Зональные, интразональные и экстразональные типы биоценозов

Содержание.

Аннотация……………………………………………………………………………………..2

Введение……………………………………………………………………………………….3

Глава 1. Природные зоны. Зональное распределение живого покрова суши. Важнейшие градиенты среды………………………………………………………………………………4

Зональные типы биоценозов…………………………………………………………………7

Вертикальная зональность……………………………………………………………………22

Глава 2. Интразональные типы биоценозов…………………………………………...……24

Глава 3. Экстразональные типы биоценозов………………………………………………..30

Заключение…………………………………………………………………………………….31

Список литературы……………………………………………………………………………32

Аннотация.

В данной работе изучается непрерывность биоценотического покрова суши путем исследования зональных, интразональных и экстразональных биоценозов на основе анализа литературных данных.

Введение.

Целью данной работы является изучение непрерывности биоценотического покрова нашей планеты.

Задачами исследования являются:

1.       Изучение мозаичности и непрерывной смены биоценозов в пространстве в зависимости от совокупности внешних условий (количества солнечной энергии, климата, влажности, рельефа и т.д.) – т.е. изучение зональных биоценозов.

2.       Доказательство плавности и непрерывности переходов от одной зоны к другой на основе существования экстразональных биоценозов.

3.       Изучение существования интразональных биоценозов, не имеющих своей собственной зоны, и для которых характерны сходные условия местообитания в различных зонах.

Методом исследования является анализ литературных данных.

Глава 1.

Природные зоны

Расположение экологических сообществ на Земле носит ярко выраженную зональную структуру, связанную с изменением тепловых условий (прежде всего, потока солнечной энергии) на различных широтах. Природные зоны вытянуты в широтном направлении и сменяют друг друга при движении по меридиану. Собственная, высотная, зональность формируется в горных системах; в мировом же океане хорошо просматривается смена экологических сообществ с глубиной. Природные зоны тесно связаны с понятием ареала – области распространения данного вида организмов. Изучением закономерностей распределения биогеоценозов по поверхности Земли занимается биогеография. [4]

Рисунок 1.

Первичная продукция в различных природных зонах Земли

Зональное распределение живого покрова суши. Важнейшие градиенты среды

Распределение по земному шару биоценозов подчиняется закономерностям разного ранга. Оно зависит от изменения климатической обстановки (соотношение тепла и влаги) с севера на юг – эти объясняется существование природных зон, от окраин материка вглубь – за счет этого возникают провинциальные особенности в пределах зон, а также от сочетания горных пород, подстилающих почвы, определяющих сочетание биоценозов в каждом конкретном участке.

Зональное распределение экосистем подчиняется основному географическому закону – закону географической зональности. Для выявления закономерностей распределения экосистем на земной поверхности в связи с гидротермическими условиями (основные градиенты среды) используется несколько показателей. Наиболее распространен радиационный индекс сухости, предложенный М. И. Будыко:

,

где B – годовой радиационный баланс, r – годовая сумма осадков, L – скрытая теплота парообразования. Значениям IB от 1/3 до 1 соответствует распространение лесов (лесная зона), от 1 до 2-х – степная зона, от 2 до 3-х – пустыни и полупустыни. Сочетание показателей В и IB характеризует более точное содержание, т. е. по значениям радиационного баланса можно разделять леса на тропические и умеренного пояса, степи – на степи умеренного пояса и жаркие степи – саванны и т. д.

Еще одни показатель, широко используемый для уточнения зонального распределения экосистем – гидротермический коэффициент (ГТК) Г. Т. Селяниновой:

,

где R – количество осадков за период, когда t > 100C. Северная граница степей совпадает со значением ГТК = 1, пустынной – 0,5, широколиственных лесов – 1,5.

Основными показателями, интегрально отражающими структуру и функционирование экосистем и непосредственно зависящими от гидротермических условий, являются запасы фитомассы. [5]

Рисунок 2. Расположение основных биомов земного шара в осях влажности и температуры (по Риклефс, 1979).

