Территория европейской части России в пределах таежной зоны, как было показано выше, характеризуется очень широким варьированием природных условий, определяющих строение лесного покрова. Очевидно, что для получения обобщенного представления о данном регионе необходимо синтезировать различные тематические данные. Это реализуется при районировании территории. Сделаем краткий обзор его различных видов. Следует подчеркнуть, что в данном разделе сделана попытка в очень компактном виде показать ландшафтные особенности региона и структуру лесного покрова на уровне достаточно крупных территорий. Это в среднем от нескольких сотен до нескольких млн га гектаров в зависимости от детальности районирования. Принципы выделения территориальных единиц здесь затрагивается только для того, чтобы понять ранг данного района в их общей иерархической системе. Далее методические вопросы классификации и картирования ландшафтов рассмотрены более подробно. Задача данной главы показать географическое разнообразие европейских таежных лесов России. Основополагающими видами районирования, имеющими ключевое значение для понимания разнообразия условий формирования и структуры лесного покрова, является ландшафтное, геоботаническое и лесорастительное районирование.
Таежная зона европейской части России находится в пределах древних тектонических структур - Русской платформы (Русской равнины) и Балтийского щита (Фенноскандии). Они кардинально отличаются по всему комплексу геолого-геоморфологических условий. Русская платформа. Ее складчатое основание сложено кристаллическими и метаморфическими породами докембрия, а платформенный чехол — осадочными, иногда слабодислоцированными отложениями палеозоя, мезозоя и кайнозоя. К юго-востоку от Балтийского щита в пределах Русской равнины кристаллические породы перекрыты мощной толщей осадочных отложений. Основной структурой Русской платформы является Московская синеклиза (крупная платформенная отрицательная структура, имеющая поперечные размеры в сотни км и характеризующаяся слегка вытянутой или изометричной формой). Здесь кристаллические породы залегают на глубине до 1650 м. В районах выхода на поверхность легко разрушаемых отложений (песков и песчаников) сформировались пониженные формы рельефа. На территориях, сложенных породами со слабой степенью разрушения, образовались возвышенности (Валдайская гряда и др.). На этом фоне выделяется Тиманский кряж со сланцами, местами перекрытыми доломитовыми известняками. В целом типичен равнинный рельеф со средней абсолютной высотой около 170 м и наибольшими высотами 400-600 м. Относительные превышения обычно не более 10 м. С востока Русская равнина контактирует с Уральскими горами и эта граница достаточно четко проводится по предгорьям.
Северотаежный сильнозаболоченный ландшафт морских и озерно-ледниковых равнин (1 м). Максимальная глубина пробуренных торфяных залежей - 1,8 м. В большинстве скважин зафиксировано песчаное дно. Максимальный возраст торфяных залежей на этой территории не превышает 1,8-2,3 тыс. лет ,поскольку прежде это было морское дно, обнажившееся в результате регрессии моря. Лишь в трех скважинах на глубине 0,2-0,4 м отмечено всего по одному ПС. В торфяных залежах, даже на песчаном дне, следы пожаров не зафиксированы. Однако в очень редких случаях под лесной подстилкой и в верхних почвенных горизонтах они были обнаружены. Редкая встречаемость углей объясняется тем, что почвенный покров на суходолах отличается исключительно высокой степенью завалуненности и мощной грубогумусной частично оторфованной подстилкой (на камнях). Найти следы пожаров в таких местообитаниях довольно сложно. На этой территории сохранился крупный массив девственных еловых лесов, где наибольший зафиксированный возраст ели не менее 250 лет, а сосны более 300 лет (точно определить возраст было невозможно из-за сердцевинных гнилей). На сосновых стволах в ядровой части ландшафта полностью отсутствуют какие-либо признаки пожарных шрамов. Здесь следует заметить, что ель из-за низкоопущенной кроны, поверхностной корневой системы и тонкой коры не способна переживать даже самые слабые низовые пожары на минеральных землях в любом типе ландшафта. В этой связи уверенно можно утверждать, что возраст последнего пожара был не менее возраста самой старой ели.
