островки степи могут оказаться привязанными к склонам южной экспозиции, как это имеет место в Якутии и Магаданской области. Наконец, вдоль западного склона Урала имеется огромный лесостепной остров, располагающийся в подзоне смешанных лесов. Он обладает всеми признаками лесостепи: наличием березовых колков, участков степей с ковылем Иоанна , зарослей степных кустарников (степной вишни, степного минд а ля и т.д.). Эта лесостепь связана с выходом на дневную поверхность гипсов и ангидритов, создающих благоприятные условия для лесостепной растительности и животного населения. Во всех перечисленных случаях речь идет об экстразональных сообществах.
Таким образом, в составе любого биома имеют место зональные сообщества (на плакорах в зональных условиях), а также интразональные и экстразональные сообщества (в незональных условиях). Сочетание этих трех типов сообществ образует свой неповторимый тип биома.
3. Холодные (полярные) пустыни
Холодные полярные пустыни формируются в условиях холодного арктического климата в Северном полушарии или в условиях антарктического климата в Южном полушарии. В условиях полярных пустынь растительность не образует сплошного покрова. Нередко до 70% земной поверхности заняты щебнистой, каменистой, а иногда и растрескавшейся на полигональные отдельности почвой. Снег здесь неглубокий и сдувается сильными ветрами, зачастую имеющими ураганный характер. Нередко лишь отдельные дерновинки или подушки растений ютятся среди каменистых и щебнистых россыпей; и только в пониженных участках зеленеют пятна более плотного растительного покрова. Особенно хорошо развиваются растения там, где птицы обильно удобряют почву экскрементами (например, в местах гнездовых скоплений, так называемых птичьих базаров).
В пределах полярных пустынь птиц, несвязанных с морем, немного (пуночка, лапландский подорожник и др.). Повсеместно преобладают колониальные виды. Для этого биома весьма характерны птичьи базары, ведущую экологическую роль в которых играют чистиковые (чистик, люрик, тупик ), чайки (бургомистр, моевка, серебр и стая, малая полярная и др.), гага (Северное полушарие) и пингвины, бургомистры, белые ржанки (Южное полушарие). Как правило, птичьи базары приурочены либо к обрывам скал, либо к участкам мягкого грунта, в котором некоторые птицы роют норы. Пингвины, например, выводят детенышей на полярных льдах и снегах.
Из млекопитающих в полярные пустыни проникают некоторые виды леммингов (обский, копытный ), но численность их все же не очень велика. Из растений преобладают мхи и лишайники ; имеются также некоторые цветковые (например, синюха приземистая, полярный мак и др.). В опылении этих растений принимают активное участие насекомые и в первую очередь шмели , а так же двукрылые (мухи, комары и др.).
Двукрылые - это отряд насекомых, у которых развита только передняя пара крыльев.
В арктической пустыне запас фитомассы составляет около 2,5 - 50 ц / га, а ее годичная продукция - менее 10 ц / га.
4. Тундра
Тундра характеризуется чрезвычайно суровыми условиями произрастания растений и обитания животных. Вегетационный период короткий и длится от 2 до 2,5 месяцев. В это время летнее Солнце не опускается или лишь на короткое время опускается за линию горизонта и устанавливается полярный день. Именно поэтому в тундрах господствуют растения длинного дня.
Осадков выпадает мало - 200 - 300 мм в год. Сильные ветры, особенно суровые в зимнее время, сдувают и без того неглубокий снежный покров в понижения рельефа. Даже летом ночные температуры зачастую опускаются ниже 0 0 С. Заморозки возможны практически в любой летний день. Средняя температура июля не превышает 10 0 С. Многолетняя мерзлота находится на незначительной глубине. Под торфянистыми почвами уровень многолетней мерзлоты не опускается глубже 40 - 50 см. В более северных районах тундр она смыкается с сезонной мерзлотой почв, образуя сплошную толщу. Почвы легкого механического состава летом оттаивают на глубину около одного метра и более. В понижениях, где накапливается много снега, многолетняя мерзлота может располагаться очень глубоко или же отсутствовать вообще.
Рельеф тундры не является плоским, выровненным. Здесь можно выделить повышенные плоские участки, обычно называемые блоками , и межблочные понижения, имеющие в диаметре десятки метров. В некоторых районах тундры эти пониженные участки называются аласами. Поверхность блоков и межблочных понижений так же не является абсолютно ровной.
По характеру рельефа тундры подразделяются на следующие типы:
1) бугристые тундры , для которых характерны бугры высотой 1 - 1,5 м и шириной 1 - 3 м или гривки 3 - 10 м длины, чередующиеся с плоскими мочажинами;
2) крупнобугристые тундры характеризуются высотой бугров от 3 до 4 м диаметром 10 - 15 м. Расстояние между буграми колеблется от 5 до 20 - 30 м. Крупнобугристые тундры развиты в самых южных подзонах тундры. Образование бугров связано с замерзанием воды в верхних слоях торфа, при котором увеличивается объем этих слоев. Так как увеличение объема неравномерно, то происходит выпячивание верхних слоев торфа, приводящее к образованию и постепенному росту бугров.
3) пятнистые тундры развиты в более северных подзонах тундры и образуются в зимний период года в результате излияния на дневную поверхность плывуна, что приводит к образованию голых пятен, между которыми ютятся редкие растения. Пятнистые тундры могут также образовываться под влиянием сильных ветров и морозов без излияний плывуна: в зимний период года почва растрескивается на полигональные отдельности, в трещинах между ними скапливаются почвенные частички, на которых в теплый период года поселяются растения.
Растительность тундры характеризуется отсутствием деревьев и преобладанием лишайников и мхов. Из лишайников обильны кустистые из родов кладония, центрария, стереокаулон и др. Эти лишайники дают небольшой ежегодный прирост. Например, годичный прирост кладонии лесной составляет от 3,7 до 4,7 мм, кладонии стройной - 4,8 - 5,2 мм, цетрарии клубучковой - 5,0 - 6,3 мм, цетрарии снежной - 2,4 - 5,2 мм, стереокаулона пасхального - 4,8 мм. Именно поэтому северный олень не может длительное время пастись на одном и том же месте и вынужден перемещаться в поисках корма. Посещенные пастбища северный олень может использовать лишь спустя многие годы, когда отрастут основные его кормовые растения - лишайники.
Для всех типов тундр характерны зеленые мхи . Сфагновые мхи встречаются только в более южных участках тундр.
Растительный покров тундр очень беден. Однолетников мало из-за незначительной продолжительности вегетационного периода и низких температур в летний период года. Лишь там, где растительный покров нарушен под влиянием деятельности человека, или же, где имеются выбросы из нор зверей - обитателей тундры, однолетники могут развиваться в значительных количествах.
Из многолетников много зимнезеленых форм, что так же связано с необходимостью более полного использования кратковременного вегетационного периода. В тундре много кустарников с невысокими, стелющимися по поверхности почвы деревянистыми стволами и ветвями, прижатыми к земной поверхности, а так же травянистых растений, образующих плотный дерн. Чрезвычайно широко распространены подушковидные формы, которые экономят тепло и предохраняют растения от низких температур. Нередко растения имеют шпалерную, вытянутую форму. Из зимнезеленых кустарников следует выделить куропаточью траву, кассиопею, бруснику, воронику; из кустарниковых с опадающими листьями - чернику, карликовую березку, карликовую иву . У некоторых карликовых ив имеется всего несколько листьев на коротких приземистых стволах.
В тундре почти отсутствуют растения с подземными запасающими органами (клубнями, луковицами, сочными корневищами) по причине низких температур и глубокого промерзания почвы.
