Тип природного биома

Тип природного биома

Биом

Наземные биомы, классифицированные по типу растительности
Полярные пустыни Тундра Тайга Смешанные и лиственные леса Степи и лесостепи Субтропические дождевые леса Средиземноморские биомы Муссонные леса
Аридные пустыни Ксерофитные кустарники Южные степи Семиаридные пустыни Саванны Саванны с древесной растительностью (лесостепи) Субтропический лес Тропический дождевой лес
Альпийская тундра Горные леса

Биом — совокупность экосистем одной природно-климатической зоны.

По другим источникам биом — более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом — «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

Существует несколько классификаций биомов, включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов происходит по принципу широтной зональности (температурной поясности) и вертикальной зональности (высотная поясность, связанная с понижением температур при увеличении высоты надо уровнем моря), а также секторности (по распределению осадков).

На территории России и сопредельных стран выделяют 13 наземных биомов.

40. Определение биом и примеры.

Биом – совокупность экосистем определенного географического пояса или физико-географического крупного объекта, как то Балтийского моря, пояса лесов Евразии на территории России. Экосистема — совокупность живых организмов какого-либо однородного в физико-географическом отношении участка вместе с неживой средой, в которой они обитают. ПО определению Юджина Одума, биом — «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта». Существует несколько классификаций биомов, включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов происходит по принципу широтной и вертикальной зональностей а также секторности. На территории России и сопредельных стран выделяют 13 наземных биомов. Примеры: Полярная пустыня; Тундра; Тайга; Широколиственные леса; Степи и т.д.; Сухие субтропики: Южный берег Крыма (ЮБК) — средиземноморский климат; Влажные субтропики на причерноморском участке Туапсе-Трабзон; Субтропический финбош: Капской области ЮАР; Тропические болота Эверглейдс: штат Флорида, США. Переселение живых организмов из одного биома в другой чревато катастрофическими последствиями. Так, в Европу с картофелем, которым США кормили свой воинский контингент во Франции перед 2-й мiровой войной, попал колорадский жук, который здесь катастрофически размножился, не имея природных врагов; которые остались в Америке. Жук двинулся на восток и сейчас ушел за Урал. У нас катастрофически разрастается борщевник – гигантское зонтичное однолетнее растение. Альтернативная история с каштаном зубчатым в США. Он был уничтожен вредителем грибом Endothia parasitica, завезенным в Америку на саженцах каштана мягчайшего из Китая. Переселение видов из одного биома в другой называется интродукцией. Она иногда наносит большой ущерб. Чаще протекает гладко, как принесение картофеля и кукурузы из Америки, огурцов из Индии в Россию.

41. Липидная цепь и её значение для чистоты земли. Круговорот органического вещества в лепидной (трофической) цепи идет по ряду колец: малому, от растений к редуцентам и от редуцентов через почву к растениям и через большой с захватом консументов I рода и даже очень большой с захватом консументов II рода. Но эти круги все завершаются в почве и возобновляются растениями. Особый круг создают грибы, которые редуцируют органику, обходя почву и подают обновленный после деструкции органический продукт на стол консументов (животных – червей, насекомых, млекопитающих – до человека). Закон вращения вещества – один из основных законов биосферы. Липиды (от греч. λίπος, lípos — жир) — жирные кислоты. Звено цепи – совокупность организмов, объединенная способом питания. Все организмы чем-то питаются только в процессе жизнедеятельности. Их ткани после отхода души служат пищей для других организмов. Это закон природы такой же естественный, как смена дня и ночи. В липидной цепи первое место занимает неорганическое или косное вещество. Впрочем, только исторически это чистое неорганическое вещество. В современных условиях оно почти везде смешано с гумусом, имеющим органический состав. Гумус – слово однокоренное со словом homo . Они от одного санскритского корня, обозначающего землю, а, по Библии, прах земной. Консументы — — организмы, потребляющие готовые органические вещества, но не доводящие разложение органических веществ до простых минеральных составляющих. Совокупность консументов образует трофические цепи, в которых выделяют консументы первого порядка (растительноядные) и консументы второго, третьего и т.д. порядков (хищники). Растения, фотосинтезирующие органического вещества для животных и человека называются продуценты. Они производят, продуцируют средства питания. Животные называются консументы – они используют растительную пищу. Некоторые используют наряду с растительной также животную пищу (консументы II рода). К последней категории относится и человек. После смерти растений и животных они потребляются редуцентами. Это преимущественно бактерии и микробы, но есть и другие отряды животных – насекомые, черви, рыбы, раки, моллюски, птицы (вороны, орлы) и даже млекопитающие (мыши, медведи, шакалы). Экологами установлено, что в наземной экосистеме от косной среды к продуцентам, консументам, человеку вверх по лепидной цепи биомасса уменьшается. Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные. В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, судак, питающийся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка. В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) значит, часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

