Как растения влияют на рельеф
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
Значение организмов в жизни Земли велико и разнообразно. Процессы изменения поверхности Земли в результате деятельности живых организмов называются биогеоморфологическими, а рельеф, создаваемый при участии растений и животных, – биогенным. Это в основном нано-, микро- и мезоформы рельефа.
Грандиозный процесс, совершаемый в значительной степени благодаря организмам, – осадкообразование (например, известняки, каустобиолиты и другие породы).
Растения и животные участвуют также в сложном универсальном процессе – выветривании горных пород, как в результате непосредственного воздействия на горные породы, так и за счет продуктов их жизнедеятельности. Недаром иногда наряду с физическим и химическим выветриванием выделяют биологическое.
Обильная водная растительность в реках, а также обитатели водоемов оказывают влияние на русловые процессы. Бобровые плотины изменяют гидрологический режим рек и геоморфологические процессы в русле реки. Из-за подпруживания рек на участках выше бобровых плотин формируются заболоченные, закочкаренные поймы.
Растительность способствует зарастанию озер, заполняя их органической массой. В результате на месте озерных котловин возникают выровненные кочковатые поверхности болот. В тундре весьма характерны торфяные бугры.
Растения и животные активно участвуют в создании некоторых типов аккумулятивных берегов. В экваториально-тропических широтах формируются мангровые берега, растущие в сторону моря ввиду отмирания растительной массы. В умеренных широтах по берегам морей и озер возникают аналогичные им тростниковые берега.
На побережьях морей из раковин животных при участии волновой деятельности создаются ракушечные пляжи. Широко известны и такие аккумулятивные формы рельефа, как коралловые постройки: береговые, барьерные (например, Большой Барьерный риф у берегов Австралии), кольцевые атоллы, которых много в Тихом и Индийском океанах.
Образованию биогенного рельефа способствуют и роющие животные. В результате выбросов земли они создают кротовины, сурчины, байбачины – холмики до метра высотой. Холмы-термитники достигают до 4- 5 м высоты при диаметре 15- 20 м и создают своеобразный мелкохолмистый рельеф в австралийских и африканских саваннах.
Животные и растения производят разрушительную работу, которая часто проявляется гораздо многообразнее и сложнее, чем аналогичная деятельность различных агентов неживой природы (ветра, воды и др.).
Аккумулятивная деятельность животных и растений обусловливает большое разнообразие положительных форм рельефа. Можно, например, указать на кочки-сурчины, представляющие собой выбросы грунта из нор. Однако наиболее крупные положительные формы рельефа образуются вследствие накопления растительных остатков в виде торфа. На поверхности верховых болот часто встречаются гряды, сложенные торфом. Вместе с разделяющими их понижениями (мочажинами) они создают своеобразную грядово-мочажинную поверхность болот. Высота гряд над поверхностью мочажин колеблется в пределах от 15 до 30 см и редко достигает 50-70 см.
В результате жизнедеятельности животных и растений возникают различные формы рельефа, которые можно подразделить на следующие основные группы:
Ответьте на вопросы: 1) Существует ли связь между рельефом и растительностью? 2) Какие растения каким формам рельефа соответствуют?
1) Между ними существует прямая взаимосвязь. Ведь именно рельеф определяет вид растительности, которая располагается на нём. Например, в горной местности флора будет низкой, но устойчивой (мелкие кустарники и травы), а на равнинах – более высокой и свободной (высокие деревья, раскидистые кустарники). Здесь, по большей части, играет роль ветер.
2) Как уже говорилось выше, чем более высокая форма рельефа – тем беднее её флора. Растения больше всего любят равнинную местность, здесь можно встретить самые разные виды деревьев, кустарников, трав и цветов. Но если взять, например, самые высокие участки гор, то там обнаружиться только мох и лишайник.
Дана подробная характеристика почвы: её механический состав и химическая активность. Представлены питательные вещества, находящиеся в почве.
Представлена общая характеристика почвы. Свойства почвы создают экологический режим, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация. Описаны экологические группы растений.
Рельеф охарактеризован как косвенный абиотический фактор. Дана подробная характеристика рельефа. Рассмотрена роль элементов мезорельефа и микрорельефа в жизни организмов. Изучена сущность почвы и рельефа как экологического фактора.
Ключевые слова: почва, рельеф, среда обитания, экологические группы растений, экологический фактор, мезо- и микрорельеф.
Detailed characteristics of the soil are given: its mechanical composition and chemical activity. The nutrients found in the soil are presented.
The general characteristics of the soil are presented. Soil properties create an ecological regime, the main indicators of which are hydrothermal factors and aeration. The ecological groups of plants are described.
The relief is characterized as an indirect abiotic factor. A detailed description of the relief is given. The role of mesorelief and microrelief elements in the life of organisms is considered. The essence of soil and relief as an ecological factor has been studied.