Тундры - безлесье. Экологи полагают, что основная причина безлесья тундр заключается в том объективном противоречии, которое существует между поступлением воды в корни деревьев и ее испарением приподнятыми над поверхностью снега ветвями. Особенно ярко это противоречие обнаруживается весной, когда корни еще не могут всасывать влагу из промерзшей почвы, а испарение ветвями осуществляется весьма интенсивно. Данная гипотеза подтверждается тем, что по долинам рек, где многолетняя мерзлота уходит глубоко, а ветры, усиливающие испарение, не столь сильны, деревья проникают далеко на север.
По особенностям растительного покрова тундра подразделяется на следующие три подзоны:
1) арктическая тундра : широко распространена пятнистая тундра, нет сомкнутых кустарниковых сообществ, преобладают зеленые мхи, сфагновые мхи отсутствуют;
2) типичная тундра: господствуют кустарничковые сообщества, широко распространены лишайниковые сообщества, господствуют зеленые мхи, присутствуют сфагновые мхи, образующие небольшие торфяники;
3) южная тундра: хорошо развиты сфагновые торфяники, по долинам рек формируются лесные сообщества.
В тундре четче, чем в любой другой зоне выделяется зимний и летний сезоны. Здесь ярко выражены сезонные миграции животных. Ярким примером миграций могут служить перелеты птиц, покидающих на зиму тундру, а весной возвращающихся сюда вновь.
Сезонные миграции свойственны и северным оленям . Так, северные олени на лето перемещаются к морским побережьям в более северные районы тундр, где ветры в какой-то мере уменьшают интенсивность нападения гнуса (слепней, комаров, мошек, оводов ), мучающих животных своими постоянными укусами. Зимой же олени уходят в более южные районы, где снег не столь плотен и им легче его «копытить», доставая корм. Кочующие оленьи стада постоянно сопровождает тундряная куропатка , которая получает в результате этого возможность использовать для поисков корма перерытые оленями участки почв. Маршруты оленьих миграций могут быть весьма протяженными.
Следует отметить, что животные, с одной стороны испытывают на себе влияние условий окружающей среды, с другой, - своей жизнедеятельностью они оказывают мощное воздействие на формирование различных природных комплексов. Ярким примером преобразования животными окружающей среды является жизнедеятельность леммингов.
Лемминги - группа млекопитающих подсемейства полевок. Длина тела составляет до 15 см, хвоста - до 2 см. Известно около 20 видов леммингов, обитающих в лесах и тундрах Евразии и Северной Америки. Лемминги являются основной пищей песца. Они могут быть переносчиками возбудителей ряда вирусных заболеваний. В некоторые годы размножаются в массе и предпринимают далекие миграции.
Количество потребляемой леммингом пищи составляет 40 - 50 кг растительной массы в год. В день лемминг съедает в 1,5 раза больше, чем весит сам. Роющая деятельность леммингов оказывает огромное экологическое воздействие на жизнь тундры. Число нор лемминга колеблется от 400 до 10 000 на 1 га, что существенно увеличивает аэрацию почвы. Леммингами «выбрасывается» на дневную поверхность до 400 кг почвы на 1 га. На этих выбросах интенсивно развиваются такие виды растений, как сердечник маргаритковый, крупка, овсяница, кипрей арктический, ситник и др. Пышно развитая на этих выбросах растительность создает впечатление миниатюрных оазисов.
С ритмами природы связанны массовые размножения леммингов, которые случаются один раз в три года.
Еще одним ярким примером воздействия животных на среду обитания является роющая деятельность сусликов. Длиннохвостый суслик , например, способствует созданию разнотравно-луговых сообществ на хорошо дренированных почвах и выбросах.
Гуси и другие водоплавающие птицы так же способствуют возникновению смен растительности в тундрах: после выщипывания травы образуются пятна голой почвы. В дальнейшем усиление аэрации приводит к развитию вначале осоково-пушицевых, а затем и осоково - моховых тундр.
В тундрах широко распространено самоопыление растений и опыление при помощи ветра; энтомофилия развита слабо. Насекомые редко посещают цветки. Например, в условиях тундры, пожалуй, только шмели являются единственным опылителем растений с неправильными цветками - астрагалов, остролодочников, мытников .
Многие цветки тундровых растений имеют очень малую продолжительность жизни. Так, у морошки , покрывающей обширные пространства тундр, индивидуальная жизнь цветка не превышает двух суток. Если учесть, что в течение этого времени случаются заморозки, дожди и ураганные ветры, препятствующие лету насекомых, то шансы на опыление при помощи насекомых падают. Многие насекомые забиваются в цветки не в поисках нектара, а ищут здесь убежища от неблагоприятных условий погоды. А это значит, что они могут долго просидеть в одном цветке, а потом перелететь на цветок другого вида, что также снижает шансы растений на опыление насекомыми.
Почвенные обитатели в тундре немногочисленны и сосредоточенны в верхних горизонтах почвы (главным образом в торфяном горизонте). С глубиной число почвенных обитателей быстро уменьшается, так как почва насыщена влагой или является мерзлой.
Для многих северных птиц характерны большие размеры кладок и соответственно большие выводки по сравнению с особями тех же видов, обитающих в более южных зонах. Это можно связать с обилием насекомых, служащих пищей птицам. Рост молодняка в условиях тундры более быстр, чем на юге.
Многие неверно полагают, что при высокой продолжительности освещенного периода суток птицы кормят детенышей более продолжительное время. Однако следует отметить, что даже и там, где день является круглосуточным, птицы значительную часть астрономической ночи все же спят. Во всех типах тундр мало пресмыкающихся и земноводных из-за многолетней мерзлоты.
Фитомасса в арктических тундрах очень мала и составляет около 50 ц / га, в кустарниковых тундрах она увеличивается до 280 - 500 ц / га.
5. Лесотундра
Лесотундра - природная зона Северного полушария, переходная между лесной зоной умеренного пояса и тундровой зоной. В естественных ландшафтах лесотундровой зоны наблюдается сложный комплекс редколесий, тундр, болот и лугов.
Иногда экологи считают лесотундру переходной полосой и часто рассматривают ее в виде подзоны тундр. Однако это особая зона, биоценозы которой отличаются как от тундровых, так и от лесных.
Для лесотундры характерны редколесья . Здесь появляются в значительном количестве птицы, гнездящиеся среди кустарников, например, варакушка . В лесотундре возрастает количество семенных кормов, что приводит к повышению численности и разнообразию мышей. Многолетняя мерзлота уходит глубже. К редко стоящим деревьям приурочены гнезда врановых и мелких хищных птиц. Лесотундра обладает особым набором условий существования как по сравнению с тундрой, так и по сравнению с лесом. Для нее характерны такие виды деревьев, как бер е за, ель (на западе), лиственница (на востоке).
6. Хвойные леса умеренного пояса (тайга)
Тайга - тип растительности с преобладанием хвойных лесов. Таежные леса распространены в умеренном поясе Евразии и Северной Америки. В древостое тайги главную роль играют ель, сосна, лиственница, пихта ; подлесок беден, травянисто-кустарничковый ярус однообразный (черника, брусника, кислица, зеленые мхи).
Таежные сообщества характерны только для умеренного пояса Северного полушария. В южном полушарии они отсутствуют.
Таежные леса могут быть образованны либо темнохвойными породами - елью, пихтой, сибирской кедровой сосной (сибирским кедром), либо светлохвойными - лиственницей , а так же сосной (преимущественно на почвах легкого механического состава и песках).
