Геоэкология с основами биогеографии: учебное пособие

Если же дожди выпадают ежегодно, то в очень короткий промежуток времени (обычно весной, 2–3 недели). Внепустынные климаты делятся на тропические и внетропические. Тропические климаты отличаются практически постоянной длиной светлого и темного времен суток в течение всего года и постоянной температурой (разница средних температур самого теплого и самого холодного месяцев не более 6 °C). Тропические климаты подразделяются на тропические без сухого сезона и тропические с сухим сезоном. В первом случае дожди идут в течение всего года более-менее равномерно, сумма осадков не менее 2 000 мм в год, часто больше. При наличии сухого сезона дожди идут в течение от 2–3 до 4–6 месяцев, причем в это время выпадает от 80 % до 95 % всей годовой нормы осадков (800-1 000 мм).

Внетропические климаты характеризуются сезонными изменениями длины светлого и темного времени суток. Они делятся на полярные и внеполярные. Полярные климаты характеризуются низкой температурой и слабым различием между сезонным и суточным ходом освещенности (лето-день; зима – ночь). Внеполярные климаты характеризуются самыми различными температурами, но всегда четко прослеживается как сезонная, так и суточная изменчивость освещенности. По характеру осадков они делятся на три группы: приморские (осадки более – менее равномерны в течение всего года), континентальные (основная масса осадков выпадает летом) и средиземноморские (основная масса осадков выпадает зимой).

Климат влияет на формирование внешнего облика ландшафта в зависимости от его принадлежности к той или иной климатической зоне. Возникновение и развитие ландшафта находится в прямой зависимости от процессов влаго– и теплообмена между Мировым Океаном и сушей, которые определяют макроклимат континентов и планеты в целом. Макроклиматические факторы определяют систему природных зон на поверхности планеты. В пределах одной природной зоны формируются участки с различными мезоклиматами. Так, в пределах лесостепи мы употребляем понятие макроклимат, когда говорим о климате зоны в целом, а мезоклимат – климат колка, межколочного луга, пшеничного поля и т. д. Мезоклимат – климат урочища, ассоциации. Фации и микробиоценозы характеризуются микроклиматом – климатом территорий от нескольких м2 до 1–2 км2, а в высоту обычно не более 2 м. Местные особенности микроклимата возникают под влиянием неровностей нанорельефа и характера растительного покрова (особенностей синузии, яруса). Резко отличается микроклимат изолированных местообитаний – нор, гнезд, дупел, пещер и т. п.

Глава 5

Водоемы ландшафта и круговорот воды в нем

Неотъемлемой частью многих ландшафтов являются водоемы – реки, озера, болота, пруды, источники и пр. Атмосферные осадки в пределах бассейна крупной реки выпадают на разные ландшафты и на разные урочища в пределах одного ландшафта – на леса, поля, поверхности водоемов, выходы коренных пород и пр., и при этом проходят различные пути своего превращения. Вода, просочившаяся в почву, частично поглощается корнями растений, которые потом транспирируют ее в атмосферу. Остальная вода либо циркулирует непосредственно в почве, пополняя запас поверхностных вод и вновь испаряясь непосредственно с поверхности почвы, либо проникает в глубокие слои Земли и пополняет запасы подземных вод.

Подземные воды заполняют трещины, пустоты, поры в различных породах от глубины нескольких дм до 10–12 км. Основная масса подземных вод содержится в пределах осадочной рыхлой толщи, имеющей наибольшую пористость. Это так называемые водопроницаемые породы (песок, галечник, ил, лесс, известняк, мел и др.). Обычно водопроницаемый слой снизу (а иногда и сверху) ограничен водонепроницаемыми слоями. Это глины, мергель, плотный песчаник и кристаллические породы.

Подземная вода находится под действием сил тяжести, увлекающих ее вниз, и молекулярных сил сцепления, стремящихся удержать ее в порах и трещинах пород. В пределах до 100, местами до 600 м подземные воды в основном пресные, более глубокие воды имеют различную степень минерализации (таблица 2).

Таблица 2

Различная степень минерализации воды

Часто подземные воды содержат растворенные газы и имеют повышенную температуру. Так, в большинстве минеральных вод, используемых для лечения на различных курортах Земли, содержится диоксид углерода С0₂ до более чем 3,5 г/л, а сероводорода H₂S от 0,01 до 0,25 г/л, температура же их колеблется от менее чем 20 °C до 42 °C и выше. В вулканических районах подземные воды часто имеют очень высокую температуру – до 300 °C и выше, не испаряются потому, что находятся под землей под очень большим давлением, но, выходя на поверхность, образуют в некоторых местах фонтаны пара и горячей воды (гейзеры) или самоизливающиеся источники горячей воды (до 95 °C).