Земная суша разделена на 13 основных широтных поясов: арктический и антарктический, субарктический и субантарктический, северный и южный умеренные, северный и южный субтропические, северный и южный тропические, северный и южный субэкваториальные, экваториальный. [4]

В пределах каждой природной зоны размещение экосистем контролируется почвенными и геоморфологическими условиями. В связи с этим используются такие понятия, как зональные, интразональные и экстразональные биоценозы.

Зональный биоценоз занимает типичные для данной зоны так называемые плакорные участки (плоские или слабоволнистые, слабонаклоненные, суглинистые, хорошо дренируемые поверхности в пределах междуречий).

Интразональные  и экстразональные биоценозы приурочены к специфическим местообитаниям, где экологические условия отличаются от местообитаний плакоров. Наличие таких ландшафтов обычно связано с повышенным грунтовым увлажением или с особыми эдафическими условиями. Интразональные ландшафты также зональны, но их зональность своеобразна (например, зональность болот в Западной Сибири).

Интразональные биоценозы нигде не образуют своей зоны, но включены в одну или несколько природных зон во внеплакорных условиях (например, пойменные луга, биоценозы болот).

Экстразональные биоценозы – участки зональных биоценозов виде островков, включенных в другие природные зоны во внеплакорных условиях (обычно на склонах определенной экспозиции). [1]

Зональные типы биоценозов.

Природная зона (греч. zone — пояс), физико-географическая зона — часть географического пояса с однородными климатическими условиями.

Природные зоны берут своё название от растительности, присущей им, и других географических особенностей. Зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от океанов вглубь континентов; имеют близкие условия температур и увлажнения, определяющие однородные почвы, растительность, животный мир и другие компоненты природной среды. Природные зоны — одна из ступеней физико-географического районирования. Природные зоны выражены на суше и в океане, где проявляются менее отчетливо. В пределах зоны по преобладанию ландшафтов того или иного типа выделяются физико-географические подзоны.

Рисунок 3. Природные зоны.

Рассмотрим основные биогеографические зоны суши.

Территорию вокруг полюсов охватывают холодные арктические (в Южном полушарии – антарктические) пустыни. [6]

1. Арктическая пустыня («Арктос» в переводе с греческого — медведь) — природная зона часть арктического географического пояса, бассейна Северного Ледовитого океана. Это самая северная из природных зон, характеризуется арктическим климатом. Пространства покрыты ледниками, щебнем и обломками камней.

Климат

Имеет низкие температуры воздуха зимой (до −60 °C), в среднем −30˚С в феврале и +3˚С в июле. Формируется не только в связи с низкими температурами высоких широт, но также в виду отражения тепла (альбедо) в светлое время от снега и льда. Годовая сумма атмосферных осадков до 400 мм. Климат в Арктике очень суровый. Ледяной и снежный покровы держатся почти весь год. Зимой здесь долгая полярная ночь (на 75° с. ш. — 98 суток; на 80° с. ш. — 127 суток; в районе полюса — полгода). Это очень суровое время года. Температура понижается до −40 °C и ниже, дуют сильные ураганные ветры, часты бураны. Летом — круглосуточное освещение, но тепла мало, почва не успевает полностью оттаять. Температура воздуха чуть выше О °С. Небо часто затянуто серыми облаками, идет дождь (нередко со снегом), из-за сильного испарения воды с поверхности океана образуются густые туманы (очень хорошо описан такой летний арктический день в книге Л. Лагина «Старик Хоттабыч»). Уже в августе столбик термометра не поднимается выше О °С. Весна и осень очень короткие. В эти сезоны наблюдается смена дня и ночи в течение суток.

Флора и фауна

Арктическая пустыня (англ. Arctic desert) практически лишена растительности: нет кустарников, лишайники и мхи не образуют сплошного покрова. Почвы, маломощные, с пятнистым (островным) распространением в основном только под растительностью, которая состоит из главным образом из осок, некоторых злаков, лишайников и мхов. Крайне медленная восстанавливаемость растительности. Фауна преимущественно морская: морж, тюлень, летом есть птичьи базары. Наземная фауна бедна: песец, белый медведь, лемминг.

