Зональность в экосистемах: влияние климата на разнообразие растительности и животного мира
Зональность в экосистемах является одним из главных факторов, определяющих разнообразие растительности и животного мира. Климатические условия в каждой зоне планеты влияют на типы экосистем, их характеристики и распределение организмов в них.
Определение зональности
Зональность — это термин, используемый для описания естественных зон на Земле, которые обладают определенными климатическими условиями. Зоны различаются по температуре, осадкам, сезонности и другим факторам, которые определяют характеристики растительности и животного мира.
Климатические зоны
Наиболее распространенной классификацией климатических зон является система Кёппена-Гейгера, которая основана на сочетании температуры и осадков. Она классифицирует зоны как тропики, зоны умеренного климата и полярные зоны.
Тропики характеризуются высокой температурой и влажностью. Экваториальные леса и многие типы тропических саванн являются представителями тропических экосистем.
Зоны умеренного климата охватывают умеренные широты и имеют сезонные изменения температуры и осадков. Лесные и степные экосистемы являются примерами этого типа зоны.
Полярные зоны расположены близко к полюсам и характеризуются низкими температурами и небольшими осадками. Тундры и полынные экосистемы обитают в полярной зоне.
Влияние зональности на разнообразие растительности и животного мира
Разнообразие растений и животных существенно зависит от климата в каждом регионе. В зональных экосистемах, где преобладают одинаковые климатические условия, селективное давление формирует эволюционные адаптации у организмов, способствующие выживанию в этой зоне.
Тропические экосистемы обладают самым большим разнообразием растений и животных на планете. Высокая температура и влажность создают идеальные условия для жизни различных видов. Тропические леса являются наиболее биоразнообразными экосистемами на Земле.
Умеренные зоны также обладают значительным разнообразием растений и животных. Сезонные перепады температур и осадков обеспечивают разнообразные экологические ниши для разнообразных организмов. Планы приспосабливаются к изменению условий, подвергаясь адаптации и эволюции.
Полярные экосистемы характеризуются низким разнообразием организмов из-за экстремальных условий. Несмотря на это, они всё равно являются местом обитания для множества видов, специализированных для холодных и суровых условий.
Значение сохранения зоныльности
Сохранение разнообразия растений и животных в зональных экосистемах имеет огромное значение для планеты и человечества. Эти экосистемы обеспечивают жизненно важные экосистемные услуги, такие как предоставление водных ресурсов, поддержка почвенной плодородности и регулирование климата.
Изменения климата сегодня представляют угрозу для зональной структуры экосистем, что может привести к потере биоразнообразия и исчезновению многих видов. Сохранение зональности поможет поддержать устойчивость экосистем и обеспечить выживание различных видов на Земле.
Вывод
Зональность в экосистемах играет важную роль в формировании разнообразия растительности и животного мира. Климатические условия в каждой зоне определяют типы экосистем и характеристики организмов, приспосабливающихся к ним. Сохранение зональности является ключевым фактором для поддержания биоразнообразия и стабильности планеты.
Чем объясняется разнообразие природных зон на планете?
Прежде всего вспомним, что планета поделена на 13 климатических поясов, в которых на огромных территориях властвует очень схожие климатические условия в пределах одного пояса. Но помимо климатических поясов есть зоны природные, которые также оказываются привязаны к климату и климатическим поясам, но количество их больше. В одном и том же климате могут сосуществовать несколько природных зон. Прежде всего это объясняется способностью живых организмов и растений приспосабливаться к условиям обитания, для каждого климатического пояса возникает своя специфическая растительность и животный мир. Однако эти пояса очень обширны и повторяются в двух полушариях, а потому приспособление живых организмов могло протекать разными путями. Поэтому природных зон получается больше, степи, пустыни и прочее могут находиться как в одном климатическом поясе, так и в разных рождая например зону ледяных пустынь.
Особенности смены природных зон и характеристика биокомплексов
Наша планета разнообразна и удивительна. На ней есть участки с вечной мерзлотой, жаркими пустынями, влажными тропическими лесами. При этом жизнь присутствует везде, хоть и обитают в разных районах совершенно различные животные и растения. Участки суши, объединенные общими признаками, называют природными зонами — об их смене пойдет речь в данной статье.
