Пустыни Земли: тропический пояс
Введение.
Интерес к сухим, маловодным, пустынным землям разных континентов существовал издавна. Исторически интерес этот менялся вместе с социально-экономическими условиями жизни человечества и научными задачами исследователей. Первоначально преобладали торговые, военные и познавательные цели; позже наиболее развитые феодальные а затем и капиталистические державы старались вовлечь пустынные земли в орбиту своих колониальных устремлений. Некоторые пустыни использовались для политического проникновения в соседние страны.
Современное освоение
пустынь ведет к
На очереди стоят задачи создания системы контролируемой природной среды, природных систем с регулируемыми процессами, разработка методов надежного прогноза природопользования. Не менее важными проблемами остаются выработка экономической технологии опреснения минерализованных подземных вод, использование солнца и ветра в качестве источников энергии, разработка проверенных средств борьбы с опустыниванием и засолением, восстановление природного потенциала пустыни там, где возникает такая необходимость. Все это повышает целесообразность объединения усилий ученных и практиков всего мира для рационального освоения природных богатств аридных земель, обмена опыта, создания программ дальнейших работ по решению назревших проблем.
Между тем природа
одарила пустыни большой
Следует указать, что пустыни оказались тем полигоном, на котором возникали и изучались некоторые теоретические проблемы, частично уже получившие удовлетворительные решения, а частично еще ждущие
однозначного ответа.
С изучением пустынь связана и проблема, долго бывшая дискуссионной,- о
блуждании рек и озер на равнинах, сложенных рыхлыми аллювиальными отложениями. Наиболее яркой иллюстрацией такого явления оказался пример реки Тарим и озера Лобнор в Центральной Азии, а также перемещение дельтовых русел Амударьи. Наконец следует вспомнить многолетний спор о естественном усыхании пустынь, о прогрессирующем ухудшении климата за исторический период, т. е. за последние 2 тысячи лет. Дискуссии на эти темы продолжаются, несмотря на достижения современной методики исследований.
Именно на аридных землях сейчас страдает от нищеты, голода и болезней население десятков развивающихся стран Африки и Азии. По оценке ЮНЕП в мире ежегодные потери только орошаемых земель в результате опустынивания составляют 6 млн. га. Было установлено, что площадь пустынь, созданных человеком, составляет 9,1 млн. км. Кроме того, около 3,5 млрд. га. подвержены опустыниванию – эта опасность угрожает территории более ста стран мира. Ежегодно около 21 млн. га. переходит в состояние полной деградации, а 6 млн. га. поглощается пустынями. Наиболее высокий уровень опустынивания наблюдается в странах Африки и Азии. Особенно опасны и распространены эти процессы в развивающихся странах. (2).
Цель курсового проектирования
– выявить причины
При проектировании мероприятий по освоению аридных территорий необходим научный прогноз динамики природных процессов, с тем, чтобы предотвратить и возникновение отрицательных для хозяйства явлений и применяемой техники на экологические системы. Важное значение в этой связи должно получить долгосрочное прогнозирование физико-географических процессов в местах сильного воздействия человека на при роду. Для этого приходится учитывать большое количество факторов и процессов, относящихся как к природной среде, так и к системе будущего хозяйства. Прогнозирование может быть проведено только путем применения комплексных физико-географических исследований с использованием математических и физических методов, в том числе и моделирования природных процессов.
Проблема опустынивания остается актуальной по сегодняшний день, поскольку площади пустынных территорий увеличиваются с каждым годом. Это связано с неправильным применением людьми сельскохозяйственной техники в аридных условиях, с истреблением растительности, с постоянными засухами и рядом других причин.
Для решения всех изложенных задач по борьбе с опустыниванием необходимо более широкое сотрудничество как в рамках двусторонних и многосторонних отношений так и в рамках ООН.
Международное сотрудничество в области охраны природы и борьбы с опустыниванием – вот главный рычаг успешного решения этой глобальной проблемы. От того, насколько своевременно и безотлагательно будут решаться задачи по контролю и управлению природными процессами, во многом зависит жизнь Земли и жизнь на Земле. (2).
Глава 1. Региональная дифференциация эпигеосферы.
Дифференциация эпигеосферы
– это разделение единого
Региональная дифференциация обусловлена соотношением главнейших, внешних по отношению к эпигеосфере, энергетических факторов – лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. Оба фактора проявляются неравномерно как в пространстве так и во времени. Специфические проявления того и другого в природе эпигеосферы и определяют две наиболее общие географические закономерности: зональность и азональность.
1.1.Причины формирования
Благодаря шарообразной форме Земли существует такая закономерность как зональность. Зональность – это закономерное изменение компонентов или комплексов от экватора к полюсам благодаря изменению угла падения солнечных лучей.