В тайге самый теплый месяц имеет температуру от +10 0 С до +19 0 С, а самый холодный - от -9 0 С до - 52 0 С. Полюс холода Северного полушария лежит в пределах именно этой зоны. Продолжительность периода со средними месячными температурами выше 10 0 С невелика. Таких месяцев 1 - 4. Вегетационный период довольно короток. По экологическим особенностям и флористическому составу различают сообщества темнохвойных и светлохвойных таежных лесов.
Сообщества темнохвойных лесов (ель, пихта, кедр ) довольно просты по структуре: число ярусов обычно равно 2-3. Здесь представлены следующие ярусы:
древесный ярус;
травяной или травяно-кустарничковый ярус;
моховой ярус.
В мертвопокровных лесах имеется лишь один (древесный) ярус, а травяной (травяно-кустарничковый), моховой ярусы отсутствуют. Кустарники единичны и выраженного яруса не образуют. Все мертвопокровные леса характеризуются значительным затенением. В связи с этим травы и кустарники размножаются чаще вегетативным путем, чем семенным, образуя куртины.
Лесная подстилка в темнохвойных лесах разлагается очень медленно. Широко представлены зимне-зеленые растения (брусника, грушанка ). Освещение, в противоположность широколиственным лесам, одинаково в течение всего вегетационного периода. Поэтому растений, приурочивающих развития цветков к ранневесенним месяцам, практически нет. Венчики цветков растений нижнего яруса имеют белые или бледно окрашенные тона, хорошо заметные на темно-зеленом фоне мохового покрова и в сумраке темнохвойного леса. В нетронутом темнохвойном лесу токи воздуха очень слабые, ветров практически нет. Потому семена ряда растений нижнего яруса имеют ничтожный вес, что позволяет им переноситься с места на место даже очень слабыми воздушными течениями. Таковы, например, семена грушанки одноцветной (масса семян - 0, 000 004 г.) и орхидеи гудайеры (масса семян - 0, 000 002 г.).
Как может прокормиться зародыш, развивающийся из семян столь ничтожного веса? Оказывается, что для развития зародышей растений с такими крохотными семенами необходимо участие грибов, т.е. развитие микоризы.
Микориза (от греч. mykes - гриб и rhiza - корень, т.е. грибокорень) - взаимовыгодное сожительство (симбиоз) мицелия гриба с корнем высшего растения, например, подосиновика с осиной, подберезовика с березой). Миц е лий (грибница) - вегетативное тело грибов, состоящее из тончайших ветвящихся нитей - гиф.
Гифы гриба, чрезвычайно обильные в темнохвойных лесах, срастаются с развивающимися из таких семян зародышами и доставляют им необходимые питательные вещества, а потом, когда зародыш вырастет и окрепнет, он, в свою очередь, обеспечивает гриб продуктами фотосинтеза - углеводами. Явление микоризы (симбиоз высшего растения и гриба) очень широко развито в лесах вообще, а в темнохвойных таежных лесах встречается особенно часто.
Микоризу (грибокорень) образуют не только цветковые растения, но и многие деревья. Плодовые тела многих грибов, образующих микоризу, съедобны для человека и животных. Таковы, например, белый гриб, сыроежки, маслята , растущие под сосной и лиственницей, подберезовик и подосиновик , связанные с мелколиственными деревьями, развивающимися на месте сведенных темнохвойных лесов и т.д.
Большую роль в распространении семян выполняют животные, поедающие сочную мякоть плодов таежных растений. Следует отметить, что поедание таких сочных плодов животными является для ряда видов растений условием высокой всхожести их семян. У черники и брусники , например, высокая кислотность сока ягод препятствует развитию семян в нетронутой ягоде. Если же ягода раздавлена лапами зверя или переварилась в его желудке, то уцелевшие семена прорастают достаточно хорошо. Высокой всхожести и хорошему развитию семян способствуют также и экскременты, выбрасываемые из кишечника с семенами. В этом случае экскременты служат удобрением для развивающихся проростков. Дрозды , например, успешно разносят семена рябины и многих других лесных ягод, а медведи - семена малины, рябины, калины, смородины и т.д.
Характерным для темнохвойных лесов способом распространения семян является растаскивание муравьями. Некоторые виды таежных растений имеют семена, снабженные специальными мясистыми придатками (карункулами), делающими их привлекательными для обитателей темнохвойного леса.
В темнохвойной тайге часто имеется моховой покров; он весьма влагоемок и, будучи влажным, становится теплопроводным. Поэтому почвы темнохвойных лесов зимой могут сильно промерзать. Видовой состав древостоя, как и травяно-кустарничкового яруса, особенно беден в тайге Европы и Западной Сибири, богаче - в Восточной Сибири и Дальнем Востоке, и относительно богат в Северной Америке, где имеется по несколько видов тех же родов темнохвойных пород, что и в Евразии (ель, пихта ). Кроме того, в Северной Америке широко представлены тсуга и псевдотсуга , отсутствующие в Евразии. В травяно-кустарничковом ярусе северо-американской тайги много форм, близких к евроазиатским - кислица, седмичник и др.
Темнохвойная тайга, как и другие типы леса, имеет ряд особенностей, определяющих характер животного населения. В тайге, как и в других лесах, мало стадных наземных животных. Встречаются кабаны , зимой заходят северные олени и волки . Это связано с тем, что наличие древостоя затрудняет животным зрительное оповещение друг друга о грядущей опасности. Среди хищных птиц особенно характерны ястребы , которые хорошо приспособились к условиям жизни в тайге. Ястребы имеют относительно короткие крылья и длинный хвост. Это способствует их быстрому маневрированию среди ветвей деревьев и внезапному нападению на жертву.
В таежном лесу относительно мало землероев , т.к. наличие многочисленных укрытий в виде дупел, упавших стволов, углублений в земной поверхности избавляет животных от необходимости рыть сложные системы нор.
Различия в зимнем и летнем составе животного населения в темнохвойной тайге менее резки, чем в тундре и лесотундре. Многие растительноядные виды зимой питаются не травяно-кустарниковыми растениями, а веточными кормами: например, лось, заяц и др.
Животное население в целом относительно небогато как в качественном, так и в количественном отношении. Ряд видов, обитающих преимущественно на деревьях, кормится на земной поверхности. Таковы, например, лесной конек, дрозды и ряд других птиц. Другие, наоборот, гнездятся на поверхности почвы, а кормятся преимущественно в кронах хвойных пород: тетерев, рябчик, глухарь .
В хвойных лесах приобретают большое значение семенные корма, в частности семена хвойных пород. Они дают высокую урожайность не ежегодно, а один раз в 3-5 лет. Поэтому и численность потребителей этих кормов (белка, бурундук, мышевидные грызуны ) не остается на одном и том же уровне, а имеет свои ритмы, связанные с урожайными годами. Как правило, на следующий год после высокого урожая семян наблюдается резкое возрастание количества особей тех видов животных, которые питаются этими семенами. В годы бескормицы многие обитатели (например, белка ) совершают миграции на запад, в процессе которых они переплывают крупные реки (Енисей, Обь, Кама и др.) и таким образом расширяют ареалы своего обитания.
Кроме семенных кормов, большое значение для таежных животных имеют ягодные и веточные корма, а также хвоя и древесина.
Для некоторых животных незаменимым кормом является хвоя; например, для непарного шелкопряда , производящего настоящее опустошение лесов на больших территориях.
В темнохвойной тайге весьма многочисленны первичные (нападающие на здоровые деревья) и вторичные (нападающие на ослабленные деревья) вредители древесины - жуки-усачи и их личинки, короеды и др.
