Природные типы экосистем: биогеоценозы, ландшафтные зоны, континентальные и океанические регионы.
Тема №4. Природные факторы окружающей среды и их регулятивные механизмы. Экология человека
1. Природные факторы окружающей среды. Их регулятивные механизмы.
2. Природные типы экосистем: биогеоценозы, ландшафтные зоны, континентальные и океанические регионы.
3. Концепция биосферы П. Тейара де Шардена и В.И. Вернадского и тенденции ее эволюции.
4.Биосоциальная природа человека.
5.Антропогенные экосистемы.
6.Экология и здоровье человека.
7.Влияние природно-экологических и социально-экологических факторов на здоровье человека.
Природные факторы окружающей среды. Их регулятивные механизмы.
Определяющим фактором в отношениях людей к природной среде является их производственная деятельность.
Очевидна уникальность природной среды для развития вообще человеческого общества и в частности для системы материального производства.
Исходя из экономической роли природных факторов в общественном производстве, их обычно делят на две группы: природные (естественные) ресурсы и природные условия. Критерием отнесения фактора к разряду природных ресурсов выступает его непосредственное участие в материальном производстве.
А.А. Минц, один из первых глубоко проанализировавший природные факторы, определил природные (естественные) ресурсы как «тела и силы природы, которые на данном уровне развития производительных сил и изученности могут быть использованы для удовлетворения потребностей человеческого общества в форме непосредственного участия в материальной деятельности».
|
|
|
Под природными условиями он подразумевает «тела и силы природы, которые на данном уровне развития производительных сил существенны для жизни и деятельности человеческого общества, но не участвуют непосредственно в материальных сферах производственной и непроизводственной деятельности людей» Совокупность естественных ресурсов и природных условий в трактовке А.А. Минц составляет «природные факторы» жизни общества.
Природные ресурсы различаются:
— по принадлежности (космические, планетарные ресурсы Земли) и отношению к системам, их размещению (распределенные, сосредоточенные и прочие), возможности перемещения (естественно перемещаемые и неперемещаемые) и видам (сырьевые, водные, земельные и так далее);
— по хозяйственному использованию (принадлежность, исчерпаемость, возобновляемость, направление использования и другое, степень изученности, возможность использования, характер использования, качество, воздействие производства);
— по отношению к человеку (необходимость для жизни, целевое назначение).
Основная особенность развития производительных сил на современном этапе — постепенное стирание граней между природными ресурсами и природными условиями.
|
|
|
Во-первых, возрастают масштабы традиционного использования природных факторов в качестве ресурсов, в результате чего фактор, ранее относимый к природным условиям, превращается в природный ресурс.
Во-вторых, значительно возрастает количество функций, выполняемых одним и тем же природным фактором в качестве природного ресурса.
Природный фактор— любой предмет или явление, действующие вне и помимо участия человека (неантропогенные) или связанные с его биологической сущностью, то есть естественное воздействие природной среды, в определенных пределах применяемое, но не полностью снимаемое действием социальных факторов, включая техногенное воздействие.
Социальный фактор— предметы и явления, которые являются результатом функционирования человеческого общества.
Как правило, любое сознательное преобразование человеком природы имеет своей целью улучшение ее условий для жизни человека. Поэтому и заметны прежде всего эти положительные с точки зрения человека процессы. Однако, имеют место и отрицательные последствия хозяйственной деятельности человека, что заставляет ученых и хозяйственников уделить значительное внимание их изучению, прогнозированию, учету в управленческих решениях.
|
|
|
Основные причины, вызвавшие обострение экологических проблем, таковы:
— причины естественного характера, вытекающие из ограниченности природных ресурсов Земли, существования предела самовосстановления природных систем, предела эластичности экосистем;
— причины, вызванные многофункциональностью и альтернативностью использования природных ресурсов, с одной стороны, и экономического, с другой - биологического и социального назначения. Например, промышленность отбирает у коммунального хозяйства питьевую воду, разрушает пейзажи, углубляет урбанизацию, снижает рекреационный потенциал курортных зон и прочее;
— причины технологического характера, связанные с несовершенством технологических процессов добычи, переработки и использования природных ресурсов. Их следствием является экстенсивный характер воспроизводства природных ресурсов, низкий КПД их переработки и, как следствие, интенсивное загрязнение окружающей среды. Не случайно, что среди методов борьбы с загрязнением воздушной и водной среды также до сих пор преобладает экстенсивный метод. Он основан на разбавлении выбросов (например, строительство высоких дымовых труб), он использует естественный потенциал самоочищения экосистем, достижение предела которого приводит к срыву экологического равновесия;
|
|
|
- причины гносеологического характера, обусловленные недостаточным знанием законов природы;
- причины организационного характера, возникающие из-за несовершенства хозяйственного организма;
- причины морально-эстетического характера, вызванные недостатками эмоционального и нравственного воспитания человека;
- причины политического характера, связанные с противоречиями политических целей и требованиями рационального природопользовния.