Key words: soil, relief, habitat, ecological groups of plants, ecological factor, meso- and micro-relief.
Идеальная почва должна состоять приблизительно из равного количества глины и песка с частицами промежуточных размеров. В этом случае образуется пористая структура, и почва называется суглинками. Они обладают достоинствами двух крайних типов почв и не имеют их недостатков. Средне- и мелкоструктурные почвы (глины, суглинки, алевриты) обычно более пригодны для роста растений благодаря содержанию в достаточном количестве питательных веществ и способности удерживать воду[1].
Существует 11 основных классов почвы:
3. Песчанистый суглинок
4. Песчанистый алеврит
5. Пылеватый суглинок
6. Песчанистый тяжелый суглинок
8. Тяжелый пылеватый суглинок
9. Песчанистая глина
10. Алевритистая глина
Каждому типу почв соответствуют определенные типы растительных сообществ.
Химизм почв частично определяется минеральным скелетом, частично органическим веществом. Большая часть минеральных компонентов представлена в почве кристаллическими структурами - устойчивыми продуктами выветривания материнской породы [2].
Для почвы характерна биогенная аккумуляция химических элементов под влиянием растительности, которая отсутствую в коре выветривания. Подвижность ряда элементов фосфора, калия, кремния и др. в процессах выветривания и биогенной аккумуляции различна[1].
Запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть из них представлена недоступными для растений соединениями. Валовое содержание питательных веществ в пахотном слое различных почв неодинаково[5].
Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических условий, уровня грунтовых вод, механического состава почвы, характера растительности и т. д. Например, при одинаковом содержании влаги в почве песчаные (легкие) горизонты будут казаться влажнее глинистых (тяжелых)[5].
Степень влажности влияет на выраженность других морфологических признаков почвы, что необходимо учитывать при описании почвенного разреза. Например, влажная почва имеет более темный цвет, чем сухая. Кроме того, степень влажности оказывает влияние на сложение, структуру почвы и т. д.
Хорошо увлажненная почва легко прогревается и медленно остывает, на поверхности ее происходят более резкие колебания температур, чем в глубине. При этом суточные колебания ее затрагивают слои до глубины в 1 м. Если учесть, что зимой температура почвы с глубиной повышается, а летом, наоборот, падает, то легко представить сезонные вертикальные миграции почвенных обитателей, которые вызываются изменением условии среды. Естественно зимой почвенные животные находятся глубже, чем летом.
Экологические группы растений - это совокупность видов растений, которые характеризуются сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными признаками, закрепившимися в генотипе[2].
Экологические группы делятся по отношению организмов к тому или иному фактору среды (влага, температура, свети т.д.), но границы между ними условные и плавно переходят от одной экогруппы к другой, либо входят сразу в несколько экогрупп.
Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба. Различают выпуклые (положительные) формы рельефа и вогнутые (отрицательные) формы. Рельеф сформировался в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) геологических процессов.
Рельеф оказывает косвенное воздействие на живые организмы, перераспределяя солнечную радиацию и осадки в зависимости от позиции и крутизны склонов. Так, в северном полушарии на южных склонах произрастают более светолюбивые и теплолюбивые растения, чем на северных, в понижениях обитают более требовательные к влаге растения[8].
Для высокогорных растений характерен приземистый рост, преобладают низкорослые стелющиеся кустарники и кустарнички. Подушковидные и розеточные многолетние травы, дерновидные злаки и осоки, мхи и лишайники. Характерная морфологическая черта многих высокогорных приземистых растений – значительное преобладание подземной массы по сравнению с наземной.
Характерная черта физиологии и биохимии высокогорных растений – повышение интенсивности окислительно-восстановительных процессов, увеличение активности участвующих в них ферментов, более низкие, чем у равнинных растений, температурные оптимумы их работы.
Большое значение для живых организмов имеют экспозиция и крутизна склонов. Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв. Здесь почвы обычно маломощные и более сухие, с ксероморфной растительностью. При уклоне, превышающем 350, почва не образуется, растительность отсутствует, создаются осыпи из рыхлого материала[3].
Основное значение элементов мезорельефа состоит в перераспределении зональных экологических факторов. Сочетание различных элементов мезорельефа, иногда очень сложное, может до неузнаваемости изменить зональные климатические и почвенные факторы и обусловить поселение совершенно особой растительности, как это имеет место, например, в долинах крупных рек.
Весьма наглядный пример влияния рельефа на комплекс экологических факторов и растительность представляет сопоставление заросших овражных склонов разной экспозиции в южной части лесостепной зоны. В более восточных районах лесостепной зоны по растительности можно почти безошибочно определить экспозицию склона: северные и северо-западные заняты лесами, южные и юго-восточные - безлесные, остепненные.