Географы разделяют понятия компонентная и комплексная зональность. Представление о компонентной зональности сложилось с античных времен. Еще Аристотель выделил на Земле тепловые пояса. Комплексную зональность открыл и обосновал В.В.Докучаев. Ученые выделяют горизонтальную, широтную и меридиональную зональность. На равнинах она проявляется как широтная зональность, в приокеанических секторах ориентация зон становится почти меридиональной.
Наиболее крупные зональные
подразделения географической
Для выявления закономерностей
в расположении географических
поясов и природных зон
Рис.1.1. Гипотетический материк.
1.2. Азональность и секторность ландшафтных зон.
Ландшафт – территориально
ограниченный участок земной
поверхности, характеризующийся
Ландшафт – территориальная
система, состоящая из
Азональность ландшафтных зон – это изменение компонентов и комплексов ландшафта, связанное с проявлениями эндогенных процессов. Причина азональности – неоднородность земной поверхности, наличие материков и океанов, гор и равнин на материках, своеобразие местных факторов: состав горных пород, рельеф, условия увлажнения и др. Азонален эндогенный рельеф, т.е. размещение вулканов и тектонических гор, строение материков и океанов (7).
Еще Докучаев не мыслил себе природные зоны в идее идеально правильных полос, ограниченных параллелями. Он говорил, что природа – не математика, и зональность – это лишь схема, или закон. Впоследствии, по мере более подробного исследования ландшафтных зон, обнаружилось, что они далеко не всегда имеют вид сплошных полос и нередко разорваны; одни зоны (например широколиственных лесов) развиты только в периферических частях материков, другие (пустыни, степи), напротив, тяготеют к внутренним районам; границы зон местами приобретают направление, близкое к меридиональному (например в центре Северной Америки).
В ходе тектонического развития Земли ее поверхность дифференцировалась, она характеризовалась не только зональными, но и азональными закономерностями, в основе которых лежит проявление внутренней энергии Земли.
Самое главное выражение азональной дифференциации состоит в делении земной поверхности на материковые выступы и океанические впадины, т.е. на сушу и Мировой океан. В силу различия физических свойств твердой поверхности и водной толщи над ними формируются разные воздушные массы – континентальные и морские соответственно.
Дополнительным фактором
перераспределения тепла и
Ландшафтно-географические
следствия континентально-
В субтропиках секторная
дифференциация имеет
Подытоживая сказанное
о взаимоотношении между
Глава 2. Физико-географическая характеристика природной зоны пустынь.
2.1. Географическое положение.
Рис. 2.2. Размещение пустынь на земном шаре.
В Африке пустыни протянулись с запада на восток через весь материк на севере, тогда как на всех других материках пустыни занимают только западные их части. То, что в Африке Сахара пролегла через весь материк, связано с господством на этой территории сухих северо-восточных пассатов. На востоке ее (в противоположность другим материкам, где пассаты, направляющиеся со стороны океанов влажные) они тоже сухие, поскольку по соседству находится Аравийский полуостров, то есть почти сплошная суша, откуда и приходит зимой на восток Сахары северо-восточный пассат.
В южной части Африки, на востоке которой действует влажный юго-восточный пассат со стороны Индийского океана, пустыня (Намиб) выражена только на западной окраине, находящейся под действием сухого пассата, приходящего со стороны материка.
В Южной Америке пустыни
по западному побережью
Такое различие в
В Австралии в расположении
пустынь наблюдается нечто
В Северной Америке пустыни занимают наименьшее место, ограничиваясь, по существу, полуостровом Калифорния и районом нижнего течения реки Колорадо, что связано с полуостровным характером западной окраины этого материка в тропических широтах (полуостров Калифорния) и общим его выклиниванием на юге как раз в тех широтах, в которых на других материках пустыни имеют наибольшее распространение. Поэтому климат здесь не столь сухой, как, например, в Сахаре, расположенной в аналогичных широтах.
В Евразии, на самом большом материке с обширными замкнутыми горами и равнинами, пустыни занимают самые большие территории и проникают далее всего на север – до 50-го градуса северной широты (в западной части Монголии). К тому же по соседству с Евразией находится Африка, которая отгораживает прилегающие к ней части Евразии (Аравию) от действия влажных ветров (6).
2.2. Климат и внутренние воды.
Зональное распределение
температур и атмосферного
В климатических особенностях умеренных, тропических и субтропических пустынь есть различия. В пустынях умеренного пояса на протяжении всего года господствуют умеренные воздушные массы. В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где осадков выпадает не более 200 мм. В связи с тем что Центральная Азия отгорожена от циклонов и муссонов горными поднятиями, здесь летом образуется барическая депрессия. Воздух отличается большой сухостью, высокой температурой (до 40°С и более) и сильной запыленностью. Редко проникающие сюда с циклонами воздушные массы с океанов и из Арктики быстро прогреваются и иссушаются.