Говорить о загрязнении можно только по отношению к определенному объекту восприятия — биологической, материальной и социальной системам.
Климат — многолетний статистический режим, характерный для данной местности в силу ее географического положения. Основные элементы климата — атмосферное давление, направление и скорость ветра, температура и влажность воздуха, количество осадков и т.д. Основные процессы формирования климатических условий на Земле создаются в результате следующих основных, взаимосвязанных циклов геофизических процессов глобального масштаба: теплооборота, влагооборота, общей циркуляции атмосферы.
Теплооборот— слагается из потока к земле электромагнитной солнечной радиации, лучистая энергия которой при поглощении радиации в атмосфере и на земной поверхности переходит в теплоту.
Влагооборот —испарение воды в атмосферу с водоемов и суши, включая и транспирацию растений, в переносе водяного пара в высокие слои атмосферы, общей циркуляции атмосферы. Разность между максимальным и минимальным значением влажности — дефицит влажности. Чем выше дефицит влажности, тем теплее.
Освещенность — лучистая энергия, поступающая от солнца, распространяется в виде электромагнитных волн. Солнечная радиация не только поглощается, но и отражается. Снег 80-95%, чернозем -5%. Свет имеет сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптирующие реакции организма, например, фотопериод — реакция организма на продолжительность светового дня.
Ветер— движение воздушных масс. Причины возникновения — земной нагрев поверхности, связанный с переменой давления.
Почва— рыхлый поверхностный горизонт, способный производить урожай растений. 1 слой — детрит, 2- гумусный слой, 3 — подзолистый слой, 4 — аллювиальный, 5 — материнская порода. В почве имеются живые макро- и микроорганизмы. Фауна — дождевые черви, мокрицы, земляные клещи; флора — грибы, бактерии, водоросли. Вода в почве находится в свободном состоянии, связанном, капиллярном и парообразном виде. Отношение массы всей воды в почве, к массе ее твердой компоненты * 100%, называется влажностью. Частицы почвы связаны молекулярными силами, в зависимости от этого между частицами почвы образуются разные структуры. Важнейшие характеристики — состав, содержание влаги, песчаника, глины, суглинка, механические и химические свойства. Плодородие определяется содержанием гумуса, который образуется в результате разложения детрита. Гумус — совокупность фенольных соединений, эфиров, карбоновых кислот. Осуществляются процессы хемосинтеза, биосинтеза. Органические вещества вырабатываются растениями при использовании минеральных солей, солнечной энергии и воды. Среди бактерий важную роль играют азотофиксирующие. В присутствии кислорода они окисляют NH3 до солей азотистой кислоты. В отсутствии кислорода происходит денитрификация, т.е восстановление до N2.
Факторы водной среды: 1 — прозрачность. Влияет на фотосинтез зеленых растений — фитопланктон. 2 — подвижность. Постоянное перемещение водных масс в пространстве, способствующее поддержанию относительной намоченности. 3 - соленость — карбонатная, сульфатная, хлоридная. В водной среде — кислород — лимитирующий фактор, т.к растворимость его в воде невелика, концентрация его зависит от солености.
Орографические факторы— рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона.
Факторы питания: (1) качество пищи, (2) количество пищи. Пищевой ресурс — любой потребляемый компонент среды, который может быть отнят одним организмом у другого. Макроэлементы — нужны в большом количестве — P, N, C, K, Ca, S, Mg. Микроэлементы — Fe, Mg, Cu, Zn, B, Cr, Cl — нужны в небольшом количестве. Эти элементы необходимы для питания растений. Для животных — важно количество пищи. Животные делятся на фитофаги (растения), зоофаги (питание животных), детритофаги (земляной червь), копрофаги (дерьмо), некрофаги. Полифаги — все едят, олифаги — паразиты, хищники. Монофаги — едят один вид пищи. Реппеленты — вещества, выделяемые живыми организмами, чтобы их не съели. Аттрактанты — вещества, привлекающие к себе.
