Основные биомы суши

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии

Курсовая работа

Тема:

Основные биомы суши

Исполнитель: В.В. Ковалькова

Студентка группы ГЭ-22

Научный руководитель к.б.н.,

доцент О.В. Ковалева

Гомель 2013



Содержание

Введение

1. Дождевые тропические леса

1.1 Распространение

1.2 Климат

1.3 Рельеф

1.4 Растительность

1.5 Животный мир

1.6 Экологические проблемы

2. Пустыни

2.1 Распространение

2.2 Климат

2.3 Рельеф

2.5 Растительность

2.6 Животный мир

2.7 Тепловые адаптации животного и растительного мира

2.8 Экологические проблемы

3. Интразональные биомы

3.1 Пойменные луга

3.2 Болота

3.3 Солончаки

3.4 Мангры

3.5 Марши

Заключение

Список использованных источников



Введение

Биом - совокупность экосистем одной природно-климатической зоны. В других источниках биом - более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом - «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

Существует несколько классификаций биомов, включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов происходит по принципу широтной и вертикальной зональностей, а также секторности.

Биом представляет собой сочетание конкретных экосистем. Зональные типы биомов формируются при определенном соотношении тепла и влаги, включают растительные сообщества и животное население, неразрывно связанные друг с другом. Как крупные экологические единицы биосферы они, в свою очередь, могут быть подразделены на более мелкие типы.

Зональные типы биомов - совокупности естественных экосистем со сходной структурой и обликом сообществ, сформировавшиеся в процессе исторического развития и отражающие гидротермический потенциал территории. Их границами являются рубежи, за пределами которых экосистемы данного зонального типа не могут существовать из-за несоответствия условиям среды.

Различают ряд основных биомов суши, названия большинства из них определяются типом растительности. Например, хвойные или лиственные леса, пустыня, тропический лес и так далее. 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 умеренного пояса. Близость к океану влияет на распределение осадков, следовательно, и на распространение типов растительности.

Целью исследования является закрепление материала по курсу «Общая экология», что предусматривало решение следующих задач:

- раскрытие понятий биом, дождевые тропические леса, пустыни, интразональные биомы, болота, марши, мангры, луга;

- изучение дождевых тропических лесов;

- изучение пустынь;

- изучение интразональных биом;

- подробное рассмотрение основных биомов суши;

- подробное рассмотрение интразональных биом, таких как болота, солончаки, мангры, марши и луга.



1. Дождевые тропические леса

Жаркий пояс Земли простирается к северу и югу от экватора в тропические широты; в каждом полушарии его ограничивает годовая изотерма 20°С. Важнейшим фактором зональной дифференциации в жарком поясе является увлажненность. В соответствии с закономерностями атмосферной циркуляции и режимом выпадения атмосферных осадков формируется зональный ряд биомов: дождевых тропических лесов, тропических листопадных лесов, саванн и пустынь. Переходное положение между биомами жаркого и умеренного поясов занимают биомы субтропических зон.

Биомы дождевых тропических лесов - одни из самых древних и богатых на Земле. Их ареал охватывает несколько царств: Неотропическое, Эфиопское, Индо-Малайское, Австралийское. Количество видов растений и животных здесь больше, чем во всех других биомах вместе взятых.

Тропические дождевые леса ? это дождевые леса, находящиеся в экваториальной зоне между Тропиком Рака и Тропиком Козерога.

1.1 Распространение

Тропические дождевые леса расположены в Юго-Восточной Азии (в Мьянме, на Филиппинах, Малайзии, Индонезии, Папуа-Новой Гвинее), Шри-Ланке, на северо-востоке Австралии, в Африке южнее Сахары (от Камеруна до Конго), Южной Америке (дождевые леса Амазонии), Центральной Америке и на многих островах Тихого океана. Тропические леса называют «лёгкими планеты», хотя сейчас известно, что они мало способствуют наполнению атмосферы кислородом посредством фотосинтеза.

Главный фактор, определяющий формирование вечнозеленых дождевых тропических лесов, сохраняющийся на протяжении миллионов лет благоприятный теплый и влажный климат. Обилие тепла и влаги обеспечивают круглогодичную вегетацию растений. Сезонная ритмика нечеткая.

Особенности тропических дождевых лесов:

- сложная пространственная структура экосистемы;

- отсутствие яруса кустарников;

- очень высокий уровень биоразнообразия;

- быстрое разложение органических остатков;

- низкая мощность почвенного покрова - 5-10 см, подавляющее большинство углерода и азота находится в живой части леса;

- концентрация оксидов железа и алюминия через процесс латеризации (уменьшение содержания кремнезема и увеличение окислов железа и алюминия) почвы имеют ярко-красный или рыжий цвета [1].

На рисунке 1 изображено распространение дождевых тропических лесов по земному шару.

Рисунок 1 - Распространение Дождевых тропических лесов [12]

В настоящее время собственно экваториальные леса сохранились только в Южной Америке, Центральной Африке, на Малайском архипелаге, который 150 лет назад исследовал Уоллес, и на некоторых островах Океании. Более половины их сосредоточено в пределах всего трех стран: 33% ? в Бразилии и по 10% в Индонезии и в Конго ? государстве, постоянно меняющем свое название (еще недавно оно было Заиром).

1.2 Климат

Годовое количество осадков в большей части пояса дождевых лесов составляет 1500?4000 мм, но в некоторых местностях оно вдвое больше. Для существования вечнозеленых дождевых лесов, однако, более важно не общее количество осадков, а распределение их в году.

Средние месячная температура около 27°С. Максимальная температура воздуха не поднимается выше 30°С. Ночные минимумы опускаются ниже 20°С. Средние суточные температуры лежат большей частью между 24 и 30°С; средняя амплитуда температур составляет 7°С. Изменение погоды в течение суток, не говоря о различиях в количестве осадков, происходит довольно однообразно на протяжении всего года.