42. Экологическая пирамида. Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников, видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме. Эффект пирамид в виде графических моделей разработан в 1927 г. Ч. Элтоном. Выражается: в единицах массы (пирамида биомасс), в числе особей (пирамида чисел Элтона), в заключенной в особях энергии(пирамида энергий).Правило экологической пирамиды — количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Растения, фотосинтезирующие органического вещества для животных и человека называются продуценты. Они производят, продуцируют средства питания. Животные называются консументы – они используют растительную пищу. Некоторые используют наряду с растительной также животную пищу (консументы II рода). К последней категории относится и человек. После смерти растений и животных они потребляются редуцентами. Это преимущественно бактерии и микробы, но есть и другие отряды животных – насекомые, черви, рыбы, раки, моллюски, птицы(вороны, орлы) и даже млекопитающие (мыши, медведи, шакалы). Экологами установлено, что в наземной экосистеме от косной среды к продуцентам, консументам, человеку вверх по лепидной цепи биомасса уменьшается. Цепь питания — цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для следующего звена.

2. Наземные биомы (экосистемы)

Если отдельной экосистемой может быть и лужа, и кочка на болоте, и песчаная дюна с закрепившейся растительностью, то, естественно, подсчитать все возможные варианты кочек, луж и т.п. не представляется возможным. Поэтому экологи решили сконцентрировать внимание на крупных сочетаниях экосистем — биомах. Биом — крупная биосистема, которая характеризуется каким — либо доминирующим типом растительности или другой особенностью ландшафта, например биом лиственных лесов умеренного пояса.

По мнению американского эколога Р. Уиттекера, главный тип сообщества любого континента, выделяемый по физиономическим признакам растительности, — это и есть биом. Биом — это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных (живое население), составляющих географическое единство. Для разграничения наземных биомов кроме физико — географических условий среды используют сочетания жизненных форм растений, их составляющих. Например, в лесных биомах ведущая роль принадлежит деревьям, в тундре — многолетним травам, в пустыне — однолетним травам, ксерофитам и суккулентам.

Основной признак, по которому выделяют биомы суши, — особенность растительности того или иного региона. Сходные биомы континентов объединяются в типы биомов. Продвигаясь с севера планеты к экватору, можно выделить девять основных типов сухопутных биомов. Кратко охарактеризуем их.

1. Тундра. Биом занимает северную часть Евразии и Северной Америки и расположен между полярными льдами на севере и обширными массивами лесов на юге. По мере удаления от арктических льдов (Гренландия, Аляска, Канада, Сибирь) располагаются обширные просторы безлесной тундры. Несмотря на весьма суровые условия, здесь сравнительно много растений и животных. Особенно хорошо это видно летом, когда тундра покрывается густым ковром растений и становится обителью для большого количества насекомых, мигрирующих птиц и животных.

Основная растительность — мхи, лишайники и травы, покрывающие землю в короткий период вегетации. Встречаются низкорослые карликовые древесные растения. Основной представитель животного мира — северный олень (североамериканская форма его называется карибу). Обитают также заяц — беляк, полевка, песец.

Внимание исследователей всегда привлекали лемминги (группа видов полевок из подсемейства хомяков), особенно сибирский и норвежский. Одна из загадок этих зверьков — с определенной регулярностью бурные вспышки численности. В благоприятные для леммингов годы они выедают и без того небогатую растительность, для восстановления которой требуются годы.

Зимуют зверьки под толстым (2 — 3 м) слоем снега. Сюда не добираются враги, да и пища хорошо сохраняется. В спячку лемминги не впадают и могут давать потомство даже на морозе. Обычно это три -четыре детеныша. Молодые самки могут принести за лето пять — шесть пометов. В периоды вспышек численности лемминги в поисках корма могут мигрировать на 400 — 500 км. Причем поведение зверьков меняется: они становятся очень агрессивными. Если на пути попадается стог сена, лемминги, идя напрямик, прогрызают в нем дырку и движутся дальше.