Таким образом, характер общей циркуляции атмосферы, обусловленный планетарными особенностями, и местные географические условия создают своеобразную климатическую обстановку, формирующую к северу и югу от экватора, между 15 и 45°С широты, зону пустынь. К этому добавляется влияние холодных течений тропических широт (Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское, Канарское и Калифорнийское). Создавая температурную инверсию, прохладные, насыщенные влагой морские воздушные массы, восточных постоянных ветров барических максимумов приводят к образованию прибрежных прохладных и туманных пустынь с еще меньшим выпадением осадков в виде дождя.
По степени аридности – засушливости многие территории неодинаковы. Это дало основание делить аридные земли на экстрааридные, аридные и полуаридные, или чрезвычайно засушливые, засушливые и полузасушливые. При этом к экстрааридным относят области, где вероятность постоянных засух – 75-100%, к аридным – 50-75% и полуаридные – 20-40%. К последним относят саваны, пампы, пушты , прерии, где органическая жизнь протекает в природной обстановке, при которой, кроме отдельных лет, засуха не является определяющим условием развития. Редкие засухи с вероятностью 10-15% свойственны и степной зоне. Следовательно, к аридной зоне относятся не все области суши, где бывают засухи, а лишь те, где органическая жизнь в значительной степени находится под их влиянием длительное время (6).
К пустыням относятся территории с предельно засушливым климатом. Осадков выпадает менее 250 мм в год, испаряемость превышает осадки во много раз, земледелие без искусственного орошения невозможно, преобладает перемещение водорастворимых солей и концентрация их на поверхности, в почве мало органических веществ.
Большое значение для пустынь имеет также подземный и подрусловой сток, питающий их подземные воды. Горы – области, откуда выносятся продукты разрушения, для которых пустыни служат местом аккумуляции. Реки поставляют на равнину массу рыхлого материала. Здесь он отсортировывается, перетирается в еще более мелких частицы и выстилает поверхность пустынь. В результате многовековой работы рек равнины покрываются многометровым слоем аллювиальных отложений. Реки сточных областей выносят огромную массу перевеянного и обломочного материала в Мировой океан. Поэтому пустыни сточных областей отличаются незначительным распространением древнеаллювиальных и озерных отложений (Сахара и др.). Наоборот, бессточные области (Туранская низменность, Иранское нагорье и др.) отличаются мощными толщами отложений.
Для пустынь Южной Америки характерно небольшое количество воды, которая обеспечивается подземными водами различного качества и реками, которые начинаются в Андах и образовывают глубокие каньоны. Часто эти водотоки, не достигая океана, образуют небольшие оазисы. Здесь же отмечаются (иногда раз в 10 лет) кратковременные паводки, называемые «авенидас де аква». Они вызываются ливнями в Андах в период летних месяцев.
Как и в большинстве пустынь других континентов, географическая сеть пустынь Австралии представлена временными пересыхающими водотоками, называемыми здесь криками. Сток рек пустынь Австралии принадлежит частично бассейну Индийского океана и бассейну озера Эйр. Значительня часть озер Австралии расположена в пустынях. Самые крупные из них озера – Эйр, Торренс, Гэрднер, Амадиес, Маккай, Карнеги и другие – представляют собой солончаковые болота или высохшие котловины, покрытые мощным слоем солей, в составе которых преобладает гипс.
В континентальных пустынях Азии крупных озер мало. Они образуются лишь там, где реки с большим стоком выносят свои воды в глубокие котловины. Важное значение здесь имеют подземные воды, большая часть их минерализована, притом соленость меняется. Пресные воды залегают под барханными песками, где скапливаются атмосферные осадки, и около такыров, имеющих сток, уходящий в пески. Исследования подземных вод дают следующую картину их залегания. Верхний слой песков – зона аэрации. Через эту зону осадки и конденсационная влага проникают в нижележащие слои почвы. На глубине 10-15 метров и ниже залегают грунтовые воды.
Для пустынь Северной Америки также характерны временные водотоки, которые образуются при выпадении осадков. Днища сухих озер, сильно засоленные и лишь изредка наполняющиеся водой, практически лишены растительности. Самое крупное из таких древних сухих озер – озеро Бонвилл. Подземные воды достигают высокой минерализации за счет растворяющихся под воздействием скудных осадков солей. Затем влага из почвы испаряется, а соли опять кристаллизуются.
Пустыни сахаро-аравийского типа в целом слабо обеспечены водой, но посравнению с другими пустынями мира наиболее богаты подземными водами. Обедненность водой сложилась прежде всего из-за отсутствия поверхностных источников. Кроме Нила, который от места слияния Белого и Голубого Нила и до устья пересекает Сахару, не имея притоков, а также небольшого широтного участка реки Нигер (от Томбукту до Бурем), в этих пустынях нет ни одного поверхностного постоянного источника.
