Слабо затронутая почвообразовательным процессом.

Специфические горизонты

Т – торфяной, G – глеевый,характерный

для мерзлотных почв, и различные

переходные горизонты, когда профиль

имеет размытые границы.

НапримерА1А2,или ВС.

Ò Характеристики биомов

Ò Растительность

Ò Биомасса

Ò Продуктивность

Ò Почвы

Ò

Ò тундра

Ò Тундры распространены в Субарктике, образуя циркумполярную зону

Ò Достаточное или даже избыточное увлажнение, низкие температуры вегетационного сезона

Ò Основными лимитирующими факторами служат низкие температуры и короткий сезон вегетации. Арктическая, типичная, южная тундры.

Ò Растительность.Толстая рыхлая подушка из живых и полуразложившихся растений, испещренная озерцами., мхи, лишайники, злаки, разнотравье (морошка), ерник, карликовые ивы.

Ò Биомасса. В арктической тундре запасы сухой фитомассы составляют около 5 т/га, причем на многолетние надземные части и корни приходится 4 т/га, а на фотосинтезирующие части – 1 т/га. В направлении к кустарничковой тундре, общаяфитомасса достигает 50 т/га.

Ò Продукция. Годоваяпервичная продукция арктической тундры составляет 1 т/га. В кустарничковой тундре годовая первичная продукция может достигать 5 т/га

Ò Почвы. Глеевые, торфянисто-глеевые тундровые почвы. Лишь в южной частях тундры и в лесотундре выражены оподзоленные глеевые и торфянистые почвы.

Ò Хвойная тайга

Ò Бореальные хвойные леса в ботанико-географической литературе имеют название «тайга». Северная, средняя и южная тайга.

Ò Растительность. Таежные леса - темнохвойные (ель, пихта, тсуга, сосна сибирская (кедр) и светлохвойные (сосновые и лиственничные леса). Коренные хвойные леса сменяются после пожаров и вырубок производными, вторичными мелколиственными (березовыми и осиновыми) лесами.

Ò Биомасса.В сомкнутых ельниках и пихтарниках, в богатых сообществах южной и дальневосточной тайги биомасса достигает 350-400 т/га. Гораздо ниже показатели в разреженных лиственниниках и несомкнутых сообществах северной тайги, от 50 до 200 т/га.

Ò Продукция.Годичная продукция лесов южной тайги достигает8-10т/га, северной также ниже как и биомасса – 4-6 т/га в год.

Ò Почвы.Подзолистые.Малая мощность гумусового слоя, кислая среда, накопление грубого перегноя и подстилки – характерные черты почвенного профиля таежных лесов.

Ò Листопадные леса умеренной зоны

Ò Северные границы распространения летнезеленых широколиственных лесов определяются продолжительностью холодного периода, т.е. недостатком летнего тепла. На южных границах основным лимитирующим фактором является влажность.

Ò Растительность. Леса Северной Америки - буково-кленовый лес на севере, дубово-гикориевый в западных и южных штатах, смешанные мезофитные леса Аппалаческого плато.

Ò Россия - листопадные леса представлены осинниками, березняками, дубовыми и буково-грабовыми лесами, встречаются клен, ясень, липа. Коренные леса Русской равнины – дубравы.

Ò Биомасса.Запасы биомассы в широколиственных лесах умеренных широт очень велики – до 400-500 т/га, среднее колеблется около 300 т/га.

Ò Продуктивность. В численном выражении чистая первичная продукция колеблется от 6 до 25 т/га в год, среднее 12 т/га в год.

Ò Почвы. Серые лесные, бурые лесные и каштановые.

Ò Степь

Ò Степи умеренной зоны расположены там, где

выпадает промежуточное между пустынями и лесами

количество осадков (250-750 мм).