Причины таких вспышек численности популяции леммингов до сих пор не разгаданы. Одни ставят в прямую зависимость возрастание числа зверьков от количества нужного корма: недостаток пищи задерживает рост и созревание грызунов. Когда травы и мха много, численность популяции резко увеличивается. Другие экологи полагают, что механизм регуляции численности леммингов кроется в их взаимосвязи с естественными врагами — горностаем, белой совой и полярной лисицей. И тогда мы имеем классическую модель взаимодействия хищника и жертвы: больше жертв — больше хищников, меньше жертв — меньше хищников, меньше хищников — больше жертв и т.д.

2. Тайга — биом бореальных (северных) хвойных лесов. Она протянулась на 11 тыс. км вдоль северных широт земного шара. Ее площадь составляет около 11 % суши. Таежные леса растут только в Северном полушарии, поскольку широты Южного полушария, где они могли бы находиться, заняты океаном.

Условия таежного биома довольно суровые. Около 30 — 40 дней в году здесь бывает достаточно тепла и света для того, чтобы росли нормальные деревья (в отличие от тундры, где насчитывается несколько видов карликовых деревьев). Огромные территории покрыты зарослями ели, сосны, пихты и лиственницы. Почти половину этой площади занимает лиственница — листопадное хвойное дерево, представленное несколькими видами.

Из лиственных встречается примесь ольхи, березы, осины. Численность животных в тайге лимитирована небольшим количеством экологических ниш и суровостью зим. Основные крупные травоядные — лось и олень. Много хищников: куница, рысь, волк, росомаха, норка, соболь. Грызуны представлены широко — от полевки до бобра. К постоянным обитателям тайги относятся многие виды куропаток. Из земноводных встречаются в основном живородящие, так как прогреть кладку яиц за короткое лето невозможно.

3. Биом листопадных лесов умеренной зоны. В умеренном поясе, где достаточно влаги (800 — 1500 мм в год), а жаркое лето сменяется холодной зимой, развились леса определенного типа. К существованию в таких условиях приспособились деревья, сбрасывающие листву в неблагоприятное время года. Большинство деревьев умеренных широт относится к широколиственным породам. Это дуб, бук, клен, ясень, липа, граб. Вперемешку с ними встречаются хвойные — сосна и ель, тсуга и секвойя.

Большинство лесных млекопитающих — барсуки, медведи, благородные олени, кроты и грызуны — ведут наземный образ жизни. Волки, дикие коты и лисы — распространенные хищники. Множество птиц: дятлы, синицы, дрозды, зяблики и др. Данный биом характерен для Центральной Европы, частично Восточной Азии и востока США. Леса этого биома занимают плодородные почвы, что послужило причиной их интенсивного сведения для нужд сельского хозяйства. Современная лесная растительность сформировалась здесь под непосредственным влиянием человека. Нетронутыми можно считать, вероятно, лишь леса в Сибири и на севере Китая.

4. Степи умеренной зоны. Основные площади этого биома представлены азиатскими степями и североамериканскими прериями. Малая его часть расположена на юге Южной Америки и Австралии. Осадков недостаточно, чтобы здесь росли деревья, но хватает, чтобы не допустить образование пустынь. Неравномерность выпадения осадков (от 250 до 750 мм в год) позволяет делить прерии от востока к западу Северной Америки на низкотравные (растения не выше полуметра), смешаннотравные (высота растений от 50 до 150 см) и высокотравные (травы достигают 3 — метровой высоты). В Азии горы Алтая делят степи на западные (более сухие) и восточные.

Почти все степи распаханы и заняты посевами зерновых и культурными пастбищами. Почвы степей с высокими травами (главным образом злаки с обширной корневой системой) богаты гумусом (органическое вещество почвы), поскольку к концу лета травы погибают и быстро разлагаются. В прежние времена на обширных степных просторах паслись огромные естественные стада травоядных млекопитающих. Сейчас здесь можно встретить только одомашненных коров, лошадей, овец и коз. Из коренных обитателей следует назвать североамериканского койота, евразийского шакала, гиеновую собаку. Все эти хищники приспособились к соседству человека.