Микрорельеф может быть связан как с неровностями поверхности почвы, так и с особенностями роста самих растений (образование кочек крупнодерновинными злаками и осоками, пристволовые повышения в лесу). Некоторые формы микрорельефа имеют зоогенное происхождение (выбросы землероев - кротовины, сурчины).
Микрорельеф способствует проявлению различий в среде обитания растений, незначительных по пространственной протяженности, но достаточно резко выраженных по характеру действия экологических факторов. От микрорельефа часто зависит микроструктура растительного покрова - чередование на небольшом пространстве видов с разными экологическими особенностями.
Почва – стабильная среда обитания, в которой температурный режим и увлажнение всегда изменяются плавно. Она является незаменимым связующим звеном между наземной и водной средой. Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осуществляется главным образом путем обмена веществ.
Характер рельефа, местоположение в нем растения или растительного сообщества оказывают большое влияние на жизнь растения, поскольку рельеф часто обусловливает сочетание прямодействующих факторов и перераспределяет в пространстве те количества тепла, света, влаги, которые являются зональными, поэтому рельеф в жизни растений выступает как косвенно действующий фактор.
Список литературы
Акимова Т.А. Экология: Человек - Экономика - Биота - Среда: Учебник для студ. вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ, 2006. - 495 с.
Березина Н.А., Афанасьева Н.Б Экология растений. М.: Академия, 2009. 400 с.
С незапамятных времен человек научился использовать неровности земной поверхности, будь то удобные бухты или плодородные долины. Большую роль положение в рельефе играет и для представителей флоры. Действуя не прямо, а косвенно, через преобразование основных факторов климата, он оказывает заметное влияние на формирование типов растительности.
Воздействие и отбор
Сразу оговоримся, что рельеф может воздействовать и непосредственно на конкретные растения, и на отбор подходящих для горных местообитаний видов или жизненных форм. На крутых склонах и отвесных скалах происходит сдувание и смыв семян и всходов. На осыпях формируются группировки видов, способных противостоять сыпучему неустойчивому грунту, а на отвесных скалах закрепляются растения-литофиты с глубокой корневой системой, внедряющейся в расщелины. В оврагах можно наблюдать укоренение и разрастание корнеотпрысковых и столонообразующих жизненных форм растений.
От равнины до вершины горы растительность меняется почти так же, как при движении с юга на север.
Вертикальная поясность
Очень важно влияние макрорельфа на климатические составляющие местности: температурный и солнечный режим, количество осадков. Кто ходил в горы, знает, что даже в жаркий тропический день на высоте около 2000 м уже прохладно, и чем выше, тем холоднее. Среднегодовая температура повышается на 0,5–0,6 ºС при подъеме на каждые 100 м над уровнем моря.
В результате изменений климата при подъеме с равнины в горы происходит смена поясов растительности подобная той, что бывает при движении с юга на север. При этом первый равнинный тип растительности соответствует климатическому поясу широты данной местности. Выше ее сменяет пояс, характерный для более северной широты. Понятно, что в тропиках можно наблюдать все многообразие форм растительного покрова, от тропического леса через пояс хвойных лесов и альпийские луга до высокогорной тундры в виде мохово-лишайниковых сообществ. В северных районах высотные пояса не так богато представлены, и там раньше (ниже над уровнем моря) появляются альпийские луга и каменистые пустоши.
Откуда ветер дует
Рельеф гор меняет воздушный режим – увеличивается сила ветров. Направление воздушных потоков в горах носит сложный характер. Существенно различается количество осадков и освещенность в пределах одного горного массива. В результате усиливается лоскутность растительного покрова гор. Общие свойства (континентального или морского климата в горах корректируются под влиянием преимущественных ветров. Касается это климата не только в горах, но и в прилегающих к ним равнинах. Массивы гор могут защищать от холодных воздушных масс или, напротив, препятствовать прохождению облаков, несущих осадки с моря. Первый вариант благоприятствует возникновению более мягкого климата, как на побережье всем знакомых Крыма и Кавказа. Во втором случае – грозит опустыниванием, как в далекой чилийско-перуанской пустыне.
Заросли ив и тополей в долине реки на фоне голых песчаных дюн. Древесно-луговая растительность на дне скалистого каньона Зайон. Субальпийские луга в долине горного цирка Гаварни в Пиренеях.
Там жарко – здесь холодно
Значительная расчлененность рельефа гор – причина резких различий климата на небольшой площади. Разные сообщества на склонах южной и северной экспозиции – самый наглядный пример. Наблюдается расселение более холодостойких растений по гребням северных склонов, когда в ущелья прячутся теплолюбивые виды, и напротив – более засухоустойчивые и жаростойкие поселяются на склонах южной экспозиции. В ущельях же, по которым частенько бурлят водопадные потоки, ютятся заросли влаголюбивых кустарников, свисают бороды папоротников и мхов. Таким образом, разнообразие усиливается за счет неоднородности экологических условий на северных и южных экспозициях склонов разного порядка, а также на гребнях, в ущельях и других элементах мезорельефа. К тому же в горах нередко наблюдаются инверсии климата, т. е. более холодные или теплые условия, чем должны быть в пределах данного широтного или высотного пояса. Кроме того, сложный рельеф увеличивает площадь поверхности земли, занятую растениями.