Пожары -верховые и низовые. Верховые пожары уничтожают всю растительность и большинство животных. Низовые — обладают избирательностью, способствуют развитию адаптации организмов к огню, стимулируют разлагающую деятельность бактерий, ослабляют опасность верховых пожаров, увеличение видового разнообразия.
В основу классификации природных ресурсов положено три признака: по источникам происхождения, по использованию в производстве и по степени истощаемости ресурсов (Протасов, 1985).
По источникам происхождения ресурсы подразделяются на биологические, минеральные и энергетические.
Биологические ресурсы — это все живые средообразующие компоненты биосферы: продуценты, консументы и редуценты с заключенным в них генетическим материалом (Реймерс, 1990). Они являются источниками получения людьми материальных и духовных благ. К ним относятся промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты, микроорганизмы, т.е. растительные ресурсы, ресурсы животного мира и др. Особое значение имеют генетические ресурсы.
Минеральные ресурсы — это все пригодные для употребления вещественные составляющие литосферы, используемые в хозяйстве как минеральное сырье или источники энергии. Минеральное сырье может быть рудным, если из него извлекаются металлы, и нерудным, если извлекаются неметаллические компоненты (фосфор и т.д.) или используются как строительные материалы.
Если же минеральные богатства используются как топливо (уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, атомная энергия) и одновременно как источник энергии в двигателях для получения пара и электричества, то их называют топливно-энергетическими ресурсами.
Энергетическими ресурсами называют совокупность энергии Солнца и Космоса, атомио-энергетических, топливно-энергетических, термальных и других источников энергии.
Второй признак, по которому классифицируют ресурсы, — по использованию их в производстве. Сюда относятся следующие ресурсы:
земельный фонд — все земли в пределах страны и мира, входящие по своему назначению в следующие категории: сельскохозяйственные, населенных пунктов, несельскохозяйственного назначения (промышленности, транспорта, горных выработок и т.п.).
Совокупная площадь мирового земельного фонда составляет 134 млн км2, или 13,4 млрд га. Если общую площадь суши принять за 100%, то на долю обрабатываемых (пахотных) земель приходится примерно 10%, лесов — 28%, лугов и пастбищ — 20%, ледниковых покровов — 10%, пустынь, бедлендов, застроенных земель — 32%. Таким образом, в сфере сельскохозяйственного производства используется около 30% земельного фонда мира.
Из отдельных крупных регионов наибольшим земельным фондом обладают Азия, Африка, Северная и Южная Америка. Однако из расчета на душу населения очередность регионов иная: на первое место выходит Австралия, тогда как другие регионы (особенно Европейский) значительно отстают. На рубеже 80—90х годов XX века в мире в среднем на 1 человека приходилось около 0,3 га пашни, в то время как в США — 0,79 га, в Канаде — 1,84, во Франции — 0,32, в Китае — 0,09, в Японии — 0,04 га.
Рис. 1. Земельные ресурсы
Рис. 2. Крупнейшие по площади пашни страны мира.
лесной фонд —- часть земельного фонда Земли, на которой произрастает или может произрастать лес, выделенный для ведения сельского хозяйства и организации особо охраняемых природных территорий; он является частью биологических ресурсов.
На земном шаре площадь земель лесного фонда составляет около 4 млрд га. Это 28 % от площади суши. Лесной растительностью покрыто 3 млрд га с запасом древесного сырья 336 млрд м3. Ежегодно заготавливается около 3 млрд м3 древесины, а прирост ее в год составляет 2,8 млрд м3.
Леса занимают значительную территорию суши поверхности земли. В Российской Федерации % лесистости один из самых высоких в мире (36,4%). Страна обладает 54,1% мировых площадей, занятых наиболее ценными хвойными породами.
Рис. 3. Лесные ресурсы
водные ресурсы —
количество подземных и поверхностных вод, которые могут быть использованы для различных целей в хозяйстве (особое значение имеют ресурсы пресных вод, основным источником которых являются речные воды);
Водные ресурсы мира (гидросфера) - это совокупность всех возможных источников воды на планете Земля. Не секрет, что любая сфера жизнедеятельности требует водных компонентов. Статистика показывает, что объем гидросферы достаточно большой - 1.3 млрд. км3. Однако данная цифра не отражает достаточность воды в мире, поскольку стратегическую роль играет именно пресная питьевая вода, а ее количество колеблется от 2 до 2,6%.
