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

Субтропики.  Субтропики в России лежат у северной границы мировой субтропической зоны на побережье Черного моря от Туапсе до границы с Абхазией. Характерная особенность этой зоны – столь мягкая зима, что растения не прекращают вегетацию. Под защитой горных хребтов субтропическая зона проникает на территорию России до 46° с. ш. Здесь сохранились с палеогенового времени древние почвы и растительность.

Почвенный покров представлен  красноземами и желтоземами –  типичными почвами влажных субтропиков, с малым содержанием перегноя; они развиты под широколиственными  лесами. Различные тона красного цвета  обусловлены содержанием окиси  железа в коре выветривания.

Высотная поясность.  Количество высотных поясов в каждой горной системе нашей страны и их высотное положение определяются широтой места и положением территории по отношению к морям и океанам. Чем выше поднимаются горы и чем южнее они расположены, тем большее количество высотных поясов они имеют.

_{Глава 6. Приспособления растений и животных к жизни  в особых природных  условиях}

Растительный покров и  мир животных нашей планеты крайне разнообразны. Условия жизни в глубоководных впадинах океанов и на высокогорьях, в полярных областях Евразии и Северной Америки и на экваториальной суше - на островах и континентах столь различны, что ни одно животное и растение не может существовать повсюду. С другой стороны, в тропических областях Южной Америки, Африки и Азии, сходных по общему характеру растительного покрова и животного мира, видовой состав растений и животных резко различен. Подобные же, хотя и менее резкие различия наблюдаются между флорой и фауной умеренного пояса Евразии и Северной Америки. Таким образом, облик и состав растительности и животного мира нашей планеты определяются двумя основными факторами: экологическими различиями между регионами нашей планеты и ее геологической историей. С одной стороны, различный режим света, температур и влажности, характер почв, особенности рельефа и многое другое выработали у животных и растений ряд приспособлений, позволяющих одним из них обитать в полярных областях, а другим - в тропических. Изменение лика Земли в течение геологической эволюции, ее поверхности и климата, появление и исчезновение материковых связей были причиной того, что процессы видообразования шли по-разному в различных регионах, что привело к своеобразию их флоры и фауны. Каковы же особенности существования животных и растений в разных условиях?

_{6.1. Тропики}

В области влажных тропических  и экваториальных лесов годовой  ход температур очень ровен. Различия между средними месячными температурами  нередко меньше, чем между температурами  дня и ночи. Однако и суточные колебания температур, как правило, не превышают 8-10°. Дождь выпадает почти ежедневно: жаркое солнце, стоящее в полдень близко к зениту, бурно испаряет влагу, насыщая парами воздух. Пары конденсируются в атмосфере и выпадают в виде дождя, причем чаще во второй половине дня. У растений влажных тропических лесов нет специальных приспособлений для удержания и сохранения влаги, за исключением форм, поселяющихся на деревьях, которым трудно уловить проносящуюся мимо них дождевую воду. К таким формам относятся, например, эпифиты - растения, обитающие на других растениях, но в отличие от паразитов не питающиеся их соками. У них имеются черты сходства с растениями засушливых местообитаний. Ведь им приходится экономить воду. Листья деревьев вечнозеленые, у низкорослых, живущих в тени, - нежные, тонкие, а у высоких, поднимающихся к яркому солнечному свету, - жесткие, кожистые. Цветут и плодоносят многие растения круглый год. Лес очень густ, вокруг деревьев обвиваются лианы со слабыми, хотя и одеревеневшими стеблями, находящие в этих деревьях опору. Кустарников нет. Видов трав относительно мало. Вся жизнь в таком лесу поднята вверх - огромное количество живущих на деревьях зверей, змей, насекомых, пауков обитают в кронах. Некоторые животные могут всю жизнь проводить среди ветвей деревьев, не спускаясь на землю. На поверхности же почвы могут обитать либо крупные звери, легко прокладывающие себе дорогу среди непролазного леса, - носороги, слоны, либо, наоборот, очень мелкие, к которым относятся, например, оленьки, похожие на оленей, но величиной с зайца, существа с маловетвистыми рогами и ножками толщиной с карандаш. Разнообразие форм, могущих обитать в таких условиях, необычайно велико. Так, одних только деревьев в таком лесу может насчитываться много сотен видов. Легче найти здесь десять стволов разных видов деревьев, чем десять стволов одного и того же вида. Дождь сильно промывает почву, поэтому питательных веществ в ней мало, большая их часть содержится в деревьях и других растениях. Стоит вырубить такой лес, и плодородие почвы резко падает. Поэтому в таких лесах была распространена подсечно-огневая система земледелия, при которой после вырубки леса и сжигания деревьев (что способствует удобрению почвы золой) год, редко два участок возделывается, а затем забрасывается и вырубается новый. Все тропические плантации нуждаются в искусственных удобрениях. В тропиках по мере движения к северу и югу, а также в глубь континента от области экваториальных и влажных тропических лесов начинает проявляться сезонность климата. При остающихся высокими температурах выявляются два периода: сухой и влажный, продолжительность первого из них постепенно растет. Это связано с сезонным проникновением ближе к экватору пассатных, т. е. сухих, ветров.

