Вторичная сукцессия: зарастание таежной гари.

Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д.) другим на определённом участке среды во времени. Вторичные: В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она — осиной; в сухом климате преобладаетвейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет.

 

Почва как компонент экосистемы. Основные виды почвенных горизонтов. Примеры типов почв.

Почва (определение по — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия.

Впервые почву стал рассматривать как динамическую, а не инертную среду В.В. Докучаев. Он выявил пять главных почвообразуюших факторов, к которым относятся климат, геологическая основа (материнская порода), топография (рельеф), живые организмы и время.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 - 60 % общего состава почвы), органическое вещество (до 10 %), воздух (15 - 25 %) и вода (25 - 35 %). Кроме того, имеются и живые организмы.

Минеральная основа. Минеральный скелет почвы - это неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате ее выветривания. Физическое и химическое разрушение материнской породы под влиянием климата и в меньшей степени живых организмов называется выветриванием. Наиболее важные факторы, вызывающие выветривание - это вода и температурные колебания, поэтому роль климата удобнее рассматривать на иримере именно этих факторов.

Почвенный горизонт — это один из нескольких однородных слоёв почвы, составляющих почвенный профиль и различающихся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам.

Почвенный горизонт[1] — специфический слой почвенного профиля, образовавшийся в результате воздействия почвообразовательных процессов.

[2]Почвенные горизонты образуются при формировании почв. Они составляют почвенный профиль — вертикальный разрез почвы. На рисунке сверху вниз горизонты обозначены латинскими буквами:

A0 — лесная подстилка.

А1 — горизонт перегноя (гумусовый), образуется при накоплении остатков растений и животных и преобразовании их в гумус. Окраска перегнойного горизонта тёмная. Книзу он светлеет, так как содержание гумуса в нём уменьшается.

А2 — горизонт вымывания, залегает под перегнойным. Его можно определить по смене тёмной окраски на светлую. У подзолистых почв окраска этого горизонта почти белая из-за интенсивного вымывания частиц гумуса. В таких почвах горизонт перегноя отсутствует. Горизонты вымывания бедны питательными веществами. Почвы, в которых эти горизонты развиты, обладают низким плодородием.

В — горизонт вмывания, наиболее плотный, обогащённый глинистыми частицами. Окраска его различна. У некоторых типов почв он коричневато-чёрный из-за примеси гумуса. Если этот горизонт обогащён соединениями железа алюминия, то становится бурым. В почвахлесостепей и степей горизонт В мучнисто-белого цвета из-за высокого содержания кальция, часто в виде шаробразных конкреций.

С — материнская горная порода.

ТИПЫ ПОЧВ. Природные зоны, сменяющие друг друга от полюсов к экватору, различаются по типам почв.

Первым ученым, классифицировавшим почвы, был Докучаев. На территории России встречаются следующие типы почв: подзолистые почвы, тундровые глеевые почвы, арктические почвы, мерзлотно-таежные, серые и бурые лесные почвы и каштановые почвы.

Тундровые глеевые почвы находятся на равнинах. Образуются без особого влияния на них растительности. Эти почвы находятся в областях, где есть многолетняя мерзлота (в Северном полушарии).

Арктические почвы получаются в результате оттаивания вечной мерзлоты. Такая почва довольно тонкая. Максимальный слой гумуса (плодородного слоя) составляет 1-2 см. У этого типа почв низкая кислая среда. Почва эта не восстанавливается из-за сурового климата.

Подзолистые почвы распространены в лесах. В почве всего 1-4% гумуса. Подзолистые почвы получаются благодаря процессу подзолообразования. Происходит реакция с кислотой. Именно поэтому этот тип почвы еще называется кислый.

Мерзлотно-таежные почвы образовывались в лесах, в условиях вечной мерзлоты. Они находятся только в условиях континентального климата. Самые большие глубины этих почв не превышают 1 метра. Это вызвано близостью от поверхности вечной мерзлоты. Содержание гумуса всего 3-10%. Как подвид, существуют горные мерзлотно-таежные почвы. Они образуются в тайге на горных породах, которые покрываются льдом только зимой.