По статистическим сведениям около 89 стран вообще страдают от водного дефицита. Роль воды трудно переоценить, а плохое ее качество - это причина 31% заболеваний на Земле. Многие государства сейчас вводят новые методы получения воды, ее очистки, обогащения минералами. К сожалению, вода накапливается очень медленно, а потому относится к группе невосстанавливаемых ресурсов.
Водные ресурсы на планете Земля расположены крайне неравномерно. Если экваториальные районы (Бразилия, Перу, Индонезия) и северные умеренные пояса обеспечены водой сверх нормы, то все тропические районы (составляют 63% всей площади земного шара) испытывают острую нехватку воды.
Рис. 4. Распределение воды в гидросфере
Рис.5. Водные ресурсы
гидроэнергетические ресурсы — те, которые способна дать река, приливно-отливная деятельность океана и т.п. Гидроэнергетические ресурсы - это учтенные запасы водной энергии рек, которая может быть превращена в гидроэлектроэнергию. В гидроэнергетическом отношении реки могут быть разделены на три вида: горные с крутым падением, характеризующиеся неравномерным режимом. Они имеют бурные и резкие паводки в зависимости от времени таяния снегов на горах. Реки, вытекающие из озер, естественно регулирующиеся, с благоприятным равномерным режимом; долинные реки, нуждающиеся в искусственном регулировании в силу больших весенних паводков.
Гидроэнергетика - это область наиболее развитой на сегодня энергетики на возобновляемых ресурсах, использующая энергию падающей воды, волн (амплитуда волн в некоторых районах мирового океана достигает 10 м) и приливов. Цель гидроэнергетических установок - преобразование потенциальной энергии воды в механическую энергию вращения гидротурбины.
Опасностями, связанными с гидроэнергетикой, являются затопление пахотных земель высокая сейсмичность горных районов, сокращенные и нерегулируемые попуски воды из водохранилищ по 10-15 дней приводят к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу рек. Как следствие, загрязнение рек, сокращение трофических цепей, снижение численности рыб, элиминация беспозвоночных водных животных, повышение агрессивности компонентов гнуса (мошки) из-за недоедания на личиночных стадиях, исчезновение мест гнездования многих видов перелётных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы, негативные растительные сукцессии (обеднение фитомассы), сокращение потока биогенных веществ в океаны.
Мировые потенциальные гидроэнергетические ресурсы оцениваются в 35х103млрд. кВт*ч в год и 4000 ГВт среднегодовой мощности. Потенциальные ресурсы России составляют 2896 млрд. кВт*ч при среднегодовой мощности 330 ГВт. Технические гидроэнергетические ресурсы России составляют 1670 млрд. кВт*ч в год.
Рис. 6. Гидроэнергетические ресурсы
геотермальные ресурсы – это внутренняя энергия Земли.
Под геотермальными ресурсами в широком смысле понимают запасы глубинного тепла Земли. Они могут быть представлены в виде пара, горячей воды, рапы (воды высокой степени минерализации) естественного происхождения либо образовавшихся вследствие искусственного привнесения в геотермальные формации газа, воды и иных жидкостей. Различают также низко- и высокопотенциальные геотермальные ресурсы. Ресурсный потенциал геотермальной энергии признается столь же неисчерпаемым, как и солнечной или термоядерной.
На рис. 1 представлена карта геотермальных ресурсов России. Ресурсы геотермального теплоснабжения распределены по территории России достаточно равномерно.
Ресурсы геотермального теплоснабжения (температурный режим 70/20°С) характеризуются практически повсеместным распространением на территории России и охватывают 95% площади страны, в том числе 70% её площади располагают геотермальными ресурсами для отопления с температурным режимом 90/40°С. Энергетический потенциал технически доступного и экологически чистого альтернативного источника энергии для теплоснабжения в температурном режиме 70/20°С составляет 57 трлн т у.т., в том числе для отопления в температурном режиме 90/40°С — 30 трлн т у.т.
Рис 7. Карта геотермальных ресурсов России.