5. Растительность средиземноморского типа. Территории вокруг Средиземного моря характеризуются жарким засушливым летом и прохладной влажной зимой, поэтому растительность здесь представлена в основном колючими кустарниками и ароматическими травами. Распространена жестколистная растительность с толстыми и глянцевыми листьями. Деревья редко вырастают до нормального состояния.

Этот биом носит специфическое название — чапараль. Сходная растительность характерна для Мексики, Калифорнии, Южной Америки (Чили) и Австралии. В Австралии часто встречаются деревья и кустарники из рода эвкалипт. Из животных в этом биоме встречаются кролики, древесные крысы, бурундуки, некоторые виды оленей, иногда косули, рыси, дикие кошки и волки. Множество ящериц и змей, насекомых, особенно цикад. В Австралии в зоне распространения чапараля можно встретить кенгуру, в Северной Америке — зайцев и пум.

В этом биоме важную роль играют пожары, которые, с одной стороны, благоприятствуют травам и кустарникам (в почву возвращаются элементы питания), а с другой — создают естествен­ный барьер на пути вторжения пустынной растительности.

6. Пустыни. Более 1/3 суши на нашей планете составляют неблагоприятные для жизни области — пустыни и полупустыни. Крупнейшая из них — Сахара (более 7 млн. км2) почти равна площади Европы. Ежегодно ветер поднимает здесь от 60 до 200 млн. т пыли, разнося ее далеко за пределы африканского континента.

Биом пустынь характерен для засушливых и полузасушливых зон Земли, где выпадает в год менее 250 мм осадков. Сахара, так же как пустыни Такла — Макан (Центральная Азия), Атакама (Южная Америка), Ла — Жойа (Перу) и Асуан (Ливия), относится к жарким пустыням. Однако есть пустыни, например Гоби, где в зимний период температура опускается до — 20 °С.

Типичный пустынный ландшафт — обилие голого камня или песка с редкой растительностью. Поверхность обширной пустынной области Сахары только на 20 % занята песками, остальное — галька, скалы, камни и солончаки.

Пустынные растения относятся в основном к группе суккулентов — это различные кактусы и молочаи. Много однолетников. В холодных пустынях обширные площади заняты растениями, относящимися к группе солянок (виды из семейства маревых). Эти растения имеют длинную, разветвленную корневую систе­му, с помощью которой можно добывать воду с больших глубин.

Животные пустыни невелики, что помогает им во время жары спрятаться под камнями или в норах. Они выживают, поедая запасающие воду растения. Из крупных животных можно отметить верблюда, который долго обходится без воды, но чтобы выжить, вода ему необходима. А вот такие жители пустыни, как тушканчик и кенгуровая крыса, могут существовать без воды не­определенно долгое время, питаясь лишь сухими семенами.

7. Биом тропических саванн и лугопастбищных земель. Саванны представляют собой обширные открытые пространства, покрытые обильной травой, где лишь иногда встречаются одиноко стоящие деревья. Термин «саванна» означает «равнина без деревьев». Этот биом распространен на довольно бедных почвах, что послужило причиной относительной его сохранности.

Биом располагается по обеим сторонам от экваториальной зоны между тропиками. Саванны находятся в Центральной и Восточной Африке, хотя встречаются и в Южной Америке, и в Австралии. Типичный пейзаж саванны — высокая трава с редкостоящими деревьями из рода акация, баобаб, древовидные молочаи.

Во время сухого сезона нередки пожары, уничтожающие засохшую траву. Пожары весьма необходимы саванне. Без них она покрылась бы густым лесом. Многие пожары намеренно вызываются человеком, контролирующим продвижение огня. В результате получается богатая полезными веществами зола, которая, смешиваясь с почвой, стимулирует отрастание новой надземной порции травы.

В саваннах Африки пасется такое количество копытных, которое не встречается ни в одном другом биоме. Хотя все травоядные животные саванны нуждаются в одном и том же источнике пищи — траве, у каждого вида есть к ней свои требования. Из — за этого острота борьбы за пищу снижается. Например, гну и зебра питаются крупной молодой травой, а газели Томпсона — мясистыми низкорослыми травами.