Многие виды млекопитающих и птиц, пища которых связана с деревьями, хорошо приспособлены к лазанию и нередко живут на деревьях. Таковы белки и бурундуки из млекопитающих, поползни , пищухи, дятлы из птиц. В пищевом рационе птиц и других животных, лазающих по деревьям и гнездящихся в дуплах, большую роль играют насекомые, питающиеся семенами и древесиной хвойных деревьев. Хорошо лазает по деревьям рысь , несколько хуже - бурый медведь.
Из наземных млекопитающих тайги наиболее характерны следующие: лось из копытных, рыжие полевки из грызунов, землеройки-бурозубки из насекомоядных.
Ряд обитателей леса осуществляет связь древесных сообществ с травяными. Так, цапли гнездятся на деревьях в лесу, а кормятся по берегам рек, озер или же на лугах.
Амплитуда колебаний численности грызунов в таежных лесах не столь значительна, как в тундрах, что связанно с менее суровым климатом и с защитной ролью таежных массивов, в которых непосредственное воздействие климата на зверьков несколько смягчено.
Сообщества светлохвойных лесов (сосна, лиственница ) в Европепредставлены в основном сосной обы к новенной иприуроченыпреимущественно к почвам легкого механического состава. В Сибири и в Северной Америке первичные светлохвойные леса могут быть связаны также и с почвами более тяжелого механического состава. Здесь в них играют большую роль различные виды лиственниц, а в Северной Америке и сосен. В Северной Америке сосны достигают своего исключительного разнообразия.
Важным признаком светлохвойных лесов является разреженный древостой, связанный с повышенным светолюбием лиственниц и сосен. Поэтому в почвенном покрове светлохвойных лесов приобретают значительную экологическую роль лишайники и сильно развитый кустарниковый ярус, образованный рододендронами, ракитн и ком, калиной, шиповником, смородиной и др. В Северной Америке в светлохвойных лесах нередко встречаются б е лая пихта, псевдотсуга и ряд других пород.
Биомасса в пределах тайги заметно колеблется в зависимости от типа леса, возрастая от лесов северной тайги к лесам южной. В сосняках северной тайги она составляет 800 - 1000 ц/га, средней тайги - 2600 ц/га, южной тайги - около 2800 ц/га. В ельниках южной тайги биомасса достигает 3 330 ц/га.
7. Широколиственные леса
Широколиственные леса умеренного пояса произрастают в условиях более мягкого климата, чем хвойные леса. В отличие от хвойных пород, за исключением лиственницы , широколиственные деревья сбрасывают листву на зимний период года. Ранней весной в широколиственных лесах очень светло, так как деревья еще не одеты листвой. Освещенность - главный фактор формирования ярусности.
В широколиственных лесах обильная опавшая листва покрывает поверхность почвы мощным рыхлым слоем. Под такой подстилкой моховой покров развивается очень плохо. Рыхлая подстилка предохраняет почву от резкого понижения температуры и, следовательно, зимнее промерзание почвы либо полностью отсутствует, либо очень незначительно.
В связи с этим ряд видов травянистых растений начинает развиваться еще зимой по мере уменьшения мощности снежного покрова и повышения температуры воздуха и земной поверхности.
В широколиственных лесах появляется группа весенних эфемероидов, которые, закончив цветение ранней весной, затем либо вегетируют, либо теряют свои надземные органы (ветреница дубравная, гусиный лук и др.). Бутоны этих растений зачастую развиваются с осени, с бутонами растения уходят под снег, а ранней весной, еще под снегом, начинают развиваться цветки.
Ветреница (анемона) - род корневищных трав (изредка полукустарников) семейства лютиковых. Всего известно около 150 видов, произрастающих по всему земному шару. Многие виды ветреницы являются ранневесенними растениями (например, ветреница дубравная ).
Мощная подстилка позволяет перезимовать и разнообразным беспозвоночным. Поэтому почвенная фауна широколиственных лесов богаче, чем хвойных. В широколиственных лесах обычны такие животные, как крот , питающийся дождевыми червями, личинками насекомых и другими беспозвоночными.
Ярусная структура широколиственных лесов сложнее структуры таежных лесов. В них обычно выделяется от одного (мертвопокровные бучины ) до 3 - 5 ярусов (дубравы ). Моховый покров в широколиственных лесах развит слабо из-за мощной подстилки. Все одноярусные широколиственные леса являются мертвопокровными.
Большая часть травянистых растений широколиственного леса относится к дубравному широкотравью. Растения этой экологической группы имеют широкие и нежные листовые пластинки и являются тенелюбивыми.
В широколиственных лесах Евразии много семеноядов, среди которых особенно разнообразны различные виды мышей: лесная мышь, желтогорлая мышь, азиатская мышь и др. В североамериканских лесах мыши замещаются хомячками , имеющими облик мышей, а также представителями примитивных тушканчиков , которые хорошо лазают по деревьям. Как все мышовки, они питаются не только растительной пищей (преимущественно семенами), но и мелкими беспозвоночными.
Широколиственные леса не образуют сплошной полосы, охватывающей Северное полушарие. Значительные массивы широколиственных лесов имеются в Западной Европе, в предгорьях Кузнецкого Алатау, где они образуют сплошной остров липовых лесов, на Дальнем Востоке и др. Значительные участки широколиственных лесов имеются также и в Северной Америке.
Широколиственные леса неоднородны по флористическому составу. Так, на западе Европы в районах мягкого климата встречаются широколиственные леса с господством каштана настоящего и с примесью бука лесного . Далее к востоку господствуют очень тенистые буковые леса с единственным ярусом древостоя. Далее на восток, не переходя за Урал, преобладают дубравы.
В северо-восточной части Северной Америки имеются леса с доминированием бука американского и саха р ного клена . Они менее тенисты, чем европейские буковые леса. Осенью листва северо-американских широколиственных лесов окрашивается различными тонами красных и желтых цветов. В этих лесах имеется несколько видов лиан - ампелопсис , известных под названием «дикий виноград».
Клен - род деревьев и кустарников семейства кленовых. Всего известно около 150 видов, произрастающих в Северной и Центральной Америке, Евразии и Северной Африке. Клены растут в лиственных и смешанных лесах. Клен остролистный, клен татарский, клен полевой, явор и другие виды используют в защитном лесоразведении и в целях озеленения. Древесина клена идет на производство мебели, музыкальных инструментов и т.д.
Дубравы в Северной Америке занимают более континентальные районы приатлантических штатов. В северо-американских дубравах встречается несколько видов дуба, много видов клена, лапина (гикори), тюльпанное д е рево из семейства магнолиевых, обильны лианы.
Гикори (кария ) - род деревьев семейства ореховых . Высота некоторых видов достигает 65 м. Всего известно около 20 видов, произрастающих в Северной Америке и Восточной Азии (Китай). Во многих странах некоторые виды гикори культивируются как декоративные растения и используются в полезащитном лесоразведении. Орехи пекана и других видов гикори съедобны и содержат до 70% пищевого масла.
Особенно богаты видами широколиственные леса Дальнего Востока. Здесь имеются многие виды широколиственных древесных пород: дуба, ореха, клена , а также представители родов, отсутствующих в европейских широколиственных лесах, например, маакия, аралия и другие. В состав богатого подлеска входят жимолость, сирень, рододендрон, бирючина, чубушник и др. Обильны, особенно в более южных районах, лианы (актинидия и др.) и другие эпифиты.