Горная коллекция
Отдельно нужно говорить о почвенной мозаичности в горах, которая, во-первых, связана с многообразием горных пород и степенью их выветренности, а во-вторых, с разнообразием почвенных процессов, происходящих в разных частях макро- и мезорельефа.
Различие пород по химическому составу и степени раздробленности, смыв грунта на резких перегибах рельефа и отложение его в западинах создают пестроту почвенно-грунтовых условий, а вслед за ней в комплексе с другими экологическими факторами – мозаику сообществ растений. В горных долинах, на богатых почвах, мы восхищаемся коврами луговой растительности, а в понижениях рельефа можно встретить участки с застойным увлажнением и полянами болотных и околоводных видов. Вдоль русел небольших речек, протекающих между холмами и аккумулирующих частицы грунта, образуются березовые или осиновые колки, а рядом, чуть выше по склонам, растут дубы (на северных склонах) или сосны (на южной стороне), которые, кстати, любят подниматься очень высоко.
Неудивительно, что богатство горной флоры по количеству видов в несколько раз может превышать этот показатель на эквивалентной площади равнины. Разные по потребностям виды находят здесь необходимые условия для жизни. Влаголюбивые и засухоустойчивые, кальцефилы и любители кислых почв (ацидофилы) – для всех отыщется подходящий уголок. Широкий спектр условий обитания делает горную флору более устойчивой и в исторической перспективе – в горах больше возможности для сохранения видов в периоды потепления или похолодания.
Опять же помогает разнообразие местных климатических условий: в холодные времена более теплолюбивые растения находят себе закрытые и прогреваемые распадки, холодостойкие могут переждать пору потепления в прохладных ущельях и на продуваемых склонах. Таким образом, динамика климата не приводит к исчезновению старых видов, они лишь дополняются новыми, более молодыми.
Богатство горной флоры по количеству видов в несколько раз может превышать этот показатель на эквивалентной площади равнины.
Сообщества хвойных деревьев по ущельям и склонам. Заросли подушковидных кустарников на высоте около 3000 м на г. Тейде. Выраженный рельеф приводит к мозаичности растительного покрова.
На холмах и низинах
Конечно, в горных районах богатство рельефа и растительности наиболее впечатляющее. Однако и в условиях равнины элементы макрорельефа существенно влияют на типы растительности. Даже в нашей зоне умеренного климата с, казалось бы, небогатым ассортиментом видов можно встретить разнообразие ландшафтов: чередование сосновых лесов на высоких песчаных холмах с криволесьем верхового болотного сосняка, топкие низинные болота, подчас граничащие с уютными грядами кочек на верховом сфагновом болоте. Ельники обычно приурочены к холмистому рельефу и пологим склонам на более богатых почвах и в незначительных понижениях мезорельефа. Разнообразные по видовому составу широколиственные леса встречаются южнее на высоких и богатых плакорах. Луговые сообщества (к тому же часто поддерживаемые человеком) формируются в речных поймах и на первой надпойменной террасе.
В более южных районах (степях, полупустынных) макро- и мезорельеф равнины существенно регулирует влагообеспеченность местообитаний растений. В условиях недостатка влаги среди травянистых сообществ степей даже в незначительных понижениях могут возникать кустарниковые сообщества и группы деревьев, такие как байрачные леса по балкам. В поймах небольших и пересыхающих рек, змейкой пробивающихся сквозь засушливые плато, буйные заросли кустарников заметны издалека. Если учесть, что водные артерии – пути распространения растений (подчас из других географических районов и континентов), то по рекам на север могут расселиться не только влаголюбивые, но и более теплолюбивые виды.
Макрорельеф – крупные формы рельефа суши как гор, так и равнин, с большим колебанием высот от нескольких сот до тысяч метров.
Мезорельеф – детали макрорельефа, промежуточные по высоте и протяженности между макро- и микрорельефом (склоны невысоких либо разрушенных гор, террасы речных долин, дюны, балки).
Микрорельеф – мелкие формы рельефа, не превышающие несколько метров (кочки на болоте, гряды на террасах в пойме).
Литофиты – растения, осваивающие камни, скалы, укореняющиеся в трещинах. К ним относят как высшие растения, так и лишайники.
Плакоры – равнинные участки макрорельефа, характеризуются зональными почвами, средним состоянием экологических условий, лишенных крайностей, сильно изменяющих растительность по сравнению с заданной широтой нормой.
Читайте также: