Биосфера. Строение и состав. Природные зоны России. Приспособляемость животных и растений

Нижняя граница на суше проходит на глубине 3–5 км, т. е. там, где изменяются состав и свойства горных пород, отсутствуют вода в жидком состоянии и живые организмы.

Географическая оболочка Земли представляет собой целостную  материальную систему, качественно  отличную от других геосфер Земли. Ее целостность определяется непрерывным  взаимодействием твердых, жидких и  газообразных, а с возникновением жизни – и живых веществ. Все  составные части географической оболочки взаимодействуют, используя  солнечную энергию, поступающую  на Землю, и энергию внутренних сил  Земли.

Взаимодействие между  геосферами Земли в пределах географической оболочки происходит в результате круговорота  веществ (воды, углерода, кислорода, азота, углекислого газа и др.).

Все компоненты географической оболочки находятся в сложных  взаимосвязях. Изменение одного компонента непременно вызывает изменение и  других.

_{4.2. Ритмичность явлений в географической оболочке}

Географическая оболочка Земли постоянно изменяется, усложняются  взаимосвязи между ее отдельными компонентами. Эти изменения происходят во времени и в пространстве. В  природе существуют ритмы разной продолжительности. Короткие, суточные и годовые ритмы особенно важны  для живых организмов. Их периоды  покоя и активности согласуются  с этими ритмами. Суточный ритм  (смена дня и ночи) обусловлен вращением Земли вокруг своей оси; годовой ритм  (смена времен года) – обращением Земли вокруг Солнца. Годовая ритмика проявляется в существовании периодов покоя и вегетации у растений, в линьке и миграции животных, в некоторых случаях – в спячке, размножении. Годовая ритмика в географической оболочке зависит от широты мест: в экваториальных широтах она выражена слабее, чем в умеренных или полярных.

Суточные ритмы протекают  на фоне годовых, годовые – на фоне многолетних. Существуют также вековые,  многолетние ритмы, например изменения климата (похолодание – потепление, иссушение – увлажнение).

Изменения в географической оболочке происходят и в результате движения материков, наступления и  отступления морей, в ходе геологических  процессов: при эрозии и аккумуляции, работе моря, вулканизме. В целом  географическая оболочка развивается  поступательно: от простого к сложному, от низшего к высшему.

_{4.3. Зональность и секторность географической оболочки}

Важнейшая структурная особенность  географической оболочки – ее зональность. Закон зональности  был сформулирован великим русским ученым-естествоиспытателем В. В. Докучаевым, который писал, что расположение нашей планеты относительно Солнца, ее вращение и шарообразность влияют на климат, растительность и животных, которые распределяются по земной поверхности по направлению с севера на юг в строго определенном порядке.

Зональность лучше выражена на обширных равнинах. Однако границы  географических зон редко совпадают  с параллелями. Дело в том, что  на распределение зон оказывают  влияние многие другие природные  факторы (например, рельеф). В пределах зоны могут наблюдаться значительные различия. Это объясняется тем, что  зональные процессы накладываются  на азональные, обусловленные внутренними факторами, не подчиненными законам зональности (рельеф, распределение суши и воды).

Самые крупные зональные  подразделения географической оболочки – географические пояса,  их выделяют по радиационному балансу (приходу-расходу солнечной радиации) и характеру общей циркуляции атмосферы. На Земле существуют следующие географические пояса: экваториальный, субэкваториальные (северный и южный), тропические (северный и южный), субтропические (северный и южный), умеренные (северный и южный), субполярные (субарктический и субантарктический), полярные (арктический и антарктический).

Географические пояса  не имеют правильной кольцевой формы, они расширяются, сужаются, изгибаются под воздействием материков и  океанов, морских течений, горных систем.

На материках и океанах  географические пояса качественно  отличны. На океанах они хорошо выражены на глубинах до 150 м, слабо – до глубины 2000 м.

Под влиянием океанов на материках  внутри географических поясов образуются долготные секторы  (в поясах умеренных, субтропических и тропических), приокеанические и континентальные.

На равнинах в пределах географических поясов выделяют природные  зоны  (рис. 3). В континентальном секторе умеренного пояса в пределах Восточно-Европейской равнины это зоны лесов, лесостепей, степей, полупустынь, пустынь. Природными зонами называют подразделения земной поверхности, характеризующиеся сходными почвенно-растительными и климатическими условиями. Основной фактор формирования почвенно-растительного покрова – соотношение температур и увлажнения.

Рис. 3.  Основные биозоны Земли

Вертикальная поясность.  По вертикали природные компоненты изменяются иными темпами, чем по горизонтали. При подъеме вверх в горах изменяются количество атмосферных осадков и световой режим. Эти же явления по-иному выражены на равнине. Разная экспозиция склонов – причина неодинакового распределения температуры, увлажнения, почвенно-растительного покрова. Причины широтной зональности и вертикальной поясности различны: зональность зависит от угла падения солнечных лучей и соотношения тепла и влаги; вертикальная поясность – от понижения температуры с высотой и степени увлажнения.

Почти каждая горная страна на Земле имеет свои особенности  вертикальной поясности. Во многих горных странах пояс горной тундры выпадает и замещается поясом горных лугов.

Рис. 4.  Изменение растительности в зависимости от широты и высоты местности

Высотная поясность начинается с зоны, расположенной у подошвы  горы (рис. 4). Важнейшим фактором в распределении высоты поясов является степень увлажнения.

_{Глава 5. Природные зоны России}

Большая протяженность России с севера на юг и наличие обширных равнин предопределили четко выраженную широтную зональность, а в крупных  горных системах – различные виды высотной поясности. Особенно четко  зональность выражена на Восточно-Европейской  и Западно-Сибирской равнинах.

Зона арктических пустынь.  В зоне арктических пустынь лежат архипелаг Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова и остров Врангеля. Это царство огромных ледниковых покровов, скрывающих под собой многие острова и горные цепи. Здесь еще продолжается ледниковое время. Долгая суровая зима и короткое холодное лето, несмотря на полярный день, способствуют сохранению льдов и снегов.

В арктических пустынях почвенный  покров наблюдается только в долинах  рек и ручьев и на морских террасах, где снежный покров стаивает полностью. Животный мир беден видами: лемминг, или пеструшка, песец, северный олень, белый медведь. Повсеместно встречаются белая куропатка, полярная сова. На скалистых берегах островов много птичьих базаров, где гнездятся кайры, белые чайки, глупыши, гаги. Южные берега Земли Франца-Иосифа, западные берега Новой Земли представляют собой сплошной птичий базар.

Зона тундр.  Зона тундр протягивается вдоль побережья морей Северного Ледовитого океана, севернее Полярного круга, опускаясь на побережьях Берингова и Охотского морей значительно южнее. Это объясняется тем, что на западе климат тундр смягчается влиянием Атлантики.

Тундры – безлесные  территории с коротким и холодным летом, продолжительной и суровой  ветреной зимой. В любой летний месяц  возможны заморозки и выпадение  снега. Несмотря на обилие в полярный день солнечного света, тепла летом  в тундре недостаточно. Солнце стоит  невысоко над горизонтом, солнечным  лучам приходится пронизывать большую  толщу атмосферы, поэтому большая  часть их поглощается и рассеивается. Слабое испарение и наличие слоя многолетней мерзлоты привели к  широкому распространению болот.

При низких температурах, наличии  многолетней мерзлоты и избыточном увлажнении химические и биологические  процессы в почве затруднены. Мощность почв небольшая, в них содержится мало гумуса (2–3%). Вследствие избыточного увлажнения в них накапливается закись железа голубоватого цвета – глеи,  поэтому их называют тундрово-глеевые.

Флора тундры небогата, немногие растения смогли приспособиться к неблагоприятным  условиям жизни, и состоит преимущественно  из многолетних растений (за короткое северное лето однолетние растения не успевают завершить свой жизненный  цикл), размножающихся вегетативно.

Южнее тундры (узкой полосой 200–300 км) простирается лесотундра.  Важнейшая черта этой переходной зоны – появление островков леса из ели, лиственницы и березы на водоразделах среди тундры и по долинам рек.

Лесная зона.  Это самая большая зона, занимающая 34 % от западной границы территории России до подножия Верхоянских гор на востоке.

Климат лесной зоны характеризуется  большим различием климатических  показателей при движении с запада на восток. Особенно большие различия наблюдаются в величине сумм отрицательных  температур: на западе – 300 °C, а восточнее Енисея – 4000 °C.

Осадки в тайге превышают  испарение, что способствует обилию поверхностных вод, интенсивному промыванию почв на междуречьях и заболачиванию  территории не только в речных долинах, но и на плоских водоразделах. Промывание почв приводит к возникновению белесого подзолистого  горизонта. В лесной зоне преобладают дерново-подзолистые, подзолистые и мерзлотно-таежные почвы.

Лесная зона делится на подзоны хвойных (тайга), смешанных  и широколиственных лесов.  Среди лесов широко распространены луга и болота.