Коренные или первобытные леса постоянно находятся в состоянии спонтанных изменений -вторичных сукцессии при относительно стабильных климатических условиях. Глобальные тенденции динамики лесного покрова в голоцене в связи с изменениями климата в данном контексте не рассматриваются. Диапазон этих состояний изменяется в самых широких пределах - от относительно устойчивого динамического равновесия (климакса) до распада под воздействием тотальных катастрофических природных явлений (пожары, ветровалы, массовые вспышки численности насекомых и др.) и последующего формирования пионерных растительных сообществ. В европейской части таежной зоны России динамика коренных лесов являлась одним из основных объектов внимания для многих поколений исследователей. Эта тема всегда будет оставаться актуальной, поскольку без глубоких знаний спонтанного развития лесного покрова невозможно понять закономерности и последствия их антропогенной трансформации, тем более ее прогнозировать. Существует очень обширная специальная литература, в которой изложены результаты исследований в этом направлении.В данных монографиях в различной мере обсуждаются закономерности спонтанной динамики коренных лесов в связи с различного рода естественными нарушениями. Впрочем, основная часть данных по этой теме изложена в большой серии работ более частного или специализированного плана.
Степень дифференциации почвенного профиля служит важным морфологическим и диагностическим признаком почвы и в то же время имеет важнейшее значение для установления ее генезиса. Она зависит в значительной мере от многих факторов и представляет собой сложное явление. Дифференциация профиля определяется типом почвообразования, но в пределах одного типа существенно зависит от возраста почвообразования и характера почвообразующей породы. Естественно, молодая почва будет менее дифференцированной, чем зрелая, ибо дифференциация профиля — это результат почвообразования, протекающего во времени. С другой стороны, вторичная гомогенность профиля может быть отмечена для очень древних почв, составляющих единое целое с древней элювиальной корой выветривания. Что касается влияния почвообразующей породы на степень дифференциации профиля, то оно проявляется в разных планах. С одной стороны, более проницаемые для движения растворов породы будут давать и более дифференцированный профиль почвы. С другой стороны, чем меньше резерв легко выветриваемых минералов в исходной породе, тем менее она будет дифференцирована на горизонты по той простой причине, что тут нечему дифференцироваться (слабодиф-ференцированные почвы на кварцевых песках, например). Таким образом, максимальная для данного типа почвообразования дифференциация будет наблюдаться на средних по гранулометрическому составу и богатых выветриваемыми минералами породах.
Одно из важнейших условий клеточного гомеостаза — постоянство не только концентрации, но и определенного соотношения ионов, причем отличного от имеющегося в окружающей среде. Постоянство соотношения отдельных ионов характерно для клеток всех гидробионтов и регулируется более строго, чем суммарная соленость их тела. Поддержание нужной концентрации разных ионов гидробионтами в основном достигается путем ионной регуляции— контроля над солевым составом внутренней среды. В отличие от осмотической ионная регуляция должна осуществляться непрерывно, поскольку изотония довольно обычна для гидробионтов в природных условиях, а изоиония практически никогда не наблюдается. Вследствие проницаемости покровов непрерывно происходит пассивный солевой обмен организмов с внешней средой, который дестабилизирует ионную упорядоченность клеток. Поэтому пассивному солевому обмену, нарушающему гомеостаз, организмы противопоставляют активный, стабилизирующий соотношение отдельных ионов и их суммарную концентрацию.
Накопление и распределение тяжелых металлов и серы в почве зависит от характера почвообразования, определяемого минералогическим и химическим составом почвообразующих пород, рельефа, обусловливающего направление геохимического стока, определяющих современное перемещение химических элементов в зоне гипергенеза. На зольный состав лесных подстилок оказывают влияние как химический состав почв, так и загрязнение атмосферы, поступление поллютантов с опадом и отмирающими растениями. При этом отметим, что под загрязнением мы понимаем не просто привнос веществ в геосистему, а такое поступление, при котором нарушается естественный фон содержания веществ и соединений, а в итоге - нормальное функционирование экосистемы. Валаамский архипелаг, как было отмечено, уникален по минералогическому составу коренных и почвообразующих пород, что нашло отражение на почвенном покрове и химическом составе почв. Ниже рассматриваются содержание и распределение исследуемых элементов в основных генетических типах и некоторых подтипах почв, сформировавшихся на различных почвообразующих породах. Примитивные почвы (Еру-Rudy Podzols) формируются под редкостойными сосняками скальными на выходах кристаллических пород, приуроченных к вершинам гряд и высоким скалистым берегам. Почвенный профиль состоит из лесной подстилки (АО).