 

Серые лесные почвы образуются на территории лесов. Непременным условием для формирования таких почв является наличие континентального климата. Лиственных лесов и травяной растительности. Места образования содержат необходимый для такой почвы элемент – кальций. Благодаря этому элементу вода не проникает вглубь почв и не размывает их. Эти почвы серого цвета. Содержание гумуса в серых лесных почвах составляет 2-8 процентов, то есть плодородность почв средняя. Серые лесные почвы разделяются на серые, светло-серые, а также темно-серые.

 

Бурые лесные почвы распространены в лесах: смешанных, хвойных и широколистных. Эти почвы есть только в условиях умеренного теплого климата. Цвет почвы бурый. Обычно бурые почвы выглядят так: на поверхности земли слой опавшей листвы, около 5 см высотой. Далее идет плодородный слой, который составляет 20, а иногда 30 см. Еще ниже следует слой глины в 15-40 см. Бурых почв бывает несколько подтипов. Подтипы варьируются в зависимости от температур. Выделяют: типичные, оподзоленные, глеевые (поверхностно глеевые и псевдоподзолистые).

 

Каштановые почвы распространены в степях и полупустынях. Плодородный слой таких почв составляет 1,5-4,5%. Что говорит средней плодородности почвы. Эта почва имеет каштановый, светло-каштановый и темно-каштановый цвет.

Есть небольшие различия почвы и в химическом составе каштановой почвы. Разделение на глинистую, песчаную, супесчаную, легкосуглинистую, среднесуглинистую и тяжелосуглинистую. В каждой из них незначительно отличающийся химический состав. Химический состав каштановой почвы разнообразен. В почве есть магний, кальций, растворимые в воде соли. Каштановая почва имеет свойство быстро восстанавливаться. Ее толщина поддерживается ежегодно опадающей травой и листьями редких в степи деревьев. На ней можно получать неплохие урожаи, при условии, если есть много влаги. Ведь степи обычно засушливы.

 

 

50. Почва как компонент экосистемы. Основные виды почвенных горизонтов. Примеры типов почв.

По Г. Добровольскому (1979), «почвой следует называть поверхностный слой земного шара, обладающий плодородием, характеризующийся органо-минеральным составом и особым, только ему присущим профильным типом строения. Почва возникла и развивается в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии, растительных и животных организмов. Свойства почвы отражают местные особенности природных условий». Таким образом, свойства почвы в своей совокупности создают определенный экологический режим ее, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50 — 60\% общего состава почвы), органическое вещество (до 10\%), воздух (15 —25\%) и вода (25—35\%).
В почве, как правило, выделяют три основных горизонта, различающиеся по морфологическим и химическим свойствам: 1. Верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт, в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз. 2. Горизонт вымывания, или иллювиальный, где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества. 3. Материнскую породу или горизонт, материал которой преобразуется в почву. В пределах каждого горизонта выделяют более дробные слои, также сильно различающиеся по свойствам

Для почвенного питания растений исключительно важен солевой режим почвы, характеризующийся содержанием и доступностью в почвенном растворе солей элементов, необходимых для жизнедеятельности растений (азота, калия, фосфора, кальция, серы, железа и др.) Растения, животные и микроорганизмы, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и со средой обитания. Данные взаимоотношения сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, жиры и белки. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы. В среднем почва содержит 2 — 3 кг/м2 живых растений и животных, или 20 — 30 т/га. При этом в умеренном климатическом поясе корни растений составляют 15т (на 1 га), насекомые — 1 т, дождевые черви — 500 кг, нематоды — 50кг, ракообразные—40 кг, улитки, слизни—20кг, змеи, грызуны — 20 кг, бактерии — Зт, грибы — Зт, актиномицеты — 1,5 т, простейшие — 100 кг, водоросли — 100 кг. Несмотря на неоднородность экологических условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для подвижных организмов. Крупный градиент температур и влажности в почвенном профиле позволяет почвенным животным путем незначительных перемещений обеспечить себе подходящую экологическую обстановку.По степени связи с почвой как средой обитания животных объединяют в три экологические группы: геобионты, геофилы и геоксены. Геобионты — животные, постоянно обитающие в почве. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Геофилы — животные, часть цикла развития которых (чаще одна из фаз) обязательно проходит в почве.
Типы почв: Песчаные почвы состоят, по сути, только из песка, пыли, очень незначительной примеси глины. При намокании не образуется связанной структуры. Смесь распадается, легко пропускает воду, также легко нагревается или остывает. Не обладает никакими плодородными свойствами.

