Геохимическая обстановка

Высотная поясность

Характер высотной поясности не одинаков в горах, лежащих в различных географических зонах. Основной структурной еди-ницей биотического покрова в горах принимается высотный пояс.Выделяются высотные пояса по ведущему типу растительности.

Это более или менее широкая и однообразная горизонтальная полоса растительности в горах, составленная из одного типа растительности или закономерно чередующихся нескольких [Станюкович].Ширина пояса зависит от быстроты смены климатических условий по вертикали и широты экологической амплитуды растений, образующих сообщества. Границы пояса редко располагаются на одной высоте, чаще они характеризуются значительными отклонениями на склонах разных экспозиций. Горы с однотипным набором высотных поясов, чередующихся в определенном порядке по горному профилю, относятся к одному типу высотной поясности.Впервые схему высотной поясности предложили А. Гумбольдти А. Бонплан для района влажных тропиков Анд между 10° с. ш.и 10° ю. ш., связав физические параметры среды с ботаническими

и зоологическими данными. Идеи А. Гумбольдта развил К. Тролль, разработавший схему, основанную на совместной оценке климатических факторов и особенностей распространения растительности от Арктики до Антарктиды. На профиле К. Тролля (рис. 14.1) показано изменение типов поясности в областях с умеренно влажным климатом (в Европе он проходит примерно от Северной Норвегии до Альп). Снеговая линия, лежащая на уровне моря севернее 80° с. ш., постепенно поднимается, достигая высоты 6000 м на

широте 30° с. ш., затем она несколько снижается, видимо, в связи со значительным количеством осадков во влажных тропиках, достигая на экваторе 4800–5000 м, затем вновь повышается до высоты 6000 м на широте 25° ю. ш., после чего постепенно снижается до уровня моря (между 60 и 70° ю. ш.).

Рис. 14.1. Схема высотной поясности растительности по К. Троллю:

1 — снеговая линия; 2 — тундры, фьельды, альпийская растительность; 3 — парамос;

 

4 — пуна; 5 — бореальные хвойные леса; 6 — летнезеленые и хвойные леса; 7 — лет-

незеленые и лавровые леса; 8 — субтропические лавровые леса; 9 — тропические

дождевые леса; 10 — тропические горные леса; 11 — леса пояса облаков; 12 — леса

из подокарпусов; 13 — леса из араукарий; 14 — субтропические дождевые леса;

15 — умеренные дождевые леса; 16 — субантарктические леса; отчетливо просле-

живается асимметрия высотных поясов

 

Климат

Специфика экологической среды в горах, особенно высокогорий, определяется

снижением с высотой атмосферного давления приблизительно на 10 мб на каждые 100 м

подъема. На высоте 6000 м оно составляет всего 52 % его величины на уровне моря. Годовая величина суммарной радиации и ее интенсивность возрастают с высотой

местности. В среднем интенсивность солнечной радиации возрастает приблизительно на

10 % на каждый километр высоты. В высокогорьях существенно возрастают потоки прямой

солнечной радиации, длинноволнового инфакрасного и коротковолнового

ультрафиолетового излучений. Они определяют существенные перепады между

температурами воздуха и поверхности почвы, между радиационными условиями дня и

ночи. На горе Килиманджаро на высоте 3600 м эти температурные контрасты в дневные часы достигают

60 - 80 °С (Ю. Н. Голубчиков, 1996).

Термический градиент (адиабатический градиент температуры) существует благодаря

падению температуры с высотой и составляет в умеренном поясе в среднем 0,6 °С при

подъеме на каждые 100 м высоты. Летом он увеличивается, а зимой - понижается.

Поэтому при подъеме на каждые 1000 м температура понижается приблизительно на 5 - 7

°С. В экваториальных Андах средняя температура воздуха понижается с высотой на 1 °С

каждые 200 м.

С возрастанием высоты становятся обильнее осадки. Изменение годового хода

осадков на разных высотах связано во многом с местными особенностями циркуляции

воздуха. С высотой изменяются абсолютная влажность, ее годовой и суточный ход. На

склонах и вершинах гор максимум абсолютной влажности наблюдается в дневные часы.

Относительная влажность мало изменяется с высотой.