Климат под сводом дождевого леса не без оснований сравнивается с климатом в парниках; он еще более равномерен, чем климат открытых районов. Воздух почти неподвижен. Суточные и сезонные колебания температуры весьма незначительны. Вблизи почвы влажность воздуха не меняется.

1.3 Рельеф

Несмотря на бурную растительность, качество почвы в тропических дождевых лесах часто оставляет желать лучшего. Быстрое гниение, вызванное бактериями, препятствует накоплению гумуса. Большая концентрация железа и оксидов алюминия из-за процесса латеризации придает почве ярко-красный цвет и иногда образует месторождения минералов (например, бокситов). У большинства деревьев корни располагаются вблизи поверхности, поскольку на глубине недостаточно питательных веществ и большую часть минеральных веществ деревья получают из верхнего слоя разлагающихся листьев и животных. На молодых образованиях, особенно вулканического происхождения, почвы могут быть довольно плодородными. При отсутствии деревьев на обнажённых поверхностях почвы может накапливаться дождевая вода, создавая размыв почвы и запуская процесс эрозии.

Растения в процессе транспирации, т.е. испарения, насыщают окружающую атмосферу водой. Каждое дерево с развитой кроной «производит» в год около 760 литров влаги. В результате над лесом всегда клубятся густые тучи, так что, даже когда нет дождя, здесь все равно влажно и тепло.

1.4 Растительность

Внешне растения дождевого леса часто не похожи на привычные нам растения средней полосы. Своей формой деревья напоминают пальмы или зонтики: высокий прямой ствол начинает ветвиться лишь у самой вершины, вынося все листья к солнцу. Зато крона таких деревьев имеет большую площадь. У особо крупных экземпляров она может достигать величины футбольного поля, а то и двух. Сами стволы гладкие или в трещинах и наростах. Их цвет самый разный - от белого и светло-коричневого до практически черного.

Одна из самых примечательных особенностей тропических лесов - многочисленные лианы. Они лежат на земле, обвивают стволы деревьев, образуют непролазные дебри, ветвясь и перекидывая свои плети с дерева на дерево. Лианы - это внеярусные растения, травянистые или древесные. Они могут подниматься на большую высоту, достигая крон деревьев, но их корни при этом находятся в земле.

Многочисленны и разнообразны здесь эпифиты. Их стволы обычно невелики, а корни находятся в воздухе. Эпифиты селятся на стволах и ветвях деревьев, на скалах, в самых неожиданных местах. Их цель та же, что и у других растений - поймать скудные лучи солнца, проникающие сквозь смыкающиеся кроны деревьев верхних ярусов. Эпифиты, как и лианы, придают весьма характерный облик тропическому лесу (рисунок 2).

Рисунок 2 - Растительность дождевых тропических лесов [13]

Обращают на себя внимание листья тропических растений. Их форма часто необычна. Повышенная влажность, постоянные дожди вынуждают листья защищаться от потоков воды и избавляться от избытка влаги. Этим обусловлена, например, изрезанная форма листовой пластинки многих крупных листьев или же острое (капельное) окончание других листьев, благодаря которым капли воды скатываются с листа и он быстрее высыхает. Гладкая восковая поверхность также помогает листьям избавиться от излишков воды. Другие растения, наоборот, имеют приспособления для того, чтобы накапливать воду, как, например, листовые розетки бромелиевых.

Нельзя не сказать об удивительных, причудливых, корнях обитателей тропического леса. Они необычайно разнообразны: воздушные, дыхательные ходульные, дисковидные. Питательные вещества здесь находятся в верхнем слое земли. Здесь же расположены и корневые системы растений. Поверхностным корням трудно удерживать огромные растения с мощными кронами, поэтому образуются разнообразные поддерживающие приспособления. К ним, например, относятся дисковидные корни. Они образуются как вертикальные выросты корней, упирающиеся в ствол и поддерживающие его. Сначала такие корни имеют округлую форму, затем происходит их односторонний рост, в результате чего они уплощаются в вертикальной плоскости и становятся похожими на доски. Высота досковидных корней может достигать 9 м (рисунок 3).

Рисунок 3 - Дисковидные корни растений [14]

Огромное значение в тропическом лесу имеет такое явление, как микориза. Из-за ежедневных дождей питательные вещества из почвы быстро вымываются. В то же время, свежей органики очень много, но она недоступна высшим растениям, поэтому они вступают в тесный контакт с сапротрофными грибами. Таким образом, минеральные вещества поступают в корень непосредственно из гиф ? микоризных грибов. Именно эффективности микоризы обязана своей пышностью растительность тропических лесов.

1.5 Животный мир

Ярусность тропического леса обусловливает особенности его фауны. Верхний ярус дождевого леса, состоящий из крон деревьев, довольно разрежен - кроны находятся на больших расстояниях друг от друга, и сквозь промежутки между ними проходит много света. В этом ярусе кишат разнообразные животные, которые никогда не спускаются на землю. Конечно, это, в основном, насекомые и другие мелкие животные, но встречаются и крупные позвоночные, например орангутанги. По оценкам ученых, в таком лесу, как амазонский, могут обитать до 10 млн. видов животных, большая часть из которых еще не описана.

Во влажных тропических лесах встречаются неполнозубые (семейства ленивцев, муравьедов и броненосцев), широконосые обезьяны, ряд семейств грызунов, рукокрылые, ламы, сумчатые, несколько отрядов птиц, а также некоторые пресмыкающиеся, земноводные, рыбы и беспозвоночные.

На деревьях живут многие животные с цепкими хвостами ? цепкохвостые обезьяны, карликовые и четырёхпалые муравьеды, опоссумы, цепкохвостые дикобразы, ленивцы. Очень много насекомых, особенно бабочек (одна из самых богатых фаун в мире) и жуков; много рыб (целых 2000 видов ? это приблизительно одна треть пресноводной фауны мира).

