Биомы планеты. Пресноводные биомы. Географическая зональность и вертикальная поясность

Географическая зональность и вертикальная поясность.

Структура биосферы. 6)Живое вещество на Земле, его состав, распределение и основные геохимические функции.

Живое вещество - вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·10 12 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·10 18 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.

Географическая зональность - основная закономерность распределения ландшафтов на поверхности Земли, состоящая в последовательной смене природных зон, обусловленной характером распределения лучистой энергии Солнца по широтам и неравномерностью увлажнения. Высотная поясность, высотная зональность - закономерная смена природных условий и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).

Биом - это крупный тип биогеоценозов, характеризующийся сходным характером растительности и занимающий определенные регионы планеты . Биомы регулируются макроклиматом и, в первую очередь, - количеством осадков и температурой.

Наземные биомы

Тундра . Биом холодного влажного климата, который характеризуется отрицательными среднегодовыми температурами, количеством осадков около 200-300 мм в год и, чаще всего, наличием слоя вечной мерзлоты. Выделяют арктическую тундру, расположенную в высоких широтах, и альпийскую тундру, расположенную в высокогорьях. Растительность - низкорослые многолетники: лишайники, мхи, травы и кустарники.

Тайга . Лесной биом холодного климата с долгой многоснежной зимой и количеством осадков, превышающим испарение. Основные лесообразующие породы - хвойные, видовое разнообразие деревьев невелико (1-2 доминирующих вида).

Листопадный лес . Лес умеренного пояса. Развивается в регионах с умеренно теплым летом и относительно мягкой зимой с морозами. Характерно равномерное распределение осадков, отсутствие засух, превышение осадков над испарением. Осенью по мере сокращения длины светового дня происходит листопад. Листопадные леса относительно богаты видами, характеризуются сложной вертикальной структурой (наличием нескольких ярусов).

Степь . Территория травянистой растительности в полузасушливой зоне умеренного климата. Самые многочисленные травы - злаки и осоки, многие из которых образуют плотную дерновину. Потенциальное испарение превышает количество осадков. Характерны богатые органическим веществом почвы - степные черноземы. Синонимы - прерия, пампа, вельд.

Саванна . Тропические злаково-древесные сообщества, развивающиеся в областях с устойчивым чередованием сухого и влажного сезонов. Отдельные деревья или массивы кустарников разбросаны между открытыми травянистыми участками.

Пустыня . Достаточно разнообразная группа биомов, расположенная в областях с крайне засушливым климатом или, в случае арктической или альпийской пустыни, крайне низких температур. Известны песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые, ледяные и другие пустыни. Типично (за исключением ледовых пустынь, которые развиваются в очень холодных условиях) или среднегодовое количество осадков менее 25 мм, или условия, обеспечивающие очень быстрое испарение влаги.

Чапараль . Жестколистные кустарниковые заросли в средиземноморском климате с мягкой дождливой зимой и засушливым летом. Характеризуется значительным накоплением сухой древесины, приводящим к периодическим пожарам.

Сезонный тропический лес . Распространен в областях с жарким климатом и обилием осадков, в которых осадки распределены в течение года неравномерно, с наличием сухого сезона. Чрезвычайно богат видами.

Вечнозеленый дождевой лес . Самый богатый биом, расположенный в регионах с большим количеством осадков (>2000) и почти постоянной температурой (около 26°C). В этих лесах сосредоточено 4/5 всех видов растений Земли, преобладает древесная растительность.Пресноводные биомы

Лентические (стоячие) воды . Лужи, старицы, естественные и искусственные пруды, озера и водохранилища. Условия жизни определяются в первую очередь глубиной (и освещенностью) и количеством биогенов. Обмен биогенами и газами между поверхностью и глубиной часто затруднен.

Лотические (текучие) воды . Ручьи, потоки и реки. Условия очень зависят от скорости течения. Способны перемещать значительные количества воды и других неорганических и органических веществ, тесно связаны с окружающими наземными системами.

Болота . Водоемы с большим количеством органики, разрушение которой замедляется из-за недостатка в воде кислорода; в основном характерны для умеренного и умеренно холодного климата.

Биом - крупная региональная или субконтинентальна система. Классификация наземных экосистем по биомами базируется на типах растительности и основных неизменных физических характеристиках ландшафта. Географическое распространение биомов соответствует почвенно-климатическим зонам материков. Они существуют длительное время и достаточно приспособленные к конкретным физико-географическим условиям среды. Приводим краткое описание основных наземных биомов мира.

Тундры размещены в полярных широтах северного полушария, между таежными лесами на юге и полярными льдами на севере. Общая площадь арктических тундр - около 8 млн. км2. Небольшие по площади, но экологически подобные районы встречаются в высокогорье выше верхней границы распространения лесов. Основными лимитирующими факторами здесь являются низкие температуры и короткий вегетационный период (средняя годовая температура ниже 0°С). Почва, за исключением тонкого верхнего слоя, постоянно остается замерзшим ("вечная мерзлота"). Тундра - это по сути влажные арктические луга с растительностью, состоящей из злаков, осок, кустарничков, и на более сухих местах - лишайников ("олений мох").

Бореальные хвойные (таежные) леса простираются широкой полосой через всю Евразию и Северную Америку. Они занимают площадь более 10 млн. км2. Горные районы с такими лесами случаются даже в тропиках. Основные древесные породы представлены здесь хвойными вечнозелеными деревьями - различными видами ели, пихты, сосны и т.д. В течение целого года в таких лесах царит густая тень, поэтому кустарниковый и травяной ярусы обычно развиты слабо. Однако сплошной зеленый покров, что содержит хлорофилл, сохраняется весь год, и поэтому, несмотря на низкие температуры в течение 2/3 года (средняя годовая температура от -10 до +4°С), для этого биома рав характерен достаточно высокий уровень годовой продукции. Хвойные леса - крупнейшие в мире поставщики лесоматериалов.

Смешанные леса умеренного пояса занимают области с относительно большим количеством и равномерным распределением осадков (600-1500 мм за год) и умеренной среднегодовой температурой (4 - 16°С), для которой, как правило, характерны четкие сезонные колебания. Древесную растительность этих лесов составляют разнообразные виды хвойных и лиственных деревьев: сосны, дубы, буки, клены, вязы и много других. Здесь хорошо развиты кустарниковый и травяной ярусы, а также почвенная биота. Такие леса покрывали более 12 млн. км2, в частности, всю Среднюю Европу, восток Северной Америки, Восточную Азию, части Южной Америки, Австралию и Новую Зеландию. По мере продвижения из высоких широт к более низким в лесах увеличивается доля вечнозеленых лиственных древесных пород, что дало основание отдельным авторам для раздела данного биома рав на листопадные леса умеренного пояса и влажные вечнозеленые леса теплого умеренного (субтропического) пояса. Однако между этими двумя лесными типами растительности нет четких биогеографических границ, а второй из них не образует внятной географической зоны. Смешанные леса умеренного пояса являются важнейшими биотическими областями мира, поскольку именно в этих районах цивилизация достигла наивысшего развития. В результате данный биом сильно изменился под влиянием человеческой деятельности, а более 75% его площади заменены культурными группировками.

Твердолиственные вечнозеленые леса развиваются в областях с теплым умеренным (субтропическим) климатом, где дожди выпадают зимой, а лето сухое. Растительность состоит из хвойных и лиственных деревьев и кустарников с жесткими вечнозелеными листьями. Это различные виды вечнозеленых дубов, а также сосны, кедры, кипарисы, эвкалипты (в Австралии), араукарии (в Чили) и много других. Такие группировки распространены в Средиземноморье, Калифорнии, Мексике, Южной Африке, Чили и Южной Австралии. Площадь их первичного распространения не превышала 1,5 млн. км2. В результате антропогенного воздействия большая часть этих лесов сейчас представлена деградированными кустарниковыми зарослями (т.н. маквис - в Средиземноморье, чапараль - в Северной Америке).

Степи умеренного пояса расположены там, где при умеренных среднегодовых температурах (0-16°С) выпадает недостаточное для развития лесной растительности количество осадков 250-750 мм). Обширные степные просторы занимают 9 млн. км2 во внутренних частях Евразии, Северной Америки, на юге Южной Америки и в Австралии. Основу растительного покрова степей составляют травянистые растения - злаки, а также сложноцветы, бобовые и др. В степных экосистемах развиваются чрезвычайно плодородные черноземные почвы, поэтому значительную их часть сейчас занимают пахотные земли. Характерная особенность природных степей - наличие крупных травоядных животных (бизонов, антилоп, сайгаков и т.д.), что вместе с периодическими пожарами способствует поддержанию структуры степных экосистем.

Тропические саванны (степи с редкостоящими деревьями или группами деревьев) расположены в теплых областях (среднегодовая температура выше 16°С), где в течение года выпадает большое количество осадков (1000-1500 мм), но есть 1-2 длительных сухих сезонов, когда возникают пожары, что является важным фактором среды. Обширные области этого типа находятся в Африке, Южной Америке и Австралии (всего около 15 млн. км2). В растительном покрове преобладают разнообразные злаки. Ландшафт африканской саванны усеян живописными акациями, баобабами, древовидными молочаями и пальмами. Африканская саванна не имеет себе равны по численности и разнообразию травоядных животных.

Пустыни распространены в тех областях, где в течение года выпадает менее 250 мм осадков. Они занимают около 30 млн. км2 на всех материках мира. Растения и животные пустынь по-разному приспособлены к недостатку воды. Разреженный растительный покров состоит из однолетних растений, ефемеров, суккулентов и пустынных кустарников. Обширные участки "голого грунта" пустынь не обязательно лишены жизни. Здесь могут существовать мхи, водоросли и лишайники. Животный мир пустынь тоже довольно богат: это разнообразные насекомые, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Влажные листопадные тропические леса распространены в областях с влажным тропическим климатом (среднегодовая температура выше 20°С, годовое количество осадков превышает 1500 мм), где выражен сухой сезон, в течение которого большинство деревьев теряют листья. Основным фактором здесь являются сезонные колебания в выпадении достаточно значительных течение года осадков. По своему видовому составу сезонно-влажные тропические леса занимают второе место после дождевых тропических лесов. Они занимали площадь более 7,5 млн. км2 в тропических Азии, Африке и Америке.

Влажные вечнозеленые (дождевые) тропические леса являются теми экосистемами, где многообразие жизни достигает максимума. Здесь выпадает свыше 2000 мм осадков, которые более-менее равномерно распределены в течение года. Дождевые леса мира сосредоточены в трех главных областях: бассейны Амазонки и Ориноко в Южной Америке и Центральноамериканский перешеек; бассейны Конго и Нигера в Центральной и Западной Африке; Малайский полуостров и острова Юго-Восточной Азии и Новая Гвинея. В этих экосистемах сосредоточено более 50% всего биотического разнообразия планеты. Первичная область их распространения охватывала около 12 млн. км2, однако по состоянию на 1990 г. площадь дождевых лесов (вместе с вторичными лесами на их месте) составляла всего 7 млн. км2 (World Resources 1994-95). Сведение тропических лесов является одной из главных экологических проблем современного мира.

Иронический скрэб, или сухой тропический лес встречается там, где условия увлажнения промежуточные между пустыней и саванной или сезонно-влажным тропическим лесом. Такая растительность занимает значительные площади в Тропической Африке, Южной Азии, Австралии и Южной Америке (более 2 млн. км2). Основным климатическим фактором здесь является неблагоприятное распределение общем достаточного количества осадков. Это леса или редколесья, состоящие из небольших лиственных деревьев и кустарников, которые часто бывают колючими.

Горные экосистемы целесообразнее отнести к провинциальным, поскольку они имеют довольно своеобразный характер вследствие разнообразия физических условий и особенностей рельефа. их группировки расположены в виде высотных поясов. В частности, в Карпатах выделяют высотные пояса дубовых (широколиственных) лесов (до 400 м), буковых и смешанных лесов (400 - 1000 м), еловых лесов (1000 1300 м), субальпийских лугов и сланцев (1300 - 1800 м), альпийских лугов (выше 1800 м). Растительность каждого пояса имеет аналоги в равнинных биомах (например, альпийские луга с экологическими особенностями напоминают тундру, еловые леса - тайгу). Вместе с тем изоляция горных экосистем друг от друга и от своих равнинных аналогов, а также специфические условия рельефа и климата влекут за собой высокий уровень эндемизма биоты (т.е. значительного количества видов растений и животных, которые распространены на небольших ограниченных территориях).

Пресноводные экосистемы удобно разделять на три группы:

1) непроточные, или лентичные (от лат. lenis - спокойный) экосистемы - озера и пруды;

2) проточные, или лотичные (от лат. lotus - омывая) экосистемы - ручьи и реки;

3) болотные экосистемы.

по Сравнению с морскими и наземными пресноводные экосистемы занимают незначительную часть поверхности Земли, но их значение для человека огромное. Пресные воды является самым удобным и самым дешевым источником воды для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, они являются удобной и дешевой системой переработки отходов. Почти все крупнейшие города мира размещены на крупных реках, озерах и лиманах, которые служат бесплатными коллекторами. Человечество настолько зловживало использованием этого природного ресурса, что теперь вода угрожает стать основным лимитирующим фактором для человека как биологического вида.

Морские экосистемы

наиболее Интересными с экологической точки зрения являются следующие характеристики морской среды:

1) мировой океан занимает 70 % поверхности Земли;

2) жизнь наблюдается на всех глубинах океанов, однако возле материков и островов воды наиболее густо заселены;

3) море непрерывное и не разделяется на изолированные области, как суша или пресные воды;

4) в море происходит постоянная циркуляция воды благодаря горизонтальным и вертикальным течениям;

5) на море господствуют разного вида волны, происходят приливы и отливы, вызванные притяжением Луны и Солнца;

6) средняя соленость морской воды составляет 3,5 % (пресных вод - менее 0,05 %);

7) морская вода имеет щелочную реакцию (в норме рН = 8,2), но часто бедна жизненно важные питательные элементы.

В Мировом океане выделяют океанические области (большая часть открытого океана), области континентального шельфа (прибрежные районы, где наиболее благоприятные условия для жизни) и области апвеллинга (там, где на поверхность поднимаются холодные глубинные воды, богатые биогенными элементами). Биомы апвеллинга поддерживают колоссальные популяции рыб и морских птиц. Они расположены вдоль западного побережья Африки и Америк.

Как видно даже из этого краткого описания, биосфера планеты состоит из различных экосистем, функционирование которых происходит по общим законам преобразования энергии и круговорота веществ. Все природные экосистемы имеют общую черту - их биота не только максимально приспособлена к конкретных физических условий среды, но и одновременно оказывает определенное влияние на среду, реализуя энергетические, биогеохимические, водотрансформационные, организационные и средотворные функции биосферы.

Биомы - наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли (пустынные, травянистые и лесные); водные экосистемы - основные экосистемы, существующие в водной сфере (гидросфере). Иногда в литературе встречается близкая, но менее четкая классификация, прежде всего выделяющая влажные тропические леса, саванны, пустыни, степи, леса умеренного пояса, хвойные (тайгу), тундру.[ ...]

Биомы - ландшафтно-географические зоны (тундра, тайга, широколиственные леса, пустыня и т.п.).[ ...]

Биомом называется совокупность видов растений и животных, составляющих население одной природной зоны и характеризующаяся определенным типом структуры сообщества, выражающая комплекс адаптаций к условиям среды.[ ...]

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

Все эти биомы наземные. Можно добавить к ним еще пресноводный и морской, которые, естественно, можно подразделить более детально.[ ...]

В одном биоме может обитать одно или несколько сообществ животных и растений, причем видовое разнообразие сообществ зависит от его возраста, климата, продуктивности и др.[ ...]

Наземные биомы здесь выделены по естественным или исходным чертам растительности, а типы водных экосистем - по географическим и физическим особенностям. Перечисленные в табл. 2 шестнадцать основных типов экосистем представляют собой ту среду, на которой развивалась человеческая цивилизация. Это - основные биотические сообщества, поддерживающие жизнь на Земле.[ ...]

В большинстве биомов Земли доминируют обычно несколько видов растений одной и той же формы роста. Во многих случаях эти растения относятся к разным родам и семействам, и возникли они независимо из других растений, относящихся к другим формам роста, иными словами, они являются продуктом эволюционной конвергенции. Конвергенция особенно полно проявляется в тропических- дождевых лесах, в которых сотни видов деревьев, имеющих очень сходный облик и форму листьев, могут встречаться в одном лесу. В этих сообществах, существующих в оптимально бла-. гоприятных условиях среды, конкуренция за место в древесном ярусе в наибольшей степени определяет форму деревьев. Кроме деревьев основного яруса, здешние леса включают виды самых разнообразных форм роста. Однако деревья, которые более преуспевают в таких условиях, варьируют в весьма узких пределах изменения формы и типа листьев, заметнее всего они различаются по потребности в почвенных условиях и по репродуктивным адаптациям. Феномен эволюционной конвергенции хорошо выражен также в сообществах, подверженных воздействиям суровой среды. Два сообщества, которые сходны по значимости особенностей широкой адаптации, но различны в большинстве других отношений - пустыня и планктон,- могут иллюстрировать этот феномен.[ ...]

Границы распространения биомов определяются ландшафтными компонентами материков, в названии, как правило, доминирующая растительность (лесной, кустарниковый и т. п.). В водных экосистемах растительные организмы не доминируют, поэтому за основу взяты физические признаки среды обитания («стоячая», «текучая» вода, открытый океан и т. п.).[ ...]

Омега-разнообразие. Разнообразие биомов на территории эпсилон-пространства. Для его анализа используются географические карты разного масштаба и методология их изучения с помощью геоинформационных систем.[ ...]

На нашей планете наблюдается смена биомов в широтном (с юга на север) и вертикальном (при подъеме в горы) направлениях.[ ...]

Значительные преобразования внутри биомов и смещение в них равновесия между экосистемами низшего порядка неминуемо вызывают саморегуляцию на высшем уровне. Это отражается на многих природных процессах - от изменения глубины залегания грунтовых вод до перераспределения воздушных потоков. Аналогичное явление наблюдается и на уровне очень крупных систем биосферы при изменении соотношения между территориями биомов. В ходе освоения земель, в самом широком понимании этого слова, нарушается и компонентное, и территориальное равновесие. До определенной степени это допустимо и даже необходимо, ибо только в неравновесном состоянии экосистемы способны давать полезную продукцию (вспомним формулу чистой продукции сообщества). Но не зная меры, человек стремится получить больше, чем может дать природа, забывая, что запасы имеют фундамент из великого множества элементов, пока не входящих в понятие «ресурсы».[ ...]

Это общая блок-схема для моделей луговых биомов, типичных для ряда западных штатов США. Целью построения модели явилось исследование внутри се зонной динамики как лугового биома в целом, так и его частей - растительного покрова, животных и почвы с учетом влияния климата и антропогенных воздействий. Для характеристики поведения системы выделены константы и переменные модели. Последние подразделяются на внешние и внутренние переменные. Внешние управляющие переменные оказывают влияние на характеристики внутри системы. К важнейшим внешним управляющим переменным относятся осадки, солнечная радиация, температура и скорость ветра над растительным покровом. Далее рассматривается набор внутренних переменных состояния (уровней). Эти переменные меняются от шага к шагу в ответ на изменение внешних управляющих воздействий или других внутренних переменных. Примерами таких переменных являются содержание влаги в почвенных слоях, зеленая масса, численность животных. Темпы (скорости процессов), т.е. перетоки из одной ’’емкости” в другую, могут находится под воздействием либо физических, либо физиологических процессов. Так, например, для переменной состояния ’’наземная биомасса растений” скорость входного потока определяется интенсивностью фотосинтеза и перемещения воды и минеральных элементов из корней. Скорость оттока из этой ’’емкости” связана с поеданием травы животными, отмиранием, оттоком метаболитов в корни и вытаптыванием травяного покрова животными. На каждую переменную темпа воздействует несколько переменных уравнений и управляющих воздействий. Скорость фотосинтеза, например, зависит от листового индекса доступной почвенной влаги, солнечной радиации и температуры воздуха. Человек также рассматривается как управляющая переменная или внешняя сила, воздействующая на потоки в систему или из системы.[ ...]

Немым свидетельством этого остался ряд разрушившихся цивилизаций в степных областях земного шара. Когда человек ценой тяжелого труда и с трудом добытых денег создает искусственное пастбище, ему не придет в голову эксплуатировать его до полного разрушения, точно так же как не придет в голову спалить собственный дом. Однако, как это хорошо выразил Леопольд (см. разд.[ ...]

Судя по оценкам биомассы и продуктивности биомов (табл. 3.1), суммарная биомасса биосферы (в расчете на сухое вещество) составляет около 2 трлн т, ежегодная продукция биомассы в 10 раз меньше. Живое вещество биосферы на 99,5% представлено биомассой наземных растений. Суммарная продуктивность биоты биосферы охарактеризована в табл. 3.3. Общее количество энергии, преобразуемое биотой биосферы за год, превышает 1022 Дж. Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биоге-охимических функций планетарного масштаба.[ ...]

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.[ ...]

Следует отметить, что между основными типами биомов существует множество переходных вариантов - лесотундра, лесостепь, хвойно-лиственный лес, полупустыня и т.д. Особый интерес представляет саванна - переходная зона между тропическими лесами и пустынями.[ ...]

Карты разнообразия на биомной основе. Представления о биоме, классификации биомов, биом как опорная единица учета биоразнообразия. Типы биомов и их картографирование. Региональные биомы и их картографирование. Показатели картографирования биомов.[ ...]

Животный мир: видовой состав богаче, чем во всех других биомах вместе взятых. Особенно многочисленны земноводные, пресмыкающиеся и птицы (лягушки, ящерицы, змеи, попугаи), обезьяны и другие мелкие млекопитающие, экзотические насекомые с яркой окраской, в водоемах - ярко окрашенные рыбы.[ ...]

Наши рассуждения до сих пор касались отдельного организма. Однако нас интересуют целые биомы и экосистемы. Оказалось, что понятие лимитирующего фактора применимо и на этом уровне. Так, годовая сумма осадков является лимитирующим фактором для определенных типов растительности (рис. 2.13), а температура, точнее, сочетание температуры и количества осадков, лимитирует характер лесной экосистемы (рис. 2.14).[ ...]

Растительность зональная - естественные климак-совые растительные сообщества, характеризующие определенные биомы и соответствующие климатическим поясам. Они образуют самостоятельные растительные зоны (тундра, тайга, хвойные леса, широколиственные леса, саванны, влажнотропические леса, степи, пустыни и др.). Иногда еще выделяют понятие «интерзональная растительность» - фитоценозы, нигде не образующие самостоятельных зон, но встречающиеся одновременно в нескольких природных зонах (сфагновые болота, солончаковые сообщества, ивняки вдоль рек и пр.).[ ...]

В Австралии в лесах доминируют эвкалиптовые деревья и кустарники. Деревья широко интродуцируются в других местах этих биомов - в Калифорнии (США), в Колхидской низменности (Грузия).[ ...]

Самые крупные сообщества суши, занимающие большие пространства и характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами. Тип биома определяют по климату. В различных областях земного шара с одинаковым климатом встречаются сходные типы биомов: пустыни, степи, тропические и хвойные леса, тундра и т. д. Биомы имеют ярко выраженную географическую зональность (рис. 45, стр. 142).[ ...]

Два абиотических фактора - температура и количество осадков (дождя или снега) - определяют размещение по земной поверхности основных наземных биомов - очень крупных экосистем (степь, тайга, тундра, пустыня и др.). Режим температуры и осадков на некоторой территории в течение достаточно долгого периода времени называют климатом.[ ...]

Внутри биосферы должны быть территориально сбалансированы экосистемы более низкого порядка. Иными словами, на Земле должно быть необходимое количество тундр, лесов, пустынь и т. д -как биомов, а внутри биома тундр должна сохраняться оптимальная тундровость, внутри биома хвойных лесов - оптимальная лесистость и т. д. И так до самых мелких биогеоценозов.[ ...]

По Ю. Одуму (1986), биом - «крупная региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта». Границы распространения биомов определяются ландшафтными компонентами материков, в названии - доминирующая растительность (лесной, кустарниковый и т.п.). В водных экосистемах растительные организмы не доминируют, поэтому за основу взяты физические признаки среды обитания («стоячая», «текучая» вода, открытый океан и т.п.). Ю. Одум предложил классификацию природных экосистем биосферы на принципах биомного подхода (рис. 7.2.), наилучшим образом характеризующих ландшафтный подход в экологии.[ ...]

БИОМ - по Ю.Одуму (1986, т, 1, с. 14) “термин, обозначающий крупную региональную или субконти-нентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта”. Входящие в состав биома биоценозы тесно взаимосвязаны потоками энергии и веществ. Для разграничения наземных биомов кроме физико-географических условий среды используют также жизненную фррму растений. Например, деревья абсолютно доминируют во влажнотропических лесах и значительную роль играют в других лесных формациях, многолетние травы преобладают в тундре и в степях, а однолетние травы - в пустынях и полупустынях.[ ...]

Биом включает в себя не только климатическую климаксную рас-титёльность, но и эдафические климаксы и стадии развития, в которых во многих случаях доминируют иные жизненные формы (гл. 9). Так, травянистые сообщества.представляют собой временную стадию развития в биоме листопадного леса, где климаксной жизненной формой; являются широколиственные листопадные деревья. Биом идентичен главной «растительной формации» в том смысле, в каком этот термин используется в экологии растений; разница лишь в том, что биом - это единица всего сообщества, а не одной лишь растительности. В биом входят не только растения, но и животные. В общем можно сказать, что биом соответствует «главной биотической зоне», если понимать под этим выражением зону сообщества, а не флористическую или фа-унистическую единицу. Биом соответствует «главной зоне жизни» в понимании европейских экологов, но не соответствует «зоне жизни», как ее понимают американские экологи. В Северной Америке термин «зона жизни» относят к ряду «температурных зон», описанному в 1894 г. К- Мерриэмом и широко используемому при изучении птиц и млекопитающих. Первоначальные температурные критерии были отброшены, и в.настоящее время в основу мерриэмовских зон жизни положено распределение животных, так что эти зоны все более и более превращаются в зоны сообществ и во многих случаях это то же самое, что и части и подсистемы биомов. Сравнение биомов и зон жизни Мерриэма см. у Ю. Одума (1945).[ ...]

Так, биомом являются широколистные листопадные леса умеренной зоны в восточной части Соединенных Штатов. Прерии и прочие злаковники в условиях умеренно сухого климата Среднего Запада и Запада США - это тоже биом. Биом - это группа наземных экосистем данного континента, которые имеют сходную структуру или физиономию растительности и общий характер условий среды, что находит отражение в этой структуре и в характеристиках их животного населения.[ ...]

Сходные листопадные леса умеренного континентального климата распространены в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Злаковники умеренной зоны встречаются в условиях сходного климата в Северной Америке, Евразии и в Южном полушарии. Еще более широкие по объему группы конвергентных биомов, или формаций, различных континентов называются типами биомов, или типами формаций. Эти широкие категории так немногочисленны, что вполне могут быть описаны в этой книге. Концепция биомов и типов биомов обоснована для наземных сообществ. Ее можно распространить и на водные сообщества, но это представляется менее естественным, так как водные сообщества иначе переходят одно в другое и характеризуются менее четкими зависимостями структуры от климата.[ ...]

Влажные тропические леса. Эти леса располагаются в ряде приэкваториальных районов. Они характеризуются умеренно высокими среднегодовыми температурами, которые мало изменяются в течение суток и по сезонам, а также значительной влажностью и почти ежедневно выпадающими осадками. В таких биомах доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, что обеспечивает непрерывное круглогодичное протекание процессов фотосинтеза.[ ...]

Экосистема - основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы, и неживая среда - компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Если мы хотим, чтобы наше общество перешло к целостному решению проблем, возникающих на уровне биомов и биосферы, то должны прежде всего изучать экосистемный уровень организации.[ ...]

Ранее мы уже говорили о том, что одна из главных трудностей - это как на множестве непрерывно измеряющихся параметров получить дискретные структуры. Дело в том, что вся растительная оболочка Земли представляет собой мозаику дискретных форм. Это и биогеоценозы, границы которых, как правило, задаются границами фитоценозов, и более крупные единицы, такие, как биомы (например, тайга или степь).[ ...]

Это сообщество можно, однако, считать и подразделением биома -северного хвойного леса. Лимитирующим фактором здесь является влажность; 250-500 мм неравномерно распределенных осадков определяют парковый облик насаждений карликовой сосны (Pinus edulis, P. monophytla) и можжевельников (несколько видов рода Juniperus), как показано на фиг. 198. Это сообщество занимает широкую полосу между пустыней или степью и более мощными хвойными лесами на больших высотах. Сосновые шишки и плоды можжевельника-важный источник пищи для животных. Сойка, большая синица и кустарниковая синица - характерные постоянные виды оседлых птиц; два первых широко распространены в этом биоме. Более подробно о карликовых хвойных см. у Вудбери (1947) и Харди (1945).[ ...]

Сукцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему - климаксной. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые климаксовые экосистемы. В жарком и влажном климате это будет дождевой Тропический лес, в сухом и жарком - пустыня. Основные биомы земли - это климаксовые экосистемы соответствующих географических областей.[ ...]

Как и в тундре, здесь выражены сезонная периодичность и колебания численности популяций. Классический пример - цикла численности зайца и рыси (фиг. 88). В хвойных лесах также наблюдаются вспышки численности жуков-короедов и листогрызущих насекомых, особенно если древостой состоит из одного или двух доминирующих видов. Описание биома хвойного леса Северной Америки можно найти у Шелфорда и Олсона (1935).[ ...]

Иногда «промежуточные» экосистемы (по иерархии соподчинения) вообще исчезают, как, впрочем, и элементарные, в своем первозданном виде. Иерархия экосистем резко упрощается по числу уровней - сохраняется как целое лишь 2-й снизу уровень биома или ландшафтной полосы (см. главу 2) и только им соответствуют по распространению виды, занимая микроучастки, едва ли составляющие полноценные экосистемы (скорее, их парацеллы).[ ...]

Энергия не может передаваться по замкнутым циклам и использоваться повторно, а вещество может.- Вещество (и в том числе биогенные элементы) может проходить через сообщество по «петлям».- Круговорот биогенных элементов никогда не бывает безупречным.- Исследование леса Хаббард-Брук -Поступление и вынос биогенных элементов, как правило, низки по сравнению с их количеством, участвующем в круговороте, хотя сера - важное исключение из этого правила (в основном из-за «кислотных дождей»).- Сведение леса размыкает круговорот и ведет к потере биогенов.- Наземные биомы различаются распределением биогенных элементов между мертвым органическим веществом и живыми тканями,- Течения и осадконакопление - важные■ факторы, влияющие на поток биогенных элементов в водных экосистемах.[ ...]

Утвержденная к настоящему моменту функциональная структура МПР России и перечень задач министерства позволяют говорить о сохранении преимущественно эксплуатационной идеологии и прежней ценностной ориентации, согласно которой главные богатства России находятся в ее недрах. Однако правильная ресурсологическая оценка, связанная с глобальными прогностическими моделями и экологоэкономическим анализом современной ситуации в мире и в нашей стране, свидетельствует о другом: главным природным богатством России являются ассимиляционный и продукционный потенциалы ее биоты, в основном лесов, на значительной части территории, не затронутой хозяйственной деятельностью. Именно они обусловливают мощную средообразующую, средорегулирующую и средоочистительную функцию биома северной и северо-восточной Азии, имеющую большое значение для всей планеты.[ ...]

В биоценотическом ряду уже нет индивидов и особей как таковых. Эти последние формируют синузии, а те в свою очередь распадаются, и наоборот, агрегируются в популяционные кон-сорции. Эта особенность - с одной стороны объединение, а с другой разъединение - характерна для многих биотических образований. Био-геоценотические консорции формируют такие же парцеллы, в свою очередь интегрирующиеся в биоценозы, называемые ботаниками ассоциациями. Отдельные биоценозы, сочетаясь, складывают биоценомические типы, взаимодействие которых образует региональные биоты (в ботанике обычно с доминированием какой-то растительной формации и типа сукцессионных процессов). Последние слагают биомы в чисто биологическом, а не эколо-го-географическом понимании («биобиомы»), как биоценотические образования, имеющие свою эволюцию, но условно рассматриваемые вне факторов среды.[ ...]

