Характеристика природных экосистем суши

Общая площадь поверхности Земли составляет ~ 510 млн. км2, из них до 71% или 360 млн. км2 - это Мировой океан, и только около 150 млн. км "- сушу. Солнечная энергия по поверхности Земли распределяется неравномерно. Ее распределение определяет географическое положение , высота над уровнем моря и т.д.. Поверхность суши приходится преимущественно на пустыни, горы, леса, саванны и редколесья, ледники. Характеристику основных биомов изучает наука Биогеография (Воронов А.Г. и др.., 1985).

 

Лесные экосистемы. Среди лесных экосистем самыми распространенными и наиболее ценными являются лесные типы, которые занимают до 30% площади суши. На долю лесных экосистем приходится до 80% фитомассы Земли или 1960 млрд. тонн.

 

Лес относят к возобновляемым природным ресурсам, в котором накоплено тысячи видов деревьев, кустарников и лиан. В процессе фотосинтеза, лесные экосистемы образуют до 100 млрд. тонн органических веществ. В то же время, лес является элементом географического ландшафта, состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травянистых растений, животных и

 

микроорганизмов, биологически взаимосвязанных и влияющих как друг на друга, так и на окружающую среду.

 

Экологическую ценность лесов трудно переоценить. Во-первых, лес является регулятором водного режима территорий. Во-вторых, леса являются основным регенератором кислорода (леса производят ~ 6% кислорода атмосферы). Кроме того, лесные экосистемы нейтрализуют и перерабатывают значительное количество загрязняющих веществ, в частности пыль из воздуха, оксиды серы и азота и т.д..

 

Лесные экосистемы классифицируют как по типу растительности, так и по географическим зонам. Для каждого типа леса характерна своя биопродуктивность, замкнутость кроны деревьев, видовой набор подобное.

 

Под типом леса понимают участки леса или их совокупность, характеризующиеся общими лесорастительными условиями, одинаковым составом древесных пород, количеством ярусов, аналогичной форме. Выделяют несколько типов растительности лесов:

- Северная внетропических растительность, к которой относят кусты кедра, березы, хвойные породы, широколиственные растения (дубы, клены и др.), кустарники. Они формируют хвойные, смешанные и широколиственные леса, редколесья, субтропические леса, пустыни и полупустыни субальпийских кустарников и т.п.;

 

- Тропическая растительность, к которой относятся растения, формируют вечнозеленые тропические леса, листопадные тропические леса, тропическое редколесья и саванны. Это отдельные виды суккулентов, пальмовые растения, отдельные представители магнолий и пальмовых растений и т.п.;

 

- Южная внетропических растительность, к которой относятся растения, формирующие эвкалиптовые леса, влажные пидтропични леса, мангровые заросли, редколесья и широколиственные леса.

 

В то же время, наиболее часто леса разделяют по зональными признаками и выделяют шесть типов леса: хвойные, смешанные, влажные, экваториальные, тропические (Индия, Южная Америка и др.) и леса засушливых областей (Средиземноморье т.п.). Наибольшее значение имеют первые четыре типа лесов.

 

Хвойные леса холодной зоны расположены в северном полушарии и в зоне тайги. Наиболее характерными представителями растительного мира является ель европейская и сибирская, сосна обыкновенная, лиственница, кедр, пихта. Хвойные леса занимают территорию ~ 13,4 млн. км2 или 10% площади суши. Они, в первую очередь тайга, играют важную роль в выработке кислорода и по этому показателю занимают второе место после экваториальных лесов. Для этих территорий характерна количество осадков, что соответствует 300-1600 мм в год. Высокая замкнутость кроны исключает ярусность, хотя трофические цепи являются развитыми и устойчивыми.

 

За счет особенности растительных сообществ этих лесов, они чрезвычайно уязвимы к внешним воздействиям, особенно загрязнения.

 

Смешанные леса умеренной зоны находятся в средних широтах северного полушария и представлены булавочную-широколиственными, широколиственными лесами и лесостепями. Наиболее характерными представителями растительного мира является дуб, бук, орех, береза, каштан, липа, клен, сосна, пихта, туя и т.д.. Эти леса наиболее интенсивно эксплуатируются человеком. Для этих территорий заметно возрастает количество осадков (900-1500 мм в год) и, несмотря на высокую замкнутость кроны, наблюдается ярусность. Животный мир смешанных лесов есть богатый с большим количеством трофических цепей. Это относительно устойчивые к внешнему воздействию экологические системы.

 

Влажные леса теплого умеренного климата встречают в обоих полушариях в пределах субтропического пояса. Растительность этих лесов представлена сосной, буком, ясенем, орехом, тюльпанов деревом, эвкалиптом. Эти леса являются относительно малочисленными.

 

Экваториальные дождевые леса растут в пределах экватора и тропических районов Земли с интенсивными осадками (1800-2000 мм в год). В этих районах наблюдается высокая температура (~ 26-28иС) и высокая относительная влажность воздуха (более 90%). Эти условия способствуют почвообразования. Растительный мир представлен красным деревом, кедром, бальсы, эбенового дерева, лимбом и т.д.. Хотя площадь этих лесов составляет только 10 млн. км ~, в них сосредоточено до 40% фитомассы планеты. В этих лесах сохраняется до 50% Мирового генофонда растений и до 75% Мирового генофонда животных.