Аралия - род растений семейства аралиевых . Имеются деревья, кустарники и высокие многолетние травы. Известно всего около 35 видов, произрастающих в тропиках и субтропиках Северного полушария. Многие виды культивируются как декоративные растения.
В Южном полушарии (Патагония, Огненная Земля) широколиственные леса образованы южным буком . В составе подлеска этих лесов присутствуют многие вечнозеленые формы, например, виды барбариса .
Биомасса широколиственных лесов составляет около 5 000 ц /га.
8 . Лесостепь
Лесостепь - это природная зона умеренных и субтропических поясов, в естественных ландшафтах которых чередуются степные и лесные участки.
Зона лесостепи довольно своеобразна и характеризуется сочетанием небольших лесов с обширными степными травянистыми или кустарниковыми пространствами. В Евразии лесные участки этой зоны представлены небольшими дубравами, а также березовыми и осиновыми колками. Сочетание лесных и травянистых или кустарниковых формаций благоприятствует существованию ряда видов, мало характерных как для степи, так и для леса.
Типичными примерами лесостепных видов являются грачи , для которых колки служат местами гнездования, а степные участки - местами кормежки, а также многочисленные соколы (кобчик, дербник) , кукушки и другие виды.
9. Степь
Степи - обширные пространства умеренного пояса, занятые более или менее ксерофильной растительностью. Зона степей представлена в Евразии типичными степями , в Северной Америке - прериями , в Южной Америке - пампасами , в Новой Зеландии - сообществами туссоков .
С точки зрения условий существования животного населения степи характеризуются следующими основными признаками:
хороший обзор местности;
обилие растительной пищи;
относительно сухой летний период;
существование летнего периода покоя (полупокоя).
В степях повсеместно доминируют злаки, стебли которых скучены в дернины. В Новой Зеландии такие дернины называются туссоками. Туссоки бывают очень высокими, их листья довольно сочные, что объясняется мягким и влажным климатом.
Помимо злаков (однодольные), в степях широко представлены также двудольные растения, составляющие экологическую группу «разнотравье» .
Выделяются следующие две группы степного разнотравья :
1) северное красочное разнотравье;
2) южное бескрасочное разнотравье.
Для северного красочного разнотравья характерны яркие цветы или соцветия; а для южного бескрасочного разнотравья - опушенные стебли, узкие листья, мелко рассеченные и неяркие цветки.
Для степей весьма характерны однолетние эфемеры и многолетние эфемероиды, сохраняющие после отмирания надземных частей клубни, луковицы и подземные корневища.
Эфемеры - однолетние растения, полный цикл развития которых происходит в очень сжатые сроки (несколько недель). Эфемеры характерны для степей, полупустынь и пустынь. Типичными представителями эфемеров являются лебеда диморфная, бурачок пустынный, рогоглавник серповидный , некоторые виды злаков и бобовых .
Эфемероиды - многолетние растения, надземные органы которых живут несколько недель, затем отмирают, а подземные органы (луковицы, клубни) сохраняются в течение нескольких лет. Эфемероиды характерны для степей, полупустынь и пустынь. Типичными примерами эфемероидов являются следующие: осока раздутая, пр о леска сибирская, ландыш майский, ветреница дубравная, мятлик луковичный, хохлатка, тюльпаны, осоки и др.
В зоне степей встречаются различные кустарники: спирея, карагана, степная вишня, степной миндаль , некоторые виды можжевельника . Плоды многих кустарников охотно поедаются животными.
Для животных степи весьма характерен норный образ жизни, что является результатом засушливого климата и отсутствия надежных естественных укрытий. В степи много землероев и норников: слепыши, суслики, сурки, полевки, хомячки, луговые собачки . Животные, не устраивающие нор, зачастую ведут стадный образ жизни и играют важную роль в жизни степных биоценозов (например, сайгак ). Без умеренного выпаса, при котором животные разбивают копытами скопления мертвой травы на поверхности почвы, типичные степные растения деградируют и на смену им приходят различные однолетние и двулетние сорные виды - чертополох, осот и другие.
Перевыпас также ведет к деградации степной растительности, к смене крупнодерновинных злаков (ковыль ) злаками мелкодерновинными (типчак, тонконог и др.), а при дальнейшем усилении - к возникновения так называемых толок , на которых степные многолетники почти исчезают, а преобладают луковичный мятлик , размножающийся преимущественно вегетативно, а также однолетники. Кроме того, при перевыпасе происходит опустынивание степей и менее ксерофильные растения сменяются полынями и другими видами, свойственными пустыням и полупустыням.
Важным экологическим фактором развития степных биомов являются пожары, в результате которых погибает большая часть надземной части трав. Высота пламени в степных пожарах может достигать двух-трех метров. Однако после пожара происходит обогащение почвы ценными питательными веществами и трава быстро отрастает. Биомасса степной растительности составляет примерно 2 500 ц/га, что значительно ниже биомасы широколиственных лесов умеренного пояса.
10. Полупустыни
Полупустыни - природные зоны умеренного, субтропического и тропического поясов с преобладанием полупустынь. В полупустынях доминируют участки с разреженным растительным покровом, в составе которого господствуют злаки и полыни (в Евразии) или же сообщества из многолетних трав и кустарников (на других материках).
Главная черта полупустынных биомов состоит в том, что им свойственна комплексность растительного покрова, существенно отличающаяся как от степей, так и от всех других природных зон. Из злаковых сообществ для полупустыни более всего характерны фитоценозы с доминированием ковыля сарептского. Полупустыня представляет оптимальные условия для существования многих видов животных, например, малого суслика, черного суслика и др.
11. Пустыни
Пустыня - тип растительности с сильно разреженным растительным покровом в условиях крайней засушливости и континентальности климата. Типичными растениями пустынь являются эфедра, саксаул, солянка, кактусы, кендырь .
Эфедра - род вечнозеленых растений семейства эфедровых. Известно около 45 видов, произрастающих в умеренных и субтропических поясах Северного полушария. Содержат алкалоиды (эфедрин и др.).
Саксаул - род древесных или кустарниковых растений семейства маревых . Высота некоторых видов достигает 12 м. Всего известно около 10 видов, произрастающих в полупустынях и пустынях Азии. Древесина идет на топливо; зеленые ветки - корм для верблюдов и овец. Саксаул является хорошим закрепителем песков.
В пустынях много эфемеров и эфемероидов. Животный мир пустынь представлен антилопами, к у ланами, тушканчиками, сусликами, песчанками, ящерицами, разнообразными насекомыми и др.
Кулан - непарнокопытное животное рода лошадей. Длина около 2 м. Обитает в пустынях и полупустынях Передней, Средней и Центральной Азии. Число особей кулана резко сокращается. В некоторых странах кулан находится под охраной.
Тушканчики (тушканчиковые ) - семейство млекопитающих отряда грызунов. Длина тела 5,5 - 25 см; хвост длиннее тела. Известно всего около 30 видов, обитающих в открытых ландшафтах Северного полушария.
На земном шаре имеются самые разные типы пустынь. Пустыни могут различаться по температурному и тепловому режимам. Одни из них (пустыни умеренного пояса) характеризуются жарким летом и зачастую морозной зимой, а другие (пустыни тропического пояса) - круглогодичными высокими температурами.
Для всех типов пустынь характерно крайне недостаточное увлажнение. Годовое количество осадков в пустынях обычно не превышает 200 мм. Характер режима осадков различен. В пустынях средиземноморского типа преобладают зимние осадки, а в пустынях континентального типа значительная доля осадков приходится на лето. Однако в любом случае потенциальное испарение во много раз превышает годовое количество осадков и составляет 900-1500 мм в год.