Супесчаные почвы состоят из песка, пыли и чуть большего примеси глины. При намокании, в целом не образует связанной структуры, но в отличие от песчаника можно обнаружить небольшие включения намокших комочков глины — шнуры. Также смесь легко распадается, пропускает воду, нагревается или отдает тепло. Не обладает плодородными свойствами, но они все-таки отличаются от песчаных, более медленной отдачей влаги и тепла, поэтому пригодны для выращивания садовых и огородных культур, при условии внесения минеральных и органических удобрений.

Глинистые почвы содержат в основном только глину, в сухом состоянии образуют плотную, твердую массу, это свойство позволяет использовать глину в изготовлении строительных материалов или, например, посуды. При измельчении образуется пыль, при намокании образуется кашицеобразная масса. Увлажненная глина очень пластична, из нее можно слепить любую поделку и она будет держать форму.

Суглинистые почвы содержат, помимо глины, некоторое количество песка, поэтому если попытаться из намокшего суглинка что либо слепить, изделие растрескается, и сломается. Легкий суглинок не обладает пластичностью совсем, поэтому из него невозможно скатать шнур и завернуть его в кольцо. Из тяжелого суглинка шнур получится, но при попытке его завернуть его кольцом, он разломится на части.

Суглинки подходят для выращивания многих культур, т.к. они и питательны, содержат много полезных веществ, достаточно влагоемки, хорошо сохраняют тепло. Под растения, выращиваемые на этих почвах необходимо вносить компост, и мульчировать.

Торфяно-болотные почвы состоят из полуразложившихся органических остатков. Процесс переработки органики происходит в условиях повышенной влажности, в болотистой местности. Торфяники бывают низинные, переходные и верховные.
Наиболее благоприятными для выращивания садовых растений являются низинные и переходные торфяники, они более плодородны, чем верховой торф и состоят из более разложившегося органического вещества.

В таких почвах достаточно высокое содержание азота, который, однако, часто находится в малодоступной для растений форме. Но в них мало фосфора и калия, они имеют нейтральную или слабокислую реакцию, хорошо задерживают влагу

51. Характеристика биома тундр. Растения, животные, физический субстрат и климат находятся в постоянном взаимодействии между собой. В результате этого в местах обитания формируются крупные комплексы (совокупности) организмов, получившие название биомов.Различают наземные, морские и пресноводные биомы. Каждый из наземных биомов характеризуется определенным набором растительности (деревья, кустарники, травы и т. д.), с которой связаны живущие в этих местообитаниях животные. Биомами являются тундра, хвойные леса, лиственные леса, влажный тропический лес, степь, чаппараль, пустыня. В одном биоме может обитать одно или несколько сообществ животных и растений, причем видовое разнообразие сообществ зависит от его возраста, климата, продуктивности и др.

Для биомов, населяющих местообитания, характерна определенная климаксная растительность и определенные виды животных. Между обоими компонентами (группировками) биома существует тесная связь.

Сообщества тундры развиваются в условиях короткого и прохладного вегетационного периода и низкой температуры почв. Характерна высокая относительная влажность воздуха, преобладание осадков над испарением. Существенное значение для живых организмов имеют колебания температуры. Во все месяцы вегетационного периода минимальные температуры могут быть ниже нуля.

Важнейшим экологическим фактором в условиях тундры является снежный покров, защищающий зимой от низких температур и сильных ветров. Высота растений часто определяется мощностью снежного покрова. Повсеместное распространение вечной мерзлоты обусловливает формирование криогенных нано-, микро- и мезоформ рельефа, а также широкое распространение процессов заболачивания в термокарстовых понижениях.