Значение подземных вод в формировании ландшафта очень большое и разностороннее. Они участвуют в питании рек и озер, благодаря их перемещениям происходит водная миграция химических элементов, почвенная и грунтовая вода дает растениям влагу и питательные вещества. Подземные воды участвуют в формировании некоторых форм ландшафтов (карстовых, суффозионных, заболоченных, оползневых).

Переходим теперь к поверхностным водам. Речной сток – одна из определяющих ландшафтообразующих функций. Чем больше количество осадков и меньше испаряемость, тем выше увлажненность территории и больше речной сток. Речной сток влияет на ландшафт как непосредственно (через формирование речных долин), так и через другие компоненты ландшафта – почвы, растительность, животный мир. Увеличивают подземный сток леса, накапливая большое количество воды в почве и постепенно отдавая ее ручьям, источникам. Уменьшают и регулируют сток озера особенно большие проточные озера. Так, Ладожское озеро так влияет на сток Невы, что он практически не меняется в течение года, хотя реки, впадающие в Ладожское озеро, сильно меняют свой сток по сезонам. Знаменитые же невские наводнения происходят не от увеличения стока из Ладоги, а от ветрового нагона воды с моря.

Озера-тоже важнейший элемент ландшафта. Возникают они при заполнении водой естественных понижений рельефа. По происхождению выделяют следующие типы озер. Тектонические – вода заполняет впадину, образовавшуюся при опусканиях больших участков земной коры. Обычно это очень древние, крупные по площади и глубокие озера. Таковы Байкал, Танганьика, Виктория и др. Вулканические – вода (частью атмосферные осадки, частью подземные воды) заполняют кратер потухшего вулкана (Кроноцкое озеро на Камчатке). Ледниковые – вода заполняет рытвины, оставленные ледником, причем, большая часть этой воды образуется при таянии самого – ледника (Ладожское и Онежское озера, Великие американские озера). Водно– эрозионные – старицы речных долин, реликтовые озера на месте когда-то протекавших крупных рек. Таковы самые крупные озера Омской области – Ик, Салтаим и Тенис, бывшие некогда частью русла большой реки. Суффозионные – заполненные водой впадины и понижения, образовавшиеся при вымывании различных веществ водой, фильтрующейся в подпочвенных слоях. Это большинство бессточных озер Западно-Сибирской низменности. Запрудные – на месте горных рек, перегороженных лавиной, обвалом или оползнем, например, Сарезское озеро на Памире. Реликтовые – участки древнего моря, оказавшиеся внутри континента, или современные морские заливы, отрезанные от моря. Пример первого типа-Каспийское и Аральское «моря», второго – знаменитое озеро Лох-Несс в Шотландии.

Озера бывают проточные и бессточные. Последние, особенно если они находятся в районах с сухим и теплым климатом, часто минерализуются и засаливаются (Мертвое море, Балхаш и др.). Заполнение озера осадками и зарастание растительностью приводит к его постепенному заболачиванию. Болота – также важный компонент ландшафта. Кроме зарастания озер, болота образуются также при наличии понижений, западин, где водоупорный слой грунта залегает неглубоко, или близко к поверхности находятся грунтовые воды, при избытке влаги, слабом уклоне рельефа.

Низинные болота образуются в условиях повышенного содержания влаги в грунте, в понижениях, богатых травянистой (а иногда и древесной) растительностью, часто в поймах рек. Верховые болота образуются на водоразделах исключительно за счет атмосферной влаги, часто имеют выпуклую форму за счет более быстрого нарастания сфагновых мхов в центре болота по сравнению с его краями и образования мощных пластов торфа. Повышенные участки верховых болот (гряды) чередуются с пониженными (мочажинами), в которых нередко образуются небольшие озера. Такой тип болот называется грядово– мочажинным.

Влагооборот в природе как бы связывает природные компоненты ландшафта и определяет их равновесие в пределах сезона и гораздо более длительные периоды времени. Нарушение круговорота воды в одном ландшафте приводит к изменению его структуры и изменению влагооборота в смежных ландшафтах.

Глава 6

Почва и биота как элементы ландшафта. Антропическая деятельность, ее влияние на ландшафт

В процессе взаимодействия организмов и продуктов их распада с горными породами формируется почвенный покров ландшафта. Почва – сложная среда, имеющая собственный водный и воздушный режим, особый химический состав, фауну, флору (в т. ч. микрофлору) и плодородие. Тесная связь почвы с остальными природными компонентами делает ее, по образному выражению В. В. Докучаева, «зеркалом ландшафта». Образование почвы – длительный и сложный процесс. Важнейшие факторы почвообразования – соотношение тепла и влаги, характер биоты, состав материнской породы, уклон поверхности, характер миграции и аккумуляции продуктов выветривания. Скорость почвообразования зависит от характера сочетания названных факторов.