Рис. 8 Геотермальные ресурсы
агроклиматические ресурсы. Главный показатель – сумма активных температур.Сумма активных температур – сумма среднесуточных температур выше + 10оС в течение года.
Закон географической зональности: чем ближе к экватору – тем теплее, чем ближе к полюсам – тем холоднее.Наилучшими агроклиматическими ресурсами обладают страны жаркого теплового пояса.
Рис. 9. Агроклиматические ресурсы
рекреационные ресурсы - это ресурсы для отдыха человека.
Рис. 10. Рекреационные ресурсы.
Их делят на природные (морские, горные, ландшафтные) и историко-культурные.
ресурсы фауны — количество обитателей вод, лесов, отмелей, которых может использовать человек, не нарушая экологического равновесия;
полезные ископаемые (рудные, нерудные, топливно-энергетические ресурсы) — природное скопление минералов в земной коре, которое может быть использовано в хозяйстве. Скопление полезных ископаемых образует их месторождения, запасы которых должны иметь промышленное значение.
С природоохранной точки зрения важное значение имеет классификация ресурсов по третьему признаку — по степени истощаемости. Истощение природных ресурсов с экологических позиций — это несоответствие между безопасными нормами изъятия природного ресурса из природных систем и недр, и потребностями человечества (страны, региона, предприятия и т. д.).
Неисчерпаемые ресурсы — непосредственно солнечная энергия и вызванные ею природные силы, —- например, ветер и приливы существуют вечно и в неограниченных количествах.
Исчерпаемые ресурсы имеют количественные ограничения, но одни из них могут возобновляться, если есть к этому естественные возможности или даже с помощью человека (искусственная очистка воды, воздуха, повышение плодородия почв, восстановление поголовья диких животных и т. п). Однако очень важная группа ресурсов не возобновляется. К ним относятся такие реликты древних биосфер, как топливо и железная руда, а также ряд руд металлов внутриземного (эндогенного) происхождения. Все они имеют ограниченные запасы в литосфере. Эти ресурсы конечны и не возобновляются.
Конечно, у человека есть возможности заменить наиболее дефицитные ресурсы на имеющие большее распространение и большие запасы. Но, как правило, подобно тому, как и при замене одних экологических ресурсов (например, пищевых в экосистемах) другими, понижается качество.
Таким образом, одним из важнейших лимитирующих факторов выживания человека как биологического вида является ограниченность и исчерпаемость важнейших для него природных ресурсов. Но человек еще и социальное существо, поэтому для развития и выживания человеческого общества очень важен характер использования ресурсов.
В настоящее время человечеству доступны климатические и космические ресурсы, ресурсы Мирового океана и континентов. Постоянно растет количественное их потребление, растет их «ассортимент», зачастую без учета ресурсообеспеченности.
Ресурсообеспеченность— это соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования. Она выражается либо количеством лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения. На показатели ресурсообеспеченности прежде всего влияет богатство или бедность территории природными ресурсами. Но не меньшее значение имеют и масштабы их потребления (например, добыча полезных ископаемых), поэтому само понятие «ресурсообеспеченность» является социально-экономическим. Таким образом, о ресурсообеспеченности нельзя судить только по размерам запасов, а надо учитывать интенсивность извлечения (потребления их обществом).
Потребление природных ресурсов обусловлено прежде всего тем, что человек, стремясь «снять» влияние лимитирующих природных факторов, для того, чтобы выжить и победить в конкурентной борьбе, начал создавать свои, антропогенные экосистемы.
Природные типы экосистем: биогеоценозы, ландшафтные зоны, континентальные и океанические регионы.
Человек в конкурентной борьбе за выживание в природной окружающей среде начал строить свои искусственные антропогенные экосистемы. Примерно 10 тыс. лет назад он перестал быть «рядовым консументом», собирающим дары природы и начал эти «дары» получать сам посредством своей трудовой деятельности, создав сельское хозяйство - растениеводство и животноводство (первые антропогенные экосистемы человека). Освоив сельскохозяйственную модель человек исторически подошел к промышленной революции, которая началась всего 250 лет назад, и до современного комплексного взаимодействия с окружающей средой по искусственной модели. На современном этапе он для удовлетворения своих все возрастающих потребностей вынужден изменять природные экосистемы и даже разрушать их, возможно и не желая этого.
Термин «Экосистема» - это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов.
