Материал: Основные биомы суши
Особый вид дюн носит название барханов. Они имеют серповидную форму, с крутым и высоким подветренным склоном и вытянутыми в направлении ветра заострёнными «рогами». Во всех районах распространения дюнного рельефа наблюдается множество впадин неправильной формы. Некоторые из них созданы вихревыми потоками воздуха, другие образовались просто в результате неравномерного отложения песка.
Классификация пустынь:
По характеру почв и грунтов:
− песчаные − на рыхлых отложениях древнеаллювиальных равнин;
− лёссовые − на лёссовых отложениях подгорных равнин;
− суглинистые − на слабокарбонатных покровных суглинках равнин;
− глинистые такыровые − на подгорных равнинах и в древних дельтах рек;
− глинистые − на низкогорьях, сложенных соленосными мергелями и глинами;
− галечные и песчано-галечные − на гипсированных плато и подгорных равнинах;
− щебнистые гипсированные − на платах и молодых подгорных равнинах;
− каменистые − на низкогорьях и мелкосопочниках;
− солончаковые − в засоленных понижениях рельефа и по морским побережьям.
По динамике выпадения осадков:
− береговые − развиваются там, где к жарким побережьям подходят холодные морские течения (Намиб, Атакама): осадков почти нет; жизни, соответственно, тоже;
− центральноазиатского типа (Гоби, Бетпак-Дала): темп выпадения осадков примерно постоянен в течение года, поэтому жизнь тут есть весь год, но едва теплится;
− средиземноморского типа (Сахара, Кара-Кумы, Большая Песчаная
пустыня в Австралии): здесь осадков столько же, что и в предыдущем типе, но
только все они выливаются разом, за две-три недели; тут происходит краткий и
бурный расцвет жизни (разнообразные эфемеры), которая затем переходит в
латентное состояние до следующего года [4].
2.4 Растительность
Видовой состав растительности пустынь весьма своеобразен. Нередко наблюдается частая смена растительных группировок, их комплексность, что обусловлено строением поверхности пустынь, разнообразием почвенных грунтов, часто меняющимися условиями увлажнения. Наряду с этим в характере распределения и экологии пустынной растительности разных континентов много общих черт, возникающих у растений в сходных условиях обитания: сильная разреженность, бедный видовой состав, прослеживающееся иногда на больших пространствах.
Для внутриматериковых пустынь умеренных поясов типичны виды растений склерофильного типа, в том числе безлистные кустарники и полукустарники (саксаул, джузгун, эфедра, солянка, полынь и др.). Важное место в фитоценозах южной подзоны пустынь этого типа занимают травянистые растения − эфемеры и эфемероиды.
В субтропических и тропических внутриматериковых пустынях Африки и Аравии также преобладают ксерофильные кустарники и многолетние травы, но здесь появляются и суккуленты. Совсем лишены растительности массивы барханных песков и площади, покрытые солевой коркой.
Богаче растительный покров субтропических пустынь Северной Америки и Австралии (по обилию растительной массы они стоят ближе к пустыням Средней Азии) − участков, лишённых растительности, здесь почти нет. По глинистым понижениям между грядами песков преобладают низкорослая акация и эвкалипты; для галечно-щебнистой пустыни характерны полукустарниковые солянки − лебеда, прутняк и др. В субтропических и тропических приокеанических пустынях (Западная Сахара, Намиб, Атакама, Калифорния, Мексика) господствуют растения суккулентного типа (рисунок 5).
На солончаках пустынь умеренного, субтропического и тропического поясов много общих видов. Это − галофильные и суккулентные полукустарники и кустарники (тамарикс, селитрянка и др.) и однолетние солянки (солянка, сведа и др.).
Рисунок 5 - Акация [15]
Значительно отличаются от основной растительности пустынь фитоценозы
оазисов, тугаев, крупных речных долин и дельт. Для долин пустынно-умеренного
пояса Азии характерны заросли листопадных деревьев − туранговый тополь,
джида, ива, карагач; для долин рек субтропических и тропических поясов −
вечнозелёные растения (пальма, олеандр).