Основные почвы пустынь умеренного пояса - сероземы и светло-бурые почвы, которые, как правило, богаты легкорастворимыми солями. В связи с тем, что растительный покров пустынь весьма разрежен, характер почв приобретает принципиально важное значение при характеристике пустынь. Поэтому пустыни, в отличие от других сообществ, подразделяются обычно не по характеру растительного покрова, а по господствующим грунтам. В этой связи выделяют следующие четыре типа пустынь:
1) глинистые;
2) соленые (солончаковые);
3) песчаные;
4) каменистые.
Растения пустынь отличаются значительной приспособленностью к существованию в засушливых условиях. Повсеместно в пустынях преобладают полукустарнички , которые летом часто находятся в состоянии покоя. Способы приспособления растений к обитанию в засушливых условиях весьма разнообразны.
Среди обитателей пустынь, особенно пустынь тропического пояса, много суккулентов, среди которых имеются и древесные формы (например, саксаулы с чешуйчатыми сочными листьями и др.).
Встречаются также кустарники, лишенные или почти лишенные листвы (эремоспартоны, каллигон у мы и др.). В пустынях широко представлены растения, высыхающие в период отсутствия дождей, а затем оживающие вновь. Много опушенных растений.
Эфемеры используют период, когда в пустынях более влажно. В пустынях континентального типа с малым количеством зимних осадков эфемеры развиваются после редких обильных летних дождей. В пустынях средиземноморского типа, в которых к весне накапливается некоторое количество снега, эфемеры (эфемероиды) развиваются преимущественно ранней весной.
В пустынях растительный покров никогда не смыкается своими надземными частями. Для растений песчаных пустынь характерны следующие особенности:
Способность давать придаточные корни при засыпании оснований стволов песком,
Способность корневых систем не отмирать при их обнажении в результате перевевания песка,
Безлистность многолетних растений,
Наличие длинных (иногда до 18 м) корней, достигающих уровня грунтовых вод.
Плоды растений песчаных пустынь заключены в пленчатые пузырьки или имеют систему разветвленных волосков, которые повышают их летучесть и препятствуют их зарыванию в песок. Среди обитателей песчаных пустынь много злаков и осок .
Животные пустынь также приспособились к жизни в условиях недостаточного увлажнения. Норный образ жизни - характерная черта пустынных обитателей. В норы на жаркое время дня, когда жизнь на поверхности почвы практически замирает, забираются жуки, тарантулы, скорпионы, мокрицы, ящерицы, змеи и многие другие животные. Незначительная защитная роль растительности и ее малые кормовые достоинства - существенные особенности условий жизнедеятельности животных в пустынях. Лишь столь быстро передвигающиеся животные, как антилопы из млекопитающих и рябки из птиц, преодолевают неблагоприятные для них условия добывания пищи за счет способности к быстрому передвижению и живут крупными стадами или стаями. Остальные виды либо образуют небольшие по численности группы, либо живут парами или поодиночке.
Своеобразны условия существования животных в песчаных пустынях. Рыхлость субстрата вызывает необходимость в увеличении относительной поверхности лап животных, что достигается как у млекопитающих, так и у некоторых бегающих по субстрату насекомых развитием на лапках волосков и щетинок. Развитие этих приспособлений у млекопитающих имеет значение не столько при беге по песку, сколько при рытье нор, так как препятствует быстрому осыпанию песчаных частиц и обрушиванию стенок выкапываемой норы. Животные обычно начинают рыть норки в более уплотненных участках непосредственно у основания стеблей растений.
Подобные документы
Биом как совокупность экосистем природно-климатической зоны. Зональные типы биомов. Характеристика флористических областей: дождевые тропические леса, пустыни, интразональные биомы, болота, марши, мангры, луга. Адаптации животного и растительного миров.
курсовая работа , добавлен 13.01.2016
Совокупность экосистем одной природно-климатической зоны, географические и климатические условия биом, представители фауны и флоры. Степи умеренной зоны и их разновидности. Тропические степи и саванны, их животный и растительный мир, опасные насекомые.
презентация , добавлен 14.05.2012
Особенности характера внутривидовых взаимоотношений особей, структура сообщества животных и механизмы ее поддержания. Основные формы социальных структур особей. Понятие анонимного сообщества, агрегация и скопление. Индивидуализированный тип сообществ.
контрольная работа , добавлен 12.07.2011
Растительные сообщества разных типов растительности, обитающих в пределах какого-либо участка земной поверхности. Культурная растительность и оценка сельскохозяйственных земель. Стадии восстановительной сукцессии травянистых сообществ в городе.
контрольная работа , добавлен 27.11.2011
Круговорот форм в глубоководных пелагических биоценозах. Влияние поверхностных сообществ на население темных глубин. Лесотундровые, ксерофитные, субальпийские и болотные редколесья. Формировании арчовых редколесий, арчевников и арчовых стлаников.
реферат , добавлен 12.02.2015
Гидросфера как прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. Понятие атмосферы, ее происхождение и роль, структура и содержание.
реферат , добавлен 13.10.2011
Сравнительное исследование видового состава и геохимической деятельности микроорганизмов щелочных гидротерм с различной минерализацией и химическим составом. Характеристика участия хемотрофных микробных сообществ щелочных гидротерм в минералообразовании.
диссертация , добавлен 22.01.2015
Тесная связь состава земной коры, атмосферы и океана, которая поддерживается процессами циклического массообмена химических элементов. Границы пояса бореальных лесов. Круговорот углерода, его циркуляция в биосфере. Роль бореальных и тропических лесов.
курсовая работа , добавлен 12.02.2015
Инвентаризация флоры луговых сообществ флористического округа Тургая Республики Казахстан. Природные условия района исследования. Характеристика и анализ видового состава луговой растительности Тургая, ее классификация с учетом распространения в долине.
дипломная работа , добавлен 06.06.2015
Определение понятия биогеоценоза в океане. Флора и фауна поверхностной пленки воды и зоны зоопланктона. Растительно-животные сообщества зоны фитозоогеоценозов. Косные, биокосные и биологические факторы регулирования формирования морских биогеоценозов.
А какими бывают биогеоценозы? Всем известно, что биогеоценоз, продуценты в котором представлены в основном деревьями, называется лесом. Расположенные в засушливом климате биогеоценозы, в которых доминируют травы, в Евразии называют степью, в Северной Америке - прерией, в Южной Америке пампой, а в Южной Африке - вельдом. Для того, чтобы разобраться в разнообразии биогеоценозов, нужна определенная классификация. Таких классификаций довольно много, и здесь будет использована та, которая, вероятно, чаще других используется в международном научном сообществе. Единицей этой классификации является биом.
Биом - это крупный тип биогеоценозов, характеризующийся сходным характером растительности и занимающий определенные регионы планеты . Биомы регулируются макроклиматом и, в первую очередь, - количеством осадков и температурой (рис. 3.4.1).
Рис. 3.4.1. Распределение некоторых наземных биомов в зависимости от количества осадков и температуры
Биомы обладают определенной целостностью. Например, между зонами листопадных лесов и степей расположена лесостепная зона, где «встречаются» биомы леса и степи. При существующем климате на территории лесостепи могут быть устойчивыми оба типа биогеоценозов. Лес требует большего количества воды, чем степь, но лесная почва эффективнее удерживает ее, чем степная. Там, где уже существует лес, в почве задерживается достаточно влаги для существования леса. Там, где располагается степь, - для развития леса воды оказывается недостаточно. При изменении влажности или температуры климата происходит постепенное движение границы леса и степи. Засушливый лес сменяется степью, увлажненная степь порастает лесом. Тем не менее, остается широкая полоса, где мозаично чередуются два типа экосистем. Околоводные участки, балки, низменности оказываются облесенными, а участки с песчаной почвой, хорошо прогреваемые склоны - остепненными. Характерный тип растительности зависит от почвы и климата и влияет на них, а также определяет практически весь состав развивающегося в том или ином месте сообщества.