Природные зоны
Их также принято называть природно-жилыми зонами. Они представляют собой участки суши, которые имеют ряд общих характеристик: климат, рельеф, растительный и животный мир.
К признакам природно-жилого комплекса относятся:
- Общие климатические условия,
- Общность тектонических и горных пород,
- Одинаковый почвенный покров,
- Общность органического мира.
История исследования
Изучение экокомплексов началось относительно недавно, и еще в 19 веке знаний в этой области практически не было. Основной вклад в исследование внесли российские ученые Докучаев В. В., являющийся первооткрывателем в этой области, и Берг С. В., который систематизировал имеющиеся в науке данные и дал описание биомов Евразии, а позднее и всего мира.
Причины смены
Разнообразие экосистем, представленных на нашей планете, в первую очередь обусловлено особенностями климатических условий, а именно соотношением тепла и влаги. При неравномерном распределении этих ресурсов на поверхности Земли происходит изменение природных комплексов. В северной и южной частях планеты солнечные лучи слабо прогревают земную поверхность, а в экваториальной части — наоборот. Кроме того, влияет высота участка суши над уровнем моря.
Смена комплексов происходит по широте и в меридиональном направлении.
При этом природа нашей планеты очень непредсказуема, и порой можно наблюдать явления, не свойственные для определенного комплекса, например густые леса в засушливых районах или оазисы в жарких пустынях.
Смена природных систем от экватора к полюсам называется широтной сменой.
Это явление обусловлено шарообразной формой нашей планеты. Дело в том, что солнечные лучи неравномерно нагревают поверхность планеты, и на участках Земли, куда лучам тяжело проникать, климат суровее. Этим вызвано различие в составе почв и органическом мире.
Смена теплых экосистем к более холодным наблюдается от экватора к полюсам. Также в широтах меняется и атмосферное давление. В конечном итоге, климат каждой зоны зависит от соотношения температуры и давления.
Меридиональная смена зон обусловлена степенью удаленности от океана и движением воздушных масс.
Самым ярким примером такой смены являются природные зоны материка Евразия. Внутри материка расположены пустыни и полупустыни, тогда как ближе к берегам больше лесов различного типа.
Степень освещенности
На Земле существуют пояса освещенности. Их формирование вызвано наклоном оси движения Земли к плоскости орбиты, на которой она вращается.
Всего выделяют пять поясов освещенности, они ограничены тропиками и полюсами.
Они отличаются степенью освещенности и, как следствие, климатическими условиями.
Тропический пояс находится между тропиками. Здесь раз в год солнце находится в зените. Климат здесь теплый и влажный.
Полярные пояса расположены в каждом полушарии от полярного круга до полюсов. Здесь наблюдается смена полярного дня и полярной ночи и самый суровый климат на планете.
Умеренные пояса освещенности расположены в северном и южном полушариях между тропиками и полярным кругом. Климат здесь умеренный.
Как нагревается Земля
Наша планета нагревается благодаря солнечной энергии. Атмосферный воздух свободно пропускает лучи, благодаря чему повышается температура земной поверхности. От высоты солнца над горизонтом зависит угол падения его лучей.
Чем выше звезда, тем сильнее нагревается планета.
Земля, нагревшись, прогревает воздух. Таким образом, самые высокие температуры наблюдаются на экваторе. Кроме того, из-за вращения Земли на одних и тех же широтах может быть разная освещенность. Этим и объясняется смена времен года.
Поясность
Зональность и поясность — это географические закономерности, состоящие в последовательной смене природных зон.
Широтная
Широтная зональность — это смена экосистем на равнинах. Она обусловлена степенью прогревания поверхности Земли — от экватора к полюсам. Другими словами, широтная зональность — это распределение различных климатических зон на Земле.
Закон широтной зональности гласит: количество солнечной энергии влияет на формирование определенного ландшафта местности, а он в свою очередь — на формирование флоры и фауны.