В Сахаре в районах
с преобладанием песчаной
2.3. Почвенно-растительный покров.
Факторы почвообразования в пустынях имеют много общих черт, даже несмотря на разницу в продолжительности периода с положительными температурами на протяжении года в границах географических поясов. Поэтому между пустынями разных климатических поясов практически отсутствует разница в образовании зональных и азональных почв.
Серо-бурые почвы занимают
внутриконтинентальные области
в Центральной Азии; в Африке
встречаются на территории
Такыры – типичные почвы пустынь. Общая площадь глинистых пустынь, на которых формируются такыры, составляет 268 тысяч километров квадратных. Почвообразующие породы карбонатные и засоленные. Профиль такыров слабо выраженный, но отличают глинистую поверхность и плотную палево-серую корку мощностью 2-3 сантиметра. В этой корке повышенное количество оксида кремния. Во всех случаях в такырах магний преобладает над кальцием. Количество гумуса в пределах 0,3-1,0%, преобладают фульвокислоты. Поглотительная способность такыров высокая. Реакция почвенного раствора слабощелочная. Водные и физические свойства такыров не удовлетворительны росту растений, поэтому при использовании этих почв их необходимо промывать осенью или зимой от легкорастворимых солей.
Солончаки – это почвы, в которых с самой поверхности содержится 0,6-3% легкорастворимых солей. Они могут образовываться при близком от поверхности залегании высокоминерализованных вод, при наличии засоленных почвообразующих пород, при переносе солей ветром. Морфологическое строение этих почв следующее: на поверхности залегает рыхлая землистая масса (до 2 сантиметров), ниже – засоленная почвообразующая порода без деления на горизонты. Наличие гумуса в верхнем горизонте меняется от 0,5 до 2%.
Солонцы – это засоленные почвы, которые в поглотительном состоянии имеют большое количество натрия, иногда большое количество в иллювиальном горизонте. Наличие гумуса в перегнойном солонцов может достигать 6-8%. Важной особенностью этих почв является резкая дифференциация на профили илистой фракции. Они имеют слабощелочную (засоленные нейтральными солями реакцию) или высокощелочную (засоленные содой) реакцию. Физико-механические свойства солонцов характеризуются плохими показателями. Водопроницаемость у них очень низкая.
Солоди – самостоятельный
тип почвы полугидроморфного
ряда. Распространены в умеренно-
Сероземы – почвы, сформировавшиеся
на лессах. Наиболее типичные
для предгорных районов
Также выделяются так называемые неразвитые почвы пустынь, которые занимают площадь 3494,7 тысяч километров квадратных. Поверхностные горизонты возникли в результате физических, физико-химических и современных геологических процессов (эрозия, дефляция). Неразвитые почвы пустынь малогумусные, карбонатные, сиалитные или феролитные по химическому составу. Поглотительная способность этих почв низкая и реакция их меняется в широком диапазоне: от кислой в местах скопления самородной серы до нейтральной при наличии легкорастворимых солей с натрием (1).
У растений пустынь есть целый ряд характерных приспособлений. Один из них (юкка коротколистная) могут сохнуть без всякого вреда для себя. Старые листья высыхают полностью и отмирают, но молодые, хотя они тоже высыхают и буреют, продолжают расти при очередном выпадении осадков.
Другие растения умеют уклонятся от воздействия засухи. Цикл развития, например калифорнийского мака, завершается в течение очень короткого промежутка времени, так что засушливые периоды (иногда несколько лет) растение переживает в виде семени. Интересно, что семена пустынных растений после первого дождя прорастают не все или частично. Это помогает выживанию вида.
Засухоустойчивость – самый распространенный способ защиты. Одни растения сбрасывают листья, у других развивается очень длинные корни, достающие влагу из глубин. У мескитового дерева, саксаулов и акаций корни уходят до 15 и даже 21 м. У некоторых пустынных растений, наоборот, развиваются обширная поверхностная корневая система, быстро усваивающая влагу кратковременных дождей и предутренней росы. У австралийской еж-травы очень длинные корни и листья покрыты препятствующей испарению жесткой кутикулой. У многих растений (амариллисовые тюльпаны и другие) отмирают наземные части и остаются лишь клубни и луковицы. Многие растения запасают избыток влаги в листьях, как элоэ, или в стеблях – кактусы. У кактусов и форма растения (цилиндрическая или шаровая) и редуцирование листьев в шипы, комочки и ворсинки предохраняют от травоядных животных и уменьшают испарение. На засоленных землях растут соляросы и солянки.