Географическая зональность и вертикальная поясность - Популяционная экология

Многие физико-географические явления в географической оболочке распределяются в форме полос, вытянутых вдоль параллелей, или под некоторым углом к ним. Это свойство географических явлений называется зональностью (закон географической зональности). Представления о природной зональности возникли еще у древнегреческих ученых. Так, в V в. до н. э. Геродот и Эвдоникс отмечали пять зон Земли: тропическую, две умеренные и две полярные. Большой вклад в учение о природной зональности внес немецкий географ Гумбольдт, который установил климатические и растительные зоны Земли ("География растений", 1836 г.). В России представления о географической зональности высказаны в 1899 г. Докучаевым в книге "Учение о зонах природы. Горизонтальные и вертикальные почвенные зоны". Профессору Григорьеву принадлежат исследования о причинах и факторах зональности. Он пришел к выводу о большой роли соотношения радиационного баланса и количества годовых осадков (1966 г.).

В настоящее время считается, что природная зональность представлена

компонентной зональностью;

ландшафтной зональностью.

Все компоненты географической оболочки подчинены Мировому закону зональности. Зональность отмечается для климатических показателей, растительных группировок и типов почв. Она проявляется также в гидрологических и геохимических явлениях, как производная от климатических и почвенно-растительных условий.

В основе зональности физико-географических явлений находится закономерность поступления солнечной радиации, приход которой убывает от экватора к полюсам. Однако на такое распределение солнечной радиации накладывается фактор прозрачности атмосферы, который является азональным, так как он не связан с формой Земли. От солнечной радиации зависит температура воздуха, на распределения которой влияет еще один азональный фактор - свойства земной поверхности - ее теплоемкость и теплопроводность. Этот фактор приводит к еще большему нарушению зональности. На распределение тепла на поверхности Земли большое влияние оказывают также океанические и воздушные течения, образующие системы переноса тепла.

Еще более сложно распределяются на нашей планете атмосферные осадки. Они имеют, с одной стороны, зональный характер, а с другой - связаны с положением территории в западной или восточной части континентов и высотой земной поверхности.

Совместное воздействие тепла и влаги является основным фактором, который определяет большинство физико-географических явлений. Поскольку в распределении влаги и тепла сохраняется ориентация по широте, то и все явления, связанные с климатом, ориентированы поширотно. В результате на Земле образуется поширотная структура, называемая географической поясностью.

Поясность проявляется в распределении основных климатических характеристик: солнечной радиации, температуры и атмосферного давления, что приводит к образованию системы из 13 климатических поясов. Растительные группировки на Земле также образуют вытянутые полосы, но более сложной конфигурации, чем климатические пояса. Их называют зонами растительности. Почвенный покров тесно связан с растительностью, климатом и характером рельефа, что позволило В. В. Докучаеву выделить генетические типы почв.

В 50-х годах XX столетия географы Григорьев и Будыко развили закон зональности Докучаева и сформулировали периодический закон географической зональности. Этим законом устанавливается повторение однотипных географических зон внутри поясов - в зависимости от соотношения тепла и влаги. Так, лесные зоны имеются в экваториальном, субэкваториальном, тропическим и умеренном поясах. Степи и пустыни также встречаются в разных географических поясах. Наличие однотипных зон в разных поясах объясняется повторением одинаковых соотношений тепла и влаги.

Таким образом, зона - это крупная часть географического пояса, которая характеризуется одинаковыми показателями радиационного баланса, годовой суммы осадков и испаряемости. В начале прошлого века Высоцкий предложил коэффициент увлажнения, равный отношению количества осадков к испаряемости. Позднее Будыко для обоснования периодического закона ввел показатель - радиационный индекс сухости, представляющий собой отношение поступающего количества солнечной энергии к затратам тепла на испарение атмосферных осадков. Как установлено, имеется тесная связь географических зон с величиной поступления солнечного тепла и радиационным индексом сухости.

Географические пояса внутренне неоднородны, что, прежде всего, связано с азональной циркуляцией атмосферы и переносом влаги. С учетом этого выделяются секторы. Как правило, их три: два океанических (западный и восточный) и один континентальный. Секторность - это географическая зональность, которая выражается в смене основных природных показателей по долготе, то есть от океанов вглубь материков.

Ландшафтная зональность определяется тем, что географическая оболочка в процессе своего развития приобрела "мозаичное" строение и состоит из множества природных комплексов неодинаковой величины и сложности. По определению Ф. Н. Милькова ПТК - это само регулируемая система взаимосвязанных компонентов, функционирующая под воздействием одного или нескольких компонентов, выступающих в роли ведущего фактора.

Bертикальная поясность

Высотная поясность - Часть вертикальной зональности природных явлений и процессов, относящихся только к горам. Из-за закономерного понижения температур воздуха с высотой меняются соотношения тепла и влаги, условия стока, рельефообразования, почвенно-растительный покров и связанные с ним животные.

Подъем на высокую гору сопровождается сменой нескольких поясов растительности, как при движении от экватора к полюсам. В отличии от природных зон здесь мало зверей, но много хищных птиц (самая крупная хищная птица - кондор. Он парит над Андами на высоте до 7 тыс. м). В каждом типе окружающей среды существует свое собственное сообщество животных и растений даже в пределах одной природной зоны, но на разных материках (природный комплекс).Одновременно с зональными действуют и азональные факторы, связанные с внутренней энергией Земли (рельеф, высота, конфигурация материков).

В любом месте земного шара зональные и азональные факторы действуют одновременно. Набор высотных поясов в горах зависит от географического положения самих гор, которое определяет характер нижнего пояса, и высоты гор, определяющей характер верхнего яруса. Последовательность высотных поясов совпадает с последовательностью изменения природных зон на равнинах. Но в горах пояса меняются быстрее, есть пояса, которые характерны только для гор - субальпийские и альпийские луга.

Высотная поясность горных систем многообразна. Она тесно связана с широтными зонами. С высотой трансформируются климат, почвенно-растительный покров, гидрологические и геоморфологические процессы, резко выступает фактор экспозиции склонов и т. д. С изменением компонентов природы изменяются природные комплексы -- образуются высотные природные пояса. Явление смены природно-территориальных комплексов с высотой называют высотной поясностью, или вертикальной высотной зональностью.

Формирование типов высотной поясности горных систем определяют следующие факторы:

    > Географическое положение горной системы. Количество горных высотных поясов в каждой горной системе и их высотное положение в основных чертах определяются широтой места и положением территории по отношению к морям и океанам. По мере продвижения с севера на юг высотное положение природных поясов в горах и их набор постепенно увеличиваются. > Абсолютная высота горной системы. Чем выше поднимаются горы и чем ближе они расположены к экватору, тем большее количество высотных поясов они имеют. Поэтому в каждой горной системе развивается свой набор высотных поясов. > Рельеф. Рельеф горных систем (орографический рисунок, степень расчлененности и выравненности) определяет распределение снежного покрова, условия увлажнения, сохранность или вынос продуктов выветривания, влияет на развитие почвенно-растительного покрова и тем самым определяет разнообразие природных комплексов в горах. Например, развитие поверхностей выравнивания способствует увеличению площадей высотных поясов и формированию более однородных природных комплексов. > Климат. Это один из важнейших факторов, формирующих высотную поясность. С поднятием в горы меняются температура, увлажнение, солнечная радиация, направление и сила ветра, типы погоды. Климат определяет характер и распространение почв, растительности, животного мира и т. д., а следовательно, разнообразие природных комплексов.

Экспозиция склонов. Она играет существенную роль в распределении тепла, влаги, ветровой деятельности, а следовательно, процессов выветривания и распределения почвенно-растительного покрова. На северных склонах каждой горной системы высотные пояса расположены обычно ниже, чем на южных склонах.

На положение, изменение границ и природный облик высотных поясов оказывает влияние и хозяйственная деятельность человека.