Южнее арктических пустынь расположена тундра; в Южном полушарии тундра представлена лишь на некоторых субантарктических островах. [6]

2. Тундра — вид природных зон, лежащих за северными пределами лесной растительности, пространства с вечномёрзлой почвой, не заливаемой морскими или речными водами. Тундра находится севернее зоны тайги. По характеру поверхности тундры бывают болотистые, торфянистые, каменистые. Южную границу тундры принимают за начало Арктики.

Название происходит из саамского языка и означает «мёртвая земля».

Главная черта тундры — заболоченные низменности в условиях сурового климата, высокой относительной влажности, сильных ветров и многолетней мерзлоты. Растения в тундре прижимаются к поверхности почвы, образуя переплетающиеся побеги в виде подушки. Растительность арктической тундры преимущественно травянистая, осоко-пушицевая с подушкообразными формами полукустарничков и мхами в сырых западинках. Растительный покров не сомкнут, кустарников нет, широко развиты глинистые голые «медальоны» с микроскопическими водорослями и бугры мерзлотного пучения. Растительность средней, или типичной тундры преимущественно моховая. Вокруг озер осоко-пушицевые с небольшой примесью разнотравья и злаков. Появляются ползучие полярные ивы и карликовые березки, скрытые мхами. Южная — кустарниковая тундра особенно резко различна в долготном направлении. Южнее появляются небольшие деревца (например, карликовая берёза), и тундра сменяется лесотундрой.

Антарктическая тундра

Антарктическая тундра занимает часть Антарктического полуострова и острова в высоких широтах южного полушария (Южная Георгия и Южные Сандвичевы острова).

Климат

Тундра отличается очень суровым климатом (климат — субарктический), живут здесь только те растения и животные, которые выносят холод, сильные ветры, высокий снежный покров, вечную мерзлоту в почве и её неплодородие. В тундре довольно редко встречается крупная фауна. Зима продолжительная (5-6 месяцев) и холодная (до −50° С). Лето также относительно холодное, средняя температура июня около 12° С, с приходом лета оживает вся растительность. Летняя и осенняя тундра богата грибами и ягодами.

Животный и растительный мир

Растительность тундры составляют в первую очередь лишайники и мхи; встречающиеся покрытосеменные растения — невысокие травы (особенно из семейства Злаки), кустарники и кустарнички.

Дикие олени, лисицы, снежные бараны, волки, лемминги и зайцы-русаки — типичные обитатели российской тундры. А вот птиц не так и много: лапландский подорожник, белокрылая ржанка, краснозобый конёк, зуёк, пуночка, полярная сова и белая куропатка. В тундре полностью отсутствуют пресмыкающиеся, зато очень большое количество кровососущих насекомых. Реки и озёра богаты рыбой (нельма, чир, омуль, ряпушка и др.).

Южнее лесотундры начинаются леса умеренной зоны; сначала хвойные (тайга), затем – смешанные, и наконец, широколиственные (Южный умеренный пояс практически полностью покрывает мировой океан). Умеренные леса занимают громадные территории в Евразии и Северной Америке. Климат здесь уже значительно теплее, и видовое разнообразие больше в несколько раз, чем в тундре. На подзолистых почвах доминируют крупные деревья – сосна, ель, кедр, лиственница, южнее – дуб, бук, берёза. Среди животных распространены хищные (волк, лиса, медведь, рысь), копытные (олени, кабаны), певчие птицы, отдельные группы насекомых. [6]

3. Тайга — биом, характеризующийся преобладанием хвойных лесов и производящий основную массу свободного кислорода. Располагается в северной субарктической влажной географической зоне. Хвойные деревья составляют там основу растительной жизни. Для этой зоны также характерны болота, которые покрывают материковую часть Канады и северную Сибирь. По видовому составу различают светлохвойную (сосна обыкновенная, некоторые американские виды сосны, лиственницы сибирская и даурская) и более характерную и распространенную темнохвойную тайгу (ель, пихта, кедровая сосна). Древесные породы могут образовывать чистые (еловые, лиственничные) и смешанные (елово-пихтовые) древостои.