В процессе почвообразования толща почвообразующей (материнской) породы расчленяется на горизонты, совокупность которых образует почвенный профиль. Каждый горизонт отличается однородностью минералогического и химического состава, морфологических, физических и иных признаков – окраска, структура и др. Верхний горизонт содержит наибольшее количество плодородной составляющей почвы – гумуса, или перегноя, и обозначается как горизонт А. Следующий за ним горизонт В обогащен различными минеральными веществами, которые вымываются из горизонта А при влагообороте в почве и поступлении в нее атмосферной влаги в виде осадков. Нижний горизонт С представляет собой лишь слегка измененную почвообразовательными процессами материнскую (подстилающую) породу.

Каждой ландшафтно-климатической зоне свойственны определенные типы почв. Это так называемые зональные типы почв: тундровые – в тундре, подзолистые – в тайге, серые и бурые лесные – в смешанных и лиственных лесах, черноземы – в степях и лесостепях, каштановые – в полупустынях, бурые и буро-серые почвы пустынь, красноземы и желтоземы тропиков и субтропиков). В то же время целый ряд типов почв связан с интразональными элементами ландшафтов и встречается в разных природно-климатических зонах (болотные, луговые, торфяные, солонцы, солончаки и др.). Мы не будем здесь подробно останавливаться на этом вопросе, т. к. во второй части этой книги будем особо указывать типы почв во всех рассматриваемых экосистемах.

Огромную роль в качестве компонентов ландшафтов играет растительный и животный мир. Совокупности живых организмов – экосистемы различного ранга – составляют неотъемлемую часть ландшафта и определяют его внешний облик. Современная жизнь в ландшафте существует в форме биогенного круговорота элементов, темпы которого определяются характером взаимосвязи ландшафтообразующих компонентов. Наземная растительность определяет пять основных внешних обликов ландшафтов: лесной (лесокустарниковый), степной, пустынный, тундровый и высокогорный. Каждый из них представлен в виде разных дочерних форм. Так, леса бывают хвойные, смешанные, лиственные умеренного пояса, дождевые и листопадные тропические и т. д. Пустыни делятся на глинистые, песчаные и каменистые, тундры – на моховые и лишайниковые и т. п. Есть и смешанные формы основных типов ландшафтов – лесотундровые, лесостепные, полупустынные, саванные и др.

Неотъемлемая часть ландшафта – обитающие в нем животные. Отдельные виды их, особенно крупные, могут проникать в соседние ландшафты другого типа, осуществляя таким образом связи различных типов ландшафтов в различные комплексы. Но в целом каждый конкретный тип ландшафта характеризуется определенной совокупностью особей животных различных видов, обитающих в его границах. Эта общность животного населения вырабатывается под влиянием сходства ландшафтно-экологических условий территории. Многие животные (даже крупные), как правило, мало доступны для непосредственного наблюдения, и мы часто даже не подозреваем об их присутствии, но, например, трудно себе представить озеро или море без кружащих над ним чаек, лес – без пения певчих птиц и стука дятлов, луг – без летающих над цветами бабочек, жужжащих пчел, стрекочущих в траве кузнечиков и т. п.

Наконец, в настоящее время существенное воздействие на ландшафты оказывает человек, вплоть до формирования новых, доселе не существовавших типов ландшафтов – агроландшафта и (особенно в настоящее время) урболандшафтов. При добыче полезных ископаемых, при строительстве, прокладке дорог образуются антропические формы рельефа, по величине сравнимые с естественными формами нано– и микрорельефа: карьеры, терриконы, отвалы, насыпи, рвы и пр. Еще в древнейшие времена человек создал искусственные сооружения, видные на Земле при наблюдении из Космоса – египетские пирамиды, Великую китайскую стену. При сельскохозяйственном использовании земель часто происходит ветровая и водная эрозия почв, их засоление и заболачивание. В зоне вечной мерзлоты возникают явления термокарста. Гидротехнические сооружения-каналы, дамбы, плотины, водохранилища – меняют режимы стока и испарения, способствуют проникновению многих водных видов животных и растений в водоемы, где они прежде не обитали. Крупные водохранилища (площадь Куйбышевского водохранилища на Волге всего в два раза меньше площади Онежского озера) оказывают влияние не только на микроклимат, но и на мезоклимат.

Более подробно влияние на ландшафт биоты и деятельности человека будет рассматриваться в соответствующих разделах второй части книги.

Глава 7

Понятие об экосистемах

Хотя курс геоэкологии изучается после курса общей экологии, в котором даются представления о таком явлении природы, как экосистема, мы считаем нелишним напомнить основные определения и основные положения учения об экосистемах.

Экосистема – сложная природная система, форма единства организмов и окружающей среды, которую они в определенной степени преобразуют для своих нужд. Организмы, составляющие экосистему, находятся в диалектическом единстве, составляют единый комплекс, где нет «полезных» и «вредных» видов, а все виды взаимосвязаны и взаимозависимы. Такая же связь существует и между живыми и неживыми компонентами экосистемы. «Лишняя» вода, энергия, химические элементы так же нежелательны для экосистемы, как и чуждые ей животные и растения.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.