 

Для этих экосистем характерна сложная пространственная структура, что отражено в багатоярусности. Для этих лесов характерно, также, высокая плотность биомассы на единицу площади. Эти леса играют важнейшую роль в выработке кислорода, но в последнее время интенсивно эксплуатируются для мебельного производства. Эти экосистемы являются относительно устойчивыми к внешним воздействиям.

 

Итак, роль леса как компонента природной среды, среды обитания живых организмов и природного ресурса чрезвычайно велика и разнообразна.

 

Экосистемы травяных ландшафтов. На долю этих экосистем приходится, также, значительная площадь суши. Они играют важную роль для окружающей среды и представлены, преимущественно, степями (прерии, пампа) и лесостепями (саванны).

 

Степь - это планетарное географическое образование, на площадь которого приходится ~ 6% площади суши. Степи формируются в умеренном и субтропическом поясе с засушливым климатом (250-450 мм в год осадков) и непостоянным режимом осадков. Для степей характерно ксерофитный тип растительности с характерными экологическими особенностями.

 

Почвы степей представляют собой преимущественно черноземы и почвы каштанового типа. Степи - это безлесные сообщества многолетних ксерофитных трав, которые представлены, главным образом, злаковыми. Лесные группировки встречаются лишь в долинах рек. Биомасса степей является относительно малой 100-370 ц / га.

 

Распространенными растениями степей являются узколистые ксерофитные дерновидни злаки (ковыль и т.д.), экологическими особенностями которых являются разветвленная корневая система, которая погружается на значительную глубину в грунт (до 1,5 м). Животный мир достаточно богат, но характерна фрагментация, то есть животные привязаны к определенным участкам. Подавляющее количество животных фитотрофами.

 

Трофические цепи степей сложные, с большим количеством звеньев, но они возникли вследствие видоспециализации. Это обусловливает уязвимость этих экосистем к внешним воздействиям.

 

Степи подвергаются значительному антропогенному воздействию (до 90% степей распаханы), что приводит к их деградации. В этих зонах особое значение имеют мелиоративные работы (идея принадлежит В.ВДокучаеву) для уменьшения неблагоприятных воздействий природных (пыльные бури, суховеи) и антропогенных факторов.

 

Саванны представляют собой тропический биом (лесостепь) с подавляющим большинством травяных растений с участием деревьев и кустов. Для саванн характерна сезонная ритмичность развития, что обусловлено сезонностью осадков. Наибольшей распространения саванны получили в Африке и Южной Америке.

 

Для разных типов саванн количество осадков колеблется от 500 до 1500 мм / год, поэтому различают влажные, сухие и колючие саванны. Древесные растения саванн имеют характерные экологические особенности, проявляющиеся в их приспособлении к сезонного колебания влажности. Для уменьшения транспирации при засушливого периода, деревья сбрасывают листья или они превращаются в шипы. Кроме того, кроны деревьев могут иметь парасольковидну форму (акации и т.д.). Травянистые растения саванн, особенно злаковые, которые покрывают до 80% поверхности саванн, не изменяют величину транспирации в засушливый период, а выгорают. В то же время, корневые системы и почки возобновления трав хорошо защищены от высыхания и, в период дождей, проходит восстановление травяного покрова. Характерным для саванн есть и такой вид растений как суккуленты (кактусы, молочаи и др.), которые способны запасать влагу в листьях, стеблях и стволах растений и тем самым выдерживать значительную засуху. Биомасса в саваннах колеблется в пределах 500-1500 ц / га.

 

Животный мир саванн очень богат и разнообразен, например, африканские саванны по численности и разнообразию копытных занимают первое место среди всех экосистем суши. В саваннах характерна значительное количество как травоядных животных, так и хищников. В отличие от степей и лесостепей умеренной зоны, в саваннах важную роль редуцентов играют термиты (численность до 2000 особей на га), тараканы и жуки.

 

Пустыни - это наземные биомы, которые характеризуются крайне неблагоприятными климатическими условиями (количество осадков менее 200 мм / год) и бедностью растительного мира. Эти аридные зоны занимают до 36% площади суши и основным лимитирующим фактором пустынь является сухость климата.

 

Пустыни принято подразделять на тропические, субтропические и умеренные. Выделяют четыре морфологические типы пустынь: песчаные, каменистые, глинистые и солончаковые.

 

Адаптация растений к условиям пустыни (высокая температура с перепадом днем и ночью, недостаток влаги и т.д.) проявляется в способности суккулентов, их корневой системы проникать на значительную глубину в грунт (до 10 м) в поисках влаги. Это такие растения как верблюжья колючка, саксаул и т.п.. Как отмечалось ранее, для таких растений характерно особый вид фотосинтеза (САМ-метаболизм), что позволяет эффективно использовать влагу.

 

Животный мир пустынь очень беден и эти животные имеют свои адаптационные возможности.