Ò Растительность.Высокотравные (бородач, просо) смешанные (ковыль, пырей тонконог; ) низкотравные (бизонова трава, мятлик, костер, разнотравье (сложноцветные, бобовые) и кустисто-злаковые степи.Пожары.Характерная особенность степей – наличие крупных травоядных: бегающие(бизоны, джейраны, кенгуры ) и роющие(суслики).

Ò Биомасса. Особенность степных биомов в том, что корни большинства видов глубоко проникают в почву, и масса корней многолетников в несколько раз превышает их надземную массу. Средние значения биомассы колеблются от 2 до 50 т/га, средние значения – 16 т/га.

Ò Продуктивность.В хорошо развитом степном сообществе есть виды с различными сезонными адаптациями: одна группа растет в холодные сезоны (весной и осенью), другая – в теплые (летом). Степь в целом «скомпенсирована» по температуре, что удлиняет период первичного продуцирования. Средняя продуктивность при колебаниях от 2 до 15 т/га в год достигает 6 т/га в год.

Ò Почвы.В почвенном покрове степей преобладают черноземы (обыкновенный или среднегумусный и южный (малогумусный), и темно-каштановые почвы.Кроме черноземов и темно-каштановых почв встречаются также и почвызасоленные или солонцы. Наблюдаются они обычно пятнами.

Ò Пустыня

Ò Пустыни встречаются в тех областях, где в год выпадает менее 250 мм осадков. Лимитирующий фактор – влажность.

Скудость осадков может быть вызвана:

Ò высоким субтропическим давлением (Сахара и австралийские пустыни)

Ò большой высотой местности (пустыни Тибета, Боливии)

Ò географическим положением области дождевой тени (пустыни на западе С.Америки).

Ò Растительность.

1. Однолетники, избегающие засухи тем, что они растут в период достаточной влажности

2. Суккуленты – такие, как кактус, накапливающие воду.

3. Пустынные кустарники, у которых отходят от ствола много мелких толстых листьев, опадающие во время засушливого сезона.

Ò Два типа пустынь – жаркие и холодные.

Холодные пустыни – с очень слабо выраженным растительным покровом, где доминирует снег.лед или выходы скал.

Жаркие пустыни расположены главным образом в субтропиках.

Ò Животные пустыни по-разному адаптированы к недостатку воды. Пресмыкающиеся и некоторые насекомые обладают непроницаемыми покровами и выделяют сухие экскреты. Тушканчики, кенгуровая крыса, верблюды.

Ò пустыня

Ò Биомасса.В целом запасы биомассы пустынной растительности невелики и в зависимости от типа растительности колеблются от 1 т/га до 15 т/га. Только на участках, поросших саксаулом белым, биомасса может достигать 40 т/га. Среднее значение – 7 т/га

Ò Продуктивность. Чистая годовая первичная продукция составляет в пустынях менее 1 т/га сухого вещества, обычно приводят цифры колебаний от 0.1 до 2.5 т/га в год при среднем значении 0.9 т/га в год.

Ò Почвы. Там, где пески закреплены растительностью, в верхних слоях начинается образования мелкозема, песок в результате несколько цементируется, однако накопления гумуса не происходит. На предгорных лессовых равнинах(лесс-продукт выветривания кристаллических и иных пород) наиболее распространенный тип – сероземы. В этих почвах характерно содержание крупной пыли, гумусовый горизонт имеет мощность 10-15 см.

Ò Тропические дождевые леса

Ò Дождевые леса встречаются в 3-х главных областях: бассейны Амазонки и Ориноко; бассейны Конго, Нигера и Замбези в центральной и западной Африке; область Борнео-Новая Гвинея.

Ò Растительность.Деревянистые лианы, крупные древовидные папоротники, орхидные и другие эпифитные растения. Число видов очень велико, на гектаре можно встретить гораздо более число видов, чем во всей флоре Европы. Большая часть животных обитает в верхнем ярусе растительности. Кроме древесных млекопитающих, здесь в изобилии встречаются хамелеоны, игуаны, гекконы, древесные змеи лягушки, птицы. Важную экологическую роль играют муравьи, прямокрылые и бабочки

Ò Биомасса.При колебаниях от 60 до 800 т/га средняя биомасса достигает 450 т/га.