Тайга — самая большая по площади ландшафтная зона России. Её ширина в Европейской части достигает 800 километров, а в Западной и Восточной Сибири — 2150 километров. Таёжные зоны России стали формироваться ещё до наступления ледников. На территории России южная граница тайги начинается примерно на широте Санкт-Петербурга, тянется к верховьям Волги, севернее Москвы к Уралу, далее до Новосибирска, а затем до Хабаровска и Находки на Дальнем Востоке, где их сменяют смешанные леса. Вся Западная и Восточная Сибирь, большая часть Дальнего востока, горные массивы Урала, Алтая, Саян, Прибайкалья, Сихотэ-Алиня, Большого Хингана покрыты таёжными лесами.

В Европе таёжные леса занимают практически весь Скандинавский полуостров и Финляндию. В Северной Америке тайга простирается по границе США и Канады.

Флора

Тайге свойственно отсутствие или слабое развитие подлеска (так как в лесу мало света), а также однообразие травяно-кустарникового яруса и мохового покрова (зелёные мхи). Виды кустарников (можжевельник, жимолость, смородина, ива и др.), кустарничков (черника, брусника и др.) и трав (кислица, грушанка) немногочисленны как в Евразии, так и в Северной Америке. На севере Европы (Финляндия, Швеция, Норвегия, Россия) преобладают еловые леса, в Северной Америке (Канада) — еловые леса с примесью лиственницы канадской. Для тайги Урала характерны светлохвойные леса из сосны обыкновенной. В Сибири и на Дальнем Востоке господствует редкостойная лиственничная тайга с подлеском из кедрового стланика, рододендрона даурского и др.

Фауна

Животный мир тайги богаче и разнообразнее, чем животный мир тундры. Многочисленны и широко распространены: рысь, росомаха, бурундук, соболь, белка и др. Из копытных встречаются северный и благородный олени, лось, косуля; многочисленны грызуны: зайцы, бурозубки, мыши. Из птиц обычны: глухарь, рябчик, кедровка, клесты и др. Для тайги Северной Америки типичны американские виды тех же родов, что и в Евразии. В таёжном лесу по сравнению с лесотундрой благоприятнее условия для жизни животных. Здесь больше оседлых животных. Нигде в мире, кроме тайги, не водится столько пушных зверей. В зимний период подавляющее число видов беспозвоночных, все земноводные и пресмыкающиеся, а также некоторые виды млекопитающих погружаются в анабиоз и зимнюю спячку, снижается активность ряда других животных.

Характеристика почвы.

Дерново-подзолистая. Испаряемость 545 мм, осадки 550 мм, Средняя t° в июле 17°-20°С, зимой средняя t° января на западе -6° С, а на востоке -13° С. Увлажнённость достаточная. 1-6 % гумуса. [6]

4. Зона смешанных (хвойно-широколиственных) лесов — природная зона, характеризующаяся смешением хвойных и лиственных лесов. Условием для этого является возможность занятия ими специфических ниш в экологической системе леса. Как правило, о смешанных лесах принято говорить, когда примесь лиственных или хвойных деревьев составляет более чем 5 % от общего количества.

Зону умеренных лесов сменяют лесостепь и затем степь. Климат становится теплее и засушливее, среди почв наибольшее распространение получают чернозёмы и каштановые почвы. Преобладают злаки, среди животных – грызуны, хищные (волк, лисица, ласка), хищные птицы (орёл, ястреб), пресмыкающиеся (гадюки, полозы), жуки. Большой процент степей занят сельскохозяйственными угодьями. Степи распространены на Среднем западе США, на Украине, в Поволжье и Казахстане. [6]