Растительность. Тундровые растения — криофиты — приспособлены к короткому и прохладному вегетационному периоду и низкой температуре почв.
В тундре велико фитоценотическое значение лишайников и особенно мхов, зачастую являющихся эдификаторами сообществ. Сплошной моховой покров в условиях тундры существенно влияет на температурный режим почв и глубину сезонного протаивания и, следовательно, — на условия обитания других растений.

Одним из основных признаков сообществ тундры является их полидоминантность.

Один из важнейших признаков тундр — их безлесье. Между зоной бореальных хвойных лесов и безлесной тундрой лежит переходная по характеру полоса, в пределах которой лесные и тундровые сообщества тесно контактируют друг с другом. Это зона лесотундры. Весь комплекс экологических условий в тундре неблагоприятен для развития древесных пород. Недостаток летнего тепла, короткий вегетационный период, иссушающее действие ветров — причины, снижающие рост и замедляющие развитие древесных пород, уменьшающие их конкурентную способность по сравнению с тундровыми растениями.

Животное население. Экологические условия обитания животных в тундрах можно с полным основанием назвать экстремальными. Низкие температуры воздуха, длительная зима с многосуточной полярной ночью, наличие подпочвенного слоя вечной мерзлоты, ограничивающего распространение живых организмов в почве на глубину всего в несколько десятков сантиметров, — все это обусловливает бедность видового состава и сравнительную простоту структуры животного населения тундр.

Подавляющее большинство животных в тундрах активны лишь в течение нескольких летних месяцев, а больше половины года находятся в состоянии анабиоза (все беспозвоночные), спячки (сурки, суслики) или покидают пределы тундры, мигрируя в более южные широты (почти все птицы, многие млекопитающие). Лишь немногие животные способны вести активную жизнь в тундре в течение круглого года: лемминги, некоторые полевки, отчасти северные олени, зайцы-беляки, песцы, белые куропатки, волки, полярные совы.

Характеристика биома тайги.

Тайга́ — биом, характеризующийся преобладанием хвойных лесов (бореальных видов ели, пихты, лиственницы, сосны, в том числе кедровой).

Тайга располагается в северной субарктической влажной географической зоне. Хвойные деревья составляют основу растительной жизни. Для этой зоны также характерны болота, которые покрывают материковую часть Канады и северную Сибирь.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.

В Европе таёжные леса занимают практически весь Скандинавский полуостров и Финляндию. В России южная граница тайги начинается примерно на широте Санкт-Петербурга, тянется к верховьям Волги, севернее Москвы к Уралу, далее доНовосибирска, а затем до Хабаровска и Находки на Дальнем Востоке, где их сменяют смешанные леса. Вся Западная иВосточная Сибирь, большая часть Дальнего востока, горные массивы Урала, Алтая, Саян, Прибайкалья, Сихотэ-Алиня, Большого Хингана покрыты таёжными лесами.

Тайга делится (в направлении от юга на север) на три подзоны по характеру растительности: южную, среднюю и северную тайгу. В северной тайге доминируют низкорослые и разряженные ели и сосны, в средней тайге растут в основном ельники-черничники. Растительность южной тайги значительно более разнообразна.

Крайняя южная граница тайги находится на 42-ой параллели (северная часть острова Хоккайдо в Японии), крайняя северная — вплоть до 72-ой параллели (Таймыр). По широтной протяжённости это одна из наиболее протяжённых климатических зон мира.

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 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 другое.

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 олень, лось, косуля; многочисленны зайцы, бурозубки, грызуны: мыши, полёвки, белки и летяги. Из птиц обычны: глухарь,обыкновенный 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.

По видовому составу различают светлохвойную (сосна обыкновенная, некоторые американские виды сосны, лиственницы сибирская и даурская) и более характерную и распространённую темнохвойную тайгу (ель, пихта, кедровая сосна). Древесные породы могут образовывать чистые (еловые, лиственничные) и смешанные (елово-пихтовые) древостои.

Почва как правило дерново-подзолистая. Увлажнённость достаточная. 1-6 % гумуса.

Испаряемость 545 мм, осадки 550 мм, средняя t° в июле 17°-20 °C, зимой средняя t° января на западе −6 °C, а на востоке −13 °C