Лекция 7 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ НАЗЕМНЫХ И ВОДНЫХ

Лекция № 7 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ НАЗЕМНЫХ И ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

• Крупные наземные экосистемы – биомы (пустынные, травянистые, лесные) • водные экосистемы (озера, реки, океаны)

НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Пустыни

Пустыня – это территория, где испарение превышает количество осадков, причем их уровень составляет менее 250 мм/год.

• Пустынные экосистемы занимают около 16 % суши • Для пустыней характерно значительное различие между дневной и ночной температурами • Растительность: скудная, разряженная и обычно низкорослая

• Растительность: скудная, разряженная и обычно низкорослая

ТРОПИЧЕСКИЕ ПУСТЫНИ • 20 % общей площади пустынь • Температура круглый год высокая, а количество осадков минимальное. • Пример: Южная Сахара

ПУСТЫНИ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ • Отличаются высокими дневными температурами летом и низкими – зимой. • Пустыня Мохаве в Южной Калифорнии.

ХОЛОДНЫЕ ПУСТЫНИ Для них характерна очень низкая температура зимой и средняя – летом.

Растения пустынь Особенности растительного мира: • приспособлены к улавливанию и сохранению дефицитной влаги; • растут медленно; • малое видовое разнообразие.

Существует три жизненные формы растений, адаптированных к пустыням: • • • однолетники, избегающие засухи тем, что они растут только при достаточной влажности; суккуленты, такие, кактусы, сохраняющие влагу и накапливающие воду; пустынные кустарники с мелкими толстыми листьями.

Животные пустынь

Приспособления животных пустынь к недостатку влаги: • непроницаемые покровы (пресмыкающиеся и некоторые насекомые); • выделение сухих экскрементов; • выделение концентрированной мочи; • способность к усиленному образованию метаболической воды; • адаптивное поведение (днем прячутся в норах, ночью более активны).

Животный мир пустынь • • • Грызуны Верблюды Сайгак Саранча Пресмыкающиеся

ТРАВЯНИСТЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

САВАННЫ (тропические травянистые экосистемы) • представляют собой открытое пространство, покрытое только травянистой растительностью

Особенности климата: • • • высокие средние температуры; два продолжительных сухих сезона обильные осадки в остальное время года.

• Саванны расположены в Центральной и Восточной Африке, а также в Южной Америке и Австралии.

Растительность саванн • состоит из небольшого числа видов, устойчивых к засухе и пожару; • колючие акации, растения семейства бобовых, баобабы, древовидные молочаи и пальмы. В покрове доминируют злаки.

Животный мир саванн • Большая численность и разнообразие копытных. • Это антилопы (в том числе антилопа гну), зебры, жирафы. На них охотятся львы и другие хищники.

ТРАВЯНИСТЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ • прерии (США и Канада) • пампы (или пампасы) (Южная Америка) • степи (от Центральной Европы до Сибири)

Растительный мир • Корни большинства видов травянистых растений глубоко проникают в почву (до 2 м). Масса корней многолетников в несколько раз превышает массу их надземных частей. • Среди травянистых растений степей преобладают злаки, в небольшом количестве встречается разнотравье (сложноцветные, бобовые).

Животный мир • Характерная особенность степей – наличие крупных травоядных. Они представлены двумя формами: бегающей (бизоны, антилопы, кенгуру) и роющей (суслики и луговые собачки).

ПОЛЯРНЫЕ ТРАВЯНИСТЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ ИЛИ АРКТИЧЕСКИЕ ТУНДРЫ

• Тундры расположены в районах, прилегающих к арктическим ледяным пустыням. • Большую часть года тундры находятся под воздействием штормовых холодных ветров и покрыты снегом и льдом. Зимы здесь очень холодные и темные. • Осадков немного и выпадают они в основном в виде снега. • Грунт, за исключением верхнего слоя толщиной в несколько сантиметров, на протяжении всего лета остается промерзшим. Эти слоя грунта называют вечной мерзлотой.

Растительность тундры • состоит из злаков, осок, карликовых древесных растений и на более сухих местах – лишайников ( «олений мох» ).

Животный мир тундры • овцебык, европейский северный олень, белый медведь, волк, песец, хищные птицы и мелкие млекопитающие.

ЛЕСНЫЕ ЭКОСИТЕМЫ

ВЛАЖНЫЕ ТРОПИЧЕСКИЕ ЛЕСА • Широколиственные вечнозеленые дождевые тропические леса расположены на малых высотах полосой вдоль экватора. Дождей здесь выпадает от 2000 до 2250 мм в год.

Дождевые леса встречаются в трех главных областях: • • • бассейны амазонки и Ориноко в Южной Америке и Центральноамериканский перешеек; Бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке и Мадагаскар; Области Индо-Малайская и Борнео Новая Гвинея.

