Листопадный лес умеренной зоны


Наземные экосистемы:

1)тундра: арктическая и альпийская;

2) бореальные хвойные леса (тайга);

3) листопадный лес умеренной зоны (широколиственные леса);

4) степь умеренной зоны;

5) чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);

6) тропические злаковники (грасленд) и саванна;

7) пустыня: травянистая и кустарниковая;

8) полувечнозеленый сезонный (листопадный) тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами);

9) вечнозеленый тропический дождевой лес. Пресноводные экосистемы:

1) лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;

2) лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;

3) заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

1) открытый океан (пелагическая экосистема);

2) воды континентального шельфа (прибрежные воды);

3) районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыбо­ловством);


4) эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);

5) глубоководные рифтовые зоны.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

2.8.1 Экосистемы суши

Размещение по земной поверхности основных наземных биомов определяют два абиотических фактора — температура и количество осадков. Климат в разных районах земного шара неодинаков. Годовая сумма осадков меняется от 0 до 2500 мм и более. При этом они выпадают равномерно в течение года или их основная доля прихо­дится на определенный период — влажный сезон. Среднегодовая температура также варьирует от отрицательных величин до 38°С. Температуры могут быть практически постоянными в течение всего года (у экватора) или меняться по сезонам.

Тундры (в северном полушарии к северу от тайги). Климат очень холодный с полярным днем и полярной ночью, среднегодовая температура ниже —5°С. За несколько недель короткого лета земля оттаивает не более чем на один метр в глубину. Осадков менее 200—300 мм в год. Растительность: отсутствуют деревья, господствуют медленно растущие лишайники, мхи, злаки и осоки, стелющиеся или карликовые кустарники (Р±СЂСѓСЃРЅРёРєР°, черника, карликовая береза). Животный мир. крупные травоядные копытные (северный олень, мускусный бык), мелкие роющие млекопитающие (лемминги), хищники, приобретающие зимой маскирующую белую окраску (песец, рысь, горностай, полярная сова). В тундре коротким летом гнездится большое число перелетных птиц, среди них особенно много водоплавающих, которые пита­ются имеющимися здесь в изобилии насекомыми и пресноводными беспозвоночными. Почвы тундровые — бедные с малой мощностью над слоем вечной мерзлоты.


Бореальные хвойные леса (тайга) (северные районы Европы, Азии и Северной Америки). Климат: долгая и холодная зима, много осадков выпадает в виде снега. Растительность: господствуют вечнозе­леные хвойные леса (ель, пихта, сибирская кедровая сосна, лиственница, сосна) с мощной лесной подстилкой. Животный мир: крупные траво­ядные копытные (лось, северный олень), мелкие растительноядные млекопитающие (заяц-беляк, белка, грызуны), волк, рысь, лисица, черный медведь, гризли, росомаха, норка и другие хищники, многочисленные кро­вососущие насекомые во время короткого лета. Множество болот и озер. Почвы подзолистые и дерново-подзолистые — маломощные и бедные.

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса) (Западная Европа, Восточная Азия, восток США). Климат сезонный с зимними температурами ниже 0°С, осадков 750—1500 мм в год. Растительность: господствуют леса из широколиственных листопадных пород деревьев высотой до 35—45 м (дуб, бук, клен), кустарниковый подлесок, мхи, лишайники, мощная лесная подстилка.


>Животный мир: млекопитающие (лоси, медведи, рыси, лисицы, волки, белки, землеройки), птицы (дятлы, дрозды, совы, соколы), пресмыкающиеся (змеи), земно­водные (лягушки, саламандры), рыбы (форель, окунь, сом и др.). Биота адаптирована к сезонному климату: спячка, миграции, состояние покоя в зимние месяцы. Почвы бурые лесные. В этих районах человеческая цивилизация получила наибольшее развитие, поэтому большая часть широколиственных лесов заменена культурными сообществами.

Степи умеренной зоны (в Евразии, центр Северной Америки (прерии), юго-восток Южной Америки (пампасы), отдельные районы Афри­ки, Австралии, Новой Зеландии (туссоки)). Климат сезонный, лето от умеренного теплого до жаркого, зимние температуры ниже 0°С, осад­ков 250—750 мм в год. Растительность: господствуют дерновинные злаки высотой до 2 м и выше в некоторых прериях Северной Амери­ки или до 50 см, например, в степях России, с отдельными деревьями и кустарниками на влажных участках. Животный мир: крупные расти­тельноядные млекопитающие — Р±РёР·РѕРЅС‹, вилорогие антилопы (Север­ная Америка), сайгаки, а ранее дикие лошади — тарпан (Евразия), кен­гуру (Австралия), жирафы, зебры, белые носороги, антилопы (Африка); мелкие роющие млекопитающие (суслики, сурки, полевки, кролики), хищники (койоты, львы, леопарды, гепарды, гиены), разнообразные птицы. Почвы: черноземы — самые плодородные почвы в мире — и каштановые. Большая часть степей в настоящее время используется под паш­ню, пастбища, сенокосы и т. д.


Чапараль (Средиземноморье, южный берег Австралии, в Калифорнии, Мексике и Грузии). Климат мягкий умеренный, осадков 500— 700 мм, выпадают теплой зимой, лето засушливое. Растительность: деревья (лавр, вечнозеленые дубы) и кустарники с жесткими вечнозе­леными листьями. Почвы коричневые и серо-коричневые.

Тропический грасленд и саванны (Центральная и Восточная Африка, Южная Америка, Австралия, значительная часть южной Индии). Климат сухой и жаркий большую часть года, температура высокая круглый год, осадки, 750—1650 мм в год, распределяются неравномерно по сезонам (влажный и сухой сезоны). Растительность: густая травянистая растительность (злаковые) с редкими листопадными де­ревьями (баобабы, акации, пальмы). Животный мир. крупные расти­тельноядные млекопитающие (антилопы, зебры, жирафы, носороги), хищ­ники (львы, леопарды, гепарды), птицы (африканский страус, грифы). Много кровососущих насекомых, например, муха цеце. Почвы красные ферраллитные, красно-бурые и коричнево-красные.

Пустыни травянистая и кустарниковая (некоторые районы Африки, например Сахара, Ближнего Востока и Центральной Азии, Большой Бассейн и юго-запад США, север Мексики и др.). Климат очень сухой, с жарким днем и холодными ночами, осадков менее 200—250 мм в год. Растительность: ксерофитные травы и редкостойный кустарник, кактусы, множество эфемеров, быстро развивающихся после непродолжительных дождей. Корневые системы у растений обширные, поверхностные, перехватывающие влагу редких осадков или стержне­вые корни, проникающие в землю до уровня грунтовых вод (30 м и глубже). Животный мир: разнообразные грызуны, жабы, ящерицы, змеи


и другие пресмыкающиеся, совы, орлы, грифы, мелкие птицы и насекомые в большом количестве, верблюды. Почвы светло-бурые, сероземы, такыры.