Высотная
Высотная поясность — это изменение климатических условий в горах. На этот процесс не оказывает влияние сам экокомплекс, в котором горы находятся, климат здесь зависит только от абсолютной высоты возвышенности. На 1 километр подъема температура воздуха снижается примерно на 6 градусов. Также при подъеме снижается давление воздуха и его запыленность, увеличивается влияние солнечный радиации.
Ландшафты высотной поясности схожи с природными зонами равнин, следуют в том же порядке и имеют те же признаки: изменение климата, почв, растительного и животного мира.
Характеристика природных зон
Ниже приведено описание имеющихся на Земле природных комплексов.
Арктическая пустыня
Арктические пустыни расположены на участках суши, близких к полюсам. Почва здесь скована вечной мерзлотой и покрыта снежным и ледяным слоем. Большей частью растительность отсутствует совсем, либо очень скудна: представлена лишайниками, мхами и водорослями. Животный мир также очень специфичен: большинство животных и птиц не живет здесь круглый год, но есть виды, обитающие в северных районах постоянно и сумевшие приспособиться к суровым условиям (моржи, тюлени, пингвины и прочие).
Тундра
Тундра находится между субполярной и полярной зонами. Преобладают низкие температуры воздуха круглогодично. Значительные участки биома находятся в зоне вечной мерзлоты. Тундру покрывают торфяно-глеевые почвы. Растительный мир представлен в основном низкорослыми растениями: карликовыми деревьями, мхами, кустарниками — у всех них плохо развита корневая система.
- много копытных (олени),
- перелетные птицы,
- небольшие грызуны (лемминги, мыши).
Тайга
Биом сформирован в северном полушарии, в зоне умеренного климата. Характерна холодная зима и жаркое, но короткое лето. В летнее время года выпадает достаточно большое количество осадков. Почвы подзолистые, неплодородные. Флора тайги состоит из многоярусных лесов, в основном хвойных. К характерным представителям таежной фауны относятся хищники (рыси, волки, лисы), медведи.
Смешанный лес
Расположен в умеренном поясе. Для биома характерно умеренно теплое лето и холодная зима. В течение года выпадает малое количество осадков. Почвы биома лесные бурые и серые. Леса образованы двумя-тремя ярусами, нижний представлен мхами и травами. Растительный и животный мир очень разнообразен.
Лиственный лес
Расположен в умеренных поясах планеты, климат характеризуется благоприятным соотношением тепла и влаги. Часто граничит со смешанными лесами. Лето здесь продолжительное и теплое, зима мягкая. В течение года выпадает среднее количество осадков. Почва плодородна, богата калием, магнием, фосфором и другими минералами. Леса, как правило, многоярусные. Основными видами растительного мира являются дуб, береза, бук, ольха, клен, ясень. Животный мир очень разнообразен.
Степь и лесостепь
Данные биомы широко распространены по всему земному шару за исключением самого холодного материка. Чаще всего их можно увидеть в умеренных и субтропических поясах. Степи и лесостепи расположены на равнинах, поэтому растительный мир характеризуется в основном травами и кустарниками. Фауна представлена различными грызунами (сурками, мышами), хищниками (волками, степными котами), птицами и копытными. Почвы в степях черноземные, богаты гумусом. В течение года здесь выпадает малое количество осадков, поэтому климат очень засушливый. Кроме того, для степей характерно жаркое лето и малоснежная зима.
Муссонный и вечнозеленый тропический лес
Данная зона расположена в тропических поясах. Леса по большей части находятся на высоте около 850 метров над уровнем моря. Для биома характерно большое количество осадков. Лето здесь теплое, но не жаркое. Амплитуда колебания температур составляет около 18 градусов. Почвы красно-желтые, благоприятные для большинства видов растений.
Представители флоры, встречающиеся в муссонных лесах:
- тиковое,
- саловое дерево,
- баобаб,
- пальмы,
- фикусы,
- орхидеи.
Фауна представлена весьма редкими и необычными животными: тигры, леопарды, макаки, ядовитые змеи и насекомые, бамбуковые медведи и прочие.
