57. Рельеф как экологический фактор. Типы рельефа. Вертикальная поясность. Типы вертикальной поясности Кавказа в сравнении с другими горными системам.
Топография (рельеф) относится к орографическим факторам и тесно связана с другими абиотическими факторами, хотя и не принадлежащими к таким прямодействующим экологическим факторам, как свет, тепло, вода и почва. Главным топографическим (орографическим) фактором является высота. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастают количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижаются атмосферное давление и концентрация газов. Так, повышение уровня местности на каждые 100 м сопровождается уменьшением температуры воздуха примерно на 0,6°С.
В зависимости от величины форм топографию или рельеф подразделяют на несколько порядков: макрорельеф (горы, межгорные впадины, низменности), мезорельеф (холмы, овраги, гряды, карстовые воронки, степные «блюдца» и др.) и микрорельеф (мелкие западинки, неровности, приствольные повышения и др.), Все это оказывает влияние на растения и животных. В результате обычным явлением стала вертикальная зональность Горные цепи могут служить климатическими барьерами. Влажный воздух охлаждается, поднимаясь над горами, что приводит к выпадению большого количества осадков на наветренных склонах. На подветренной стороне горного хребта образуется так называемая «дождевая тень», воздух здесь суше, выпадает меньше осадков, создаются пустынные условия, так как воздух, опускаясь, нагревается и вбирает в себя влагу из почвы. Это влияет на живые организмы. Для большинства позвоночных верхняя граница жизни около 6,0 км. Снижение давления с высотой влечет за собой уменьшение обеспеченности кислородом и обезвоживание животных за счет увеличения частоты дыхания. Несколько более выносливы членистоногие (ногохвостки, клещи, пауки), которые могут встречаться на ледниках, выше границы растительности. Для высокогорных растений характерен приземистый рост. Во всех высокогорных областях земного шара преобладают низкорослые стелющиеся кустарники и кустарнички , подушковидные и розеточные многолетние травы , дерновидные злаки и осоки, мхи и лишайники.
Характерная морфологическая черта многих высокогорных приземистых растений, например кустарников и кустарничков, — значительное преобладание подземной массы по сравнению с надземной. Низкорослость высокогорных растений связывают с адаптацией к низким температурам и с формообразующим действием радиации, богатой коротковолновой частью спектра, тормозящей ростовые процессы. В анатомическом строении высокогорных растений есть ряд черт, которые способствуют защите от избыточной радиации, связаны с характером водного режима и обмена веществ в высокогорьях: утолщение покровных тканей, придающих устойчивость к сильным ветрам и т. д . У растений, живущих на скалах, наблюдаются изменения в сторону ксероморфоза: уменьшаются размеры клеток и возрастает плотность тканей, увеличивается число устьиц на
единицу поверхности листа, уменьшаются их размеры. У видов же, обитающих вблизи талых вод или других источников увлажнения, листья крупнее и ксероморфные черты выражены слабее.
Низкие температуры и сильная освещенность способствуют образованию больших количеств антоциана, отсюда глубокие, насыщенные тона окраски цветов. Сочетание небольших листьев при малом росте и крупных яркоокрашенных цветков — характерная черта многих альпийских растений. Характерная черта физиологии и биохимии высокогорных растений — повышение интенсивности окислительно-восстановительных процессов, увеличение активности участвующих в них ферментов (каталазы, пероксидазы и др.), более низкие, чем у равнинных растений, температурные оптимумы их работы. Дыхание высокогорных растений устойчиво к неблагоприятным
воздействиям, как правило, наблюдается усиление дыхания, а следовательно, и увеличение энергии, освобождающейся при распаде сложных соединений. По современным представлениям, это является одной из физиологических основ приспособленности растений к крайним условиям.
При поднятии в горы меняется и сезонное развитие растений. Так, весной, поднимаясь в горы, можно видеть развитие одного и того же вида в следующей последовательности: в низкогорном поясе — цветение, в среднем — бутонизацию, еще выше — начало вегетации и, наконец, только появление после таяния снега. Осенью же при подъеме в горы наблюдаем ускоренное наступление осенних фенофаз: расцвечивание листвы, листопад, отмирание надземных частей. Четко прослеживается сокращение у растений вегетационного периода.
Наряду с высотой над уровнем моря большое значение для живых организмов имеют экспозиция и крутизна склонов. В северном полушарии склоны гор, обращенные на юг, получают больше солнечного света, интенсивность света и температура здесь выше, чем на дне долины и на склонах северной экспозиции. В южном же полушарии наблюдается обратная ситуация. Это оказывает поразительное влияние как на естественную растительность, так и на угодья, используемые человеком. Например, широкие расщелины между скалами над Дунаем в восточной Сербии, защищенные от ветров и испытывающие увлажняющее действие реки, способствовали сохранению многих редких, реликтовых и эндемических видов растений, среди них «медвежий орешник» —Corylus colurna, грецкий орех — Juglans regia, сирень (дикая форма) — Syringa vulgaris и др.
Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв. Здесь почвы обычно маломощные и более сухие, с ксероморфной растительностью. При уклоне, превышающем 35°, почва не образуется, растительность отсутствует, создаются осыпи из рыхлого материала.
Высотная поясность, высотная зональность — закономерная смена природных условий, природных зон и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря). Смена зон растительности, связанная с изменением условий влаго- и теплообеспеченности в зависимости от высоты над уровнем моря. На горные биомы приходится 24% территории суши.(по Литвинской.)Высотная поясность объясняется изменением климата с высотой: на 1 км подъёма температура воздуха снижается в среднем на 6 °C, уменьшается давление воздуха на 10 мб каждые 100 м подьема, его запылённость, возрастает интенсивность солнечной радиации, до высоты 2—3 км увеличивается облачность и количество осадков.По мере нарастания высоты происходит смена ландшафтных поясов, в некоторой степени аналогичная широтной зональности. Величина солнечной радиации увеличивается вместе с радиационным балансом поверхности. В результате температура воздуха снижается по мере роста высоты. Кроме того, происходит уменьшение количества осадков из-за барьерного эффекта.
Между широтными поясами и высотными зонами есть частичное сходство в климатических особенностях, размещении растительности и почв. Но многим поясам невозможно найти полные широтные аналоги.
Нивальный высотный пояс. Название высотного пояса происходит от латинского nivalis — снежный, холодный. Это самая верхняя высотная зона, характеризуется наличием вечных снегов, ледников. Участки, не покрытые снегом, подвергаются сильному морозному выветриванию, что обуславливает появление крупных камней, щебня. В тропических и пустынных регионах Земли начинается на высоте 6500 метров над уровнем моря, далее по продвижении на север и юг постепенно снижается вплоть до уровня моря в Арктике и Антарктике.Границы нивального высотного пояса - Самый верхний высотный пояс. Снизу граничит с альпийским поясом.Растительность (скудная) - Водоросли,Накипные лишайники,Единичные цветковые травы.Животный мир (временные).Некоторые виды насекомых,Птицы,Единичные виды грызунов,Некоторые хищники.
Горно-тундровый высотный пояс. Характерен суровый климат с продолжительной зимой и коротким прохладным летом. Средняя температура воздуха не более 8°С. Круглый год дуют сильные горные ветра. Поверхность почвы нередко сильно промерзает. В теплых регионах земного шара горно-тундровый высотный пояс отсутствует, заменяясь альпийским или субальпийским поясом.Границы горно-тундрового высотного пояса - Располагается между нивальным (сверху) и горно-лесным или альпийским (снизу) поясами.Растительность - Мхи,Лишайники,Невысокие арктико-альпийские кустарнички.
Альпийский высотный пояс. Название происходит от названия гор в Европе (Альпы). Альпийский высотный пояс характерен для приморского типа высотной поясности. Представляет из себя цветущие луга, перемежающиеся с каменистыми россыпями. Лето короткое с бурным развитием цветущей растительности, зима долгая с обязательным снежным покровом. В летнее время используется под пастбища. Альпийский пояс хорошо развит в Пиринеях, Апеннинах, Альпах, Карпатах, на Кавказе, Памиро-Алае, в западной части Алтая и в Кордильерах. В резко-континентальных зонах практически не встречается.Границы альпийского высотного пояса - Сверху граничит с горно-тундровым или нивальным высотным поясом, снизу – с субальпийским. В Альпах и Андах пояс находится на высоте 2200 метров над уровнем моря, на Восточном Кавказе – на высоте 2800 метров, на Тянь-Шане – на высоте 3000 метров, в Гималаях – на высоте 3600 метров. Растительность альпийского высотного пояса представлена низкими – 10-15 см – травами, прижатыми к земле и не имеющими сомкнутой дернины. Цветки подушкообразных розеточных, двудольных и осоково-злаковых растений ярко окрашены. Яркая окраска призвана привлекать насекомых-опылителей в короткий вегетационный период.
Субальпийский высотный пояс. Хорошо выраженный высотный пояс, представляющий из себя переходную зону от луговых полян высокогорного редколесья к альпийскому разнотравью. Здесь субальпийские луга перемежаются с редколесьями. В Евразии встречается в Альпах, Карпатах, на Кавказе, на Алтае. На Западном Урале представлен небольшими вкраплениями в привершинные части. В Америке субальпийские луга характерны для Анд и Кордильер. Также субальпийский высотный пояс прослеживается на Мадагаскаре, в Новой Гвинее и на острове Калимантане. Субальпийский пояс входит в группу приморского типа высотной поясности и частично умеренно-континентального.Границы субальпийского высотного пояса - Сверху ограничен альпийским поясом, снизу с горно-лесным высотным поясом (во влажных широтах) или степной частью пустынно-степного (в засушливых регионах планеты).Растительность субальпийского высотного пояса представлена субальпийскими лугами, состоящими преимущественно из злаково-разнотравного высокотравья, и небольшими участками парковых лесов и криволесья. Растительность субальпийских лугов очень богата, при сенокосе в некоторых регионах земного шара дает до 30 ц/га сена.