1.6 Экологические проблемы

Ученые считают, что тропические леса - древнейшая экосистема планеты, сохранившаяся практически в том же виде, какой она имела 70 млн. лет назад. В те времена дождевыми лесами были покрыты даже Британские острова, о чем свидетельствуют остатки пыльцы, найденные английскими палеоботаниками. В 1950 г. дождевые леса занимали 14% территории суши, сейчас они сохранились лишь на 6% суши. Скорость сведения тропических лесов, несмотря на различные защитные мероприятия, остается весьма высокой - каждую секунду исчезает 1,5 акра (0,6 га) дождевых лесов. Это соответствует потере в среднем 137 видов растений и животных в день, что ставит эту уникальную экосистему под угрозу исчезновения. Кроме того, нельзя забывать, что тропические дождевые леса населены племенами людей, которые, как правило, плохо приспособляются к изменению окружающей среды и вымирают вскоре после исчезновения их родного леса.

Люди уничтожают тропический лес по разным причинам и разными способами. В странах, где сохранились дождевые леса, очень быстро увеличивается население. Люди пытаются заселить занятые лесом территории. Они валят деревья, а потом поджигают их. На пепелище высаживают культурные растения, но уже после одного-двух урожаев почва теряет плодородность, т.к. весь ее и без того скудный запас оказывается исчерпанным.

Еще одна причина сведения лесов - разведка полезных ископаемых. И, наконец, одна из главных причин: махагони, тик, черный, белый, бурый, красный и зеленый эбен, многие виды исключительно красивой по рисунку и цвету древесины поступают из тропиков на мировой рынок. Пальму первенства по сведению тропических лесов держат японские фирмы.

За три десятилетия 450 млн. га - пятая часть мирового запаса тропических лесов подверглась вырубке. В течение этого же времени еще миллионы гектаров леса подверглись деградации. В целом, по оценкам ученых, при сохранении текущих темпов сведения лесов 85% влажных тропических лесов будет уничтожено к 2020 году. От прибрежных лесов Бразилии в настоящее время осталось лишь 2%.

Существует множество различных организаций, занимающихся проблемой сохранения тропических лесов, и одной из своих задач они считают информирование наибольшего числа людей о последствиях обезлесения, ведь знание о существовании проблем есть первый шаг к ее решению. Территории тропических лесов должны быть защищены, на поврежденных землях вокруг охраняемых лесов должен быть восстановлен лесной покров [2].



2. Пустыни

Пустыня ? природная зона, характеризующаяся равнинной поверхностью, разреженностью или отсутствием флоры и специфической фауной.

Различают песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые пустыни. Отдельно выделяют снежные пустыни (в Антарктиде и Арктике ? арктическая пустыня). Самая известная песчаная пустыня ? Сахара (самая большая песчаная пустыня по площади), занимающая всю северную часть африканского континента. Близки к пустыням полупустыни (пустынные степи), также относящиеся к экстремальным ландшафтам.

Всего пустыни занимают более 16,5 млн. кмІ (без учёта Антарктиды), или около 11% поверхности суши.

2.1 Распространение

Пустыни распространены в умеренном поясе Северного полушария, субтропических и тропических поясах Северного и Южного полушарий.

На рисунке 4 изображено распространение пустынь на земном шаре.

Рисунок 4 - Распространение пустынь [14]

В основе формирования, существования и развития пустынь находится неравномерность распределения тепла и влаги, а также географическая зональность планеты [3].

2.2 Климат

Зональное распределение температур и атмосферного давления обуславливает специфику циркуляции воздушных масс атмосферы и формирования ветров. Пассаты, преобладающие в экваториально-тропических широтах, определяют устойчивую стратификацию атмосферы, препятствуют вертикальным движениям воздушных потоков и связанному с ними образованию облаков и выпадению осадков. Облачность крайне незначительна, в то время как приток солнечной радиации наибольший, что приводит к крайней сухости воздуха (относительная влажность в летние месяцы составляет около 30%) и исключительно высоким летним температурам. В субтропическом поясе величина суммарной солнечной радиации уменьшается, но на материках развиваются малоподвижные депрессии термического происхождения, вызывающие резкую засушливость. Средняя температура в летние месяцы равна + 30°C, максимальная + 50°C. Наибольшей сухостью в данном поясе отличаются межгорные впадины, где годовое количество осадков не превышает 100-200 мм.

В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где количество осадков не превышает 200 мм/год. Центральная Азия отгорожена от циклонов и муссонов горными поднятиями, что влечёт за собой образование в летние месяцы барической депрессии. Воздух отличается большой сухостью, высокой температурой (до + 40°C и более) и сильной запылённостью. Изредка проникающие сюда воздушные массы с циклонами из океанов и Арктики быстро прогреваются и иссушаются.

Именно характер общей циркуляции атмосферы вместе с местными географическими условиями создают климатическую обстановку, формирующую к северу и югу от экватора, между 15° и 45° широты, зону пустынь.

2.3 Рельеф

Формирование рельефа пустынь происходит под воздействием ветровой и водной эрозии. Пустыням свойственен ряд однотипных природных процессов, являющихся предпосылками их морфогенеза: эрозия, водная аккумуляция, выдувание и эоловые накопления песчаных масс.

Водотоки в пустыне бывают двух типов: постоянные и временные. К постоянным относятся некоторые реки, как например Колорадо, Нил, которые берут своё начало за пределами пустыни и будучи полноводными не пересыхают полностью. Временные, или эпизодические, водотоки возникают после интенсивных ливней и быстро пересыхают. Большинство водотоков несёт ил, песок, гравий и гальку, и именно ими созданы многие части рельефа пустынных областей.

Во время стекания водотоков с крутых склонов на равнинную местность, происходит отложение наносов у подножья склонов и формирование конусов выноса ? веерообразных скоплений наносов с вершиной, обращённой вверх по долине водотока. Такие образования широко распространены в пустынях Юго-Запада США. Близко расположенные конусы могут сливаться между собой, образуя наклонную подгорную равнину, которая носит местное название «бахада». Быстро стекающая по склонам вода размывает поверхностные отложения и создаёт промоины и овраги, порой образуются бедленды. Такие формы, образующиеся на крутых склонах гор и столовых возвышенностей, характерны для пустынных областей всего мира.