2.5 Животный мир
Условия существования в пустынях очень суровы: отсутствие воды, сухость воздуха, сильная инсоляция, зимние морозы при очень малом снежном покрове или его отсутствии. Поэтому здесь обитают главным образом специализированные формы (с приспособлениями как морфофизиологическими, так и в образе жизни и поведении).
Для пустынь характерны быстро передвигающиеся животные, что связано с
поисками воды (водопои удалены) и корма (травяной покров разреженный), a также
с защитой от преследования хищниками (укрытия отсутствуют). В связи с
необходимостью укрытия от врагов и суровыми климатическими условиями у ряда
животных сильно развиты приспособления для рытья в песке (щётки из удлинённых
упругих волос, шипики и щетинки на ногах, служащие для отгребания и
отбрасывания песка; резцы, a также острые коготки на передних лапках у грызунов).
Они сооружают подземные убежища (норы), часто очень большие, глубокие и сложные
(большая песчанка), или способны быстро закапываться в рыхлый песок (ящерицы
круглоголовки, некоторые насекомые). Имеются быстро бегающие формы (особенно
копытные). Многие пустынные пресмыкающиеся (ящерицы и змеи) также способны
очень быстро передвигаться (рисунок 6).
Рисунок 6 - Пресмыкающиеся пустынь [15]
Фауне пустынь присуща покровительственная «пустынная» окраска − жёлтые, светло-бурые и серые тона, что делает многих животных малозаметными. Большая часть пустынная фауны летом ведёт ночной образ жизни. Некоторые впадают в спячку, причём у отдельных видов например у сусликов, она начинается в разгар зноя (летняя спячка, непосредственно переходящая в зимнюю) и связана с выгоранием растений и недостатком влаги. Дефицит влаги, особенно питьевой воды, − одна из главных трудностей в жизни обитателей пустыни. Одни из них пьют регулярно и много и в связи с этим передвигаются в поисках воды на значительные расстояния (рябки) или на сухое время года переселяются ближе к воде (копытные). Другие пользуются водопоем редко или совсем не пьют, ограничиваясь влагой, получаемой из пищи. Значительную роль в водном балансе многих представителей пустынной фауны играет метаболическая вода, образующаяся в процессе обмена веществ (большие запасы накопленного жира).
Пустынная фауна характеризуется относительно большим числом видов
млекопитающих (главным образом грызуны, копытные), пресмыкающихся (особенно ящериц,
агам и варанов), насекомых (двукрылых, перепончатокрылых, прямокрылых) и
паукообразных.
2.6 Тепловые адаптации
Мембраны, проницаемые для кислорода и углекислого газа, пропускают также и водяной пар. Воздух, насыщенный водяным паром, соприкасаясь с любой фотосинтезирующей или респираторной поверхностью, неизбежно теряет некоторое количество влаги. Таким образом, одно из назначений транспирации − уменьшение теплового стресса, которое находится в противоречии с необходимостью сохранять воду. В Сахаре, где остро ощущается нехватка воды, противоречия между этими двумя несовместимыми требованиями почти всегда решаются в пользу сохранения воды. Соответственно все мелкие животные избегают чрезмерного перегрева благодаря особенностям своего поведения, а крупные млекопитающие − верблюды, газели, канны, ориксы и антилопы-мендес, а также страусы, которые свой избыток тепла, накопленного в течение дня, расходуют ночью. Напротив, ксерофитные растения, не способные избежать чрезмерной инсоляции, выживают за счет мощной корневой системы, позволяющей усилить извлечение воды. У суккулентов такая поверхностная корневая система находится обычно на глубине 3-4 см от поверхности почвы, что позволяет растениям максимально использовать каждую каплю дождя, даже если вода не проникнет в землю на большую глубину. С другой стороны, несуккулентные пустынные многолетники часто имеют необычайно мощные стержневые корни, которые, например, у акаций уходят на глубину более 15 м и достигают зеркала грунтовых вод под поверхностью пустыни.
Подобно тому, как корни растений способны поглощать воду из влажной почвы, так многие паукообразные пустынь умеют извлекать влагу из сырого песка. Некоторые членистоногие также демонстрируют свое естественное превосходство, извлекая влагу из ненасыщенного воздуха. В их число входят разные виды клещей, щетинохвостки, сеноеды, блохи и некоторые другие бескрылые насекомые. Взрослые жуки (в отличие от их личинок) и термиты, по-видимому, не наделены этой полезной способностью. Но и при этом ни одно из названных животных не может пренебречь эффектом охлаждения от испарения в целях терморегуляции.