Огромное количество травоядных способствует тому, что в саванне проживает множество хищников. Особенность последних — высокая скорость передвижения. Саванна — это открытая местность. Чтобы догнать жертву, нужно быстро бегать. Поэтому на равнинах Восточной Африки обитает самое быстрое в наземном мире животное — гепард. Этот хищник охотится в одиночку. Другие — львы, гиеновые собаки — предпочитают совместные действия для отлова добычи. Третьи — гиены и грифы, питающиеся падалью — всегда наготове, чтобы захватить остатки или завладеть только что пойманной чужой добычей. Леопард подстраховывается, перетаскивая свою жертву на дерево.

8. Тропическое или колючее редколесье. Этот биом представлен в основном светлыми редкостойными лиственными лесами и колючими, причудливо изогнутыми кустарниками. Данный биом характерен для Южной, Юго — Западной Африки и Юго — Западной Азии. Монотонно-однообразную растительность иногда украшает величественный баобаб. Лимитирующий фактор — неравномерное распределение осадков, хотя в целом их выпадает достаточное количество.

9. Биом тропических лесов. Тропические дождевые леса занимают тропические области Земли в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке, бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке, Мадагаскар, Индо — Малайскую область и Борнео — Новую Гвинею. Постоянно влажный климат способствует тому, что растения здесь очень крупные и хорошо развитые. Лес сплошной стеной поднимается на высоту до 75 м. Верхний ярус представлен гигантскими деревьями. Почти все деревья увиты многочисленными лианами и украшены растениями — эпифитами и паразитами.

Солнечный свет очень плохо проникает сквозь густую листву деревьев, поэтому под ними практически нет растений и, конечно, животных. Все разнообразие животных сосредоточено в среднем ярусе тропического леса. Насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие свободно перемещаются вверх и вниз по стволам деревьев. Высоко наверху, в кронах, обитают животные, которые за всю свою жизнь ни разу не спускаются вниз, в тень. Среди них одна из самых крупных в мире хищных птиц — южноамериканская гарпия. Тут же можно встретить филиппинскую гарпию — обезьяноеда, известную тем, что она охотится даже на крупных обезьян.

На поверхности земли, в сумраке тропиков, можно увидеть слонов, тапиров, оленей, горилл и других млекопитающих. Они делят здесь пристанище с некоторыми нелетающими птицами, такими как шалашники.

В тропиках встречается растение с самыми крупными цветами. Это раффлезия арнольди — огромный цветок, распластанный по земле; имеет пять мощных мясистых полукруглых лепестков ярко — алого цвета и достигает в поперечнике одного метра. У цветка нет ни листьев, ни стебля, ни корней. Он паразитирует на корнях других тропических растений. Процесс опыления осуществляется мухами, которые слетаются на невыносимый запах падали, испускаемый этим чудом природы.

В тропических лесах постоянно выпадают обильные осадки, здесь всегда тепло без выраженных сезонных колебаний. Средняя температура в течение года составляет в среднем 26 °С. Средняя величина годовых осадков для всех дождевых тропических лесов – 230 — 240 см. Иногда их количество достигает 762 см, как, например, в департаменте Чоко (Колумбия). Относительная влажность в лесу составляет в среднем 76 %.

Главной особенностью тропических лесов является то, что произрастают они на крайне бедных почвах. Верхний слой почвы не превышает 5 см на склонах. Под ним обычно лежит красная латеритная глина, лишенная питательных веществ. В некоторых районах Амазонии и острова Калимантан джунгли растут прямо на песке. Почти все минеральные и органические вещества в биоме тропических лесов сосредоточены в самой растительности и циркулируют в замкнутой системе. Вырубка лесов ведет к нарушению этой системы. По некоторым оценкам, ежегодно с лица Земли исчезает 120 000 км2 тропического леса (ежеминутно — 23 га). Если не будет радикальным образом изменен характер эксплуатации тропических лесов и землепользования, то в ближайшие 50 лет от них мало что останется. Это приведет к резкому обеднению разнообразия жизни на Земле и вымиранию огромного количества видов и станет величайшим биологическим бедствием из когда — либо поражавших биосферу.

Определения биома

1. Полное сообщество живущих организмов в отдельной главной экологической области.

Определение: биом – это крупномасштабное сообщество или единица окружающей среды, которая может быть описана в соответствии с ее преобладающими экологическими характеристиками, типами ее растительности, топографии и климата.