Ветровая эрозия (эоловые процессы) создаёт разнообразные формы рельефа, наиболее типичные именно для пустынных областей. Ветер, захватывая частички пыли, переносит их как по самой пустыне, так и далеко за её пределами. Песок, переносящийся ветром, воздействует на выступы горных пород, выявляя различия в их плотности и твёрдости. Так возникают причудливые формы, напоминающие шпили, башни, арки и окна. Часто ветром с поверхности удаляется весь мелкозём, и остаётся лишь мозаика отполированной, местами разноцветной, гальки, т. н. «пустынная мостовая». Такие поверхности, чисто «выметенные» ветром, широко распространены в Сахаре и Аравийской пустыне.

В других районах пустыни происходит накопление принесённых с ветрами песка и пыли. Таким образом, происходит формирование песчаных дюн. Песок, образующий такие дюны, преимущественно состоит из кварцевых частиц, но песчаные дюны в природном национальном памятнике Уайт-Сандс («Белые пески») в штате Нью-Мексико в США образованы белым гипсом. Образование дюн происходит в местах, где воздушный поток встречает на своём пути препятствие. Накопление песка начинается с подветренной стороны преграды. Высота большинства дюн составляет от метров до нескольких десятков метров, также известны дюны, достигающие в высоту 300 м. Если дюны не закреплены растительностью, то со временем происходит их смещение в направлении господствующих ветров. При движении дюны песок переносится ветром вверх по пологому наветренному склону и осыпается с гребня подветренного склона. Скорость движения дюн в среднем составляет около 8 метров в год.

Особый вид дюн носит название барханов. Они имеют серповидную форму, с крутым и высоким подветренным склоном и вытянутыми в направлении ветра заострёнными «рогами». Во всех районах распространения дюнного рельефа наблюдается множество впадин неправильной формы. Некоторые из них созданы вихревыми потоками воздуха, другие образовались просто в результате неравномерного отложения песка.

Классификация пустынь:

По характеру почв и грунтов:

? песчаные ? на рыхлых отложениях древнеаллювиальных равнин;

? лёссовые ? на лёссовых отложениях подгорных равнин;

? суглинистые ? на слабокарбонатных покровных суглинках равнин;

? глинистые такыровые ? на подгорных равнинах и в древних дельтах рек;

? глинистые ? на низкогорьях, сложенных соленосными мергелями и глинами;

? галечные и песчано-галечные ? на гипсированных плато и подгорных равнинах;

? щебнистые гипсированные ? на платах и молодых подгорных равнинах;

? каменистые ? на низкогорьях и мелкосопочниках;

? солончаковые ? в засоленных понижениях рельефа и по морским побережьям.

По динамике выпадения осадков:

? береговые ? развиваются там, где к жарким побережьям подходят холодные морские течения (Намиб, Атакама): осадков почти нет; жизни, соответственно, тоже;

? центральноазиатского типа (Гоби, Бетпак-Дала): темп выпадения осадков примерно постоянен в течение года, поэтому жизнь тут есть весь год, но едва теплится;

? средиземноморского типа (Сахара, Кара-Кумы, Большая Песчаная пустыня в Австралии): здесь осадков столько же, что и в предыдущем типе, но только все они выливаются разом, за две-три недели; тут происходит краткий и бурный расцвет жизни (разнообразные эфемеры), которая затем переходит в латентное состояние до следующего года [4].

2.4 Растительность

Видовой состав растительности пустынь весьма своеобразен. Нередко наблюдается частая смена растительных группировок, их комплексность, что обусловлено строением поверхности пустынь, разнообразием почвенных грунтов, часто меняющимися условиями увлажнения. Наряду с этим в характере распределения и экологии пустынной растительности разных континентов много общих черт, возникающих у растений в сходных условиях обитания: сильная разреженность, бедный видовой состав, прослеживающееся иногда на больших пространствах.

Для внутриматериковых пустынь умеренных поясов типичны виды растений склерофильного типа, в том числе безлистные кустарники и полукустарники (саксаул, джузгун, эфедра, солянка, полынь и др.). Важное место в фитоценозах южной подзоны пустынь этого типа занимают травянистые растения ? эфемеры и эфемероиды.

В субтропических и тропических внутриматериковых пустынях Африки и Аравии также преобладают ксерофильные кустарники и многолетние травы, но здесь появляются и суккуленты. Совсем лишены растительности массивы барханных песков и площади, покрытые солевой коркой.

Богаче растительный покров субтропических пустынь Северной Америки и Австралии (по обилию растительной массы они стоят ближе к пустыням Средней Азии) ? участков, лишённых растительности, здесь почти нет. По глинистым понижениям между грядами песков преобладают низкорослая акация и эвкалипты; для галечно-щебнистой пустыни характерны полукустарниковые солянки ? лебеда, прутняк и др. В субтропических и тропических приокеанических пустынях (Западная Сахара, Намиб, Атакама, Калифорния, Мексика) господствуют растения суккулентного типа (рисунок 5).

На солончаках пустынь умеренного, субтропического и тропического поясов много общих видов. Это ? галофильные и суккулентные полукустарники и кустарники (тамарикс, селитрянка и др.) и однолетние солянки (солянка, сведа и др.).

Рисунок 5 - Акация [15]

Значительно отличаются от основной растительности пустынь фитоценозы оазисов, тугаев, крупных речных долин и дельт. Для долин пустынно-умеренного пояса Азии характерны заросли листопадных деревьев ? туранговый тополь, джида, ива, карагач; для долин рек субтропических и тропических поясов ? вечнозелёные растения (пальма, олеандр).