Ò Продукция.Средняя величина продукции считается 22 т/га в год, варианты колебаний – от 10 до 35 т/га в год.

Ò Почвы.Втропической Африке основные почвы – ферраллитные,богатые железом и алюминием.Латеризация– процесс вымывания из глинистых образований окислов кремния, в итоге почва превращается в подобие цемента.

Ò Водные экосистемы

Ò Пресноводные и морские.

Пресноводные экосистемы.

3 группы:

- стоячие или лентические(от лат.спокойный) воды – озера и пруды

- текучие или лотические (от лат.омывающий) воды – родники, ручьи и реки

- заболоченные участки с колеблющемся уровнем воды по сезонам – болота и марши.

Ò Лентические экосистемы

Характерной чертой озер и крупных прудов является их четкая зональность и стратификация. В типичном случае разделяют литоральную зону с прибрежными укоренившимися растениями, лимническую зону – зону открытой воды, где доминирует планктон и глубоководную профундальную

зону, где живут только гетеротрофы.

Ò Лотические экосистемы

Ò Сообщества пресных проточных вод имеют биоту, совершенно отличную от озер. Планктон в большинстве рек и ручьев выражен слабо, донные сообщества зависят от скорости течения воды и характера субстрата. В условиях илистого дна распространены моллюски двустворчатые, личинки двукрылых насекомых. В сообществах быстротекущих вод встречаются виды, приспособленные к жизни на скальных поверхностях – личинки поденок, веснянок, ручейников.

Ò Биомасса.При колебаниях от 0 до 1 т/га средняя биомасса достигает 0.2 т/га.

Ò Продукция.Средняя величина продукции считается 2,5 т/га в год, варианты колебаний – от 1 до 15 т/га в год.

Ò Заболоченные экосистемы

Заболоченными участками называются пространства, которые хотя бы часть года покрыты пресной водой. Выделяют

Ò речные болота – в низких понижениях и заливных долинах. Одни из самых продуктивных природных экосистем – низинные лиственные леса в долинах больших рек и пресноводные литоральные марши вдоль низовьев больших рек у берега моря.

Ò озерные болота – связаны с озерами или прудами, заполняются водой, когда поднимается уровень воды в озере.

Ò собственно болота – верховые и низинные. Они распространены обширно в области бывшего оледенения.

Ò болота

Хотя болота занимают около 2% поверхности

Земли, содержание углерода в них достигает 10-15%

 а в торфяниках – еще больше.

Ò Биомасса.При колебаниях от 30 до 500 т/га

средняя биомасса достигает 150 т/га.

Ò Продукция.Средняя величина продукции

считается 20 т/га в год, варианты колебаний –

Ò от 8 до 35 т/га в год.

Ò Морские экосистемы

Ò Море занимает 70% поверхности Земли.

Ò Глубина моря огромнаи жизнь обнаруживается и на этой глубине.

Ò Море непрерывно и не подразделяется на изолированные области. Основными барьерами служат температура, соленость и глубина.

Ò В море происходит постоянная циркуляция. Ветры (пассаты), течения поверхностные и глубинные.

Ò Большую роль играют приливы и отливы, вызванные притяжением Луны и Солнца.

Ò Средняя соленость -35 частей соли на 1000 частей воды, 3.5%.или 35 промилей.

Ò зональность морских экосистем

Ò Континентальный шельф простирается на некоторое расстояние от берега и затем резко срывается вниз, переходя через континентальное подножие в основную равнину – абиссаль. Мелководная зона континентального шельфа называется неритической, а зона берега между отметкой высокой и низкой воды – зона прилива (литоральная). Область открытого океана – океаническая область, батиальная зона – зона континентального склона и подножия, область океанических глубин – абиссальная область.