5. Лесостепь — природная зона Северного полушария, характеризующиеся сочетанием лесных и степных участков. В Евразии лесостепи протягиваются сплошной полосой с запада на восток от восточных предгорий Карпат до Алтая. В России граница с лесной зоной проходит через такие города как Курск, Казань. Западнее и восточнее этой полосы непрерывное простирание лесостепи нарушено влиянием гор. Отдельные участки лесостепей располагаются в пределах Среднедунайской равнины, ряда межгорных котловин Южной Сибири, Северного Казахстана, в Монголии и на Дальнем Востоке, а также занимают часть равнины Сунляо на северо-востоке Китая. В Северной Америке лесостепи протягиваются с севера на юг, через Великие равнины, до 38° с. ш. Климат лесостепи умеренный, обычно с умеренно жарким летом и умеренно прохладной зимой. Испаряемость немного преобладает над осадками.

Растительный мир

Характерно сложное чередование на водоразделах живописных массивов лиственных лесов (реже хвойных боров) с участками разнотравных степей. В Европе и в европейской части России типичны светлые широколиственные леса из дуба (дубравы), бука, липы, каштана, ясеня и др. Встречаются также байрочные леса. В Сибири распространены островные мелколиственные березово-осиновые колки. К лесостепям относятся также в Северной Америке прерии, в Африке и Австралии — саванны.

Животный мир

В лесостепи нет особых, свойственных только ей видов животных. Степные виды (суслик, сурок, дрофа и др.) сочетаются и сосуществуют здесь с типично лесными представителями (белка, куница, лось). и тому подобное. [6]

6. Степь – природная зона, характеризующаяся континентальным типом климата, часто с суровой зимой и устойчивым снежным покровом. Осадки распределены относительно равномерно в течение года, лето, особенно во второй половине, засушливое. Степная растительность связана с черноземными и каштановыми почвами, характеризующимися высоким плодородием.

Растительность.

В составе растительных сообществ наиболее типичны ксерофильные дерновинные злаки, относящиеся к родам ковыль, овсяница и тонконог и являющиеся доминантами. Кроме злаков большую роль в сложении покрова степей играют многочисленные представители двудольных растений, так называемое, степное разнотравье. В составе степной растительности местами значительное участие принимают кустарники, иногда произрастающие группами. Это виды спиреи, степной вишни, можжевельника; в степях Монголии велика роль видов караганы, образующих своеобразные кустарниковые степи. Характерная особенность степных растений – наличие у многих из них глубоко проникающих и сильно разветвленных корневых систем, эффективно поглощающих влагу из почвы. В степных биоценозах запасы подземной фитомассы достигают больших величин.

Животный мир.

Животные степей приспосабливаются к довольно жесткому гидротермическому режиму. Большинство из них вынуждено ограничивать свою активность главным образом весенним, в меньшей степени – осенним периодами. В степях в основном преобладают мелкие позвоночные животные: ящерицы, змеи, грызуны, хищные птицы: пустельга, лунь, степной орел. Из хищников можно встретить волка, лисицу, ласку, степного хоря. [2]

Следующей за степью зоной является зона умеренных полупустынь и пустынь (Средняя и Центральная Азия, западная часть Северной Америки, Аргентина). Пустынный климат характеризуется малым количеством осадков, большими суточными колебаниями температуры. Водоёмы в пустынях, как правило, отсутствуют; лишь изредка пустыни пересекают крупные реки (Хуанхэ, Сырдарья, Амударья). Фауна отличается достаточным разнообразием, большинство видов приспособлено к обитанию в засушливых условиях

7. Полупустыня, или опустыненная степь — тип ландшафта, формирующийся в условиях аридного климата. Полупустыни характеризуются отсутствием лесов и специфичной растительностью и почвенным покровом. В полупустынях сочетаются элементы степных и пустынных ландшафтов.

Полупустыни встречаются в умеренных, субтропических и тропических поясах Земли и образуют природную зону, расположенную между степной зоной на севере и пустынной зоной на юге.

В умеренном поясе полупустыни расположены сплошной полосой с запада на восток Азии от Прикаспийской низменности до восточной границы Китая. В субтропиках полупустыни широко распространены на склонах плато, плоскогорий и нагорий (Анатолийское плоскогорье, Армянское нагорье, Иранское нагорье, Карру, Флиндерс, предгорья Анд, долины Скалистых гор и др.). В тропиках полупустыни занимают большие пространства, особенно в Африке: к югу от Сахары находится зона Сахель (Западная Африка), для которой характерны ландшафты опустыненной саванны.