2.5 Животный мир

Условия существования в пустынях очень суровы: отсутствие воды, сухость воздуха, сильная инсоляция, зимние морозы при очень малом снежном покрове или его отсутствии. Поэтому здесь обитают главным образом специализированные формы (с приспособлениями как морфофизиологическими, так и в образе жизни и поведении).

Для пустынь характерны быстро передвигающиеся животные, что связано с поисками воды (водопои удалены) и корма (травяной покров разреженный), a также с защитой от преследования хищниками (укрытия отсутствуют). В связи с необходимостью укрытия от врагов и суровыми климатическими условиями у ряда животных сильно развиты приспособления для рытья в песке (щётки из удлинённых упругих волос, шипики и щетинки на ногах, служащие для отгребания и отбрасывания песка; резцы, a также острые коготки на передних лапках у грызунов). Они сооружают подземные убежища (норы), часто очень большие, глубокие и сложные (большая песчанка), или способны быстро закапываться в рыхлый песок (ящерицы круглоголовки, некоторые насекомые). Имеются быстро бегающие формы (особенно копытные). Многие пустынные пресмыкающиеся (ящерицы и змеи) также способны очень быстро передвигаться (рисунок 6).

Рисунок 6 - Пресмыкающиеся пустынь [15]

Фауне пустынь присуща покровительственная «пустынная» окраска ? жёлтые, светло-бурые и серые тона, что делает многих животных малозаметными. Большая часть пустынная фауны летом ведёт ночной образ жизни. Некоторые впадают в спячку, причём у отдельных видов например у сусликов, она начинается в разгар зноя (летняя спячка, непосредственно переходящая в зимнюю) и связана с выгоранием растений и недостатком влаги. Дефицит влаги, особенно питьевой воды, ? одна из главных трудностей в жизни обитателей пустыни. Одни из них пьют регулярно и много и в связи с этим передвигаются в поисках воды на значительные расстояния (рябки) или на сухое время года переселяются ближе к воде (копытные). Другие пользуются водопоем редко или совсем не пьют, ограничиваясь влагой, получаемой из пищи. Значительную роль в водном балансе многих представителей пустынной фауны играет метаболическая вода, образующаяся в процессе обмена веществ (большие запасы накопленного жира).

Пустынная фауна характеризуется относительно большим числом видов млекопитающих (главным образом грызуны, копытные), пресмыкающихся (особенно ящериц, агам и варанов), насекомых (двукрылых, перепончатокрылых, прямокрылых) и паукообразных.

2.6 Тепловые адаптации

Мембраны, проницаемые для кислорода и углекислого газа, пропускают также и водяной пар. Воздух, насыщенный водяным паром, соприкасаясь с любой фотосинтезирующей или респираторной поверхностью, неизбежно теряет некоторое количество влаги. Таким образом, одно из назначений транспирации ? уменьшение теплового стресса, которое находится в противоречии с необходимостью сохранять воду. В Сахаре, где остро ощущается нехватка воды, противоречия между этими двумя несовместимыми требованиями почти всегда решаются в пользу сохранения воды. Соответственно все мелкие животные избегают чрезмерного перегрева благодаря особенностям своего поведения, а крупные млекопитающие ? верблюды, газели, канны, ориксы и антилопы-мендес, а также страусы, которые свой избыток тепла, накопленного в течение дня, расходуют ночью. Напротив, ксерофитные растения, не способные избежать чрезмерной инсоляции, выживают за счет мощной корневой системы, позволяющей усилить извлечение воды. У суккулентов такая поверхностная корневая система находится обычно на глубине 3-4 см от поверхности почвы, что позволяет растениям максимально использовать каждую каплю дождя, даже если вода не проникнет в землю на большую глубину. С другой стороны, несуккулентные пустынные многолетники часто имеют необычайно мощные стержневые корни, которые, например, у акаций уходят на глубину более 15 м и достигают зеркала грунтовых вод под поверхностью пустыни.

Подобно тому, как корни растений способны поглощать воду из влажной почвы, так многие паукообразные пустынь умеют извлекать влагу из сырого песка. Некоторые членистоногие также демонстрируют свое естественное превосходство, извлекая влагу из ненасыщенного воздуха. В их число входят разные виды клещей, щетинохвостки, сеноеды, блохи и некоторые другие бескрылые насекомые. Взрослые жуки (в отличие от их личинок) и термиты, по-видимому, не наделены этой полезной способностью. Но и при этом ни одно из названных животных не может пренебречь эффектом охлаждения от испарения в целях терморегуляции.

Большинство животных, активных в дневное время, прячутся от полуденного зноя в тень или ориентируют свое тело так, чтобы под солнечными лучами находилась как можно меньшая его часть. В этом отношении у саранчи, ящериц и верблюдов реакция на тепловой стресс сходна с реакцией увядающих растений, у которых листья поникают так, что лучи солнца падают на их поверхность уже не под прямым углом.

Подобно тому, как многие пустынные растения и животные способны переносить крайнее обезвоживание, точно так они могут выдерживать необычно высокие температуры, которые были бы смертельны для родственных им видов из более влажных районов. Гипертермию переносят, как уже упоминалось, не только крупные теплокровные животные, но и многие членистоногие, выдерживающие крайне высокие температуры в течение суток и более при очень низкой влажности воздуха. Для примера можно назвать сольпугу, которая переносит температуру 50°С , скорпиона ? 47°С и многочисленных жуков-чернотелок, выдерживающих температуру до 45 °С.

Более мелкие животные не могут позволить себе расходовать воду на охлаждение путем испарения, но обычно им этого и не нужно, поскольку они спасаются от полуденного зноя, прячась в тенистые места или прохладные норы. Пустынные грызуны не способны к потоотделению, но имеют «аварийный» терморегуляторный механизм и в ответ на тепловой стресс выделяют обильную слюну. Она смачивает мех на нижней челюсти и горле, принося временное облегчение, когда температура тела приближается к критической. Некоторые рептилии, особенно черепахи, тоже выделяют слюну для терморегуляции. Помимо этого, когда температура тела становится слишком высокой, черепахи выделяют мочу, стекающую на задние ноги. Натуралисты долго не могли понять назначение огромного мочевого пузыря у пустынных черепах. Теперь ответ известен: моча запасается не только в целях защиты от врагов, но и для экстренного охлаждения тела [5].