Полувечнозеленые сезонные (листопадные) тропические леса (тропическая часть Азии, Центральная Америка). Климат со сменой сухого (4—6 месяцев) и влажного сезонов, среднегодовое количе­ство осадков 800—1300 мм в год. Растительность: господствуют леса. Доминируют деревья верхнего яруса, сбрасывающие листья в сухой сезон. Нижний ярус образуют в основном вечнозеленые дере­вья и кустарники. Из вечнозеленых деревьев этих экосистем наибо­лее известна пальма. Животный мир: практически так же богат, как в вечнозеленых тропических дождевых лесах. Почвы красные ферраллитные.

Вечнозеленые тропические дождевые леса (север Южной Америки, Центральная Америка, западная и центральная части экваториальной Африки, Юго-Восточная Азия, прибрежные районы северо-запада Австралии, острова Индийского и Тихого океанов). Климат без смены сезонов в связи с близостью к экватору, среднегодовая температура выше 17°С (обычно 28°С), среднегодовое количество осадков превышает 2000—2500 мм в год.


>Растительность: господствуют леса. Деревья разной высоты образуют густой полог из трех ярусов (верх­ний ярус, полог и нижний ярус). Кустарники и травянистая растительность практически отсутствуют. На стволах и ветвях деревьев развиваются растения-эпифиты, корни которых не достигают почвы, и дере­вянистые лианы, укореняющиеся в почве и взбирающиеся по деревь­ям до их вершин. Видовое разнообразие растений огромно. Животный мир: видовой состав богаче, чем во всех других биомах вместе взятых. Встречаются многочисленные экзотические насекомые с яркой окраской, земноводные (лягушки), пресмыкающиеся (ящерицы, змеи, черепахи), птицы (попугаи, павлины, кондор), млекопитающие (обезьяны, муравьеды, ягуары). Почвы красно-желтые ферраллитные — маломощные и бедные органическим веществом и минеральными элементами питания растений. Большая часть питательных веществ закреплена в биомассе растительности.

2.8.2 Пресноводные и морские экосистемы

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы (например, в любой отрезок времени в атмосфере воды содержится в 10 раз больше, чем во всех реках мира), пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение, вследствие того, что они практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд. Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, заполняют искусственные пруды и крупные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем, в относительно неподвижном стоячем и промежуточном состояниях.


Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие водные животные — стенотермны — для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение. Прозрачность — глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей. Важнейшим лимитирующим фактором является концентрация кислорода. Лимитирующие из биогенных солей — нитраты и фосфаты. Разница в концентрации солей у гидробионта с окружающей водной средой может повышать или понижать давление жидкости в теле рыбы, и то и другое ведет к ее гибели. Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские — в пресноводном водоеме. Но есть рыбы со специальным механизмом осмотической регуляции, способные жить в обеих средах (лосось и др.)

Пищевые цепи в водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней. Водные организмы, с экологических позиций, классифицируются по местообитанию в водоеме: бентос — организмы, живущие на дне; перифитон — прикрепленные к стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема. Планктон — организмы плавают в поверхностном слое воды; нектон — свободно перемещающиеся в воде организмы. Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема.


>Литоральная зона — толща воды, где солнечный свет доходит до дна. Лимническая зона — толща воды до глубины, куда проникает всего один процент от солнечного света и где затухает фотосинтез. Эвфотической зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной и лимнической зонах. Профундальная зона — дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет. В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются — перекаты и плесы. Лентические экосистемы. Озера — естественные пресноводные водоемы. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны, как и стратификация озера по температурному режиму. Известно, что наибольшую плотность, равную 1 г/см3, вода имеет при 4°С, а выше и ниже этой отметки плотность ее понижается. В весенний и осенний периоды, когда вода на поверхности водоема имеет температуру +4°С, происходит ее перемешивание, а в летний и зимний периоды — наступают стратификация водоема и периоды стагнации. Цветение фитопланктона приурочено к перемешиванию, когда в фотической (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные биогенными компонентами. С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две группы:

1) олиготрофные (малокормные);

2) эвтрофные (кормные).

Водохранилища создаются человеком при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов.


о уже не природная экосистема, а природно-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества. Если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участка реки. Лотические экосистемы — реки — отличаются от стоячих водоемов тремя основными условиями:

1) течение — важный лимитирующий и контролирующий фактор;

2) обмен между водой и сушей значительно более активен;

3) распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация. В больших реках наблюдается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, в низовьях — плесов, между ними местами возникают и те и другие. К низовьям видовой состав рыб обедняется, но увеличиваются их размеры. Заболоченные угодья и болота. Болота по своему происхождению бывают верховые и низинные. Низинные питаются подземными водами и образуются при зарастании озер, речных стариц и других водоемов, а верховые — атмосферными осадками и могут возникнуть в любом понижении, даже на склонах гор. Болота покрыты водными макрофитами, болотными растениями и кустарниками. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14—20%). Их сельскохозяйственная обработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.


Морская среда непрерывна и занимает более 70% поверхности планеты. Глубина океана огромна (до 11 км), но жизнь есть во всех его уголках и наиболее богата вблизи суши. Барьерами для передвижения животных являются температура, соленость, глубина, тем не менее, в океане отсутствуют абиотические зоны. Из-за постоянно действующих ветров — пассатов — в океанах и морях происходит постоянная циркуляция воды за счет мощных течений, что исключает дефицит кислорода в глубинах океана. Наиболее продуктивны в Мировом океане области апвеллинга. Апвеллинг — процесс подъема холодных вод с глубины океана там, где ветры постоянно перемещают воду прочь от крутого материкового склона, взамен которой поднимается из глубины вода, обогащенная биогенами. Высокопродуктивны и богаты биогенами, за счет привноса их с суши воды эстуариев. Соленость в них колеблется по сезонам года, поэтому здесь живут эвригалинные организмы, в отличие от таковых в открытом океане (средняя соленость 35 г/л), которые являются стеногалинными.

