Глава 7. Природные экосистемы Земли как хорологические единицы биосферы

Ландшафты и экосистемы

Классификации природных экосистем биосферы базируются на ландшафтном подходе, так как экосистемы ¾ неотъемлемая часть природных географических ландшафтов, образующих географическую (ландшафтную) оболочку Земли. Биогеоценозы (экосистемы) образуют на поверхности Земли так называемую биогеосферу, являющуюся основой биосферы, которую В. И. Вернадский назвал «пленкой жизни», а В. Н. Сукачев ¾ «биогеноценотическим покровом».

«Биогеноценотический покров» В. Н. Сукачева ¾ это не что иное, как ряд природных экосистем, представляющих собой пространственные (хорологические) единицы (части, элементы) биосферы. Эти единицы, как правило, совпадают своими границами с ландшафтными элементами географической оболочки Земли.

Ландшафт¾ природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, воды, почвы, растительность, животный мир) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему.

Ландшафтный подход в экологии имеет, прежде всего, большое значение для целей рационального природопользования, где весьма важно различать геосистемы (ландшафт) и экосистемы, в частности, при качественной и количественной оценке природных ресурсов. Эти различия хорошо видны на схематическом отображении этих систем (рис. 7.1, А). По происхождению выделяют два основных типа ландшафтов ¾ природный и антропогенный.

Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием природных факторов и не преобразован хозяйственной деятельностью человека. Изначально выделяли следующие природные ландшафты:

¨ геохимический ¾ обозначает участок, выделенный на основе единства состава и количества химических элементов и соединений. Интенсивность их накопления в ландшафте или, напротив, скорость самоочищения ландшафта могут служить показателями его устойчивости по отношению к антропогенным воздействиям;

¨ элементарный ландшафт обозначает участок, сложенный определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, с одинаковым характером растительных ассоциаций и одним типом почв;

¨ охраняемый ландшафт, на котором в установленном порядке регламентированы или запрещены все или отдельные виды хозяйственной деятельности (рис. 7.1, Б)

Рис. 7.1. Экосистемы и ландшафты:

А ¾ графические модели, показывающие различия между понятиями «экосистема»
(а) и «геосистема» (ландшафт) (б). Компоненты: 1 ¾ вода, 2 ¾ горные породы и рельеф,
3 ¾ почва, 4 ¾ биота (Ю. Я. Потапенко, 1996); Б ¾ характерная смена разнообразных ландшафтов
в Тебердинском заповеднике на Северном Кавказе (Д. С. Салпагаров. Домбай ¾ экскурсионный район
Тебердинского государственного заповедника, М., 2002)

Однако, как считают многие ученые, сейчас преобладают на суше антропогенные ландшафты, или, во всяком случае, по распространенности они равны природным.

Антропогенный ландшафт ¾ это бывший природный ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью настолько, что изменена связь природных компонентов. Сюда относятся ландшафты:

¨ агрокультурный (сельскохозяйственный) ¾ растительность которого в значительной степени заменена посевами и посадками сельскохозяйственных и садовых культур;

¨ техногенный ¾ структура которого обусловлена техногенной деятельностью человека, связанной с использованием мощных технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленными выбросами и т. п.); сюда же входит ландшафт индустриальный, образующийся в результате воздействия на среду крупных промышленных комплексов;

¨ городской (урбанистический) ¾ с постройками, улицами и парками.

Границы географической (ландшафтной) оболочки Земли совпадают с границами биосферы, но поскольку в географическую оболочку входят и участки, где нет жизни, можно условно принимать, что биосфера входит в ее состав. Фактически же ¾ это неразрывное единство, о чем свидетельствует и ландшафтный подход при выделении типов природных экосистем. Одним из таких примеров служит классификация по Р. Х. Уиттекеру (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Первичная биологическая продуктивность экосистем земного шара
(по Р. X. Уиттекеру, 1980)

Главный источник энергии для ландшафтной оболочки ¾ солнечная радиациия, как, понятно, и для биосферы. Для биосферы солнечная энергия ¾ это, прежде всего, «движитель» биогеохимических циклов биофильных элементов и главный компонент фотосинтеза ¾ источника первичной продукции. Как видно из табл. 7.1, продуктивность биосферы складывается из продуктивности различных природных экосистем (одновременно и энергий ландшафтов).

Но энергия Солнца, обеспечивая эту продуктивность, составляет лишь 2-3% от всей его энергии, достигшей поверхности Земли. Остальная солнечная энергия расходуется на абиотическую среду, если не считать достаточно активное участие ее в процессах физико-химического разложения опада и др. Но абиотические факторы определяют вместе с биотическими эволюционное развитие организмов и гомеостаз экосистем. В свою очередь, растительный и животный мир столь мощные природные компоненты, что могут влиять на окружающую среду и «переделать ее под себя», создавая определенную микросреду (микроклимат). Все это свидетельствует о том, что живая природа существует в едином энергетическом поле всего ландшафта. Об этом говорит и распределение первичной продукции на суше и в океане (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Распределение чистой первичной продукции на Земле:

а ¾ пространственное распределение чистой первичной продукции (г С/м². год) суши (по Reichle D., 1970);
б ¾ распределение чистой первичной продукции (г С/м². год) в Мировом океане (Koblentz-Mishke et al., 1970)

Как видно из рис. 7.2, продуктивность различных типов экосистем далеко неодинакова и занимают они разные по величине территории на планете. Различия в продуктивности связаны с климатической зональностью, характером среды обитания (суша, вода), с влиянием экологических факторов локального порядка и т. п., сведения о которых излагаются ниже при характеристике природных экосистем как хорологических единиц биосферы, классифицированных на принципах так называемого биомного подхода. По Ю. Одуму (1986), биом¾ «крупная региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

Опираясь на эти представления, Ю. Одум предложил следующую классификацию природных экосистем биосферы (на рис. 7.3 ¾ мировое распределение биомов):

Рис. 7.3. Мировое распределение основных видов биомов для растительного покрова
(Ю. Одум, 1986):

низкоширотные леса: 1 ¾ тропический дождевой лес; 2 ¾ осветленный тропический лес (полулистопадный);
4 ¾ кустарники и колючие леса; среднеширотные леса: 3 ¾ средиземноморский кустарниковый лес;
5 ¾ широколиственные и смешанный широколиственно-хвойные леса; 6 ¾ хвойные леса;
злаковые сообщества: 7 ¾ саванна; 8 ¾ прерия; 9 ¾ степь (тропические и средние широты); пустыни:
10 ¾ кустарниковая и полная; 11 ¾ тундра; 12 ¾ ледяной покров; 13 ¾ недифференцированные высокогорья
(по Воронову, 1963)

I. Наземные биомы

Тундра: арктическая и альпийская.

Бореальные хвойные леса.

Листопадный лес умеренной зоны.

Степь умеренной зоны.

Тропические степи и саванны.

Чапарраль ¾ районы с дождливой зимой и засушливым летом.

Пустыня: травянистая и кустарниковая.

Полувечнозеленый тропический лес: выраженный влажный и сухой сезоны.

Вечнозеленый тропический дождевой лес.