Область, вообще определяемая как управляемая климатом и различающаяся господством некоторых типов растений и животных.

2. Самое большое распознаваемое сообщество животных и растений на Земле. Распределение биомов управляется главным образом климатом.

3. Один из самых больших распознаваемых и отличимых экосистем на Земле; сообщества растений и животных и связанные с ними почвы, которые являются характерными для данного регионального типа климата.

4. Главное региональное или глобальное биотическое сообщество растений и животных, чей состав определен почвой и преобладающим климатом. Земля подразделяется на десять биоклиматических зон, или биомов: (1) Тундры – безлесные области между границей льда и линией леса арктических областей (регионов), имеющие постоянно мерзлую почву и поддерживающие низкорослую растительность типа лишайников, мхов и чахлых кустов. Тайга – субарктика, вечнозеленые хвойные леса северной Евразии, расположенные к югу от тундры и с господством ели. Умеренный Лес -лесная область, характеризованная листопадными растениями с умеренными температурами, погодой или климатом. Открытые области, типа прерий или лугов, травы или подобная травам растительность. Саванны тропических или субтропических областей. Пустыня – бесплодные или пустынные области, особенно сухие, часто песчаные области с редкими дождями, чрезвычайно высокими температурами и редкой растительностью. Горные – прохладные, сырые зоны, обычно располагаемые около линии лесов и обычно во власти вечнозеленых деревьев. Тропические дождевые леса – плотные вечнозеленые леса, занимающие тропическую область с ежегодными осадками по крайней мере в 2,5 метра. Тропические сухие Леса – тропические или субтропические леса, подобные тропическим дождевым лесам, за исключением того, что многие из растений теряют листву в результате сезонного выпадения осадков.

Приведенные определения не исчерпывают всего возможного списка представлений об иерархических уровнях организации биологического разнообразия, однако они ясно показывают, с одной стороны общность, а с другой – разнообразие восприятия этого явления.

В основе этого разнообразия лежит явное и неявное разделение двух основных способов восприятия:

1) биолого-экологическое направление, в рамках которого иерархический ряд строится по схеме: (местообитания и сообщество) – экосистема – биом;

2) эколого-географическое: элемент мозаики – ландшафт – экорегион (биорегион).

Однако это деление нельзя определить как однозначное. Так, местообитания чаще всего трактуются через абиотические характеристики, определяющие условия существования вида на конкретной территории, что отличает его от понятия экологической ниши. Но, с другой стороны, по отношению к животным в качестве характеристик местообитания и критерия его выделения обычно рассматривается и растительность. В результате местообитание становится соизмеримым по объему с экосистемой, но ориентированной на отображение среды конкретного вида или группы функционально подобных видов. С другой стороны, экосистемы определенного масштаба могут рассматриваться, и рассматриваются, как элементы мозаики ландшафта, хотя такое рассмотрение и не обязательно. Экосистема обобщается в биом, который по объему, в общем, может соответствовать экорегионам высшего уровня и отражает в себе, в первую очередь, влияние климата. Понятие экорегиона весьма разно-масштабно и в общем эквивалентно единицам физико-географического районирования России, но без строго организованной территориальной иерархии. При этом в литературе последних десяти лет практически не удается обнаружить следов классического биогеографического районирования Земли. Все схемы останавливаются в основном на уровне биогеографических царств.

Лишь в некоторых университетских курсах сохраняется классическое определение биогеографии как науки, изучающей распределение растений, животных и других организмов на Земле и развивающей теории, объясняющие эти распределения.

Проблемы пространственно-временной иерархии занимают ведущее место, начиная с Delcourt , и связываются с проблемами организации сообществ, экосистем и ландшафтов . Различные подходы к отображению пространственной иерархии для ландшафта были подробно рассмотрены Б. В. Виноградовым , а теоретические и прикладные аспекты проблемы – Ю.Г. Пузаченко .

Связь пространства –времени в первом приближении выводится из теории линейных колебаний. Период свободных, собственных колебаний линейно связан с корнем квадратным из ее момента инерции, или в первом приближении –с массой. Массу можно представить через удельную плотность и объем. Если полагать, что рассматриваемые системы почти плоские, то период собственных колебаний будет приближенно равен:

T = cpL,

где c – константа, связанная с потенциальной энергией;

p – плотность; L – размеры.