Почвы полупустыни

Почвы, образующиеся в сухом и полусухом климате, богаты солями, так как атмосферные осадки малочисленны, и соли задерживаются в почве. Активное почвообразование возможно лишь там, где почвы получают дополнительную влагу из рек или подземных вод. По сравнению с атмосферными осадками, подземные и речные воды там гораздо солонее. Из-за высокой температуры велико испарение, в ходе которого почва высыхает, а растворённые в воде соли кристаллизуются. Высокое содержание солей обусловливает щелочную реакцию почвы, к которой растениям приходится приспосабливаться. Большинство культурных растений такие условия не переносит. Особенно вредны натриевые соли, так как натрий препятствует образованию зернистой структуры почвы. Вследствие этого почва превращается в плотную бесструктурную массу. Кроме того, избыток натрия в почве препятствует физиологическим процессам и питанию растений.

Растительность

Сильно разреженный растительный покров полупустыни часто предстает в виде мозаики, состоящей из многолетних ксерофитных трав, дерновинных злаков, солянок и полыней, а также эфемеров и эфемероидов. В Америке обычны суккуленты, главным образом кактусы. В Африке и Австралии типичны заросли ксерофитных кустарников (см. Скрэб) и редкостойные низкорослые деревья (акация, пальма дум, баобаб и др.).

Животный мир

Среди животных полупустыни особенно многочисленны зайцы, грызуны (суслики, тушканчики, песчанки, полевки, хомячки) и пресмыкающиеся; из копытных — антилопы, безоаровый козел, муфлон, кулан и др. Из мелких хищников повсеместно распространены: шакал, полосатая гиена, каракал, степная кошка, лисица-фенек и др. Довольно разнообразны птицы. Много насекомых и паукообразных (каракурт, скорпионы, фаланги). [6]

8. Пустыня — тип ландшафта, характеризующийся равнинной поверхностью, разреженностью или отсутствием флоры и специфической фауной.

Различают песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые пустыни. Отдельно выделяют снежные пустыни (в Антарктиде и Арктике — арктическая пустыня). Самая известная пустыня — Сахара, занимающая всю северную часть африканского континента. Близки к пустыням полупустыни (опустыненные степи), также относящиеся к экстремальным ландшафтам.

Всего пустыни занимают более 16,5 млн. км² (без учёта Антарктиды), или около 11% поверхности суши. С Антарктидой более 20%.

Общая характеристика

Пустыни распространены в умеренном поясе Северного полушария, субтропических и тропических поясах Северного и Южного полушарий. Характеризуются условиями увлажнения (годовая сумма осадков меньше 200 мм,в экстрааридных районах — менее 50 мм, а в некоторых пустынях осадков нет десятки лет; коэффициент увлажнения, отражающий соотношение осадков и испаряемости, — 0—0,15). В рельефе — сложное сочетание нагорий, мелкосопочника и островных гор со структурными пластовыми равнинами, древними речными долинами и замкнутыми озёрными впадинами. Эрозионный тип рельефообразования сильно ослаблен, широко распространены эоловые формы рельефа. Большей частью территория пустынь бессточна, иногда их пересекают транзитные реки (Сырдарья, Амударья, Нил, Хуанхэ и другие); много пересыхающих озёр и рек, часто меняющих свои очертания и размеры (Лобнор, Чад, Эйр), характерны периодически пересыхающие водотоки. Грунтовые воды часто минерализованы. Почвы развиты слабо, характеризуются преобладанием в почвенном растворе водно-растворимых солей над органическими веществами, обычны солевые коры. Растительный покров разрежен (расстояние между соседними растениями от нескольких десятков см до нескольких метров и более) и покрывает обычно менее 50 % поверхности почвы; в экстрааридных условиях практически отсутствует.