Особенности климата • высокие среднегодовые температуры , которые мало изменяются в течение суток и по сезонам; • значительная влажность и почти ежедневно выпадающие осадки

Растительность • доминируют вечнозеленые деревья, сохраняющие большую часть листьев или хвои круглый год, изобилие лиан; • из всех наземных экосистем влажный лес имеет максимальное разнообразие видов растений и животных на единицу площади.

Дождевой лес характеризуется выраженной ярусностью. Деревья обычно формируют три яруса: • • • редкие очень высокие деревья, которые возвышаются над общем уровнем полога; полог, образующий сплошной вечнозеленый покров на высоте 25 -35 м; нижний ярус, который становится густым только там, где имеются просветы в пологе.

Животный мир • Древесные млекопитающие (до 50% живут на деревьях), хамелеоны, игуаны, древесные змеи, лягушки и птицы, муравьи, дневные и ночные бабочки.

• Фауна здесь, как и флора, необычайно богата видами. Например, на 15. кв. м на участке влажного тропического леса в зоне Панамского канала насчитывается 20 000 видов насекомых, тогда как на территории всей Франции их несколько сотен.

• Большая часть питательных веществ в этой экосистеме сосредоточена в растительном покрове, а не в верхнем горизонте почв, как в других биомах. При уничтожении растительности маломощные почвы легко сносятся ливневыми дождями. Таким образом, восстановление первичного тропического леса на обширных вырубках практически невозможно.

ЛИСТОПАДНЫЕ ЛЕСА УМЕРЕННЫХ ШИРОТ

Особенности климата • Они произрастают в районах с невысокими средними температурами, значительно меняющимися по сезонам. Зимы не очень суровы, летний период продолжителен, осадки выпадают равномерно в течение всего года.

• По сравнению с тропическими лесами быстро восстанавливаются после вырубки и, следовательно, более устойчивы к антропогенным нарушениям.

Растительность • Травянистый и кустарниковый ярусы • Многие растения дают сочные мясистые плоды и орехи.

Животный мир • медведь, олень, белка, лисица, рысь.

СЕВЕРНЫЕ ХВОЙНЫЕ ЛЕСА

Особенности климата • Эти леса, называемые также бореальными, или тайгой, распространены в районах субарктического климата. Они вытянулись широким поясом через всю Северную Америку и Евразию. Зимы здесь продолжительны и засушливы, с коротким световым днем и небольшими снегопадами. Температурные условия меняются от прохладных до исключительно холодных.

Растительный мир • Доминирующая жизненная форма - хвойные вечнозеленые деревья, особенно ель, пихта и сосна. • На протяжении всего года здесь царит густая тень, поэтому кустарниковый и травяной ярусы обычно развиты слабо.

Животный мир • В почве обитает многочисленное население мелких животных, но крупных животных мало. Здесь обитают такие животные как лось, заяц-беляк, тетерев, белка, чижи, клесты.

ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Биоценоз водной экосистемы • Водные экосистемы имеют ряд принципиальных отличий от наземных. Главные из этих отличий следующие:

1) Продуценты водных экосистем – водоросли – разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна. В освещенном слое, который при самой высокой прозрачности составляет не более нескольких десятков метров, недостаточно биогенных солей, прежде всего фосфатов, что служит лимитирующим фактором развития организмов.

2) В морской среде животные (консументы) и поля фитопланктона (продуценты) разобщены. В большинстве водных биоценозов нет прямого контакта животных с живой растительностью, сосредоточенной в тонком поверхностном слое. Масса животных живет ниже массы растений, используя продукты деструкции растительных организмов. Таким образом, в жизни водных биоценозов важнейшую роль играет группа редуцентов, которые минерализуют останки и делают их доступными для автотрофных растений.

Экосистемы Мирового океана

К основным характеристикам Мирового океана относят: • • • глобальность размеров и огромные глубины, освоенные жизнью непрерывность – все океаны связаны между собой постоянную циркуляцию среды под действием сильных ветров и глубинных течений господство различных волн и приливов, вызванных притяжением Луны и Солнца соленость наличие растворенных биогенных элементов.

Прибрежная зона океана • Это – относительно теплые, богатые биогенами мелководья, протянувшиеся от линии прилива на суше до края подводного продолжения континента – континентального шельфа. • В прибрежной зоне, занимающей менее 10 % общей площади океана, сосредоточено 90 % биомассы океанических растений и животных. Часть прибрежной зоны, где пресные воды рек, ручьев и поверхностного стока смешиваются с солеными морскими водами называется

Открытый океан • Он отделяется от прибрежной зоны областью резкого увеличения глубины. • На его долю приходится только 10 % биомассы океанических растений и животных, поэтому безбрежные просторы глубоководья можно считать полупустынными. • Однако благодаря огромной протяженности открытый океан – это основной поставщик чистой первичной биологической продукции на Земле.