2.7 Экологические проблемы

Одной из самых серьёзных экологических проблем сегодня является глобальная проблема опустынивания. Главной причиной опустынивания становится сельскохозяйственная деятельность человека. При вспашке полей огромное количество частиц плодородного слоя почвы поднимается в воздух, рассеивается, сносится с полей потоками воды и осаждается в других местах в огромных количествах. Разрушение верхнего плодородного слоя почвы под действием ветра и воды процесс естественный, однако, он многократно ускоряется и усиливается при распахивании больших территорий и в тех случаях, когда земледельцы не оставляют поля "под пары", то есть не дают земле "отдыхать". Естественные пустыни и полупустыни занимают около одной трети всей поверхности земли. На этих территориях проживает около 15% всего населения планеты. В пустынях крайне засушливый континентальный климат, обычно там выпадает не более 165 мм осадков в год, а испарение намного превышает естественное увлажнение. Наиболее обширные пустыни расположены по обе стороны экватора, а также в Средней Азии и Казахстане. Пустыни ? естественные образования, имеющие определённое значение для общего экологического баланса планеты. Однако, в результате интенсивной антропогенной деятельности в последней четверти XX века появилось ещё более 9 млн. км² пустынь, их территории охватили около 43% от общей поверхности земной суши. При опустынивании территорий происходит деградация всей природной системы жизнеобеспечения. Людям, проживающим на этих территориях, для выживания необходима либо внешняя помощь, либо переселение в другие более благополучные районы. По этой причине с каждым годом в мире увеличивается количество экологических беженцев. Процесс опустынивания обычно вызван совокупными действиями человека и природы. Особенно губительно опустынивание в аридных районах, ведь экосистема этих регионов и так достаточно хрупкая и легко разрушаемая. Без того скудная растительность уничтожается из-за массового выпаса скота, интенсивной вырубки деревьев, кустарников, распашки малопригодных для земледелия почв и другой хозяйственной деятельности, нарушающей зыбкое природное равновесие. Всё это усиливает действие ветровой эрозии. При этом значительно нарушается водный баланс, понижается уровень грунтовых вод, пересыхают колодцы. В процессе опустынивания разрушается структура почвы, усиливается насыщение почвы минеральными солями. Опустынивание и истощение земель может возникнуть в любой климатической зоне в результате разрушения природной системы. В аридных районах дополнительной причиной опустынивания становится засуха. Благодаря удалённости от цивилизационного прогресса и устойчивой климатической, пустыни сохранили уникальные экологические системы. В некоторых странах участки пустынь включены в состав национальных заповедников. С другой стороны, человеческая деятельность вблизи пустынь (вырубка леса, перекрытие рек) привела к их расширению. Опустынивание ? один из самых грозных, глобальных и быстротечных процессов современности. В 90-х годах опустынивание стало угрожать 3,6 млн. га наиболее засушливых земель. Опустынивание может происходить в разных климатических условиях, но особенно бурно оно протекает в жарких, засушливых районах. В XX веке стали предприниматься попытки остановить опустынивание методом озеленения, строительства водопроводов и каналов. Тем не менее, опустынивание остаётся одной из наиболее острых экологических проблем в мире [6].

биом растительный животный экосистема



3. Интразональные биомы

Существуют различные условия, отличающиеся от плакорных, в первую очередь в равнинах рек и озер, на склонах. Подобные условия называют интразональными. Интразональные группировки в одной зоне не образуют зональных (плакорных) биоценозов. Интразональные биоценозы свойственны не одному, а нескольким, и даже всем зонам земного шара (болота, луга, мангровые заросли и так далее). Примерами интразональных сообществ могут служить сообщества верховых болот и сосняков на песчаных почвах в лесной зоне, солончаков и солонцов в степной и пустынной зонах, луговые сообщества пойм. Следовательно, под интразональными понимаются сообщества, распространенные в одной или нескольких зонах на отдельных участках [7].

3.1 Пойменные луга

Пойменный луг ? луг, расположенный в пойме реки, ежегодно затопляемой весенними полыми водами. Пойменные луга флористически беднее других типов лугов из-за отбирающего воздействия половодья, широко распространены в лесостепной зоне. Встречаются пойменные луга во всех зонах и занимают 25 млн. га, из которых под сенокосами находится 14 млн. га и под пастбищами 11 млн. га. В благоприятных условиях пойменного режима при периодических увлажнениях и в результате наноса наилка на пойменных лугах обычно создаются хорошие условия для развития травянистой растительности. Почвы хотя и отличаются разнообразием в зависимости от природной зоны, а также от места нахождения в самой пойме (прирусловая часть, центральная пойма, притеррасная часть), но все они более плодородные, обладают хорошей аэрацией, рыхлые. По длительности затопления пойменные луга делятся на кратко пойменные, средне пойменные и долго пойменные.

Кратко пойменные луга заливаются водой на срок до 15 дней. Встречаются почти во всех зонах России по долинам мелких рек и больших рек с высоким уровнем.

Средне пойменные (умеренно пойменные) луга заливаются водой на срок от 15 до 25 дней. Встречаются во всех зонах и занимают преимущественно поймы больших рек.