Биогенные элементы — важный лимитирующий фактор в морской среде, где их содержится несколько частей на миллиард частей воды. Но эти элементы быстро перехватываются организмами, попадая в их трофические цепи, практически не достигнув гетеротрофной зоны (биологический круговорот). Значит, низкая концентрация биогенов еще не говорит об их всеобщем дефиците. Главным фактором, дифференцирующим морскую биоту, является глубина моря: материковый шельф резко сменяется материковым склоном, плавно переходящим в материковое подножие, которое опускается ниже к ровному ложу океана — абиссальной равнине. Этим морфологическим частям океана примерно соответствуют следующие зоны: неритическая — шельфу (с литоралью — приливно-отливной зоной), батиальная — материковому склону и его подножию; абиссальная — область океанических глубин от 2000 до 5000 м. Область открытого океана за пределами шельфа называют океанической. Все население океана, так же как и в пресноводных экосистемах, делится на планктон, нектон, бентос. Планктон и нектон, все, что живет в открытых водах, образует так называемую пелагическую зону. Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция, называется эвфотической. Ее мощность в открытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более 30 м. По сравнению с километровыми глубинами, эта зона достаточно тонкая и отделяется компенсационной зоной от значительно большой водной толщи, вплоть до самого дна — афотической зоны. Биотические сообщества каждой из указанных зон, кроме эвфотической, разделяются на бентосные и пелагические. В них к первичным консументам относятся зоопланктон, насекомых в море экологически заменяют ракообразные. Подавляющее число крупных животных — хищники. Для моря характерна очень важная группа животных, которую называют сессильными (прикрепленными). Их нет в пресноводных системах (морские лилии). Все животные бентоса в своем жизненном цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок. Область континентального шельфа, ограниченная глубиной моря до 200 м. Самая богатая фауной в океане. Очень богат кормом планктон за счет личинок бентосной фауны. Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на островах. Но при изменении направления ветра приходит спад «цветения» планктона и наступает массовая гибель рыб вследствие развития бескислородных условий (эвтрофикация). Лиманы — это полузамкнутые прибрежные водоемы. Они представляют собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Лиманы высокопродуктивны, являются ловушками биогенных веществ. Океанические области — эвфотическая зона открытого океана, бедны биогенными элементами. Это воды «пустыни» по сравнению с прибрежными. Зоны Арктики и Антарктики много продуктивнее, так как плотность планктона растет при переходе к холодным морям и фауна рыб и китов здесь значительно богаче. Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глубине около 3000 м и более, в сплошной темноте, где невозможен фотосинтез, преобладает сероводородное загрязнение, есть выходы горячих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов, и, тем не менее, здесь существует жизнь.

3 Прикладные аспекты экологии

3.1 Техногенное воздействие на биосферу

По отношению к человечеству биосфера Земли выполняет две важнейшие защитные функции:

— обеспечивает биопродуктивные процессы – снабжает людей биологически доступной энергией в виде пищи;

— создает благоприятные условия среды – температурный, газовый, водный режимы, к которым адаптирован вид ГОМО САПИЕНС.

Способность биосферы успешно реализовывать и длительно поддерживать этот механизм определяется ее устойчивостью. Пригодная для жизни устойчивая среда в биосфере может поддерживаться только при строго сбалансированных внутренних потоках энергии, вещества и информации. Нарушение этих системообразующих связей может вызвать нарушение структуры биосферы и повлечь за собой деградацию природной среды. В последние годы слишком интенсивное, резкое воздействие на природные компоненты, вызывают в биосфере побочные отрицательные эффекты.

Загрязнением биосферы (природной среды) называется любое внесение в экосистему несвойственных ей биотических и абиотических компонентов или структурных изменений, прерывающих потоки вещества и энергии, в результате чего экосистема разрушается и снижается ее продуктивность.

Под техногенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.

Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные).

К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.

К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные техногенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее — в течение миллиардов лет.

Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т. д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

•  рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

•  рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;

•  деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;

•  возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

•  сокращение биологического разнообразия;

•  возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

• недостаточный уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем. Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т. д.).

3.1.2 Классификация загрязнений окружающей среды

Загрязнением называют поступление в окружающую прир0ДНуЮ среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, учете отдают следующим, загрязняющим веществами;

— диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания, образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почвы и в водоемы);

— тяжелым металлам в первую очередь свинцы, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);

— некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

— нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

— хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

— оксиду углерода и оксидами азота (в городах).

Этот перечень должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки и аварии на Чернобыльской РђР­РЎ. Следует упомянуть и диоксины – весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

Один из видов загрязнения является социально-деструкционное загрязнение, связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений).

3.1.3 Виды загрязнений

Выделяют следующие виды загрязнения: химические, физические и биологические

К физическому относят тепловое, световое, шумовое, ультразвуковое и др. загрязнения.

Химическое загрязнение обусловлено миграциями химических элементов, большинство которых возвращается в природный круговорот в необычных, несвойственных биосфере формах. Особую опасность представляют искусственно созданные органические соединения (ксенобиотики).

По своему токсическому действию загрязняющие вещества делятся на:

Общесоматические (оксид углерода, соединения свинца, ртути, мышьяка, др.);

Раздражающие (сернистый ангидрид, аммиак, оксиды азота, озон, ацетон, др.);

Аллергеные (большинство красителей, лаки, и др.);

Канцерогенные (бенз(а)пирен, асбест, соединения никеля);

Мутагенные (соединения радия, урана, марганца, свинца).

Они могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии, загрязняя атмосферу, почву, и гидросферу.

Под биологическим загрязнением понимают изменение видовой структуры, путем интродукции несвойственных для данного биоценоза видов (колорадский жук, моллюск рапана и др.).

Массовое размножение микроорганизмов на антропогенных субстратах или техногенно измененных средах носит название микробиологического загрязнения. Это загрязнение может не только явиться причиной заболеваний людей и домашних животных, но и вызвать усиленную коррозию металлов.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (по и , 1988):

ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания в ДВС и т. д.);

параметрическое загрязнение — изменения качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

биоценотическое загрязнение вызывает нарушение состава и структуры популяций (перепромысел, намеренная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);

социально-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции, деструкция — разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

3.1.4 Источники загрязнения

Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки и др.) и антропогенные.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии.

Источники загрязнения биосферы могут быть естественными и техногенными. К естественным источникам относят вулканизм, водную и ветряную эрозию почвы, природные пожары и др.

Техногенные источники – это объекты хозяйственной деятельности (промышленные предприятия, транспорт, с/х, объекты энергетики).

Техногенное загрязнение по масштабам сопоставимо с естественным, а по токсичности – превышает его. В зависимости от масштабов загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным, что в свою очередь определяется соотношением двух факторов – мощности источника загрязнения и свойств среды, в которую это загрязнение поступает.

В связи с тем, что все геооболочки взаимосвязаны вещественными потоками, загрязнение, как правило, не локализуется в какой-либо одной из них. В зависимости от характера вызываемых в природной бреде изменений загрязнения делятся на:

— физические – изменение физических параметров среды;

— химические — изменение химического состава среды;

— биологические — изменение видовой структуры биоценозов.