Большинство животных, активных в дневное время, прячутся от полуденного зноя в тень или ориентируют свое тело так, чтобы под солнечными лучами находилась как можно меньшая его часть. В этом отношении у саранчи, ящериц и верблюдов реакция на тепловой стресс сходна с реакцией увядающих растений, у которых листья поникают так, что лучи солнца падают на их поверхность уже не под прямым углом.
Подобно тому, как многие пустынные растения и животные способны переносить крайнее обезвоживание, точно так они могут выдерживать необычно высокие температуры, которые были бы смертельны для родственных им видов из более влажных районов. Гипертермию переносят, как уже упоминалось, не только крупные теплокровные животные, но и многие членистоногие, выдерживающие крайне высокие температуры в течение суток и более при очень низкой влажности воздуха. Для примера можно назвать сольпугу, которая переносит температуру 50°С , скорпиона − 47°С и многочисленных жуков-чернотелок, выдерживающих температуру до 45 °С.
Более мелкие животные не могут позволить себе расходовать воду на
охлаждение путем испарения, но обычно им этого и не нужно, поскольку они
спасаются от полуденного зноя, прячась в тенистые места или прохладные норы.
Пустынные грызуны не способны к потоотделению, но имеют «аварийный»
терморегуляторный механизм и в ответ на тепловой стресс выделяют обильную
слюну. Она смачивает мех на нижней челюсти и горле, принося временное
облегчение, когда температура тела приближается к критической. Некоторые
рептилии, особенно черепахи, тоже выделяют слюну для терморегуляции. Помимо
этого, когда температура тела становится слишком высокой, черепахи выделяют
мочу, стекающую на задние ноги. Натуралисты долго не могли понять назначение
огромного мочевого пузыря у пустынных черепах. Теперь ответ известен: моча
запасается не только в целях защиты от врагов, но и для экстренного охлаждения
тела [5].
2.7 Экологические проблемы
Одной из самых серьёзных экологических проблем сегодня является
глобальная проблема опустынивания. Главной причиной опустынивания становится
сельскохозяйственная деятельность человека. При вспашке полей огромное
количество частиц плодородного слоя почвы поднимается в воздух, рассеивается,
сносится с полей потоками воды и осаждается в других местах в огромных
количествах. Разрушение верхнего плодородного слоя почвы под действием ветра и
воды процесс естественный, однако, он многократно ускоряется и усиливается при
распахивании больших территорий и в тех случаях, когда земледельцы не оставляют
поля "под пары", то есть не дают земле "отдыхать".
Естественные пустыни и полупустыни занимают около одной трети всей поверхности
земли. На этих территориях проживает около 15% всего населения планеты. В
пустынях крайне засушливый континентальный климат, обычно там выпадает не более
165 мм осадков в год, а испарение намного превышает естественное увлажнение.
Наиболее обширные пустыни расположены по обе стороны экватора, а также в
Средней Азии и Казахстане. Пустыни − естественные образования, имеющие
определённое значение для общего экологического баланса планеты. Однако, в
результате интенсивной антропогенной деятельности в последней четверти XX века
появилось ещё более 9 млн. км2 пустынь, их территории охватили около
43% от общей поверхности земной суши. При опустынивании территорий происходит
деградация всей природной системы жизнеобеспечения. Людям, проживающим на этих
территориях, для выживания необходима либо внешняя помощь, либо переселение в
другие более благополучные районы. По этой причине с каждым годом в мире
увеличивается количество экологических беженцев. Процесс опустынивания обычно
вызван совокупными действиями человека и природы. Особенно губительно
опустынивание в аридных районах, ведь экосистема этих регионов и так достаточно
хрупкая и легко разрушаемая. Без того скудная растительность уничтожается из-за
массового выпаса скота, интенсивной вырубки деревьев, кустарников, распашки
малопригодных для земледелия почв и другой хозяйственной деятельности,
нарушающей зыбкое природное равновесие. Всё это усиливает действие ветровой
эрозии. При этом значительно нарушается водный баланс, понижается уровень
грунтовых вод, пересыхают колодцы. В процессе опустынивания разрушается
структура почвы, усиливается насыщение почвы минеральными солями. Опустынивание
и истощение земель может возникнуть в любой климатической зоне в результате
разрушения природной системы. В аридных районах дополнительной причиной
опустынивания становится засуха. Благодаря удалённости от цивилизационного
прогресса и устойчивой климатической, пустыни сохранили уникальные
экологические системы. В некоторых странах участки пустынь включены в состав
национальных заповедников. С другой стороны, человеческая деятельность вблизи
пустынь (вырубка леса, перекрытие рек) привела к их расширению. Опустынивание −
один из самых грозных, глобальных и быстротечных процессов современности. В
90-х годах опустынивание стало угрожать 3,6 млн. га наиболее засушливых земель.