Уже в неогене на равнинах России существовали широтные зоны, почти аналогичные современным, но в связи с более теплым климатом зоны арктических пустынь и тундр отсутствовали. В неоген-четвертичное время происходят существенные изменения природных зон. Это было вызвано активными и дифференцированными неотектоническими движениями, похолоданием климата и возникновением ледников на равнинах и в горах. Поэтому природные зоны смещались к югу, изменялся состав их флоры (усиление листопадной бореальной и холодостойкой флоры современных хвойных лесов) и фауны, формировались самые молодые зоны -- тундра и арктическая пустыня, а в горах -- альпийский, горно-тундровый и нивально-гляциальный пояса.

В более теплое микулинское межледниковье (между московским и валдайским оледенениями) природные зоны смещались к северу, а высотные пояса занимали более высокие уровни. В это время формируется структура современных природных зон и высотных поясов. Но в связи с изменением климата в позднем плейстоцене и голоцене границы зон и поясов смещались несколько раз. Это подтверждается многочисленными реликтовыми ботаническими и почвенными находками, а также спорово-пыльцевыми анализами четвертичных отложений.

В горах при подъеме вверх меняется количество и состав солнечной радиации, уменьшаются количество атмосферных осадков и атмосферное давление. Изменение климатических условий приводит к изменению в том же направлении геоморфологических процессов, состава растительности, особенностей почв и характера животного мира. Это позволяет выделить в горных системах вертикальные пояса.

Вертикальные пояса сходны с горизонтальными зонами в том смысле, что сменяются при движении вверх примерно в том же порядке (начиная от той широтной зоны, в которой расположена горная страна), в каком сменяются широтные зоны при движении от экватора к полюсам. Но вертикальные пояса не являются точными копиями аналогичных широтных зон, так как на них оказывают влияние местные условия (расчлененность рельефа, различие экспозиций склонов, высота гор, история развития местности и т. д.).

Несмотря на некоторые черты сходства вертикальной поясности в разных горных системах, последняя проявляется по-разному на различных материках и географических широтах. Степень выраженности вертикальной поясности, т. е. количество вертикальных поясов, высота их, непрерывность протяжения, флористический и фаунистический состав зависят от положения горной системы, ее широты, направления хребтов, степени расчлененности, истории формирования и некоторых других причин.

Продемонстрируем это на примере двух горных систем (Верхоянский хребет и Большой Кавказ).

А) Верхоянский хребет, вернее целая система хребтов, по своим размерам в несколько раз превышает систему хребтов Большого Кавказа. Несмотря на это, Верхоянский хребет имеет менее разнообразную природу, т. е. в его пределах выражено меньшее количество вертикальных поясов, чем на Большом Кавказе, да и аналогичные пояса этих горных систем резко различаются по характеру растительности, почв и животного мира.

Верхоянский хребет расположен в умеренном поясе, в зоне тайги, на северо-востоке Сибири. Климат здесь отличается большой суровостью. Близ хребта находится "полюс холода"; грунт круглый год скован мерзлотой; дуют пронзительные ветры; количество осадков незначительно (200--300 мм в год).

Склоны хребта от основания и до высоты примерно 1 тыс. м покрыты тайгой, в северной части редкостойной, состоящей из даурской лиственницы (Larix dahurica). Последняя приспособлена к обитанию в самых суровых условиях, на мерзлом грунте. Под тайгой развиты подзолистые почвы. Пояс тайги сменяется поясом субальпийских кустарников (на подзолистых почвах), наибольшее распространение из которых имеет кедровый стланик (Pinus pumila) -- стелющийся вид кедровой сосны. Выше 1000--1500 м начинается гольцовый пояс, т. е. горная лишайниково-щебенчатая тундра с ягелем (Cladonia), куропаточьей травой (Dryas punctata), лапчаткой (Potentilla nivea) и др. Такова скудная растительность Верхоянского хребта.