Жестколистный летнесухой субтропический лес
Леса расположены в тропическом и субтропическом поясах. Географически они большей частью находятся на побережье Средиземного моря. Характерен сухой климат, осадки выпадают только зимой в небольшом количестве. Лето очень жаркое, морозов не бывает даже зимой. Почвы неплодородны, минералы в ней практически отсутствуют, поэтому растения данного биома приспособились к существованию в таких условиях: их стебли и листья устроены так, что при недостатке влаги сохраняется жесткость, отсюда и произошло название этой экосистемы.
Леса одноярусные, основными породами, встречающимися здесь, являются: сосны, лавр, кедры, можжевельник. Представители фауны: ленивцы, ламы, попугаи, пумы, страусы и прочие.
Муссонный тропический лес
Расположен в тропическом и субэкваториальном поясах. Климат влажный, но возникают и периоды засухи, когда основная часть деревьев теряет листву, однако первый ярус лесов состоит из вечнозеленых кустарников. Почвы красно-бурые. Растительный мир представлен следующими видами: альбиции, тиковые деревья, эбеновое дерево, лавр. Животные, обитающие здесь: лесной кот, кабан, заяц, олени и прочие.
Засушливая пустыня
Географическое положение пустынь — умеренный пояс северного полушария и тропические и субтропические пояса южного полушария. Главная характеристика данного биома — малое количество либо полное отсутствие осадков в течение года. Также здесь часто дуют сильные ветры. Почвы серо-бурые, богаты гипсом и железом. Несмотря на столь неблагоприятные природные условия, многие представители органического мира успешно приспособились к жизни в пустыне: баобаб, саксаул, различные кустарники и травянистые растения. Из животных это копытные, фенек, змеи, лягушки, верблюды и прочие.
Полупустыня
Полупустыни по-другому называют опустевшими степями. Данные участки характеризуются очень засушливым климатом и значительным перепадом температур. Полупустыни существуют на всех материках, кроме Антарктиды. Они расположены в умеренном, тропическом и субтропическом поясе. Почвы данного биома неплодородные, богаты солями.
Растительность представлена различными видами ксерофитных трав, кактусами, злаками, полынью. Звери, обитающие здесь: зайцы, грызуны (суслики, полевки, хомяки), копытные (антилопы, кулан), насекомые (скорпионы, жуки), хищники (гиена, фенек, шакал, степная кошка).
Засушливая степь
Засушливая степь — переход степи в зону полупустыни. Чаще всего, причиной засухи степи становится деятельность человека, а также глобальное изменение климата. Из названия биома понятно, что климат здесь засушливый, характерно жаркое лето и малоснежная зима. Преобладают каштановые почвы. Запас растительной массы скуден. В основном он представлен злаковыми и ковылем. Фауна засушливых степей: многочисленные грызуны (тушканчики, суслики), птицы (дрофа, жаворонок), различные пресмыкающиеся и насекомые.
Полузасушливая пустыня
Полузасушливые пустыни расположены в экваториальных поясах планеты. Для биома характерно продолжительное и сухое лето, короткая зима с небольшим количеством осадков в виде дождей, относительно прохладные ночи. Почвы отличаются на различных территориях природного комплекса: они могут быть каменистыми или песчаными и хорошо структурируемыми.
Флора представлена в основном колючими растениями: кактусами, боярышником, мескитовым деревом, различными кустарниками. Представители местного животного мира: рептилии (ящерицы и змеи), птицы (совы и пересмешник), сумчатые, зайцы, скунсы и прочие.
Травянистая саванна
Саванна — это равнина, покрытая травянистой растительностью. Расположена в субэкваториальных широтах. Для данного природного комплекса характерно разделение сезона на засушливый и дождливый. В течение года в саваннах преобладают высокие температуры и выпадает малое количество осадков. Почвы саванн меняются в зависимости от того, сколько времени продолжается сезон дождей. При высокой степени увлажнения почвы ферралитные, если дожди продолжаются менее шести месяцев, преобладают красно-бурые почвы. Представители флоры саванн: пальмы, колючие кустарники, слоновая трава, алоэ, дикая спаржа. Фауну представляют жирафы, слоны, антилопы, бобры, броненосец, буйвол.