Темнохвойные таежные  леса (преимущественно из ели и  пихты) распространены от западной государственной  границы до Енисея. К востоку от Енисея в этих же широтах господствует светлохвойная тайга (преимущественно  из лиственницы, которая может расти  в условиях вечной мерзлоты). Смешанные  и широколиственные леса распространены лишь на Восточно-Европейской равнине и на Дальнем Востоке, где климат значительно теплее и влажнее.

В лесной зоне, особенно в  тайге, находятся главные запасы древесины и сосредоточен основной пушной промысел.

Степи и лесостепи. Лесостепь   характеризуется сочетанием лесной и степной растительности, серых лесных и черноземных почв. Лесостепь протянулась от границы с Украиной до предгорий Алтая. Восточнее Алтая рельеф становится возвышенным, поэтому лесостепь сформировалась только в межгорных котловинах отдельными изолированными участками.

Холодные зимы за Уралом препятствуют проникновению к востоку дуба. Поэтому на Восточно-Европейской  равнине леса в лесостепной зоне представлены дубравами,  а на Западно-Сибирской низменности – так называемыми березовыми колками.

На Восточно-Европейской  равнине под мелколиственными и  широколиственными лесами образуются серые лесные почвы, а под разнотравными  степями – выщелоченные черноземы. В западносибирском лесостепье преобладают лугово-черноземные почвы, формирующиеся на слабодренированных равнинах. В западинах, вокруг озер, распространены особые почвы – солонцы.

Местоположение лесостепи  между лесом и степью определяет своеобразный и сложный состав ее животного мира. Здесь происходят соприкосновение и взаимное проникновение  животных двух резко различных зон  – лесной и степной. Северные районы лесостепья характеризуются преобладанием животных лесных, а южные – степных фаун.

Степи  занимают обширные безлесные пространства на юге Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Сплошная полоса степей на восток простирается только до предгорий Алтая. К востоку от долины Оби степь распространена отдельными участками. Характерная черта степной зоны – безлесье.  До распашки степных территорий всюду господствовала травянистая растительность с преобладанием дерновистых злаков – ковыля, типчака, тонконога, степного овса и мятлика. Разнотравные степи занимали только северные территории зоны. При движении к югу в связи с увеличением сухости климата они сменялись ковыльно-типчаковыми.

Климат степей характеризуется  теплым засушливым летом и холодной зимой, небольшим количеством осадков  и преобладанием испаряемости над  атмосферными осадками.

В почвах северных степей –  мощных черноземах содержится наибольшее количество гумуса (8-10 %). По сравнению с подзолистыми почвами, в которых горизонт, содержащий 2–3% гумуса, имеет мощность 10–12 см, в мощных черноземах гумусовый горизонт достигает 70 см. Южнее формируются каштановые почвы, бедные гумусом (2–4%).

Полупустыни и пустыни.  В России только в Прикаспийской низменности есть полупустыни.  Лето здесь более жаркое с суммой активных температур 2800–3400 °C. Сумма отрицательных среднесуточных температур 1000 °C. Зима холодная, очень малоснежная. Весна короткая, с максимумом осадков в южной части полупустынь. Растительный покров разреженный. Зональный тип почв полупустыни – светло-каштановые, с небольшим гумусовым горизонтом (около 40 см) и незначительным количеством гумуса (<2–3%). Почвы формируются преимущественно на лёссовидных породах в условиях незначительного увлажнения под злаково-полынными степями.

Полупустыни – хорошие  пастбища для мелкого рогатого скота. При искусственном орошении можно  успешно развивать земледелие.

Пустыни  занимают самую южную часть Прикаспийской низменности. Климат здесь континентальный, с обилием солнечного тепла и света, малым количеством осадков. Для пустынь характерны резкие колебания температуры воздуха в течение суток и года. Зимы умеренно суровые, малоснежные, с суммой отрицательных среднесуточных температур 800-1000 °C. Лето очень жаркое. Максимальная температура воздуха доходит до 45 °C, а почва нагревается до 60 °C. Воздух сухой. Влажность его нередко составляет 14 %. Сумма активных температур воздуха достигает 4600–5200 °C. Обилие тепла и недостаток влаги объясняют наличие лишь скудной, сильно разреженной растительности.

Условия для накопления гумуса (до 1–2%) неблагоприятны, так как  количество растений невелико, а процесс  разрушения органических остатков очень  быстрый. Почвы пустынь слабо  промываются атмосферными осадками и поэтому содержат большое количество солей. Зональный тип почв пустыни  – серо-бурые пустынные.