_{6.2. Саванны}

Самые оригинальные приспособления выработали растения для выживания  при недостатке влаги в сухих  тропиках: африканских саваннах. Дальнейшее увеличение продолжительности сухого периода приводит к смене лесов саваннами, представляющими сочетание отдельно стоящих деревьев, часто очень крупных, как, например, африканские баобабы или акации. Многие их виды необычны не только внешне, но и по строению древесины, играющей роль накопителя и хранителя влаги в засушливый период. Древесина этих деревьев мягкая и тяжелая за счет содержащейся в ней воды. При высыхании она становится легкой, как пробка, но в отличие от пробки быстро впитывает в себя воду. А так же сочетание групп деревьев с участками трав, зачастую настолько высоких, что они могут скрыть всадника. Обилие растительных кормов влечет за собой разнообразие травоядных животных. Для африканских саванн характерны разнообразные антилопы, буйволы, зебры, жирафы, другие копытные, африканский страус, для южноамериканских - некоторые виды оленей, страусы-нанду и др. С обилием травоядных зверей связано и разнообразие хищников и падалеедов, как зверей, так и птиц. Смены влажного и сухого периодов вызывают сезонные перекочевки.

_{6.3. Полупустыни и  пустыни}

Дальнейшее продвижение  в более сухие регионы приводит нас через низкотравные саванны  в полупустыни и область пустынь. Жизнь пустынь представляет собой  контраст по сравнению с жизнью влажного экваториального леса. Температурные  различия дня и ночи, а во внетропических пустынях - лета и зимы, необходимость  укрываться от палящих лучей солнца в убежищах, недостаток влаги для  растений и животных - все это  накладывает особый отпечаток на обитателей пустыни. Растения обладают разнообразными приспособлениями для  экономии влаги: многие из них безлистны  или имеют очень жесткие, часто  опушенные небольшие листочки. У  некоторых корни настолько длинны, что могут простираться до грунтовых  вод, находящихся на глубине, превышающей 10 м; в последнем случае листья их оказываются необычно зелеными, так  как эти растения почти не страдают от недостатка влаги.

Весной в пустынях умеренного пояса бывает несколько более  влажно - тает снег, который выпадает в небольшом количестве в течение  зимы, жара еще не достигает максимума. В это время появляются однолетние растения, так называемые эфемеры, которые  очень быстро заканчивают цикл развития, успевая за 30 - 50 дней вырасти из семени и принести плоды и семена. Одновременно из подземных луковиц, клубней и  корневищ появляются стебли многолетних  растений с коротким циклом развития - эфемероидов, которые после отцветания и плодоношения теряют все подсохшие наземные органы и впадают в состояние покоя.

Среди животных - обитателей пустынь много ночных и сумеречных видов, которые все жаркое время  проводят в норах и укрытиях. К  их числу относятся как позвоночные  животные, так и беспозвоночные: насекомые, скорпионы, фаланги и  др. Некоторые обитатели пустынь  умеренного пояса впадают в спячку на жаркое время года. Это летняя спячка, при которой температура тела животного, находящегося в глубокой норе, понижается до нескольких градусов выше нуля, резко падает количество ударов сердца и частота дыхания - до одного вдоха и выдоха в минуту. Эта летняя спячка переходит в зимнюю. Вообще норы в пустынях - основные убежища, в которых кроме их хозяев-строителей обитают многочисленные виды, прячущиеся от жары. Даже некоторые птицы обитают здесь в норах. Многие обитатели пустынь обладают быстрым бегом или полетом: водоемы редки, и, чтобы до них добраться, нужно преодолеть большие расстояния.