Как отразить взаимоотношения разных типов сообществ друг относительно друга? Существует два основных метода - ординация (т.е. расположение в каком-то пространстве в определенном порядке) и классификация (т.е. распределение по отделенным друг от друга группам - классам или таксонам). Ординация подчеркивает континуальность изменений свойств, классификация - дискретность разрывов. Пример ординации сообществ показан на рис. 3.4.1., пример многоуровневой иерархической классификации ьиомов приведен ниже.
Основные биомы на Земле таковы.
Наземные биомы
Тундра . Биом холодного влажного климата, который характеризуется отрицательными среднегодовыми температурами, количеством осадков около 200-300 мм в год и, чаще всего, наличием слоя вечной мерзлоты. Выделяют арктическую тундру, расположенную в высоких широтах, и альпийскую тундру, расположенную в высокогорьях. Растительность - низкорослые многолетники: лишайники, мхи, травы и кустарники.
Тайга . Лесной биом холодного климата с долгой многоснежной зимой и количеством осадков, превышающим испарение. Основные лесообразующие породы - хвойные, видовое разнообразие деревьев невелико (1-2 доминирующих вида).
Листопадный лес . Лес умеренного пояса. Развивается в регионах с умеренно теплым летом и относительно мягкой зимой с морозами. Характерно равномерное распределение осадков, отсутствие засух, превышение осадков над испарением. Осенью по мере сокращения длины светового дня происходит листопад. Листопадные леса относительно богаты видами, характеризуются сложной вертикальной структурой (наличием нескольких ярусов).
Степь . Территория травянистой растительности в полузасушливой зоне умеренного климата. Самые многочисленные травы - злаки и осоки, многие из которых образуют плотную дерновину. Потенциальное испарение превышает количество осадков. Характерны богатые органическим веществом почвы - степные черноземы. Синонимы - прерия, пампа, вельд.
Саванна . Тропические злаково-древесные сообщества, развивающиеся в областях с устойчивым чередованием сухого и влажного сезонов. Отдельные деревья или массивы кустарников разбросаны между открытыми травянистыми участками.
Пустыня . Достаточно разнообразная группа биомов, расположенная в областях с крайне засушливым климатом или, в случае арктической или альпийской пустыни, крайне низких температур. Известны песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые, ледяные и другие пустыни. Типично (за исключением ледовых пустынь, которые развиваются в очень холодных условиях) или среднегодовое количество осадков менее 25 мм, или условия, обеспечивающие очень быстрое испарение влаги.
Чапараль . Жестколистные кустарниковые заросли в средиземноморском климате с мягкой дождливой зимой и засушливым летом. Характеризуется значительным накоплением сухой древесины, приводящим к периодическим пожарам.
Сезонный тропический лес . Распространен в областях с жарким климатом и обилием осадков, в которых осадки распределены в течение года неравномерно, с наличием сухого сезона. Чрезвычайно богат видами.
Вечнозеленый дождевой лес . Самый богатый биом, расположенный в регионах с большим количеством осадков (>2000) и почти постоянной температурой (около 26°C). В этих лесах сосредоточено 4/5 всех видов растений Земли, преобладает древесная растительность.
Пресноводные биомы
Лентические (стоячие) воды . Лужи, старицы, естественные и искусственные пруды, озера и водохранилища. Условия жизни определяются в первую очередь глубиной (и освещенностью) и количеством биогенов. Обмен биогенами и газами между поверхностью и глубиной часто затруднен.
Лотические (текучие) воды . Ручьи, потоки и реки. Условия очень зависят от скорости течения. Способны перемещать значительные количества воды и других неорганических и органических веществ, тесно связаны с окружающими наземными системами.
Болота . Водоемы с большим количеством органики, разрушение которой замедляется из-за недостатка в воде кислорода; в основном характерны для умеренного и умеренно холодного климата.
Морские биомы
Пелагиаль . Открытый океан и морские глубины вдали от побережий. Продуценты (в первую очередь, фитопланктон) сосредоточены в относительно тонком приповерхностном слое воды, куда проникает свет. Характерно непрерывное опускание биогенов от поверхности в глубину.
Континентальный шельф . Прибрежная зона морей и океанов, доходящая примерно до глубины 200 м. Богатые видами и разнообразные морские сообщества. Самые разнообразные водные экосистемы характерны для коралловых рифов, также относящихся к континентальному шельфу. «Горячие пятна» биоразнообразия характерны и для больших глубин - например, для мест выхода в морскую воду вулканических газов («черные курильщики» и другие феномены).
Зоны апвеллинга . Относительно небольшие по площади зоны океана, где происходит подъем на поверхность глубинных вод, обогащенных биогенами. Оказывают исключительное влияние на продуктивность всего океана в целом.
Эстуарии . Зоны смешения речных и морских вод, образующиеся в морях напротив устьев больших рек. Характеризуются значительным количеством органики, которую выносят в море реки, и постоянными колебаниями солености.
По определению Одума, биом представляет собой крупную региональную или субконтиненталыгую экосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта, например биом лиственных лесов умеренного пояса.
Биом - это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных (живое население), составляющих географическое единство. Для разграничения наземных биомов, кроме физико-географических условий среды, используют сочетания жизненных форм растений, их составляющих. Например, в лесных биомах доминирующая роль принадлежит деревьям, в тундре - многолетним травам, в пустыне - однолетним травам, ксерофитам и суккулентам.
Природные факторы, действующие в течение многих миллионов лет, привели к образованию на нашей планете различных биогеографических областей. Ученые выделяют шесть таких регионов: Неарктическую, Палеарктическую, Восточную, Неотропическую, Эфиопскую и Австралийскую области. Некоторые из них захватывают подчас несколько материков и характеризующихся определенным комплексом биомов (от греч. bios - жизнь и лат. ота - совокупность), вносящих свой конкретный вклад в биосферу Земли.
Различают ряд основных биомов суши; названия большинства из них определяются типом растительности, например хвойные или лиственные леса, пустыня, тропический лес и т.д. Однако в конечном счете фактором, определяющим тип биома, является климат, поскольку характер среды задается в основном температурой, количеством осадков, а также направлением и силой ветров. Так, например, и в северном и в южном полушарии в областях, лежащих в экваториальном поясе, ветры в основном дуют в направлении к экватору. Они несут с собой влагу, которая выпадает в виде обильных дождей в тропическом поясе; в результате возникают тропические леса. Однако и к северу и к югу от тропиков те же самые ветры являются причиной образования саванн и пустынь. Еще дальше от экватора чередующиеся ветры из субтропической и полярных зон создают сложную последовательность выпадения осадков в разных районах, что приводит к образованию степей и лесов умеренно го пояса. Близость к океану влияет на распределение осадков, а следовательно, и на распространение типов растительности.
Одни и те же биомы встречаются по всему земному шару, на разных континентах, в различных частях света. Однако леса, степи и т.д. имеют свои характерные особенности в различных областях планеты. Различны и животные, приспособившиеся к существованию в этих биомах. Неарктическая область
Неарктическая область включает территорию всей Северной Америки, Ньюфаундленд и Гренландию. На севере снега и льды сменяются тундрой, а затем широким поясом хвойных лесов. Южнее следует массив лесов умеренного пояса на востоке, прерии в центральной части и смешение гор, пустынь и хвойных лесов - на западе. Основные биомы следующие.