К особому классу загрязнений относят деструктивное загрязнение – непреднамеренное структурное изменение ландшафтов, вызванное хозяйственной деятельностью (добыча полезных ископаемых открытым способом, строительство дорог, лесозаготовки и др.).

3.1.5 Ареал загрязнения

Вокруг источника загрязнения (например, промышленного узла) формируется сфера влияния, размер которой зависит от многих факторов: объема промышленных выбросов, их химического состава, времени функционирования, характера почвенно-растительного покрова, рельефа, климата и др.

Проекция сферы влияния на поверхность земли определяет ареал воздействия (загрязнения), форма, которой в той или иной степени определяется рельефом и преимущественным направлением ветра в данной местности. При распространении воздействия на территорию с относительно однородными природными свойствами ареал воздействия должен иметь правильную эллиптическую форму.

Выявление ареала загрязнения возможно даже по одному из элементов ландшафта (например, по содержанию техногенных выбросов на 1км2 в снежном покрове во время его максимальной высоты или в почвах; по состоянию индикаторной растительности, видовому разнообразию беспозвоночных травостоя и т. п.).

Сфера воздействия технической системы на природную среду имеет сложное внутреннее строение и состоит из нескольких зон, выявляемых по степени изменения отдельных природных компонентов или структуры ландшафта в целом.

Наиболее удаленной от источника загрязнения является зона геохимического загрязнения. Она занимает, как правило, большую площадь (для крупных предприятий и городов – несколько тысяч квадратных километров) и характеризуется повышенным относительно фона содержанием загрязняющих веществ.

Однако, так как уровень общего загрязнения в этой зоне не превышает ассимиляционный потенциал ландшафта, природные комплексы обеспечивают процессы самоочищения.

Зона биотического воздействия выделяется по трансформации биотических компонентов ландшафта (снижению видового разнообразия за счет выпадения наиболее чувствительных к загрязнению видов).

Зона геоматического воздействия (или импактная зона, или техногенная пустошь) характеризуется сильным загрязнением и структурной перестройкой природных комплексов: растительный покров нарушен, активно протекают ветровая и водная эрозия почвы, заболачивание, карст, оврагообразование и др. разрушительные процессы. Эта зона окаймляет промузел. Она формируется либо при малой устойчивости ландшафта (горные районы, зоны вечной мерзлоты и т. п.), либо при большой силе воздействия (химические, горнометаллургические производства).

Целевая диаграммаЛистопадный лес умеренной зоны

Рис. 3.1.5 — Схема внутреннего строения ареала влияния источника загрязнения: 1-источник загрязнения, 2-зона геоматического воздействия, 3-зона биотического воздействия, 4-зона геохимического воздействия.

3.2 Самоочищение биосферы

Нейтрализацию возмущающих воздействий (загрязнений) в биосфере и ее компонентах за счет механизмов саморегулирования природных экосистем принято называть самоочищением биосферы.

Сложный механизм самоочищения природной среды включает систему взаимосвязанных природных процессов:

·  Механические (перемешивание, разбавление, оседание, перемешивание и др.);

·  Химические (окисление, осаждение, нейтрализация, фотохимические процессы)

·  Биохимические (разложение органических веществ микроорганизмами-деструкторами).

Важное место в механизме самоочищения биосферы занимают процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере. Это обусловлено тем, что эти две геооболочки представляют собой сплошные подвижные среды, которые обеспечивают:

Кислород для дыхания, углекислый газ для фотосинтеза, воду для жизнедеятельности.

Стабильность и благоприятность для жизни климатических условий земли.

Геохимическую миграцию химических веществ в круговороте.

Быстрое распространение загрязняющих веществ на большие расстояния.

Активную химическую и биологическую трансформацию загрязняющих веществ.

3.3 Ассимиляционный потенциал биосферы

Количественно мерой устойчивости биосферы к техногенным нагрузкам может служить ассимиляционный потенциал – предельная количественная характеристика загрязнения, которое может быть нейтрализовано за счет механизмов саморегулирования экосистем на данной территории или в биосфере в целом. Если величина потока техногенного загрязнения не превышает ассимиляционный потенциал территории, то экосистемы легко справляется с переработкой загрязнения, и состояние природной среды не ухудшается. Если же поток техногенного загрязнения превосходит регуляторные возможности экосистем, то загрязнение накапливается в них, в результате чего на данной территории наблюдается прогрессирующее ухудшение состояния природной среды.

3.4 Техногенное влияние на атмосферу

Атмосфера – газовая оболочка Земли. Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина ее в средних широтах составляет 10-12 км над уровнем моря, на полюсах – 7-10, над экватором – 16-18 км. Температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается на 0.6˚ на каждые 100 м и колеблется от 40-50˚С. Выше тропосферы находится стратосфера. Между ними находится тропопауза. Стратосфера имеет протяженность около 40 км. Воздух в ней разряжен, влажность невысокая, температура воздуха от-50˚С до 10˚С. В стратосфере под воздействием космического излучения молекулы воздуха ионизируются, в результате образуется озон. Озоновый слой находится на высоте 25-40 км. Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей выше мезосферы. В нем количество озона уменьшается, поэтому средняя температура там значительно ниже. В слое мезосферы наблюдаются серебристые облака. Выше мезосферы расположена ионосфера, между которой находится мезопауза. Для термосферы характерно непрерывное повышение температуры с увеличением высоты. Наиболее удалена от Земли экзосфера (от 800и до 1600 км). Атмосфера выполняет следующие функции:

— содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;

— является источником углекислого газа для фотосинтеза растений:

— защищает живые организмы от космического излучения;

— сохраняет тепло Земли и регулирует климат;

— трансформирует газообразные продукты обмена веществ;

— переносит водяные пары по планете;

— является средой обитания летающих форм организмов;

— служит источником химического сырья и энергии;

— принимает и трансформирует газообразные и пылевые отходы.

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещения воздушных масс и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного миров, особенно лесов и планктона мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Под воздействием атмосферных осадков, солнечной радиации и в результате переноса воздушных масс атмосферный воздух избавляется от посторонних примесей. Этот процесс называется самоочищением атмосферы.

Но в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Листопадный лес умеренной зоны Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Источник: pandia.ru

 

Тундра: арктическая и альпийская

Бореальные хвойные леса

Листопадный лес умеренной зоны

Степь умеренной зоны

Тропические грансленд и саванна

Чапараль — районы с дождливой зимой и засушливым летом

Пустыня: травянистая и кустарниковая

Полувечнозеленый тропический лес: влажный и сухой

Вечнозеленый тропический дождевой лес

Пресноводные экосистемы

Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.д.

Лотические (текучие воды) реки, ручьи и т. д.