Ò зональность морских экосистем

Ò По количеству проникающего света выделяют две горизонтальные области – верхнюю фотическую зону первичного продуцирования (до 100-200м) и нижнюю афотическую, где света для фотосинтеза не хватает.

Из-за низкой концентрации биогенов в открытой области океана она представляет собой фактически пустыню по сравнению с прибрежными водами и лиманами..

Ò Биомасса.При колебаниях от 0 до 0,05 т/га средняя биомасса достигает 0,03 т/га.

Ò Продукция.Средняя величина продукции считается 1,5 т/га в год, варианты колебаний – от 0,02 до 4 т/га в год.

Ò Прибрежные морские экосистемы

Ò Жизнь в море сконцентрирована возле берега, где благоприятны условия питания. Фитопланктон, зоопланктон, бентос и нектон, немного видов промысловых рыб. Все крупное промысловое рыболовство мира почти полностью сосредоточено на континентальном шельфе..

Ò Биомасса.При колебаниях от 0,01-0,4 т/га средняя биомасса достигает 0,1 т/га.

Ò Продукция.Средняя величина продукции считается 3,6 т/га в год, варианты колебаний – от 2 до 6 т/га в год.

Ò

Ò апвеллинг

Апвеллинг - ветры постоянно отгоняют поверхностную воду от берега, в результате поднимается глубинная холодная вода, богатая биогенами. Характерные черты биома апвелинга:

Ò высокая концентрация биогенови преобладание пелагических видов рыб (не донных);

Ò колоссальные популяции рыбс короткими пищевыми цепями;

Ò отложения осадков на дне с высоким содержанием органики

и фосфатов.

Зоны апвеллинга - Калифорнийский, Чилийско-перуанский,

юго-западная Африка, северо-западная Африка.

Ò Биомасса. При колебаниях от 0,4 до 40 т/га

средняя биомасса достигает 20 т/га.

Ò Продукция. Средняя величина продукции

считается 25 т/га в год, варианты колебаний –

от 5 до 40 т/га в год.

Ò биосфера

Ò Биосферой называется оболочка Земли, состав, структура и обмен энергии которой определяется деятельностью живых организмов.

Ò

Ò Ноосфера - сфера разума.

Современное понятие введено В.И.Вернадским в 1931 году для обозначения этапа эволюции биосферы, характеризующегося ведущей ролью разумной сознательной деятельностью человеческого общество в его развитии.

Ò Характеристика оболочек биосферы

Ò Биосфера расположена в пространстве от верхних слоев атмосферы (20-25 км) до 2-3 км ниже уровня суши и 1-2 км ниже дна океана, в исключительных случаях нижняя граница может быть в литосфере может быть около 8 км, в гидросфере 0- 11 км.

Ò Типы живого вещества

Вернадский выделил в биосфере несколько типов вещества:

Ò Вся масса организмов всех видов - живое вещество Земли;

Ò Биогенное вещество - создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (уголь, нефть, известняк и др.);

Ò Косное вещество - образуется в процессах, где живые организмы не участвуют (продукты тектонической деятельности, метеориты и др.);

Ò Биокосное вещество - создается одновременно живыми организмами и неорганическими процессами. В почве тесно связаны между собой минеральные компоненты, разлагающиеся органические вещества и многочисленные микро- и макроорганизмы - это особый слой, биокосный.

Ò Функции живого вещества

Согласно Вернадскому, живое вещество выполняет в биосфере три основные функции.

Ò Газовая функциясостоит в том, что зеленые растения выделяют при фотосинтезе кислород, а при дыхании углекислый газ. Без деятельности живых организмов состав атмосферы был бы совершенно иным.

Ò Концентрационная функция осуществляется благодаря тому, что живые организмы захватывают необходимые им химические элементы и накапливают их в местах своего обитания.