Тундра. Низкорослая растительность: мхи, лишайники, осока, чахлые кустарники. Основные животные: олень, мускусный бык, леминг, полярный заяц, песец, волк, белый полярный медведь, белая сова.
Хвойные леса . В основном густые леса из пихты, ели и других хвойных деревьев. Основные животные: лось, олень, дикобраз, полевка, землеройки, росомаха, рысь, дятлы, американские рябчики.
Степи. Различное сочетание травяной и кустарниковой растительности. Основные животные: бизон, антилопа, дикий кролик, американский барсук, лисица, койот, степной тетерев, большое количество гремучих змей.
Лиственные леса . Широколиственные леса, имеющие плотную крону: дуб, бук, клен; множество цветов. Основные животные: крот, суслик, черная белка, енот-полоскун, опоссум, бурундук, красная американская лисица, черный медведь, певчие птицы.
Жестколистные леса. Заросли можжевельника и кустарников с кожистыми листьями. Представители фауны попадают из соседних биомов.
Пустыни . Из растений широко распространены кактусы, древовидная юкка, полынь и кустарники. Основные животные: дикий кролик, суслик, кактусовая мышь, карманчиковая мышь, кенгуровая крыса и другие.
Палеарктическая область
Палеарктическая область включает в себя всю Евразию от Британских островов на западе до Берингова пролива на востоке и Индии и Индокитая на юге. Так же, как и в Неарктике, вдоль всей Палеарктики тянутся зоны вечных льдов, тундра и хвойные леса. Области с умеренным климатом в Китае и Японии, так же как и в Европе, покрыты лиственными лесами, однако видовой состав азиатских лесов богаче. Центральные районы Азии засушливы и безлесны. Животные севера Палеарктики близкородственны неарктическим, а на юге встречаются формы, характерные для Восточной области.
Тундра. В тундре и флора и фауна существенно не отличаются от обитателей этой зоны в неарктической области.
Хвойные леса. Древесные породы, составляющие эти леса, сосна, пихта, ель - принадлежат к тем же родам, что и соответствующие деревья Неарктики, но представляют собой отличные от них виды. То же самое относится и к животным - рыси, росомахе, лосю. Травы примерно такие же, как и в Неарктике. Типичные животные: сайгак и антилопа, дикие ослы, лошадь и верблюд, а также суслик, хомяк, тушканчик, куницы, шакал.
Лиственные леса. В основном бук, клен, дуб, граб, липа, но других, нежели в Неарктике, видов. Фауна лиственных лесов также очень напоминает неарктическую.
Район Средиземноморья очень похож на соответствующий неарктический биом, в котором обитают животные из различных соседних сообществ.
Пустыни. Разрозненные кустики полыни, пальчатой травы, заросли верблюжьей колючки, саксаула и тамариска. Животный мир представлен несколькими видами травоядных, а также ежами, тушканчиками, песчанками, мешотчатой крысой и хомяками. Из птиц - орлы, соколы, совы.
Восточная область
Включает в себя Индию и Индокитай, а также острова Цейлон, Яву, Суматру, Борнео, Тайвань и Филиппины. Все острова сплошь покрыты пышными тропическими лесами, тогда как значительная доля материковой части области занята горами с разнообразным растительным покровом, в западной Индии переходящим в сухие степи. Из всех тропических районов. Восточная область наиболее бедна эндемичными (от греч. endemos - местный), т.е. встречающимися только в данной местности, формами, хотя и является центром происхождения и расселения позвоночных.
Тропический лес. Как и в других тропических лесах, здесь в изобилии растут сотни видов растений, образующих непроходимые заросли. Некоторые типичные растения: лианы, бамбук, манильская конопля и тик, баньян и черное дерево. Среди животных широко представлены приматы - гиббоны, орангутанг, мелкие сородичи обезьян - тупайя, долгопят, лори. Характерны также индийский слон, тапир, два рода носорогов, дикобраз, тигр, медведь-губач и бамбуковый медведь, олень и антилопы. Много фазанов, ядовитых змей и различных ящериц, фазанов.
Неотропическая область
В состав области входят Южная и Центральная Америка, тропическая часть Мексики и острова Карибского архипелага. В континентальной Южной Америке огромные пространства покрыты тропическими лесами и степями (пампой), однако в некоторых частях континента, так же как и в Центральной Америке, существуют относительно небольшие территории, представляющие собой один из самых сложных и своеобразных растительных комплексов мире. Поскольку эта область долгое время была полностью изолированной, ее фауна, в особенности грызуны, резко отличается от животных других областей.
Тропический лес. Половина континента покрыта тропическим лесом, необыкновенно богатым лишайниками, мхами, орхидеями, бромелиевыми. Из других растений характерны капустная пальма, древовидный папоротник, тропический миндаль, бамбук, лианы. Множество мелких животных.
Пустыня. Растительность состоит главным образом из трав и редких кустарников, в оазисах растут финиковые пальмы. На юге встречаются молочай и растения с клубненосными корнями. Из животных распространены газель, дикобраз, тушканчик, орел, ящерицы.
Степи (пампа). Растительный покров представляет собой смешение различных трав. Животный мир - нанду, пампасский олень, морская свинка, туко-туко, скунсы.
Австралийская область
Австралийская область включает в себя Австралию, Тасманию, Новую Гвинею, Новую Зеландию и острова Тихого океана. В Австралии центральная часть материка представлена пустыней, окаймленной степями и саваннами с редкими участками тропического леса. Биомы островов различны - от тропической Новой Гвинеи до сравнительно холодной Новой Зеландии. Перешейки, соединявшие когда-то отдельные участки суши, давно исчезли, и на изолированных островах возникло множество эндемичных растений и животных. Нишу, во всех частях света занятую плацентарными млекопитающими, здесь занимают сумчатые звери и отчасти бескрылые птицы (киви). Основные биомы:
Пустыня. Основная растительность - местные формы лебеды, акации и различные эвкалипты. Из животных - сумчатый крот, кенгуровая мышь, тушканчиковая сумчатая крыса, длиннохвостые попугайчики.
Саванна. В основном степи и заросли различных кустарников, эвкалиптов, в том числе красного эвкалипта и других специфических австралийских растений. Из животных наиболее характерны гигантский рыжий кенгуру и эму; встречаются также бандикуты, сумчатый кролик, вомбаты, какаду и другие попугаи.
Тропический лес представляет собой либо типичный лес жаркого и влажного климата со сплошным пологом, многочисленными вьющимися растениями и лианами, либо редкий эвкалиптовый лес. В лесах обитают древесный кенгуру, коала, опоссум, сумчатый волк, тасманийский дьявол, утконос, летучая собака, лирохвост.
Таким образом, весьма краткий обзор биогеографических областей земного шара показывает, что на разных континентах сообщества, относящиеся к одним и тем же типам (например, влажные тропические леса или степи, лиственный лес или тундра), населены растениями и животными, принадлежащими к разным систематическим группам. Однако, эти животные и растения характеризуются сходными особенностями организации, обусловленными близкими экологическими условиями обитания. В каждом биоме имеются доминирующие, т.е. преобладающие, группы как среди типов растительных сообществ, так и между животным населением. Знание генетического родства форм, свойственных тому или иному сообществу в разных регионах нашей планеты, позволяет проследить не только развитие фауны и флоры, но и происхождение биома в целом
Loading...