Древесная саванна
Разновидность природной зоны саванна, обладающая теми же характеристиками. Отличием является наличие здесь деревьев и кустарников, образующих лес либо рассредоточенных на равнине.
Сухие тропические леса
Произрастает в тропических и субтропических широтах. Для биома характерен продолжительный засушливый сезон и сезон дождей, который, как правило, длится несколько недель в году. В период засухи верхний ярус леса теряет листья, в то время как нижний его ярус представлен вечнозелеными растениями. Почвы в лесах бурые и плодородные. Растительность леса представлена следующими видами: папоротники, орхидеи, лианы, различные виды пальм. Звери, которых можно встретить в тропических лесах: бабочки, различные виды обезьян, капибары и прочие.
Влажные тропические леса
Влажные леса во многом схожи с сухими, однако здесь выпадает большое количество осадков круглый год, а климатические условия практически не изменяются в различные времена года. Кроме того, влажные леса гораздо богаче сухих. Органический мир представлен гораздо большим количеством видов: здесь встречается около 170 наименований различных деревьев, 60—80 видов трав, около 40 видов лиан. Животный мир столь же ярок и разнообразен: яркие попугаи и многочисленные виды обезьян, бабочек, насекомых.
Альпийская тундра
Другое название биома — горная тундра. Это природный комплекс из системы вертикальной зональности, аналогичный тундре. Встречается в арктическом и умеренном поясах. Климат характеризуется как холодный, каждые 100—200 метров температура снижается на один градус. Также для экосистемы характерно неравномерное распределение снежного покрова и разряженность воздуха. Растительность скудная, представлена большей частью кустарниками (ольха, ива), мхами и лишайниками. Фауна богата копытными (олени, овцы), птицами.
Горный лес
Природный комплекс из системы вертикальной зональности. Расположен в экваториальных поясах планеты. Климат характеризуется как благоприятный. Преобладают высокие температуры и высокая влажность воздуха. По мере увеличения высоты горного комплекса количество растительности снижается. В основном здесь произрастают пихта, бук кавказский, сосны, ели и прочие. Также большое разнообразие кустарниковых пород. Из животных здесь встречаются туры, козлы, птицы.
Интересные факты
Само определение понятия природная зона появилось в географии относительно недавно. Однако изучение экокомплексов началось гораздо раньше.
Закономерности размещения природных зон
Планета Земля – это уникальный источник жизни, внутри которого все развивается закономерно. Каждый материк – это отдельный биокомплекс, на котором приспособились жить разные виды растений и животных. В географии отдельные территории, имеющие схожий климат, почву, растительный и животный мир принято называть природными зонами.
Типы зональности
Зональность – это разделение территорий континентов и океанов на отельные части, которые называются зоны. Отличить их друг от друга проще всего по характеру растительности, ведь именно от него зависит какие животные могут обитать в этом регионе.
Рис. 1. Природа на Земле
В закономерность размещения природных зон есть три типа зональности:
- Смена природных зон по широтам. Двигаясь от экватора к полюсам, можно заметить, как сменяются комплексы один за другим в горизонтальном положении. Особенно четко прослеживается эта закономерность на Евразийском континенте.
- Зональность по меридианам.
Причины зональности
Закономерность расположения природных зон обусловлена разным количеством тепла и влаги на разных территориях. Где выпадает много осадков и высокий уровень испарения – появляются влажные экваториальные леса, где много испарения, а осадков мало – саванны. Где вообще нет осадков и весь год сухо – пустыни и так далее.
Главная причина зональности – разница в количестве тепла и влаги в разных районах, двигаясь от экватора к полюсам.
Рис. 2. Рассвет в степи
Чем обусловлено разное соотношение тепла и влаги?
Распределение тепла и влаги на Земле зависит от формы нашей планеты. Как известно, она шарообразная. Ось вращения проходит не прямо, а имеет некоторый наклон. Это приводит к тому, что солнце нагревает разные участки планеты по-разному. Чтобы лучше понять этот процесс, рассмотрим рисунок.