Сера(S) занимает 15 место среди элементов по содержанию в земной коре, она встречается в природе в свободном состоянии (самородная сера) и в виде минералов сульфидных (пирит FeS2, халькопирит FeCuS2, галенит PbS, цинковая обманка ZnS) и сульфатных, в основном сульфатов кальция (гипс, ангидрит) и бария (барит). Сера отличается переменной степенью окисления, причем наиболее характерны IV и VI. Основное значение имеет сульфат-ион. Причем сульфаты щелочных металлов, магния, железа, цинка, меди, никеля, кобальта, кадмия хорошо растворимы, а сульфаты свинца - труднорастворимы. Эти закономерности имеют большое геохимическое значение. В окружающую среду сера поступает с вулканическими газами, в составе минеральных источников, при окислении сероводорода в результате жизнедеятельности бактерий - десульфуризаторов, а в почвы - главным образом из разрушающихся горных пород и руд. Естественным источником серы в почве являются пириты, содержащие серу в восстановленной форме. Поступление техногенной серы в окружающую среду происходит как в виде сернистого газа, так и в окисленной до серной кислоты форме. Отмечается, что с пылевой фракцией серы может выпадать в десятки раз больше, чем с кислыми дождями. Закисление почвы является одним из основных аспектов проблемы воздействия на состояние природных биоценозов кислотных осадков. Соединения серы относятся к наиболее опасным загрязнителям атмосферы.
Понятие о почвенном профиле и профильный метод изучения почв были введены в науку В. В. Докучаевым в конце прошлого столетия. Профильный метод исследования почв оказался столь удачным, что используется до сих пор как наиболее рациональный и научно обоснованный, отвечающий природным закономерностям вертикальной анизотропности почв. Профиль почвы образуется в результате дифференциации исходной почвообразующей породы под влиянием почвообразования на генетические горизонты. Сочетание генетических горизонтов, характерное для каждого природного типа почвообразования, дает почвенный профиль. Говоря о профиле почвы, мы имеем в виду не плоскую стенку почвенного разреза, а реальное тело природы в трех измерениях, т. е. прежде всего почвенный индивидуум — педон. Главное — это единство почвенного профиля, его генетическая целостность. Все горизонты в профиле взаимно связаны и обусловлены. Он формируется из исходной материнской породы сразу как единое целое, расчленяясь на генетические горизонты. И хотя в разных типах почв отдельные горизонты могут иметь близкие диагностические признаки и быть аналогичными или однотипными в генетическом плане, как, например, гумусово-аккумулятивный или глеевый горизонты в разных почвах, тем не менее для данной конкретной почвы всегда имеет место комплекс взаимосвязанных генетических горизонтов, составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма.
Почва — это тело природы, имеющее определенную протяженность в трех измерениях. Как всякое природное тело, почва имеет свой объем и свои границы. О нижней границе почвы было сказано на предыдущих страницах. Верхняя граница почвы — это поверхность раздела между почвой и атмосферой, т. е. поверхность земли, либо между почвой и гидросферой для подводных почв (плавневые, мангровые, затопленные рисовые почвы и т. п.). Что же касается боковых границ почвенного тела, то вопрос этот решается непросто и требует специального исследования. Дело в том, что в природе почвы переходят одна в другую обычно постепенно, без резко выраженных границ раздела. Граница между двумя разными почвами становится диффузной и трудно определяется в натуре. Однако это не значит, что границы нет. Диффузная граница — это тоже граница. Важно определить достаточно четко, что принимать за почвенную границу и соответственно использовать это определение. К определению боковых границ почвы можно подойти двумя путями: во-первых, можно было бы дать определения самим границам и разработать метод их натурного выделения; во-вторых, можно дать определение почвенного тела как индивидуума, и тогда границы будут определены как поверхности раздела между почвенными индивидуумами. Опыт показывает, что второй путь значительно надежнее, хотя и непрост.




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.