Энергия - это изначальная движущая сила экосистем, причем всех - и природных и антропогенных. Энергетические ресурсы всех систем могут быть неисчерпаемы - солнце, ветер, приливы и исчерпаемы - топливо-энергетические (уголь, нефть, газ). Используя топливо, человек должен добавлять энергию в систему или даже полностью ее субсидировать энергией.
Природные экосистемы «работают» на поддержание своей жизнедеятельности и собственного развития без всяких забот и затрат со стороны человека, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых для жизни самого человека. Но главное именно здесь очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.
Биоценоз– это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой и окружающей их средой.
Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).
При существовании двух видов вместе в однородной среде при постоянных условиях происходит полное вытеснение одного из них другим. Возникают конкурентные взаимоотношения. На основе подобных наблюдений был сформулирован принцип конкурентного исключения, или принцип Гаузе: «Два вида не могут сосуществовать, если они занимают одну экологическую нишу».
Биогеоцено́з (от греч. Βίος — жизнь, γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1942 году.
Ландшафт означает просто-напросто "территория" или по-русски "урочище". Это как бы сообщество высшего порядка, соединяющее и объединяющее в себе, с одной стороны, сообщества организмов (биоценозы), т.е. растений (фитоценозы), животных (зооценозы) и, до известной степени, человека, а с другой — комплексы неорганических явлений: форм рельефа, скоплений вод, климатических факторов; к элементам ландшафта относятся и такие тела, как почвы, которые есть производное одновременно и органического мира, и неорганических частей земной коры.
В каждом ландшафте мы видим полное приспособление всех его элементов друг к другу. Так, в пустыне недостаток влаги и летние жары влекут за собою сильное испарение, преобладание механического выветривания пород, своеобразие форм рельефа, незамкнутость растительного покрова, слабое проявление почвообразовательных процессов, у растений и животных ряд оригинальных приспособлений к перенесению сухости и жары, невозможность земледелия без искусственного орошения и т.д. И если выражаться фигурально, то можно сказать, что каждый ландшафт есть как бы некий организм, где части обусловливают целое, а целое влияет на все части. Если мы изменим одну какую-нибудь часть ландшафта, то изменится весь ландшафт. Так, распашка степей не только нарушает почвенный покров и уничтожает естественную степную растительность, но влияет на режим грунтовых вод, на распределение снегового покрова, на микроклимат, на характер эрозии и вместе с тем на рельеф.
Примерами географических ландшафтов могут служить: ельники лесной зоны низин, сосняки той же зоны, болота той же зоны; Валдайская возвышенность; овражный ландшафт лесостепья; пески пустынной зоны, долины рек пустынной зоны, лёссовые области пустынной зоны: Среднесибирское плоскогорье; степная зона Тянь-Шаня, лесостепная зона Центрального Тянь-Шаня, снеговая зона Тянь-Шаня; заросли ламинарий (подводный ландшафт). Ландшафты суши можно сгруппировать в ландшафтные зоны, которые имеют в общем приблизительно широтное простирание, что стоит в связи с таким же простиранием климатических и почвенных поясов.
Примерами ландшафтных зон могут служить зоны тундр, лесов, степей, пустынь, гор лесной зоны, гор пустынной зоны и другие.
В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов).В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем – гидрологические и физические особенности.
Это – наземные, пресноводные и морские экосистемы:
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. В связи с неравномерностью выпадения осадков различают влажные – гумидные (до 2000 мм/год) и засушливые (менее 250 мм/год) – аридные зоны; умеренные зоны расположены там, где выпадает промежуточное количество осадков (250–750 мм/год). 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. К наземным биомам относятся:
1. Тундры (в северном полушарии к северу от тайги). Климат очень холодный с полярным днем и полярной ночью, среднегодовая температура ниже 0°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, травы (злаки и осоки), стелющиеся или карликовые кустарнички (брусника, черника) и кустарники (карликовая береза). Животный мир небогат, встречаются крупные травоядные копытные – северный олень (Евразия) и карибу (Северная Америка), мелкие роющие млекопитающие (лемминги), хищники (песец, горностай, ласка). Среди птиц преобладают полярная сова, ржанка, пуночка. Среди насекомых обильны двукрылые. Почвы тундровые – бедные с малой мощностью над слоем вечной мерзлоты. Очень ранимые экосистемы из-за медленного их восстановления.