Опустынивание может происходить в разных климатических условиях, но особенно
бурно оно протекает в жарких, засушливых районах. В XX веке стали
предприниматься попытки остановить опустынивание методом озеленения,
строительства водопроводов и каналов. Тем не менее, опустынивание остаётся одной
из наиболее острых экологических проблем в мире [6].
биом растительный животный экосистема
3. Интразональные биомы
Существуют различные условия, отличающиеся от плакорных, в первую очередь
в равнинах рек и озер, на склонах. Подобные условия называют интразональными.
Интразональные группировки в одной зоне не образуют зональных (плакорных)
биоценозов. Интразональные биоценозы свойственны не одному, а нескольким, и
даже всем зонам земного шара (болота, луга, мангровые заросли и так далее).
Примерами интразональных сообществ могут служить сообщества верховых болот и
сосняков на песчаных почвах в лесной зоне, солончаков и солонцов в степной и
пустынной зонах, луговые сообщества пойм. Следовательно, под интразональными
понимаются сообщества, распространенные в одной или нескольких зонах на
отдельных участках [7].
3.1 Пойменные луга
Пойменный луг − луг, расположенный в пойме реки, ежегодно затопляемой весенними полыми водами. Пойменные луга флористически беднее других типов лугов из-за отбирающего воздействия половодья, широко распространены в лесостепной зоне. Встречаются пойменные луга во всех зонах и занимают 25 млн. га, из которых под сенокосами находится 14 млн. га и под пастбищами 11 млн. га. В благоприятных условиях пойменного режима при периодических увлажнениях и в результате наноса наилка на пойменных лугах обычно создаются хорошие условия для развития травянистой растительности. Почвы хотя и отличаются разнообразием в зависимости от природной зоны, а также от места нахождения в самой пойме (прирусловая часть, центральная пойма, притеррасная часть), но все они более плодородные, обладают хорошей аэрацией, рыхлые. По длительности затопления пойменные луга делятся на кратко пойменные, средне пойменные и долго пойменные.
Кратко пойменные луга заливаются водой на срок до 15 дней. Встречаются почти во всех зонах России по долинам мелких рек и больших рек с высоким уровнем.
Средне пойменные (умеренно пойменные) луга заливаются водой на срок от 15 до 25 дней. Встречаются во всех зонах и занимают преимущественно поймы больших рек.
Долго пойменные луга заливаются водой на срок от 25 и более дней. Распространены во всех зонах СНГ и обычно занимают поймы крупных рек. Большинство долго пойменных пастбищ используется в незначительной степени, так как находятся они в тундре, в низовьях больших сибирских рек − Печоры, Оби, Енисея, Лены и др. Длительность затопления очень важный фактор в формировании травостоев. Существуют растения малоустойчивые, среднеустойчивые и длительно устойчивые к затоплению. Они могут служить примерами растений, встречающихся на пойменных лугах с различной длительностью затопления, т.е. соответственно кратко пойменных, средне пойменных и долго пойменных. Следует отметить, что большинство ценных трав редко выдерживает длительное затопление и только очень немногие из них (костер безостый, пырей ползучий, канареечник тростниковидный, чина болотная, манник обыкновенный) выдерживают затопление более 40-50 дней.