Долго пойменные луга заливаются водой на срок от 25 и более дней. Распространены во всех зонах СНГ и обычно занимают поймы крупных рек. Большинство долго пойменных пастбищ используется в незначительной степени, так как находятся они в тундре, в низовьях больших сибирских рек ? Печоры, Оби, Енисея, Лены и др. Длительность затопления очень важный фактор в формировании травостоев. Существуют растения малоустойчивые, среднеустойчивые и длительно устойчивые к затоплению. Они могут служить примерами растений, встречающихся на пойменных лугах с различной длительностью затопления, т.е. соответственно кратко пойменных, средне пойменных и долго пойменных. Следует отметить, что большинство ценных трав редко выдерживает длительное затопление и только очень немногие из них (костер безостый, пырей ползучий, канареечник тростниковидный, чина болотная, манник обыкновенный) выдерживают затопление более 40-50 дней.

Прирусловая часть поймы занимает узкую полосу вдоль действующего или старого русла реки. Она характеризуется более мощными песчанистыми наносами, причем гривы (повышения) чередуются с западинами (понижениями). Здесь развивается травостой главным образом из корневищных злаков, наиболее требовательных к влаге и аэрации почвы.

Луга прирусловой поймы подразделяются на следующие основные типы:

1 Луга высокого уровня, травостой которых в лесной зоне состоит из грубого разнотравья (борщевик, порезник и других зонтичных) и вообще растений с сильно развитой корневой системой, а в степной зоне ? из смеси степных растений (типец, ситник, тонконог) с луговыми злаками и разнотравьем;

2 Луга среднего уровня (часто влажные) с разнотравно-злаковой растительностью, с ценными луговыми широколистными злаками, бобовыми и разнотравьем;

3 Луга низкого уровня (часто сырые) с разнотравно-злаковой растительностью, куда входят пырей, костер безостый, мятлик луговой, полевица белая, бекмания, канареечник и др.

Центральная часть поймы, расположенная непосредственно за прирусловой частью, по площади самая обширная, с выровненным рельефом и песчанисто-глинистыми отложениями. Луга центральной поймы также подразделяются на луга высокого, среднего и низкого уровня с различным травостоем. Луга высокого уровня, слабо заливаемые и часто испытывающие недостаток влаги в летний период, отличаются сравнительно низким травостоем. В нем преобладают рыхлокустовые злаки (тимофеевка, овсяница красная), а также разнотравье с примесью бобовых. Луга среднего уровня лучшие по урожайности и кормовым достоинствам по сравнению с лугами высокого уровня. Здесь преобладают злаковые и злаково-разнотравные травостои, в состав которых входят: из злаков ? тимофеевка, лисохвост, мятлика овсяница луговая и красная; из бобовых ? люцерна желтая, клевер (красный и белый), мышиный горошек; из разнотравья ? василек луговой, герань луговая, подмаренники, лютики и др.

Луга низкого уровня центральной поймы, ежегодно затопляемые, с избыточно увлажненными почвами, особенно в первой половине лета, отличаются крупным, ровным травостоем, в котором преобладают влаголюбивые злаки (полевица белая, бекмания, канареечник и др.), крупное разнотравье и др. Притеррасная часть, примыкающая к коренному берегу, по рельефу самая пониженная часть поймы, имеет глинистые аллювиальные отложения. Почвы притеррасных пойм содержат значительный запас питательных веществ для растений, характеризуются устойчивым водным режимом и очень часто избыточным увлажнением

Луга притеррасной поймы расположены на перегнойных, иногда засоленных почвах. Среди них встречаются луга с обильным увлажнением, ключевыми водами, с растительностью, в которой преобладают овсяница луговая и красная, мятлик луговой и обыкновенный, осока дернистая, луговик и другие. Пойменные луга распространены в различных зонах и в каждой зоне они имеют свои определенные особенности [8].

3.2 Болота

Болото ? участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, повышенной кислотностью и низкой плодородностью почвы, выходом на поверхность стоячих или проточных грунтовых вод, но без постоянного слоя воды на поверхности. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли. Болота являются составной частью гидросферы. Первые болота на Земле образовались на стыке силура и девона 350-400 млн. лет назад.

Чаще встречаются в Северном полушарии, в лесах. В России болота распространены на севере Европейской части, в Западной Сибири, на Камчатке. В Белоруссии и на Украине болота сконцентрированы в Полесье (так называемые Пинские болота).

Болота возникают двумя основными путями: из-за заболачивания почвы или же из-за зарастания водоёмов. Заболачивание может происходить по вине человека, например, при возведении дамб и плотин для прудов и водохранилищ. Заболачивание иногда вызывает и деятельность бобров.

Непременным условием образования болот является постоянная избыточная влажность. Одна из причин избыточной увлажнённости и образования болота состоит в особенностях рельефа ? наличие низин, куда стекаются воды осадков и грунтовые воды; на равнинных территориях отсутствие стока. Все эти условия приводят к образованию торфа.

Болота препятствуют развитию парникового эффекта. Их, вне меньшей степени, чем леса, можно назвать «лёгкими планеты». Дело в том, что реакция образования органических веществ из углекислого газа и воды при фотосинтезе по своему суммарному уравнению противоположна реакции окисления органических веществ при дыхании, и поэтому при разложении органики углекислый газ, связанный до этого растениями, выделяется назад в атмосферу (в основном за счёт дыхания бактерий). Один из главных процессов, способных уменьшить содержание углекислого газа в атмосфере ? это захоронение неразложившейся органики, что и происходит в болотах, образующих залежи торфа, трансформирующегося затем в каменный уголь.

Поэтому практика осушения болот, осуществлявшаяся в XIX-XX веках, с точки зрения экологии разрушительна.

На болотах растут ценные растения (голубика, клюква, морошка).

Торфяные болота служат источником находок для палеобиологии и археологии в них находят хорошо сохранившиеся остатки растений, пыльцу, семена, тела древних людей.

Раньше болото считалось гибельным местом для человека. В болотах погибал отбившийся от стада скот. Из-за укусов малярийных комаров вымирали целые посёлки. Растительность на болотах скудная: светло-зелёный мох, небольшие кустарнички багульника, осока, вереск. Деревья на болотах низкорослые. Корявые одинокие сосны, берёзы да заросли ольхи.