Рис. 11. Тундра
2. Бореальные хвойные леса (тайга) (северные районы Евразии и Северной Америки). Климат: долгая и холодная зима, много осадков выпадает в виде снега. Растительность: господствуют вечнозеленые хвойные леса (ель, пихта, сибирская кедровая сосна, сосна обыкновенная, лиственницы) с мощной лесной подстилкой. Животный мир: крупные травоядные копытные (лось), мелкие растительноядные млекопитающие (барсук, белка, бурундук), хищники (медведь, рысь, росомаха, соболь, лисица, волк, норка), обилен гнус. Характерно множество болот и озер. Почвы подзолистые, дерново-подзолистые, мерзлотно-таежные – маломощные и бедные.
Рис. 12. Тайга
3. 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.
Рис. 13. Широколиственные леса.
4. Степи умеренной зоны (в Евразии) и их аналоги:прерии(в Северной Америке),пампасы(в Южной Америке),туссоки(в Новой Зеландии). 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 – бизоны, 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 (волки, 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.
Рис. 14. Степи.
5. Чапараль (Средиземноморье, южный берег Австралии, в Калифорнии, Мексике и Грузии). Климат мягкий умеренный (средиземноморский – дождливая зима и засушливое лето), осадков 500-700 мм. Растительность: деревья и кустарники с жесткими вечнозелеными листьями (лавр, дуб, мирт, олеандр, можжевельник, дикая фисташка). Почвы коричневые и серо-коричневые. Животный мир: ламы и альпаки, цепкохвостые обезьяны, реликтовый очковый медведь, олени пуду и гаэмал, викунья, гуанако, азарова лисица, ленивцы, шиншиллы, сумчатые опоссумы, муравьеды, грызуны дегу, сойки, колибри.
Рис. 15. Чапараль
6. 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, осадков 250–750 мм в год, распределяются неравномерно по сезонам (влажный и сухой сезоны). Растительность: травянистая растительность (злаковые) с редкими листопадными деревьями (баобабы, акации, пальмы). Животный мир: крупные растительноядные млекопитающие (антилопы, зебры, жирафы, носороги, слоны), хищники (львы, леопарды, гепарды), птицы (африканский страус, грифы). Много кровососущих насекомых, например, муха цеце. Почвы красные ферраллитные, красно-бурые и коричнево-красные. На распаханных землях выращивают злаковые, хлопчатник, арахис, сахарный тростник.
Рис. 16. Саванны.
7. 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 (тушканчики, суслики), копытные (куланы, джейран, вилорогая антилопа), хищники (волк, койот, корсак). Из птиц саджа, рябки, жаворонки. Много пресмыкающиеся, насекомых и паукообразных. Почвы светло-бурые, сероземы. Экосистемы хрупкие, легко нарушаются в результате перевыпаса, ветровой и водной эрозии.
Рис. 16. Пустыня
8. 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. Много лиан и эпифитов. Животный мир: практически так же богат, как в вечнозеленых тропических дождевых лесах. Характерны слоны, жирафы, буйволы. Почвы красные ферраллитные.
Рис. 17. Полувечнозеленые сезонные листопадные тропические леса.
9. 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. Деревья разной высоты образуют густой полог из многих ярусов (выделяют до 10–12 ярусов). Кустарники отсутствуют, травяной покров беден. 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 по видовому составу богаче, чем во всех других биомах вместе взятых: млекопитающие (обезьяны, ленивцы, ягуары), птицы (попугаи, колибри, туканы). Встречаются многочисленные пресмыкающиеся, земноводные, насекомые с яркой окраской. Почвы красно-желтые ферраллитные – маломощные и бедные органическим веществом и минеральными элементами питания растений. Большая часть питательных веществ закреплена в биомассе растительности. При сведении тропических лесов под пашню почвы теряют плодородие за 2–3 года.
Рис. 18. Вечнозеленый тропический дождевой лес.
Пресноводные экосистемы:
Распределение организмов в водных экосистемах зависит от степени освещенности. Выделяются следующие зоны: литоральная зона (толща воды, где солнечный свет доходит до дна), лимническая зона (толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез), эвфотическая зона (вся освещенная толща воды – включает литоральную и лимническую зоны), профундалъная зона (дно и, толща воды, куда не проникает солнечный свет). В проточных водоемах выделяют перекаты (мелководные участки с быстрым течением: дно без ила, встречаются преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса) и плесы (глубоководные участки: течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные). По количеству проникающего света водоемы подразделяют на две горизонтальные зоны: верхнюю или эфотическую (до 100–200 м) и нижнюю, простирающуюся до больших глубин – афотическую, где света для фотосинтеза недостаточно.