_{6.4. Степь}

В глубинах континента к северу от пустынь умеренного пояса за полосой полупустынь тянутся степи, в настоящее время на всех континентах в основном распаханные, а ближе к океанам располагаются широколиственные и смешанные хвойно-широколиственные леса. От степей они отделены полосой лесостепи.

Степи - море травянистой  растительности, представленной более низкорослыми злаками с примесью сильно опушенных двудольных растений на юге и более высокорослыми злаками с красочно цветущими двудольными растениями на севере. Среди злаков видную роль играют ковыли, а в Северной Америке - бородачи. У них мощная корневая система, особое строение листа, обладающего свойством свертывания в наиболее жаркое время суток. Одна из характерных особенностей растительности степей – разновременность развития разных видов.

Степная фауна резко отличается от лесной, но имеет много общих  черт с пустынной и полупустынной, т.к. сформировалась под влиянием сходных  экологических факторов разной интенсивности (высокая температура, дефицит влажности, безлесие). По доисторическим степям бродили стада диких лошадей - тарпанов, родичем которых является почти исчезнувшая в Монголии лошадь Пржевальского, сайгаки, ныне оттесненные в полупустыни, быки-туры, полностью выбитые в степях Восточной Европы, и бизоны, почти уничтоженные в прериях Северной Америки; был обилен заяц-русак и многочисленны мелкие грызуны, в первую очередь полевки. А раз много травоядных животных, значит, есть чем питаться и хищникам, как мелким - степному хорю, ласке, так и более крупным - лисице и волку.

В степи много птиц, гнездящихся  на земле, тем более что в степях для гнездящихся на деревьях птиц были пригодны только небольшие островные  лески, заросшие лесками балки да долины рек. Растительноядные виды представлены дрофой и стрепетом, жаворонками. Из хищников, питающихся позвоночными животными, - луни и орлы, из более мелких хищных птиц -степная пустельга, поедающая преимущественно насекомых, но нападающая и на мелких грызунов. Таким было это сообщество, ныне сменившееся культурными землями, преимущественно посевами злаков.

_{6.5. Тайга}

Зона тайги характеризуется относительно благоприятными почвенно-климатическими условиями, особенно для хвойных пород. Тайга — это хвойные леса, покрывающие громадные пространства на севере Европы и Азии и Северной Америки.

В зависимости от почвенных  и климатических условий тайга  бывает разного типа: темнохвойная тайга, светлохвойная тайга и  сосновые боры. Наиболее широко распространена темнохвойная тайга. Все темнохвойные породы — ель, пихта и кедр — очень теневыносливы, так как их хвоя способна осуществлять фотосинтез при слабом освещении. Благодаря этому под пологом материнских пород или других деревьев появляются всходы и развиваются молодые поколения темнохвойного леса. Поэтому в темнохвойной тайге можно одновременно увидеть деревья самого разного возраста. Теневыносливостью ели, пихты и кедра объясняется и большая густота их крон. Кроны, смыкаясь, образуют густой полог. В лесу так мало света, что иногда совсем нет подлеска и травянистых растений. Почва покрыта мхом, лишайниками или подстилкой из перегнивающей опавшей хвои. Густой полог ветвей задерживает ветер. В старом темнохвойном лесу всегда полумрак и тишина.

Светлохвойная тайга, или лиственничные леса, 1 наиболее характерна для районов Восточной Сибири с резко континентальным, обычно сухим климатом, холодной зимой и коротким жарким летом. Здесь в почвах близко к поверхности залегает слой вечной мерзлоты. Главная порода светлохвойной тайги — лиственница (лиственница Сукачева, лиственница сибирская, лиственница даурская и др.). Ствол у нее прямой, покрытый темно-серой толстой трещиноватой корой. От других хвойных пород лиственница отличается тем, что на зиму сбрасывает хвою. Хвоя у нее мягкая, ярко-зеленая, с сизоватым налетом, растет на укороченных побегах пучками (по 20—60 хвоинок в пучке), а на удлиненных побегах — одиночно. Осенью светло-зеленая хвоя лиственницы становится лимонно-желтой.