Ò Окислительно-восстановительная функция проявляется в окислении и восстановлении химических веществ в воде и почве, в результате чего образуются отложения различных руд, бокситов, известняков и др.

На современном этапе добавлено еще 2 функции:

Ò Энергетическая функция живого вещества

- трансформация более 99% энергии,

поступающей на поверхность Земли, от Солнца.

Ò Редуцентная функция - за счет

жизнедеятельности огромного количества

гетеротрофов, в основном грибов,

животных и микроорганизмов, происходит работа

по разложению органических остатков.

Ò Эволюция биосферы

Ò Первые экосистемы, существовавшие 3,5 млрд. лет тому назад, были населены крошечными анаэробными гетеротрофными организмами, существовавших за счет органического вещества, синтезированного в абиотических процессах.

Ò Затем последовали возникновение и популяционный взрыв автотрофных водорослей, которые сыграли одну из главных ролей в превращении восстановительной атмосферы в кислородную.

Ò Когда содержание кислорода в атмосфере достигло 1% его современного уровня, начал сказываться эффект Пастера.

Ò Эволюция биосферы

Ò Первый переломный уровень –достижение 1%кислорода в воздухе - (1 млрд лет назад, протерозой) сопровождается очень быстрым сопровождением жизни по всем океанам и возникновением многоклеточных организмов. Считается, что первые эукариотные организмы появились около 2 млрд. лет тому назад, многоклеточные же формы – около 1 млрд. лет назад.

Ò Функциональное разнообразие прокариот сложило систему отношений биосферы и геосферы (точнее – литосферы).

Ò Второй переломный уровень связан с моментом, когда содержание кислорода достигло 8-10%от настоящего времени. К этому времени озоновый экран полностью сформировался. Ультрафиолетовые лучи не могли достигать Земли, и живые организмы смогла выйти на сушу. 600 млн.лет назад, палеозой.

Ò Эволюция биосферы,
Г.А.Заварзин

 Развитие биосферы происходит аддитивно - за счет

добавления новых компонентов к уже существующей и

работающей системе. История биоты – аддитивная эволюция

 с этапами:

Ò I. Прокариоты.

Ò II. Прокариоты + протисты.

Ò III. Прокариоты + протисты + многоклеточные.

На каждом этапе определяющая роль принадлежит первичным продуцентам – оксигеннымфотоавтотрофам:

Ò I. Цианобактерии

Ò II. Цианобактерии + водоросли

Ò III. Цианобактерии + водоросли + растения

Протисты – одноклеточные эукариоты. Группа, к которой относят все

эукариотические организмы, не входящие в состав животных, растений и

грибов.

Ò Эволюция биосферы

Ò 12-15 млрд. лет назад – возникновение Вселенной

Ò 5 млрд. лет назад – «взрыв Солнца», образование планет из газоплылевых облаков.

Протоземля: много газов N₂, CO₂, NH₃, CH₃, NО₂, NO₃, NO в атмосфере, очень теплый климат + ультрафиолет. В этих условиях происходит абиогенный синтезорганического вещества (аминокислоты). Восстановительная среда.

Ò 4- 3.5 млрд. лет назад – возникновение жизни (анаэробной, гетеротрофной)

Ò 3 млрд.лет назад –появляются первичные анаэробные фотосинтетики. Формируется слабоокислительная среда.

Ò 2,5 млрд. лет назад – появление аэробных организмов. Содержание кислорода в атмосфере возрастает до 3-4%, формируется окислительная среда.

Ò Эволюция биосферы

Ò 2 млрд. лет назад – возникновение эукариотов (фотосинтетиков и гетеротрофов)

Ò 1 млрд. лет назад – возникновение многоклеточных.

Ò 0,8 млрд. лет назад – возникновение позвоночных.