Так, системы, периоды которых различаются в 1,5–2 раза, квазиравновесны, то между ними не может возникать сильных взаимодействий. Соответственно, системы с одинаковой удельной плотностью различаются в 2 раза по линейным размерам и взаиморавновесны, так что изменения состояния системы более высокого ранга определяют медленные равновесные изменения системы более низкого ранга. При этом системы будут образовывать самоподобную пространственно-временную иерархическую структуру. Это соотношение приблизительно определяет общие условия равновесного состояния сложной системы. На рис. 3 представлена принципиальная схема организации сложной системы, объединяющей несколько компонентов, каждый из которых имеет собственную иерархию. Каждый компонент отличается от других своим собственным моментом инерции. Наименее инерционны системы атмосферной циркуляции, наиболее инерционны системы литосферы. Если рассматривать системы атмосферы и литосферы с близким периодом собственных колебаний, то первые будут иметь большие характерные размеры, а вторые очень малые. Соответственно, несмотря на общность периода собственных колебаний в силу принципиально разных размеров между ними, не может быть каких-либо заметных взаимодействий. Однако если компоненты имеют сходный период собственных колебаний и лишь в два раза различаются по удельной плотности, то система, меньшая по линейным размерам, может оказывать сильное воздействие, увеличивая амплитуду колебания менее инерционной системы. Возможны и обратные эффекты, когда при совпадении частоты колебаний менее инерционных систем с частотой более инерционных возникают катастрофические преобразования последних. Такова, например, природа лесных пожаров, которые возникают только в условиях накопления достаточной мощности мертвого опада типичного при волновых автоколебаниях развития древостоя. При совпадении этих периодов с периодичностью колебания атмосферного увлажнения (обычно периоды около 40 и 100 лет) создаются предпосылки для естественного возникновения лесных пожаров, охватывающих значительные площади, но все-таки существенно меньшие, чем площади однородных барических структур. Типичность таких катастрофических перестроек определяет широкое распространение видов растений, существование которых невозможно без пожаров. Аналогичные механизмы, по-видимому, определяют периодичность селей и оползней (собственное время формирования развитого делювия, совпадающее с периодичностью изменения атмосферного увлажнения). Из двух систем, имеющих сходные линейные размеры пространственных структур, система с большим моментом инерции может усиливать амплитуду колебаний системы с меньшей инерцией и в частном случае вызвать эффекты, близкие к резонансам.

Такое соотношение типично для взаимодействия рельефа и приземных слоев атмосферы, усиливающего вертикальную циркуляцию и формирование, например, грядовых кучевых облаков. В свою очередь, возникающие высокочастотные колебания освещенности и поля температур во взаимодействии с транспирующей растительностью могут создавать более высокочастотные колебания термодинамических переменных в приземном слое, увеличивать колебания газообмена и стимулировать высокочастотные колебания фотосинтеза. Таким образом, в конечном итоге в равновесном или в квазиравновесном режиме в пространстве и времени возникает некоторое согласование колебаний территориальных структур, порождающих некоторое пространственно – временное единство, фиксируемое в наблюдениях как ландшафты, их внутренние иерархически соподчиненные единицы, физико-географические районы, зоны, биомы и т. п. При этом, так как каждый из компонентов сохраняет относительную автономность своей динамики, интегральные структуры неизбежно имеют несколько размытые границы, допускающие множественность подходов в их выделении.

При всех условиях в такой системе существуют значительные ограничения на сильные взаимодействия, и инерционные компоненты могут хранить, и хранят, память о весьма отдаленном прошлом и через эту память во многом определять пространственную структуру более высокочастотных компонентов. Так, в частности, из этой схемы вытекает, что колебания климата с периодами порядка 100 – 400 лет могут вызвать заметные преобразования растительности на уровне первых квадратных километров, но вне зависимости от амплитуды не могут вызвать существенного изменения зональных границ. Инерционность растительного покрова на уровне биомов и зон, как следует из прямых палеогеографических данных, соответствует, по крайней мере, первым тысячелетиям и на относительно высокочастотные колебания климата может реагировать на существенно меньшем территориальном уровне.