Животный мир тайги  не так богат и разнообразен, как  фауна широколиственных лесов. Из млекопитающих здесь водятся лось, кабарга, белка, белка-летяга, бурундук, заяц-беляк, бурый медведь, рысь, колонок, горностай, ласка. Типичные таежные птицы — это глухарь, уральская неясыть, ястребиная сова, мохноногий сыч, трехпалый дятел, кедровка, снегирь, белокрылый клест и клест-еловик. Есть в тайге и пресмыкающиеся — обыкновенная гадюка, живородящая ящерица, а на южных окраинах тайги встречается змея щитомордник. Из земноводных широко распространен четырехпалый тритон, встречаются остромордая и травяная лягушки.

Из-за суровости климата  условия жизни в тайге сложны. Но таежные животные хорошо приспособлены  к ним. У многих зверей зимой отрастает  густой и длинный мех. А снежный  покров для некоторых животных служит хорошим убежищем, в нем они  устраивают временные жилища. Например, заяц-беляк и тетерев ночуют, зарывшись  в снег, а в сильные морозы, метели остаются там и на день.

Глубокий и рыхлый снежный  покров в тайге затрудняет передвижение животных. Однако многие звери и  к этому приспособились. У зайца-беляка, рыси и росомахи широкие лапы. Кроме  того, зимой на лапах у них вырастают  длинные жесткие волосы, и они  ходят по снегу не проваливаясь. Своеобразны приспособления к жизни в тайге и у некоторых птиц. Например, у глухаря и рябчика пальцы оторочены роговидной бахромой. На зиму эта бахрома отрастает и помогает птицам удерживаться на обледенелых ветвях деревьев.

Тайга богата запасами корма  не только в летнее, но и в зимнее время. Северные олени раскапывают  снег и достают из-под него лишайник ягель. Зайцы-беляки питаются корой  деревьев и кустарников. Основной же корм многих таежных животных —  семена хвойных деревьев, в особенности  кедровые орехи. Их едят не только птицы, белки, бурундуки и другие грызуны, но и некоторые хищники: медведи, соболи, а иногда даже лисы и росомахи.

Хотя и богата тайга  кормом, но добывать его в зимнее время не так-то легко. Поэтому у  таежных обитателей развились разнообразные  приспособления, позволяющие им переживать это суровое время года. Так, белки  и птички кедровки собирают на зиму запасы корма, а медведи и барсуки  впадают в спячку. Бурундук осенью запасает корм, зимой спит. Свои запасы он поедает весной после пробуждения. Летом в питании таежных животных большую роль играют грибы и ягоды; мелкие и средние хищники охотятся на грызунов.

_{6.6. Тундра}

К северу лес постепенно изреживается, переходит в редколесье, лесотундру и наконец сменяется тундрой.

Тундра лежит в области  вечной мерзлоты. Сильное развитие здесь получают процессы заболачивания. Тундры могут быть кустарничковыми, осоково-травяными, моховыми, лишайниковыми.

Лето тундры коротко, поэтому  ее обитатели на продолжительный  холодный период мигрируют на юг. Это  в первую очередь касается птиц, но и северные олени на зиму спускаются к югу, где снег не столь уплотнен и где им легче разбивать его копытами, добывая корм. Некоторые обитатели тундры, например грызуны-лемминги, проводят зиму под снегом в понижениях рельефа тундры, где питаются ветвями кустарничков и травами, сохраняющими частично зелень на зиму.

Огромные стаи перелетных птиц прилетают в тундру на лето. Летом, когда в тундрах царит  постоянный день, ритм жизни ее обитателей необычен: многие животные бодрствуют значительную часть суток. Длительный день позволяет птицам прокормить большие выводки, поэтому у особей того или иного вида, обитающих в тундре, число яиц в кладке, как правило, больше, чем у особей этого же вида, обитающих южнее, например в лесной зоне.

К северу тундры постепенно сменяются арктическими пустынями, где растительный покров уже не сплошной, а отдельные стебли растений и  пятна растительности сменяются  оголенными участками. Здесь количество животных, не связанных с морем (к  числу последних относятся моржи, тюлени, белый медведь, отчасти песец), становится все меньше и меньше.