Б) Большой Кавказ расположен на границе умеренного и субтропического климатических поясов. Одно это уже заставляет предполагать на Большом Кавказе разнообразие природных условий в виде значительного количества вертикальных поясов и различия их на северном и южном склонах. Кроме того, вертикальная поясность осложняется здесь нарастанием сухости с запада на восток. Все эти факторы очень разнообразят на Большом Кавказе вертикальную поясность и приводят к различиям ее на северном и южном склонах, а также на западе и на востоке.

При подъеме в горы со стороны Рионской низменности мы встретим следующие вертикальные пояса:

    1. Пояс реликтовых колхидских лесов, развитых преимущественно на подзолисто-желтоземных почвах. Основу леса здесь составляют широколиственные породы: дуб Гартвиса (Quercus hartwissiana), дуб грузинский (Quercus iberica), благородный каштан (Castanea satwa), бук восточный (Fagus orientalis), граб (Carpinus caucasica), В подлеске развиты вечнозеленые кустарники: понтийский рододендрон (Rhododendron ponticum), лавр (Laurus nobiles) и др. 2. С высоты 600 ж и до высоты около 1200 м тянется пояс буковых лесов (темных и влажных), состоящих главным образом из восточного бука, к которому присоединяются другие широколиственные породы. В этом: поясе развиты горнолесные бурые почвы. 3. Еще выше протягивается пояс хвойных и хвойно-широколиственных лесов, состоящих из кавказской ели (Picea orientalis), кавказской пихты. (Abies nordmanniana) и восточного бука; под ними развиты горноподзо-лнстые и горнолесные бурые почвы. 4. С высоты около 2000 м начинается субальпийский пояс -- высокотравных лугов и зарослей кавказского рододендрона (Rhododendron caucasicum) на горнолуговых почвах. Еще выше тянется альпийский пояс, где альпийские луга, развитые на горнолуговых почвах, чередуются с почти обнаженными скалами и осыпями. И, наконец, последним является нивальный пояс -- область распространения вечных снегов и ледников.

Северный склон Западного Кавказа отличается от южного отсутствием пояса колхидских лесов, который здесь заменяется поясом дубовых лесов, состоящих главным образом из дуба (Quercus petraca). Остальные вертикальные пояса несколько отличаются от вышеуказанных своим флористическим составом.

Совершенно другой характер вертикальной поясности наблюдается на Восточном Кавказе. У подножия склона располагаются пустыни и полупустыни Куринской низменности на сероземных, бурых и каштановых почвах, пустыни и полупустыни на крайнем востоке поднимаются в горы до высоты 800 ж. Главным их представителем является полынь Ганзена (Artemisia Hanseniana). Выше следует пояс степей, на горных черноземах и темно-каштановых почвах, который при движении на запад постепенно выклинивается.

Выше (в среднем на высоте 500--1200 м) расположен пояс дубовых лесов с примесью других широколиственных пород (грузинский дуб, кавказский граб) на коричневых почвах. Там, где леса вырублены, широким развитием пользуется нагорно-ксерофитная растительность (щибляк), состоящая преимущественно из держидерева (Paliurus spina).

На высоте 1200--2000 м тянется пояс буковых и буково-грабовых лесов, которые у верхней границы леса сменяются зарослями восточного дуба (Quercus macranthera). Хвойные леса на Восточном Кавказе отсутствуют. Почвы бурые лесные.

На высоте 2000--2500 м развиты субальпийские луга, которые отличаются от таковых Западного Кавказа сильной остепненностью и низким травостоем (высокогорные степи). Выше они переходят в альпийские луга. Почвы горнолуговые. И, наконец, на максимальных высотах развит нивальный пояс, который имеет на Восточном Кавказе незначительное распространение.

Северный склон Восточного Кавказа (включая Дагестан) отличается отсутствием у подножия пустынь, большей ксерофитностью высокогорных лугов (высокогорные степи на горных лугово-степных почвах) и большим развитием нагорно-ксерофитной растительности.

Похожие статьи




Географическая зональность и вертикальная поясность - Популяционная экология

Предыдущая | Следующая