1. Лентические экосистемы (озера, пруды, водохранилища и др.).Литоральная зона населена двумя группами растений: укрепившиеся в дне (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные водоросли и др.) и плавающие (водоросли, рдесты и др.). Животные в литорали более разнообразны, чем в других зонах водоема. Встречаются моллюски, коловратки, мшанки, личинки насекомых и др. Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Многие обитающие здесь животные дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.). Лимническая зона. Продуценты представлены фитопланктоном. В водоемах умеренного пояса «цветение» весной связано с массовым развитием диатомовых, летом – зеленых, осенью – азотфиксирующих сине-зеленых водорослей. Зоопланктон представлен растительноядными ракообразными и коловратками. Нектон лимнической зоны – только рыбы. Профундальная зона около дна представлена бентосными формами – личинками насекомых, моллюсками, кольчатыми червями, сапротрофными бактериями и грибами.
Рис. 19. Лентические экосистемы.
2. Лотические экосистемы (реки, родники, ручьи и др.) отличаются от стоячих водоемов следующими особенностями: 1) наличие течения; 2) более активный обмен между водой и сушей; 3) более высокое содержание кислорода и более равномерное его распределение; 4) преобладание детритных цепей питания (здесь более 60% энергии консументы получают от привнесенного материала). Выделяют логические сообщества перекатов и плесов. На перекатах поселяются организмы, способные прикрепиться к субстрату (например, нитчатые водоросли) или хорошие пловцы (например, форель). На участках плеса сообщества напоминают прудовые. В больших реках прослеживается продольная зональность: в верховьях – сообщества перекатов, в низовьях и дельте – плесов, между ними местами могут возникать и те, и другие. Видовой состав рыб к низовьям обедняется, но увеличиваются их размеры.
Рис. 20. Лотические экосистемы.
3. Заболоченные участки и болота бывают низинные (имеют, как правило, питание подземными водами) и верховые (питаются атмосферными осадками). Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Здесь распространены болотные растения. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода.
Рис. 21. Заболоченные участки и болота.
Морские экосистемы:
1. Открытый океан беден биогенными элементами. Эти районы можно считать «пустынями» по сравнению с прибрежными водами. Арктические и антарктические зоны более продуктивны, так как плотность планктона растет при переходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и китообразных здесь значительно богаче. Продуцентом выступает фитопланктон, им питается зоопланктон, а тем в свою очередь нектон. Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной. На глубине в стабильных местообитаниях сохранились виды из далеких геологических эпох.
Рис. 22. Открытый океан
2. Глубоководные рифтовые зоны океана находятся на глубинах около 3000 м и более. Условия жизни в экосистемах глубоководных рифтовых зон очень своеобразны. Это полная темнота, огромное давление, пониженная температура воды, недостаток пищевых ресурсов, высокая концентрация сероводорода и ядовитых металлов, встречаются выходы горячих подземных вод, и т. д. В результате живущие здесь организмы претерпели следующие адаптации: редукция плавательного пузыря у рыб или заполнение его полости жировой тканью, атрофирование органов зрения, развитие органов светосвечения и др. Живые организмы представлены гигантскими червями (погонофорами), крупными двустворчатыми моллюсками, креветками, крабами и отдельными видами рыб. Продуцентами выступают сероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллюсками.
Рис. 23. Глубоководные рифтовые зоны
3. Область континентального шельфа является самой богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.
Рис. 24. Прибрежные воды
4. Районы апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Здесь наблюдается апвеллинг – подъем холодных вод с глубины океана, так как ветры перемещают воду от крутого материкового склона, а взамен ей из глубины поднимается вода, обогащенная биогенными элементами. Эти районы богаты рыбой и птицами, живущими на островах.
Рис. 25. Апвеллинг
5. Эстуарии, лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т. д. –прибрежные водоемы, представляющие собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Это высокопродуктивные районы, где наблюдается аутвеллинг – привнесение биогенных элементов с суши. Они обычно входят в литоральную зону и подвержены приливам и отливам. Здесь встречаются болотные и морские травы, водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т.д.
Рис. 26. Эстуарии
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1120; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!