Заболоченные угодья: болота и болотистые леса

Морские

экосистемы

Открытый океан (пелагическая)

Воды континентального шельфа (прибрежные воды)

Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством)

Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т. д.)

Все экосистемы, включая самую крупную из них — биосферу, представляют собой открытые системы, которые должны получать и отдавать энергию. Это означает, что экосистемы, входящие в биосферу, также открыты для потоков веществ, для перемещения через них (входа и выхода из них) организмов. Из этого вытекает и понятие концепции.

Концепция экосистемы, т.е. система взглядов на экосистему, должна учитывать существование совокупности взаимосвязанных и необходимых для жизнедеятельности энергии и веществ на входе и выходе среды.

Эта особенность показана на рис.2.1 в виде схематической модели круговорота энергии и вещества в экосистеме. Данная модель состоит из биотической (биоценоза) и абиотической (биотоп) части, связанных обменом веществ. В экосистему поступает энергия солнца, газы атмосферы, вода и минеральные вещества почвы. Из нее же выделяются тепло, кислород, углекислый газ, биогенные вещества, переносимые водой, перегной.

Наземные биомы

Рис.2.1. Схема круговорота энергии и вещества в экосистеме

Масштабы изменения среды на входе и выходе зависят от рода переменных и могут очень сильно варьироваться. К переменным такого рода можно отнести размеры системы, интенсивность обмена, взаимодействие или сбалансированность автотрофных и гетеротрофных процессов.

Границы рассматриваемых экосистем могут быть определены как достаточно точно (например, геометрические границы города), так и условно, когда переходы между экосистемами постепенны (например, переход между лесом и степью или между топяным болотом, тростниковым болотом и озером). Поэтому экосистемы отличаются не столько определенными числами и неподвижными границами, сколько средними значениями и границами разброса.

Структура экосистем включает в себя пищевые цепи, которым принадлежит особая роль в экономике экосистем. Эти цепи составляют трофические структуры (от греч. trophy — питание), по которым происходит перенос энергии и круговорот веществ.

С позиции трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса, или пласта: 1) верхний — автотрофный (греч. autos — сам, trophies — пища), т.е. самостоятельно питающийся пласт, или "зеленый пояс", включающий растения или их части, и 2) нижний — гетеротрофный (греч. heteros — другой), т.е. питаемый другими пласт, или "коричневый пояс" почв и осадков. Рассматривая же биологическую сущность состава экосистемы, следует выделить: 1) неорганические вещества (C, N, CO2, H2O и др.), входящие в круговорот; 2) органические соединения (белки, углероды, липиды, гумусовые вещества и т.д.), связывающие биотическую и абиотическую части; 3) воздушную, водную и субстратную среду, включающую физические факторы; 4) проценты автотрофных организмов (зеленые растения, производящие пищу из неорганических веществ); 5) макроконсументы или фаготрофы (от греч. phagos — пожирать) — гетеротрофные организмы, в основном животные, питающиеся другими организмами; 6) микроконсументы — гетеротрофные, в основном бактерии и грибы или осмотрофы (от греч. osmos — толчок, давление).

Пищевой цепью называется перенос энергии пищи от ее источника — автотрофов (растений) — через разные организмы путем поедания одних другими. Пищевые цепи так или иначе знакомы каждому из нас: траву поедает корова, мясо которой становится пищей для человека, или другой пример — фитопланктон, живущий от солнечной энергии, становится пищей зоопланктона, последний поедается мелкой рыбой, которую съедает крупная рыбы, ставшая пищей для человека.

Все пищевые цепи входят в круговороты материи, ведущие от продуцентов к диструентам. Представители трофных уровней, представленных выше, связаны между собой односторонней передачей биомассы в цепи питания. Цепи хищников начинаются с продуцентов: клевер — овца — волк; планктонные водоросли — дафния — плотва — щука. Цепи паразитов могут начинаться и с продуцентов (яблоня — щитовка — наездник) и с консументов (овца — муха — кровососка — бактерии — вирусы).

Экология занимается системами различного уровня организации (от организмов до экосистем). Популяция обозначает группы особей различных видов организмов, сообщество включает в себя все популяции данного объекта. Закономерности взаимоотношений организмов и среды их обитания проявляются на уровне особей, биоценоза и биогеоценоза.

Популяция (от лат. populus — народ) — это совокупность организмов одного вида, совместно обитающих и населяющих общую территорию. По Ю.Одуму, популяцию можно определить как любую группу организмов одного вида (или иную группу, внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией), занимающую определенное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Любая популяция обладает генетическими свойствами, связанными с экологией. Основными характеристиками популяции являются: рождаемость, смертность, плотность, возрастная структура, соотношение полов, биотический потенциал, распределение в пространстве (дисперсия), кривая роста и др.

Популяции организмов, закономерно взаимодействующие между собой в пространстве, представляют собой биоценоз. Термин биоценоз (от греч. bios — жизнь, koinos — общий) впервые введен немецким биологом К.Мебиусом, а в исследованиях американского ученого С.Форбса были заложены основы понятия об экосистеме.

Биоценоз, или сообщество организмов, — это ассоциация взаимодействующих растений и живых организмов в ограниченном пространстве, в котором преобладают определенные виды организмов или физический фактор.

Длительное существование различных видов организмов лежит в основе формирования многовидовых сообществ — биоценозов. Подбор видов в биоценозах не случаен, а определяется возможностью непрерывного поддержания круговорота.

Соответственно, используя термины: совокупность растений  — фитоценоз, животных — зооценоз, микроорганизмов — микроценоз, организмов, населяющих органическое жизненное пространство — биотоп.

Экологическая система, или биогеоценоз, представляет собой систему взаимодействия живой (биоценоз) и неживой (косной) природы. Термин "биогеоценоз" введен в науку российским академиком В.Н.Сукачевым, под которым понимается участок биосферы, однородный по топографическим, микроклиматическим, гидрологическим и биотическим условиям.

В состав биогеоценоза входят:

1) растительное сообщество — фитоценоз;

2) животный компонент — зооценоз;

3) микробные биокомплексы — микробоценоз;

4) почва и почвенно-грунтовые воды, которые, взаимодействуя с растениями и микроорганизмами, образуют эдафотоп;

5) косное вещество — неживая природа, образующая экотоп;

6) атмосфера, взаимодействующая с компонентами биогеоцено-за, образует климатоп.

Крупная же биосистема регионального или континентального значения, характеризующаяся определенным типом растительности или спецификой ландшафта, обозначается термином биом.