• В пределах открытого океана выделяют три зоны, основным различием которых является глубина проникновения солнечных лучей. Это: • эвфотическая зона (глубина до 200 м) – зона, где происходят процессы фотосинтеза • батиальная зона (глубина от 200 до 1500 м) – зона сумерек • абиссальная зона (глубина от 1500 до 10 000 м) – зона, в которой царит темнота.

Экосистемы континентальных стоячих водоемов

• Континентальные стоячие водоемы включают в себя экосистемы озер, водохранилищ, прудов, луж, болот. Их называют также лентическими водоемами (от лат. lentus - спокойный).

Озера • На дне озер различают последовательную смену концентрических зон, а также две группы растений: бентосную и фитопланктонную.

• Бентосные растения развиваются, прикрепившись или укоренившись на дне. Эту группу называют также погруженной водной растительностью. • Они выживают в бедной биогенами воде, так как получают необходимые элементы из донных отложений, однако нуждаются в проникновении сквозь толщу воды достаточного для фотосинтеза количества солнечного света.

• Фитопланктон состоит из множества видов водорослей и представляет собой отдельные клетки, их скопления или «нити» , которые держатся вблизи поверхности воды или прямо на ней. • Большое количество их является важнейшей причиной помутнения воды. Фитопланктон не связан с дном, поэтому должен получать биогены из воды. При недостатке в воде биогенов его развитие замедляется.

• Обогащение водоема биогенами, стимулирующими рост фитопланктона, называется эвтрофикацией.

• • Результатом эвтрофикации является: помутнение воды, гибель бентосных растений, снижение концентрации растворенного кислорода, недостаток его для глубоководных рыб и моллюсков.

• Таким образом, качественный и количественный состав биоценозов и особенности питания в озере зависит от химического состава воды.

Олиготрофные озера (от греч. oligos – незначительный, бедный, trophe – питание) • Их воды бедны минеральным азотом и особенно фосфором, который встречается в виде следов. • Плотность биоценоза низкая, поэтому в воде присутствует много кислорода, а содержание СО 2 невелико. • Вода прозрачная, синего или зеленого цвета. К такому типу относят глубокие озера с песчаными берегами.

• необходимую концентрацию растворенного кислорода на глубине поддерживают бентосные растения, выделяя его непосредственно в воду. • В результате в водоеме, бедным питательными элементами, может существовать богатый, разнообразный биоценоз из рыб, моллюсков и бентосных растений, которыми они питаются.

Эвтрофные озера (от греч. eu – хорошо) • Их воды богаты азотом и фосфором • Обилие организмов ведет к истощению кислорода в глубинных слоях • Вода малопрозрачная, от зеленоватокоричневой до коричневой • Для таких озер характерны небольшие глубины, благоприятствующие образованию широких поясов прибрежной растительности.

Дистрофные озера • Это неглубокие озера с берегами, поросшими торфообразующими растениями. • Вода малопрозрачна, окрашена в бурый цвет гуминовыми веществами • Кислород в дефиците, реакция воды слабо кислая.

Болота

• Болота - это участки суши, покрытые в определенные периоды времени небольшим слоем воды.

• Болото – это переувлажненный участок поверхности земли, в верхних горизонтах которого накапливаются мертвые неразложившиеся растительные остатки, которые превращаются в торф. • При слое более 0, 3 м – болото, менее 0, 3 м – заболоченные земли.

• Болота, обогащенные биогенами – это самые продуктивные экосистемы, в которых обитают стаи водной дичи и многие другие животные. • В нашей стране болота занимают около 9, 5 % территории. • Болота непригодны для сельского хозяйства и строительства. Поэтому их долгое время пытались осушать, что привело к большим ошибкам. • На самом деле болота выгодне применять не для сельского хозяйства, а для хранения воды и местообитания многих животных и растений.

Экосистемы водотоков

• Экосистемы проточных водоемов - ручьев и рек - значительно отличаются от экосистем стоячих вод. В них постоянно обновляется вода и имеется значительно больший контакт с наземными экосистемами. • Температура проточных вод обычно одинакова по всей их толщине и подвергается изменениям по мере продвижения вод от истоков к устью. • Насыщенность кислородом достаточна даже при отсутствии зеленых растений. Постоянное движение создает лучшие условия для дыхания организмов.

• В нижнем течении рек, особенно крупных равнинных, имеется разнообразный, обильный планктон. • Многие животные проточных вод являются всеядными и в зависимости от места или времени года поедают растения, животных или детрит. Это карпы, сомы, раки, личинки насекомых.