Эмпирическим обобщением всех биогеографических закономерностей, касающихся ареалов и условий существования видов внутри них, служит правило географического оптимума: условия обитания вида наиболее оптимальны для него в центре ареала. Очевидно, предполагается, что абиотическая и биотическая среда тут наиболее благоприятна, а экологическая ниша выработана с наибольшим совершенством. Однако часто имеется в виду не пространственно-геометрический центр ареала, а его экологический «центр». Например, для морских котиков, многих других морских млекопитающих, колониальных птиц и любых наземных видов с дизъюнктивным или другим типом прерывистого ареала едва ли геометрический центр их ареала будет оптимален для жизни. Вид может вообще тут отсутствовать. Скорее, понятийно наоборот, экологический оптимум формирует часть ареала с наибольшей плотностью видового населения - оно имеет наивысшую плотность и общую численность в наиболее благоприятных местах существования популяций вида. Эти места могут располагаться как в глубине очерченного ареала, так и у его географических границ. В «чистом» виде правило географического оптимума справедливо лишь для видов с обширным сплошным ареалом, как правило занимающим всю либо большую часть биома или географической зоны. Однако и в этом случае нередко возможны варианты, когда наиболее благоприятными оказываются какие-то края области распространения вида. Например, многие таежные животные (лось, волк и др.) явно приурочены не к глухой срединной тайге, а к так называемой подтаежной южной ее полосе. Здесь больше кормов по естественным причинам и из-за нарушения лесов человеком, к тому же теплее, и как правило, менее глубок снежный покров.[ ...]

Организмы поотоянно изменяв® физически в химичеокую природу абиотической среды, отдавая новые соединения в источники ввергав. Так, состав морской воды в донных и лов в значительной мере определяется активностью мороквх организмов; растения, посаженные ва песчаные почвы, с годами совершенно меняют почвы и превращают их в плодородные. В результате сообщество организмов в их ореда обитания развиваются как единое целое, образуя олокьую систему регуляции, поддерживающую ва Земле условия, благоприятные для жизни. Иногда крупную наземную региональную или оу бконтинентальную экосистему, характеризующуюся какзм-либо основным типом растительности и другой характерной особенностью ландшафта (тундра, тропический лес, листопадный лео, пустыня и т.д.), обозначают тер- швом "биом". С точки зрения экологии, биомы равнозначны эко-оиотемам на оуше.[ ...]

Пальмгрен (1949) и Коул (1951 и 1954) высказали предположение, что осцилляции, кажущиеся нам регулярными, возможно, являются следствием случайных изменений комплекса биотических и абиотических условий среды, в которых находится популяция; если это так, то ни один из факторов нельзя считать важнее остальных. Кейт (1963) провел детальный статистический анализ циклов у северных птиц и млекопитающих и пришел к выводу, что десятилетний цикл является «реальным» (не случайным), хотя доказать, что более короткие циклы не являются следствием случайных флуктуаций, обычно было трудно. Показано, что 7-10-годичный цикл характерен, кроме зайца-беляка и рыси, также для воротничкового рябчика, причем этот цикл на огромном пространстве Канады и приозерных штатов совершается синхронно и обычно коррелирует с циклом зайца. Сходные по длительности циклы выявлены у лугового тетерева, куропатки, ондатры, лисицы, однако в этих случаях они более ограничены по своим масштабам и менее регулярны. Интересно, что интродуцированная в северные области Северной Америки серая куропатка, по-видимому, «усвоила» 10-годичный цикл; впрочем, данные на этот счет недостаточны, поскольку продолжительность акклиматизации серой куропатки невелика. В то же время имеется достаточно данных, свидетельствующих о том, что 7-10-годичный цикл лесных насекомых-вредителей характерен для Европы.

Сложные взаимодействия между климатом, субстратом и живыми организмами приводят к образованию специфических региональных сообществ – биомов . Биомы – крупные региональные экосистемы с характерным типом растительности и другими особенностями ландшафта. Современная биосфера (экосфера) является совокупностью всех биомов Земли.

В соответствии со средой обитания организмов выделяют наземные, пресноводные и морские биомы. Тип наземных биомов определяют по зрелому (климаксному) растительному сообществу, название которого и служит названием биома, тип водных биомов – по геологическим и физическим особенностям. Основные типы современных биомов и их продуктивность представлены в таблице 10.1.

Главным фактором, определяющим формирование биома, является его географическое положение, которое обуславливает тип климата (температуру, количество осадков) и почвенные (эдафические) факторы.

Очевидна связь биомов разных типов с определенными широтами. В силу различий между площадями суши и моря в Северном и Южном полушариях структура биомов Северного полушария не является зеркальным отображением биомов Южного полушария. В Южном полушарии практически нет биомов тундры, тайги и листопадных лесов умеренного пояса, поскольку на этих широтах там расположен океан.

Изучением биомов занимается экология биомов или ландшафтная экология

В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии , согласно которому с одного трофического уровня на другой через пищевые цени переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. Остальная часть энергии тратится на обеспечение процессов жизнедеятельности. В результате процессов обмена организмы теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии. Следовательно, для получения, например, 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона.

Общая закономерность процесса передачи энергии такова: через верхние трофические уровни энергии проходит значительно меньше, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и нет хищников, которые питались бы, к примеру, волками. В таком случае они просто не прокормились бы, настолько волки немногочисленны.

Экологические пирамиды - это графические модели (как правило, в виде треугольников), отражающие число особей (пирамида чисел), количество их биомассы (пирамида биомасс) или заключенной в них энергии (пирамида энергии) на каждом трофическом уровне и указывающие на понижение всех показателей с повышением трофического уровня.

46. Экосистемы степи.

Степные экосистемы отличает отсутствие древесного яруса. Среди продуцентов господствующее положение занимают злаки и осоки. Совместно с другими видами растений они образуют густой бескрайний зеленый ковёр, изредка перемежающийся небольшими группами кустарников. Обилие травы позволяет размножаться бесчисленным растительноядным животным, среди которых доминируют насекомые: жуки, кузнечики, саранча, бабочки и их личинки. В больших количествах встречаются грызуны: полевк, мыши, суслики, слепыши, сурки. Стадные копытные представлены сайгаками, домашними овцами, коровами, лошадьми. Обилие травоядных привлекает большое количество хищных животных – волков, лис, хорьков, в воздухе парят степные орлы, канюки, летают соколы. Многие животные питаются бесчисленными насекомыми, это ящерицы, птицы, землеройки.

47. Экосистема бореальных лесов.

Бореальные леса - это крупнейший биом планеты, который играет огромную роль в климатических процессах, происходящих на нашей планете. Влияние бореальных лесов на биоразнообразие нашей планеты также сложно переоценить. Вам, как жителям страны бореальных лесов, наверное, будет интересно познакомиться с некоторыми фактами. На Россию приходится 3/4 бореальных лесов Земли. В бореальных лесах проживает только 9% населения планеты. На "бореальные державы" приходится более половины (~53%) производимой деловой древесины в мире.

В бореальных лесах обитает около 85 видов млекопитающих, 565 сосудистых растений, более 20 видов птиц и 30000 насекомых, а также до 240 видов рыб (на Дальнем Востоке).

Депонирующая способность экосистем бореальных лесов не уступает таковой тропических лесов (В экосистемах бореальных лесов более половины углерода депонировано в подстилке и почве ). Только 12% площади бореальных лесов мира находится под защитой. 30% бореальных лесов уже вовлечено (будет вовлечено в ближайшем будущем) в хозяйственную деятельность (лесозаготовка, добыча полезных ископаемых и т.д.)

Существующие в настоящее время биомы бореальных лесов сформировались в конце ледникового периода (около 10000 лет назад). Видовое разнообразие, которое мы наблюдаем в настоящее время в северных лесах, существует на протяжении последних 5000 лет.

Лесные пожары являются важной частью существования и эволюции бореальных лесов. В зависимости от региона, сильные пожары периодически повторяются раз в 70-200 лет. Бореальные леса преимущественно представлены темнохвойными породами деревьев - ель, пихта, сибирская кедровая сосна (сибирский кедр) и светлохвойными - лиственница, сосна.

Биом -это природная зона или область с определенными климатич. условиями и соответствующим набором доминирующих (в лесных биомах-деревья, в тундре-многолетним травам) видов растений и животных, составляющих географическое единство. Термин «биом» применяется для крупных сочетаний экосистем. Решающим фактором при выделении биомов является особенность растительности того или иного региона. Продвигаясь с севера к экватору, можно выделить 9 основных типов сухопутных биомов.

1) Тундра (она начинается там, где кончаются леса, и простирается на север до вечных льдов. Особенность этого биома - малое годовое количество осадков, низкая темпер., короткий сезон вегетации, скудная растительность, олень, заяц-беляк, хищников мало (песец).

2) Тайга (биом северных хвойных лесов) - ель, пихта, сосна, береза, осина; лоси, олени; много хищников (волки, рыси, росомахи). Цикл развития хищника зависит от цикла развития жертвы.

3) Листопадные леса умеренной зоны (влаги много, жаркое лето сменяется холодной зимой; дуб, бук, клен; кабан, волк, медведь, дятел, дрозд, плодородные почвы (распахали)-лесная растительность сформировалась здесь под влиянием человека.

4) Степи умеренной зоны (море травянистой растительности; мало осадков для существования растений; почва степей богата гумусом (органич. веществом), поскольку к концу лета травы погибают и быстро разлагаются; коровы, лошади, овцы).

5) Растительность средиземноморского типа (мягкая дождливая зима, засушливое лето; деревья и кустарники из рода эвкалипт; важную роль играют пожары (благоприятствуют росту трав и кустарников, создают естественный барьер от вторжения пустынной растительности).

6) Пустыни (пустынный ландшафт - камни, песок с редкой растительностью, камни, скалы; кактусы, молочаи; пустынные животные выживают, поедая запасающие воду растения; тушканчик, верблюд).

7) Тропические саванны и лугопастбищные земли (два сезона-сухой и влажный), мало деревьев, высокая трава с редкостоящими деревьями из родов баобаб, древовидные молочаи; особенность развития трав-опыление ветром, вегетатив. Размножение, возобновление роста несмотря на повреждения; табуны, стаи - зебры, жирафы, слоны, страусы).

8)Тропическое или колючее редколесье (редкостойные листв. леса, колючие кустарники; баобабы; неравномерное распределение осадков.

9) Тропические леса (разнообразие деревьев и животных(все время тепло и влажно); опоссумы, птицы-носороги, райские птицы, лемуры; подавляющее большинство мира животных-насекомые.

Круговорот веществ в биосфере.

Биосфера - сложная наружная оболочка Земли, в которой содержится вся совокупность живых организмов и та часть вещества планеты, которая находится в процессе непрерывного обмена с этими организмами. Имеются два основных круговорота веществ: большой - геологический и малый - биогеохимический. Таким образом, большой круговорот обусловлен взаимодействием солнечной (экзогенной) энергии с глубинной (эндогенной) энергией Земли. Он перераспределяет вещества между биосферой и более глубокими горизонтами нашей планеты. Большим круговоротом называется и круговорот воды между гидросферой, атмосферой и литосферой, который движется энергией Солнца.

Круговорот воды в биосфере

Растения используют водород воды при фотосинтезе в построении органических соединений, выделяя молекулярный кислород. В процессах дыхания всех живых существ, при окислении органических соединений вода образуется вновь. В истории жизни вся свободная вода гидросферы многократно прошла циклы разложения и новообразования в живом веществе планеты. В круговорот воды на Земле ежегодно вовлекается около 500 000 км 3 воды.

Круговорот кислорода в биосфере

Своей уникальной атмосферой с высоким содержанием свободного кислорода Земля обязана процессу фотосинтеза. С круговоротом кислорода тесно связано образование озона в высоких слоях атмосферы. Кислород освобождается из молекул воды и является по сути побочным продуктом фотосинтетической активности растений. Абиотическим путем кислород возникает в верхних слоях атмосферы за счет фотодиссоциации паров воды, но этот источник составляет лишь тысячные доли процента от поставляемых фотосинтезом.

Выделившийся кислород интенсивно расходуется на процессы дыхания всех аэробных организмов и на окисление разнообразных минеральных соединений. Эти процессы происходят в атмосфере, почве, воде, илах и горных породах. Показано, что значительная часть кислорода, связанного в осадочных породах, имеет фотосинтетическое происхождение. Обменный фонд О, в атмосфере составляет не более 5% общей продукции фотосинтеза. Многие анаэробные бактерии также окисляют органические вещества в процессе анаэробного дыхания, используя для этого сульфаты или нитраты.

Круговорот углерода.

Углерод - обязательный химический элемент органических веществ всех классов. Огромная роль в круговороте углерода принадлежит зеленым растениям. В процессе фотосинтеза углекислый газ атмосферы и гидросферы ассимилируется наземными и водными растениями, а также циа-нобактериями и превращается в углеводы. В процессе же дыхания всех живых организмов происходит обратный процесс: углерод органических соединений превращается в углекислый газ. В результате ежегодно в круговорот вовлекаются многие десятки миллиардов тонн углерода. Таким образом, два фундаментальных биологических процесса -фотосинтез и дыхание - обусловливают циркуляцию углерода в биосфере.

Цикл круговорота углерода замкнут не полностью. Углерод может выходить из него на довольно длительный срок в виде залежей каменного угля, известняков, торфа, сапропелей, гумуса и др.

Человек нарушает отрегулированный круговорот углерода в ходе интенсивной хозяйственной деятельности.

Круговорот азота.

Запас азота (N 2) в атмосфере огромен (78% от ее объёма). При этом растения поглощать свободный азот не могут, а только в связанной форме, в основном в виде NН 4 + или NО 3 – . Свободный азот из атмосферы связывают азотфиксирующие бактерии и переводят его в доступные растени­ям формы. В растениях азот закрепляется в органическом ве­ществе (в белках, нуклеиновых кислотах и пр.) и передается по цепям питания. После отмирания живых организмов реду­центы минерализуют органические вещества и превращают их в аммонийные соединения, нитраты, нитриты, а также в сво­бодный азот, который возвращается в атмосферу.

Круговорот фосфора.

Основная масса фосфора содержится в горных породах, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В биогеохимический круговорот фосфор включается в результате процессов выветривания горных пород. В наземных экосистемах растения извлекают фосфор из почвы (в основном в форме РО 4 3–) и включают его в состав органических соединений (белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и др.) или оставляют в неорганической форме. Да­лее фосфор передается по цепям питания. После отмирания живых организмов и с их выделœениями фосфор возвращается в почву.

Круговорот серы.

Основной резервный фонд серы находит­ся в отложениях и почве, но в отличие от фосфора имеется резервный фонд и в атмосфере. Главная роль в вовлечении серы в биогеохимический круговорот принадлежит микроор­ганизмам. Одни из них восстановители, другие – окислители.

В наземных экосистемах сера поступает в растения из по­чвы в основном в виде сульфатов. В живых организмах сера содержится в белках, в виде ионов и т.д. После гибели живых организмов часть серы восстанавливается в почве микроорга­низмами до Н 2 S, другая часть окисляется до сульфатов и вновь включается в круговорот. Образовавшийся сероводород уле­тучивается в атмосферу, там окисляется и возвращается в по­чву с осадками.

13. Основные этапы эволюции биосферы .

Изучением основных этапов эволюции живого занимается палеонтология - наука об ископаемых организмах. За период от 5 млрд лет назад до настоящего времени известны следующие геологические эры: катархей, архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой.

Эра архея начинается тем, что появляются первые живые клетки. Первые живые клетки получили название – прокариоты, то есть клетки, которые не имеют ограниченных мембраной ядер. Это были простейшие организмы, способные к быстрому размножению. Они жили без кислорода и не могли синтезировать органическое вещество из неорганического. Легко приспосабливались к окружающей среде и ею же и питались. Далее происходит, по утверждению ученых, истощение питательной для этих клеток среды и они изменяются и начинают существовать за счет солнечной энергии и сами вырабатывать вещества, необходимые им же для жизни. Этот процесс получил название «Фотосинтез». Он является в эволюции биосферы главным фактором. С этого момента начинается формирование атмосферы Земли, а кислород становится главным условием для существования живых организмов. Постепенно формируется озоновый слой, и содержание кислорода в воздухе достигает привычных на сегодня 21%.Так идет эволюция примерно 2 млрд. лет.

А в протерозое , то есть 1,8 млрд. лет назад, появляются живые организмы с клетками, в которых явно выражено ядро. Еще через 800 млн. лет, эти организмы, названные эукариоты, разделились на растительные и животные клетки. Растительные продолжили функцию фотосинтеза, а животные начали «учиться» передвигаться.

900 млн. лет назад было положено начало эпохи полового размножения. Это приводит к видовому разнообразию и лучшей приспосабливаемости к условиям окружающей среды. Эволюционный процесс ускоряется.

Проходит около 100 млн. лет и, по мнению ученых, появляются первые многоклеточные организмы. Интересно, как до этого отличались одноклеточные? У многоклеточных организмов появляются органы и ткани.

Наступает эра палеозоя и ее первый этап – кембрий. В кембрийский период возникают практически все животные, в том числе существующие и сейчас. Это: моллюски, рачки, иглокожие, губки, археоциаты, плеченогие и трилобиты.

500 млн. лет назад появляются крупные плотоядные и небольшие позвоночные. Еще через 90 млн. лет они начинают заселять сушу. Живые организмы способные существовать на суше и в воде назвали двоякодышащими. Из них произошли земноводные и сухопутные. Это древние рептилии, схожие на современных ящериц. Появляются и первые насекомые. Еще 110 млн. лет проходит, и насекомые научились летать. В эру палеозоя, особенно в период девона и карбона, уровень растительного мира значительно превышал существующий. Леса представляли собой заросли из древовидный плауновых, гигантский хвощовых и различных папоротников.

Фауна идет по пути совершенствования семян. Хозяева суши этого периода – рептилии, которые все дальше уходят от воды. Появляются плавающие, летающие и двигающиеся по суше. Они плотоядные и травоядные.

Мезозой. 230 млн. лет назад. Эволюция продолжается. У растений появляется корень, стебель, листья. Формируется система, обеспечивающая растение водой и питательными веществами. Меняются и способы размножения. Споры и семена становятся самыми пригодными для этих целей на суше. Начинаются отложения не переработанных органических отходов. Вместе с отложениями каменных углей, начинает высвобождаться дополнительный кислород.

195 млн. лет назад – первые птицы и млекопитающие. Это: птеранодон, плезиозавр, мезозавр, бронтозавр, трицератопс и другие.

Кайнозой. 67 млн. лет назад. Мир млекопитающих, птиц, насекомых и растений огромен. В предыдущий период произошли значительные похолодания, которые внесли некоторые изменения в процесс размножения растений. Преимущества получили покрытосемянные.

8 млн. лет назад – период формирования современных существ и приматов.

Хотя процесс эволюции шел почти 4 млрд. лет, доклеточные живые организмы существуют и сегодня. Это вирусы и фаги. То есть одни доклеточные эволюционировали в человека, а другие остались, как были.

На сегодня фауна насчитывает порядка 1,2 млн. видов, а флора около 0,5 млн.