Таким образом, биосферу и ее иерархические пространственно-временные подразделения можно рассматривать как конгломеративные системы с локальным проявлением синергизма, функционирующим при относительно высокой автономности компонентов. Именно эта автономность обеспечивает ее общую высокую устойчивость и физиономическую, но не фактическую, обратимость процессов. Максимизируя устойчивость, каждый компонент генерирует иерархическую структуру, обеспечивающую максимально возможную независимость от других. Если на уровне абиотических процессов этот принцип реализуется на основе случайного отбора локально устойчивых сочетаний состояний компонентов, то видовые популяции и, соответственно, образуемые ими системы активно ищут эти области и открывают в ходе эволюции ранее не известные условия устойчивости.

В конечном итоге в ландшафте интегрируется разнообразие взаимодействий всех компонентов системы Земли, включая и все формы деятельности человека. В зависимости от целей, слово «ландшафт» может нести несколько различное содержание, однако он во всех случаях понимается как территория, в пределах которой взаимодействующие компоненты образуют мозаику частей или выделов, сохраняющую определенную правильность или регулярность сочетаний в пространстве. Эта структура ландшафта определяет особенности и возможности его хозяйственного использования и сохранения.

Характер пространственного сочетания разнотипных элементов мозаики (как состояний локального равновесия компонентов) порождает разнообразие ландшафта. Иерархическая организация поверхности порождает мозаики при различных масштабах отображения территории. Соответственно, можно говорить не только о разнообразии на различных уровнях, но и о разнообразии самой иерархической организации, что в полной мере соответствует теории термостатики. Так как различные компоненты ландшафта не строго детерминированы относительно друг друга, а, напротив, весьма независимы, то они порождают разнообразие сочетаний или отношений друг с другом. Степень или мера взаимосогласованности компонентов ландшафта или каких-либо отражающих их свойства измеримых переменных, или, иначе говоря, разнообразие отношений, являются важным показателем организованности природы территории, ее эволюционного состояния, ее потенциальной устойчивости к возмущениям и возможной эффективности ее хозяйственного использования.

Все способы измерения разнообразия и все используемые метрики в конечном итоге прямо согласуются с мерами энтропии, используемыми в термостатике и теории информации, или опираются на близкие теоретические модели организации материального мира. Все они отражают объективные и фундаментальные свойства географического пространства, содержат информацию об его организации и имеют прикладное значение.

Так как ландшафт может описываться очень большим числом переменных, то измерение его полного разнообразия, учитывающего как варьирование в пространстве каждой переменной и каждого компонента с учетом их взаимосвязей, ограничивающих разнообразие, является весьма сложной задачей, решение которой возможно только при организации специальных исследований. Чаще ландшафтное разнообразие измеряется на основе данных космической дистанционной сканерной съемки. Дистанционная информация является важнейшей основой для измерения параметров ландшафтного разнообразия на обширных территориях.

Биомы

Для простоты изучения иногда выделяют 6 основных типов биомов: тундра, хвойные леса, листопадные леса, тропические леса, степь и пустыня.

Наиболее важные биомы (природные зоны) суши: тундра, тайга, широколиственные леса, степи, саванны, пустыни, тропические влажные леса, зимнезеленые леса, средиземноморский тип экосистем.

Биомы водных экосистем определяются в первую очередь соленостью воды, содержанием в ней элементов питания, кислорода, температурой, скоростью течения.

Экосистемы пресных вод разделяются на биомы стоячих и проточных вод. Экосистемы стоячих вод более разнообразны, так как в этом случае шире пределы изменения условий, определяющих состав биоты и ее продукцию, — глубины водоёма, химического состава воды, степени зарастания водоёма. В биомах проточных вод большую роль играет скорость течения, различен состав биоты на перекатах и плёсах.

Среди экосистем морских побережий различают биомы приморских скалистых побережий, достаточно бедных элементами питания, и эстуариев (лиманов) – богатых элементами питания илистых отмелей у впадения рек. Другие биомы океана – литорали, континентального шельфа, фотические автотрофные и афотические гетеротрофные экосистемы пелагиали, бентали, коралловые рифы, хемоавтотрофные экосистемы гидротермальных оазисов.

  • Сухие субтропики: Южный берег Крыма (ЮБК) — средиземноморский климат.
  • Влажные субтропики на причерноморском участке Туапсе-Трабзон.
  • Субтропический финбош: в районе Капской области, ЮАР
  • Тропические болота Эверглейдс: штат Флорида, США

> См. также

  • Биоценоз

Добавить комментарий

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