Важным фактором в горах является снег. На каждые 100 м подъема снегозапасы

возрастают на 200 - 500 мм, продолжительность залегания устойчивого снежного покрова увеличивается на 15-25 дней (С.М.Мягков1992). Характерно также неравномерное распределение снега по элементам рельефа. С этим явлением связана топография многих фитоценозов. Так, нивальные лужайки

размещаются вблизи больших скоплений снега, питающих влагой почву в течение

длительного времени вегетации. Также важен и ветровой режим. Сила ветра

увеличивается у горных вершин, и от ветра во многом зависит нижний рубеж

высокогорных поясов. Для деревьев, растущих на пределе распространения, особенно

характерны ветровые формы крон и следы ветровой коррозии на стволах

 

Специфика круговорота в горных экосистемах

объясняется несколькими важнейшими причинами. В первую очередь это связано с положением горных систем в пределах континентов.Этим обусловлена специфика биоклиматических особенностей и характер вертикальной зональности.Не случайно И.П.Герасимов писал о том,что законы вертикальной зональности являются законом второго порядка,накладывающимся на провинциальность и фациальность.Эти определятся чрезвычайно высокое разнообразие типов экосистем в горных ландшафтах. Но удивительно, что общее число горных экосистем приблизительно того же порядка, что и формируется в условиях равнинных территорий. Второе важное обстоятельство круговорота в горных системах заключается в ведущей роли типа породы, которая в зависимости от происхождения обусловливает скорости выветривания и набор элементов, которые поступают в почвенный раствор и включаются в круговорот. Третье важное обстоятельство заключается в специфике растительности, аналогов которой нет в условиях равнинных ландшафтов, особенно в отношении тепла и влаги, хотя отдельные виды и могут быть найдены в холодных полярных областях. Четвертое важное обстоятельство обусловлено тем, что в условиях горных ландшафтов процессы почвообразования не только постоянно сочетаются с процессами выветривания,но и последние могут являться преобладающими.Кроме того, глубокое отличие круговорота в условиях горных ландшафтов заключается в преимущественном постоянном выносе элементов,освобождающися в процессе круговорота. Поэтому в этом отношении напряженность круговорота в условиях горных экосистем особенно велика. В полной мере реализуется положение Г.В.Добровольского - выносятся только те элементы, которые не удерживаются в биологическом круговороте. В формальном отношении типология круговорота в горных экосистемах может различаться от средне и низкозольных до средне и высокозольных разностей – от преобладающего вклада подземных частей в горно-луговых экосистемах – до превалирования надземной биомассы в условиях лесных экосистем. Для горных экосистем в полной мере выполняется положение К.Д. Глинки о том, что выветривание идет интенсивно тогда, когда идет постоянный вынос вновь образующихся продуктов.

Геохимическая обстановка

 

Окислительная обстановка. В геохимической среде господствует кислород,а элементы с переменной валентностью находятся в высоких степенях окисления. ОВП обычно высокий, как правило, выше 400мв. Эта обстановка характерна широкому кругу ландшафтов – от полярных – до горных и ландшафтов степного пояса. В рамках биогеохимии такая обстановка способствует быстрым процессам деструкции органического вещества,а следовательно и быстрому круговороту элментов.

 

Основные черты структурного плана системы оказываются несравненно устойчивее других элементов системы, инвариантными относительно смен БГЦ. Например, смена лесных БГЦ на луговые в горных условиях не меняет основного направления латералей, положения и функционирования концевых и срединных БГЦ. Фактически речь идет о средообразующей роли рельефа.

 

Достаточно интересны примеры для черноземов. Так, на базальтах формируются черноземы. Отличие лишь в щебенчатости. В условиях горно-луговых экосистем на базальтах формируются горно-луговые черноземовидные почвы. В гумидных областях на карбонатах формируются дерново-карбонатные почвы. Таким образом, процессы выветривания имеют большое генетическое значение, а следовательно и таксономическое, особенно в почвах промывного типа и меньше в почвах непромывного типа.

Геохимическая обстановка может использоваться в целях группировки почв. Примером являются подборы и подзолы – обе группы почв кислые,одна из групп – это почвы с переменной восстановительно-глеевой обстановкой, тогда как подбуры – это кислые почвы но с преимущественно окислительной обстановкой. Роль живого вещества заключается в формировании специфических форм опада, которые или поддерживают или, наоборот способны смещению величин кислотности. В пределах профиля почвы обстановка может изменяться.