 

Источник: ekologyprom.ru

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса) расположены южнее тайги, не имеют сплошного распространения. Климат здесь более мягкий, осадков 700— 1500 мм/г, с четко выраженными сезонами. Среди древесной флоры доминируют бук и дуб. Структура этих лесов многоярусная: до трех ярусов деревьев, двух ярусов кустарников и двух-трех ярусов трав. Опад листьев формирует мощную лесную подстилку, позволяющую перезимовать многим животным. Богата и разнообразна орнитофауна. Крупные животные здесь те же, что и в тайге. Среди насекомых много вредителей лесов.[ …]

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса) (Западная Европа, Восточная Азия, восток США). Климат сезонный с зимними температурами ниже 0° С, осадков 750— 1500 мм в год. Растительность: господствуют широколиственные листопадные породы деревьев (дуб, бук, клен, липа, ясень, граб), кустарниковый подлесок, мощная лесная подстилка. Животный мир , млекопитающие (лоси, медведи, рыси, лисицы, волки, белки, землеройки), птицы (дятлы, дрозды, совы, соколы). Биота адаптирована к сезонному климату: спячка, миграции, состояние покоя в зимние месяцы. Почвы бурые и серые лесные. В этих районах человеческая цивилизация получила наибольшее развитие, поэтому большая часть широколиственных лесов заменена культурными сообществами.[ …]

Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса), расположенные южнее тайги, в отличие от нее, не имеют сплошного распространения (рис. 7.2). Произрастают они в условиях более мягкого климата, с осадками от 700 до 1500 мм/г, с умеренными температурами и четко выраженными сезонами. В основном в листопадных лесах среди древесной флоры доминируют бук и дуб. Благодаря опаду листьев формируется мощная лесная подстилка, позволяющая перезимовать многим беспозвоночным животным.[ …]

Листопадные леса — это те районы суши, где человеческая цивилизация получила наибольшее развитие. Поэтому трудно сейчас найти широколиственные нетронутые леса. Большая их часть заменена культурными сообществами.[ …]

Листопадные леса умеренных широт. Они произрастают в районах с невысокими средними температурами, значительно меняющимися по сезонам. Зимы здесь не очень суровы, летний период продолжителен, осадки выпадают равномерно в течение всего года. По сравнению с тропическими леса умеренного пояса быстро восстанавливаются после вырубки и, следовательно, более устойчивы к антропогенным нарушениям.[ …]

А Листопадный лес умеренной зоны (Снбрук, Нью-Йорк). Б Чапарраль — область с зимним» дождями (Беркли, Калифорния) В. Пустыня (Альбукерке, Нью-Мексико).[ …]

Для листопадных лесов эти показатели соответственно равняются 1,6 и 1,0% для бо-реальных хвойных — 1,1 и 0,75%, для наиболее продуктивных природных травянистых сообществ — 0,6 и 0,5%, для площадей земледельческого использования 0,7 и 0,6%.[ …]

Биом листопадных лесов Северной Америки подразделяется на много разновидностей, представляющих разные климаксные типы лесов. Вот некоторые из них.[ …]

В зоне листопадных лесов вода может быть серьезным лимитирующим фактором только в конце лета, особенно в южной части этой зоны. Местная естественная растительность адаптирована к периодическим летним засухам, но некоторые выращиваемые здесь культуры к ним не адаптированы. Фермеры на юге США, которые приобрели горький опыт после неоднократной гибели урожая, начинают наконец переходить на орошение в конце лета. В районах выпадения зимних дождей основной продуктивный сезон— конец зимы и весна; в пустыне эффективный вегетационный сезон сильно сокращен.[ …]

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.[ …]

Березовая роща в листопадных лесах умеренной зоны Березовая роща в листопадных лесах умеренной зоны

Биоценоз широколиственного леса. Среди наземных биоценозов наиболее сложным по структуре и разнообразным по видовому составу является лес. Леса занимают огромные пространства суши (около 26—30 %), это основной тип растительного покрова Земли. Они распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Это тропические леса Южной Америки, Африки и Азии, листопадные леса Европы и Северной Америки, тайга Сибири и Канады.[ …]

Биомасса тропического дождевого леса вполне сравнима с биомассой лесов умеренного климата, содержание питательных веществ в биомассе того же порядка или несколько выше, чем в листопадном лесу умеренной зоны. Среднее содержание зольных элементов в тропических дождевых лесах составляет около 1,58%, содержание азота —0,57%. По сравнению с лесом умеренной зоны тропический дождевой лес продуцирует более обильный опад листьев, но он быстро разлагается, и поэтому количество подстилки на почве низкое (0,1—0,6 кг/м2). Количество органического вещества, дисперсно распыленного в глубоком выщелоченном слое в некоторых из этих почв, тем не менее велико и много выше, чем можно предполагать, судя по светлой окраске этих почв.[ …]

Прекрасную сводку по растительности листопадных лесов читатель найдет в книге Брауна (1950).[ …]

Он также характеризуется быстрым ростом и в благоприятных условиях достигает 50 м в высоту. Корневые подставки тетрамелеса очень сильно развиты и достигают иногда 6 м в высоту. Он встречается на острове Шри-Ланка, на западном побережье полуостровной Индии (включая Западине Гаты), в тропических муссонных лесах Сиккима и Ассама, в юго-восточной прибрежной части Бангладеша, на Андаманских остро- вах, на полуострове Малакка, на Малайском архипелаге (однако, отсутствует на Калимантане, Филиппинах и Молуккских островах), на Новой Гвинее и на полуострове Кейп-Йорк в Северо-Восточной Австралии. Тетрамелес произрастает в муссонных и особенно во влажных листопадных лесах и обычен в тикковых лесах. Обычно поднимается в горы не выше 500 м: над уровнем моря, но иногда до 1000 м.[ …]

Растут симплоконые в подлеске вечнозеленых и листопадных лесов, в зарослях кустарников и на открытых пространствах. В Таиланде симплокосы образуют нижний ярус в вечнозеленых умеренных лесах. Встречаются они в бамбуковых и дубовых лесах, по краям мангровых зарослей, по берегам рек и потоков, по краям болот и на склонах холмов, нередко поднимаясь до высоты 2000 м над уровнем моря. В Восточных Гималаях известно их нахождение на высоте 3600 м над уровнем моря. Растут они на богатых алюминием почвах. Некоторые представители этого семейства красивы и культивируются как декоративные. Особенно привлекателен симплокос метельчатый, покрывающийся весной белыми душистыми цветками, а осенью украшенный кистями голубых плодов. Некоторое применение находят они и в медицине, и в красильной промышленности. Из корней симплокоса красильного (S. tincloria), обычного в подлеске густых североамериканских лесов, получают желтую краску. В Японии для этих целей используют листья симплокоса японского (S. lucida), а в Индии красную и желтую краску получают из коры и листьев симплокоса кистевидного (S. racemosa). Кору этого растения и некоторых близких видов индусы применяют в народной медицине.[ …]