Ò 0,6 млрд. лет назад – формирование озонового экрана, задерживающего УФ, выход жизни на сушу. Расцвет земноводных, папоротников, плаунов, хвощей.

Ò 0,2 млрд. лет назад – содержание кислорода в атмосфере возрастает до 20%, а углекислого газа – падает до 4%. Становится холоднее и суше. Расцвет рептилий (произошедших от амфибий) и голосеменных.

Ò 0,06 млрд. лет назад – содержание кислорода остается на уровне 20%, а углекислого газа падает до 0,03%. Становится еще холоднее и суше. Расцвет покрытосеменных и высших животных.

Ò 0,002 млрд лет назад– появление первых форм человека.

Ò 200 тысяч лет назад – появление HomoSapiens

Ò Эволюция человека

Ò Преавстралопитеки – 7-4 млн. лет назад

Ò Австралопитеки (А) – 5-4 млн. лет назад

Ò Homohabilis (С) (человек умелый) – 2,4-1,6 млн. лет назад

Ò Архантропы (древнейшие люди) – 1,8-0,3 млн. лет назад

Ò Человек гейдельбергский (D) – 600-200 тыс.лет назад

Ò Неандертальцы (Е) (палеоантропы, древние люди) – 70-30 тыс.лет назад

Ò Кроманьонцы– 40-10 тысяч лет назад

Ò Homosapiens (F)– около 30 тыс.лет назад. Древнейшие находки в Африке - 195 000 лет назад; в Зап. Азии - более 90 000 лет назад.

Ò Современные проблемы биологии и экологии.

Ò Лекция 10.

Ò масштабы загрязнения окружающей среды

Ò Локальное;

Ò Региональное;

Ò Глобальное.

Ò При современных уровнях загрязнения вредные вещества от источника загрязнения распространяются на десятки и сотни километров.

Ò Экологические кризисы и катастрофы.

Кризис и катастрофы - это нарушение природного экологического равновесия, потеря устойчивости биологическими системами.

Ò Кризисы не разрушают систему полностью, а приводят ее в состояние неустойчивости, из которого возможен как выход к восстановлению системы, так и ее гибель.

Ò Катастрофа – комплекс изменений в системе, которые ведут к ее исчезновению. При катастрофе нарушается одновременно большое количество взаимосвязей и система как таковая прекращает существовать.

Экологический кризис — это нарушение естественных природных процессов в биосфере, в результате которого происходят быстрые изменения окружающей среды.

Ò Экологический кризис

Экологические кризисы могут иметь и имели в истории человечества благополучное разрешение.

Первый глобальный экологический кризис - во времена собирательства и примитивной охоты на мелких животных. Возник он из-за истощения запасов съедобных растений и истребления небольших животных. Преодоление - переход к коллективной охоте на крупных зверей с применением более совершенных для того времени орудий: лука, копья, гарпуна; разделением труда между участниками охоты.

Следующий экологический кризис - в конце ледникового периода, когда стали исчезать крупные животные — объекты охоты: шерстистый носорог, пещерный медведь, большерогий олень, мамонт и др. Преодоление - переход от присваивающего к производящему хозяйству. Разведение одомашненных животных и получение урожая выращенных культурных растений обеспечивали продуктами питания растущее население.

Ò Экологические катастрофы

Ò Причинами катастроф могут быть необратимые природные явления (локальные засухи, моры), а также климатические изменения во всей биосфере, связанные с периодами горообразования, глобальных потеплений или похолоданий, образования, движения и таянья ледников.

Ò В последние десятилетия стали частыми локальные и региональные экологические катастрофы, вызванные радиоактивным загрязнением среды. Хиросима, Нагасаки, Чернобыль, Фукусима.

Ò Типы антропогенного воздействия на природу

Ò Уничтожение экосистем

Ò Загрязнение экосистем

Ò Эксплуатация экосистем

Ò Уничтожение экосистем

Ò Распашка и земледелие

Ò Урбанизация и развитие