Люди стремились осушать «гиблые места» и использовать землю под поля и пастбища.

В зависимости от условий водно-минерального питания болота подразделяют на:

1. Низинные (эвтрофные) ? тип болот с богатым водно-минеральным питанием, в основном за счёт грунтовых вод. Расположены в поймах рек, по берегам озёр, в местах выхода ключей, в низких местах. Характерная растительность ? ольха, берёза, осока, тростник, рогоз, зелёные мхи. В районах с умеренным климатом ? это часто лесные (с берёзой и ольхой) или травяные (с осоками, тростником, рогозом) болота. Травяные болота в дельтах Волги, Кубани, Дона, Дуная, Днепра называют плавнями, сочетаясь с протоками, озёрами, лиманами, ериками и др. микроводоёмами первичной и вторичной дельты. В низовьях рек пустынных и полупустынных регионов (Или, Сырдарья, Амударья, Тарим и др.) заболоченные участки и их растительность называется тугаи;

2. Переходные (мезотрофные) ? по характеру растительности и умеренному минеральному питанию находятся между низинными и верховыми болотами. Из деревьев обычные берёзы, сосна, лиственница. Травы те же, что и на низинных болотах, но не так обильны; характерны кустарнички; мхи встречаются как сфагновые, так и зелёные;

3. Верховые (олиготрофные) ? расположены обычно на плоских водоразделах, питаются только за счёт атмосферных осадков, где очень мало минеральных веществ, вода в них резко кислая, растительность различная, господствуют сфагновые мхи, много кустарничков: вереск, багульник, кассандра, голубика, клюква; растёт пушица, шейхцерия; встречаются болотные формы лиственницы и сосным, карликовые берёзки.

Из-за накопления торфа поверхность болота со временем может стать выпуклой. В свою очередь они делятся на два типа:

1. Лесные ? покрыты низкой сосной, вересковыми кустарниками, сфагнумом;

2. Грядово-мочажинные ? похожи на лесные, но покрыты торфяными кочками, и деревья на них практически не встречаются.

В целом по типу преобладающей растительности различают: лесные, кустарничковые, травяные и моховые болота.

По типу микрорельефа: бугристые, плоские, выпуклые и т. д.

По типу макрорельефа: долинные, пойменные, склоновые, водораздельные и т.п.

По типу климата: субарктические (в областях вечной мерзлоты), умеренные (большинство болот РФ, Прибалтики, СНГ и ЕС); тропические и субтропические. К тропическим болотам относятся, например, болота Окаванго в Южной Африке и болота Параны в Южной Америке. Климат определяет флору и фауну болот (рисунок 7).

Рисунок 7 - Болото [16]

3.3 Солончаки

Солончак ? тип почвы, характеризующийся наличием в верхних горизонтах легкорастворимых солей в количествах, препятствующих развитию большинства растений, за исключением которые также не образуют сомкнутого растительного покрова. Формируются в аридных или полуаридных условиях при выпотном водном режиме, характерны для почвенного покрова степей, полупустынь и пустынь. Распространены в Центральной Африке, Азии, Австралии, Северной Америке; в России ? в Прикаспийской низменности, Степном Крыму, Казахстане и Средней Азии.

Профиль солончаков обычно слабодифференцированный. С поверхности залегает солончаковый (солевой) горизонт, содержащий от 1 до 15% легкорастворимых солей (по данным водной вытяжки). При высыхании на поверхности почвы появляются солевые выцветы и корки. Вторичные солончаки, образующиеся при подъёме минерализованных грунтовых вод в результате искусственного изменения водного режима (чаще всего из?за неправильного орошения), могут иметь любой профиль, на который накладывается солончаковый горизонт.

Реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная, почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями. Содержание гумуса в верхнем горизонте от нуля (сульфидные или соровые солончаки) до 4 и даже 12% (тёмные солончаки), чаще всего 1,5%. Часто встречается оглеение как в нижних горизонтах, так и по всему профилю.

В зависимости от химизма засоления солончаковый горизонт приобретает определённые свойства. При большом количестве гигроскопических солей почва всегда влажная на ощупь, имеет тёмную окраску. В этом случае говорят о мокром солончаке. Пухлый солончак разрыхляется благодаря накоплению глауберовой соли, увеличивающейся в объёме при кристаллизации. При содовом засолении натрий увеличивает подвижность органического вещества почвы, которое накапливается на поверхности в виде чёрных плёнок, формируя чёрный солончак. Такыровидный солончак имеет на поверхности частично отмытую от солей корку, разбитую трещинами, корковый ? солевую корку. В классификации морфология солончакового горизонта учитывается на разных уровнях ? от вида (мокрый, пухлый) до подтипа (такыровидный).

Выделяемые подтипы:

1. Типичные ? свойства солончаков выражены наиболее полно;

2. Луговые ? образуются при засолении луговых почв и сохраняют ряд их признаков, таких как высокое содержание гумуса, наличие оглеения;

3. Грунтовые воды залегают на глубине до 2 м, их степень, а иногда и химизм засоления, подвержены сезонной изменчивости. Почвы могут периодически подвергаться рассолению, тогда в них происходит аккумуляция гумуса, после чего засоляются снова;

4. Болотные ? образуются при засолении болотных почв, характерно частичное сохранение болотной растительности, оглеение по всему профилю, возможно наличие торфяных горизонтов;

5. Соровые ? образуются на дне котловин периодически высыхающих солёных озёр. Оглеение по всему профилю, отмечается запах сероводорода. Поверхность лишена растительности, покрыта коркой соли. При толщине корки более 10 см такие солончаки относят к не почвенным образованиям;

6. Грязево-вулканические ? образуются при излиянии на поверхность засолённых грязей или минерализованных вод;

7. Бугристые (чоколаки) ? бугры высотой до 2 м сильнозасолённого материала эолового происхождения, скрывающие кусты тамарикса или чёрного саксаула.