Зависимость между чистой первичной продукцией листопадных лесов Северной Америки и длительностью вегетационного периода (Leith, 1975) Зависимость между чистой первичной продукцией листопадных лесов Северной Америки и длительностью вегетационного периода (Leith, 1975)

Каликаптус и химонаитус произрастают главным образом в листопадных лесах и кустарниковых зарослях в умеренно теплом климате. Североамериканский род каликаптус включает один вид в Калифорнии и 3 вида в юго-вооточ-пых штатах США. Китайский род химоиаптус имеет 3 вида.[ …]

Среди насекомых много вредителей, которые наносят большой вред лесам. Крупные животные в листопадных лесах, в принципе, те же, что и в тайге: лоси, медведи, рыси, лисицы и др., разнообразна и богата орнитофауна.[ …]

Профили трех типов почв. Слева Профили трех типов почв. Слева

Там, где условия влажности промежуточны между пустыней и саванной, с одной стороны, и дождевым лесом — с другой, встречаются тропические кустарники или колючие леса и тропические листопадные леса. Основной климатический фактор — неблагоприятное распределение осадков, хотя количество их вполне достаточно. Колючие леса, которые в Африке или Австралии часто называют «бушами», а в Бразилии — «каатингами», состоят из мелких лиственных деревьев, которые нередко бывают колючими и причудливо изогнутыми; листья мелкие и опадают в сухие сезоны. Там, где осадков больше или где они выпадают более регулярно, произрастает хорошо развитый листопадный лес; примером могут служить обширные муссонные леса тропической Азии. Сменяющие друг друга влажные и сухие сезоны имеют примерно равную продолжительность, так что «зимний» и «летний» облик сезона выражен так же четко, как и в листопадном лесу умеренной зоны.[ …]

Там, где условия влажности промежуточны между пустыней и саванной, с одной стороны, и дождевым лесом — с другой, встречаются тропические кустарники или колючие леса и тропические листопадные леса. Основной климатический фактор — неблагоприятное распределение осадков, хотя количество их вполне достаточно. Колючие леса, которые в Африке или Австралии часто называют «бушами», а в Бразилии — «каатингами», состоят из мелких лиственных деревьев, которые нередко бывают колючими и причудливо изогнутыми; листья мелкие и опадают в сухие сезоны. Там, где осадков больше или где они выпадают более регулярно, произрастает хорошо развитый листопадный лес; примером могут служить обширные муссонные леса тропической Азии. Сменяющие друг друга влажные и сухие сезоны имеют примерно равную продолжительность, так что «зимний» и «летний» облик сезона выражен так же четко, как и в листопадном лесу умеренной зоны.[ …]

Наибольшее видовое разнообразно их связано с тропическими вечнозелеными лесами. Они обитают в тенистых ущельях, па террасах рек и вблизи водопадов, на сырых скалах или растут на стволах деревьев в районах с частой облачностью, дождями и туманами. В Америке геснериевые встречаются преимущественно до 1200 м, реже до 2400 м (и до 3500 м) над уровнем моря. В Гималаях и в горах Китая они обычно поселяются па высоте от 2000 до 3000 м. Произрастают они и в горных листопадных лесах и кустарниковых зарослях, а и Африке (па восточных склонах Драконовых гор) н среди кустарииково-ксерофитпоп растительности. В Карибской и других флористических областях Америки в районах с наличием сухого и влажного сезонов года или в переменно-влажных лесах растения имеют ряд приспособлении для сохранения воды и питательных веществ.[ …]

Зависимость между прогнозируемой и наблюдаемой продукциями гетеротрофов в различных местообитаниях Зависимость между прогнозируемой и наблюдаемой продукциями гетеротрофов в различных местообитаниях

Внизу схематически показаны 6 жизненных форм; их почки возобновления (нли семена) изобра-жены в виде черных пятнышек (из Браун-Бланке, 1932). Вверху проведено сравнение распределения (в процентах) жизненных форм в лесу умеренной зоны и в тропическом лесу (из Ричардса, 1952). Л. Листопадный лес (э Центральной Европе). 5. Дождевой лес (Гайана). Обратите внимание, что все жизненные формы дождевого леса (где не бывает неблагоприятных холодных илн засушливых периодов) имеют «открытые» почки, тогда как у северного леса почки возобновления чаще находятся под землей.[ …]

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.[ …]

Черноземы — это прежде всего почвы зоны смешанных прерий или зоны степей, образованных как высокими, так и низкими злаками; они распространены в средней части пояса злаковников в полосе между более влажными высокозлаковыми прериями и более аридными низкотравными равнинами. Надземная биомасса смешанных прерий составляет только около одной десятой или одной двадцатой от биомассы спелого леса. Масса и содержание питательных веществ в подстилке на поверхности почвы могут здесь превышать массу живых трав, кроме случаев, когда трава была выжжена. Высокий процент биомассы (45—60%) ежегодно переходит в подстилку в противоположность лишь 1 % перехода в подстилку в спелом листопадном лесу. Несмотря на то что запас питательных веществ в тканях растений злаковников гораздо ниже, чем в листопадном лесу, их ежегодный возврат в почву, в подстилку может быть, напротив, выше. Содержание питательных веществ много выше на единицу массы в траве и подстилке злаковников, чем в деревьях леса, содержание азота — около 1%, а зольных элементов 2,5—3,5%. В составе тканей растений доля кальция ниже, чем в лесах умеренной зоны, а кремния — выше (от трети до половины). Частицы кремния, освобождающиеся при разложении подстилки, обильны в почве. Цикл питательных веществ в злаковнике является относительно «широким», их запас в биомассе относительно меньше, чем в почве; питательные вещества сохраняются в экосистеме в большей мере функцией почвы, чем их содержанием в тканях растений.[ …]

Каждый из них имеет свои отличительные черты, но многие организмы, особенно крупные животные, распространены в двух или более типах («связующие» виды). Как уже было отмечено, юго-восточная береговая равнина замечательна тем, что здесь нет и даже не было кли-максной растительности на большей части района; это объясняется незрелостью почв и действием пожаров. Хотя большие территории покрыты климаксными сосновыми лесами (эдафический климакс), большая часть юго-восточной береговой равнины представляет собой разновидность листопадного леса, а не отдельный большой биом. Широкие экотоны расположены между листопадным лесом и северными хвойными лесами (область тсуги — белой сосны — северных жестколистных пород) и между листопадным лесом и степью (фиг. 184).[ …]

Каждый из них имеет свои отличительные черты, но многие организмы, особенно крупные животные, распространены в двух или более типах («связующие» виды). Как уже было отмечено, юго-восточная береговая равнина замечательна тем, что здесь нет и даже не было кли-максной растительности на большей части района; это объясняется незрелостью почв и действием пожаров. Хотя большие территории покрыты климаксными сосновыми лесами (эдафический климакс), большая часть юго-восточной береговой равнины представляет собой разновидность листопадного леса, а не отдельный большой биом. Широкие экотоны расположены между листопадным лесом и северными хвойными лесами (область тсуги — белой сосны — северных жестколистных пород) и между листопадным лесом и степью (фиг. 184).[ …]

Вскоре после того, как стает снег, безлистные кусты их покрываются массой золотисто-желтых крупных колокольчатых цветков, оживляя яркими солнечными пятнами едва пробуждающуюся природу. Несколько позже начинается цветение сирени, без которой невозможно себе представить наши сады. Розовые, сиреневые, пурпурные, белые, голубоватые ее кусты наполняют сад топким ароматом и изысканной красотой. В культуре встречается до 20 видов сирени, по более всего распространена сирень обыкновенная (Syringa vulgaris), представленная в садах около 500 сортов. Дико сирень обыкновенная растет в горных областях в подлеске светлых листопадных лесов и на открытых местах в Южной Европе от Албании и Северо-Восточной Греции до Западных Карпат и доходит до Малой Азии. В Среднюю Европу сирень была введена только в XVT в. и долго оставалась там растением аристократических садов. Ныне этот неприхотливый кустарник встречается в культуре повсеместно, в СССР от западных до восточных границ и на север до Соловецких островов и Тобольска. В закрытом грунте растение может цвести зимой», поэтому сирень широко используют на выгонку.[ …]

В зависимости от местности на каждый .квадратный метр земной поверхности ежеминутно падает от 0 до 5 Дж солнечной энергии. Если бы вся она фотосинтетически превращалась в биомассу (т. е. если бы к. п. д. фотосинтеза составлял 100%), растительного материала создавалось бы на порядок или два выше, чем в настоящее время. Однако значительная доля этой солнечной энергии растениям недоступна. В частности, по спектральному составу только около 44% падающего коротковолнового свега пригодно для фотосинтеза. Однако даже с учетом этого продукция будет гораздо ниже возможного максимума (см. также гл. 3). На рис. 17.7 в логарифмической шкале -представлена чистая эффективность фотосинтеза (процент перехода падающей фотосинтетически активной радиации, ФАР, в чистую первичную продукцию надземных частей растений). Эти данные получены в рамках МБП в США для семи хвойных, семи листопадных лесов и восьми сообществ пустыни. Наиболее высокая эффективность отмечена в хвойных лесах, но и там она составила только 1—3%. Листопадные леса способны превращать в биомассу 0,5—1 % ФАР, а пустыни, несмотря на более высокую освещенность,— лишь 0,01—0,02%. Максимальная эффективность фотосинтеза зерновых культур при идеальных условиях — 3—10% (табл. 17.2).[ …]

Б. Условия температуры и влажности в Тель-Авиве в разные годы по сравнению с оптимальными и благоприятными (внешний прямо-угольииу условиями для плодовой мушки. В 1927 г. вред, нанесенный апельсинам, был значительно больше (Боденхаймер, 1938). В Климаграммы «температура — осадки» для прибрежных районов штата Джорджия (/) на уровне моря и северной Джорджии (//) на высоте 600—900 м. В первой случае выражены влажный и сухой сезоны, что характерно для субтропического климата, а во втором сезонные различия в количестве осадков не так выражены, как различия в температуре. Растительность климатического климакса в прибрежном местообитании — широколиственный вечнозеленый лес, а в более северной области — листопадный лес умеренной зоны.[ …]

В нескольких работах было показано, что структура пищевой цепи может влиять на ее упругость (быстроту возвращения к равновесному состоянию) в условиях колебаний притока энергии и биогенных элементов. О’Нил (O’Neill, 1976) рассматривал сообщество как трехкомпонентную систему, состоящую из активной растительной ткани (Р), гетеротрофных организмов (Я) и неактивного мертвого органического вещества (D) (рис. 21.10). Скорость изменения биомассы каждого из этих блоков зависит от переноса энергии между ними. Так, у Р она пополняется от одного источника (чистая первичная продукция) и теряется двумя путями (потребление гетеротрофами и переход к D в виде подстилки). Изменения Н определяются двумя способами как поступления (поглощение биомассы живых растений и мертвого органического вещества), так и потерь (дефекация и расходы на дыхание). Наконец, биомасса блока D также двумя путями пополняется (растительный спад, и дефекация) и расходуется (потребление гетеротрофами и физический вынос за пределы системы). Подставляя в расчеты реальные данные по шести сообществам, характеризующим-тундру, тропический лес, листопадный лес умеренного пояса, соленый марш, пресноводный ручей и пруд, О’Нил изучал на моделях этих сообществ стандартные нарушения (сокращение исходной биомассы на корню активной растительной ткани на 10%). Он следил за скоростями восстановления систем до равновесного состояния, сопоставляя их с притоком энергии на единицу биомассы живой ткани (рис. 21.11).[ …]

Наши наблюдения над бентосом наводят на мысль, что растительные сообщества могли бы быть более разнообразными в условиях стабильной среды. Климат пустыни Сонора отчетливо неустойчив с чередованием в году двух влажных н двух сухих периодов и с высокой изменчивостью общего количества осадков в разные годы. Однако некоторые части пустыни Соиора весьма богаты видами (см. рис. 3-10). Оказывается, что в этой пустыне нестабильность природных условий не столько лимитирует разнообразие, сколько превращается в такой аспект среды, на который растения реагируют дифференциацией ниш (см. рис. 3-7) и, как следствие этого, разнообразием видов. Растительность Ближнего Востока очень значительно нарушена человеком, она подвергалась пожарам, рубкам, сильному и разнообразному давлению выпаса овец, коз, крупного рогатого скота и верблюдов. Но измененная выпасом структура редколесий и кустарников тем не менее очень богата видами, адаптировавшимися к этим нарушениям, особенно видами однолетних и луковичных растений. Тот факт, что растительные сообщества теплого климата в Соноре, на Ближнем Востоке и в других местах столь богаты видами, несмотря на засуху и нестабильность среды, наводит на мысль, что температура в большей мере, чем увлажнение или стабильность, является тем основным фактором, который определяет видовое разнообразие сосудистых растений. Можно упомянуть и еще одно наблюдение над сообществами наземных растений, а именно, широколиственные листопадные леса в среднем заметно богаче видами, чем вечнозеленые хвойные леса в сходных условиях среды. Тип доминантных видов, определяющих характер листового опада и химический состав органического вещества почвы, значительно влияет на видовое разнообразие наземных растительных сообществ.[ …]

Источник: ru-ecology.info


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.