Горно-луговой высотный пояс. Термин используется для объединения альпийского и субальпийского поясов.
Горно-лесной высотный пояс. Наиболее влажная высотная зона. Горно-лесной высотный пояс представлен в основном лесными ландшафтами. Наибольшего развития достигает в тропических и экваториальных широтах, однако встречается и в засушливых районах планеты. В последнем случае лес растет не сплошной массой, а перемежается со степью, образуя лесостепную природную зону. Границы горно-лесного высотного пояса. - Снизу граничит с пустынно-степным поясом, сверху – с субальпийским или горно-тундровым. Растительность Очень богатая. Виды растительности, образующие горные леса, зависят от широты, континентальности климата и других факторов.
Пустынно-степной высотный пояс. Пустынно-степной высотный пояс характерен для пустынных, полупустынных и степных природных зон тропиков, субтропиков и умеренного климатического пояса. Отчасти представлен в зоне саванн и редколесий субэкваториальных поясов.
В умеренном и субтропическом поясах развитие горных степей происходит при 350—500 мм осадков в год, горных полупустынь — при 250—350 мм, горных пустынь — при суммах осадков менее 250 мм в год. В тропическом или субэкваториальном климате эти величины будут на 100—200 мм больше.В пределах пустынно-степных поясов ландшафты последовательно сменяются с увеличением высоты:горно-пустынные,горно-полупустынные,горно-степные.Границы пустынно-степного высотного пояса - В засушливых регионах граничит сверху с субальпийским поясом, в более влажных — с горно-лесным. Однако, если горы поднимаются выше пояса максимума осадков, к которому приурочен пояс горных лесов, пустынно-степной пояс будет находиться выше него (например, восточный склон Боливийского нагорья, Абиссинское нагорье, внутренние части Памира).
При подъеме вверх в горы всегда меньше кислорода, гораздо холоднее и больше ультрафиолетового излучения. Со стороны моря больше осадков, а со стороны суши — меньше. Все высотные пояса покрывают горы с каждой стороны, но уровни противоположных склонов совершенно разные.
Контраст поясов на Черноморском побережье Кавказа еще более выражен. Всего за час езды по дороге можно добраться от субтропического побережья Сочи до субальпийского климата Западного Кавказа.
Климат меняется от подножия к вершинам. Строение ярусное: каждому ярусу (зоне) присущи свои свойства. Величина солнечной радиации по мере подъема вверх растет на 10% каждые 1000 м. Распределение осадков зависит от орографических особенностей. Температура снижается по мере подъема, увеличивается давление воздуха и запыленность.
На Кавказе два типа поясов вертикальной зональности: континентальный и крестообразный. Второй вариант представлен преимущественно в горах Западного Кавказа, подверженных влиянию атлантического воздуха.
Высотная поясность восточного Кавказа
Восточным считается Кавказ от пика Казбек до Каспийского моря. Эта часть отмечена другими высотными поясами. Предгорья начинаются полупустынями, затем выше по склону идет степная зона, а на склонах расположена лесная полоса.
Западный и Центральный Кавказ отличаются от Восточного более влажным климатом и понижением уровня пояса. Здесь больше распространены ледники и темнохвойные леса. Для Центрального и Восточного Кавказа характерны молодые вулканические образования, а на севере часто можно встретить сосновые леса. Преобладают также широколиственные лесные зоны, субальпийские и альпийские луга.
На значительной высоте наблюдается большое количество ледников разного типа (каровые, висячие и долинные). Высота снеговой линии начинается от 3700 м (то есть гораздо выше, чем на западе и в центре).
Природные зоны и высотная поясность на севере Кавказа
На этой территории степи в основном находятся между Тереком и Кубанью. Далее начинается предгорье, которое плавно переходит в горные вершины. На климат влияет близость сразу трех морей. Северный Кавказ расположен между 41 и 47 градусами северной широты, на стыке умеренного и субтропического поясов.
Климат тут очень мягкий, зимы почти без снега, а лето длится почти полгода. В этой местности преобладают горные луга и широколистные леса. Здесь же можно найти земли, которые используются для садоводства.
Сравнение высотной поясности Кавказа
Каждой зоне свойственен свой тип высотной поясности и соответствующий растительный мир, климат, тип почвы и ландшафт. Знание зон, из которых состоят горы Кавказа, помогает в осваивании горных территорий, организации пастбищ, выращивании садов, развитии туризма.
Сравнение разных высотных поясов Кавказа:
1. Первый высотный. Луговые степи, из хвойного дуба, граба, ясеня (до 100 м). Наличие полынно-злаковых растений, ковыля, колючих кустарников и другой степной флоры (до 300-500 м).
2. Лесной. Произрастают дубовые и другие лиственные леса, встречаются участки вторичных степей (500-1800 м).
3. Субальпийский. Луга с разнотравьем и редколесье, много ксерофитных злаков (до высот 2000-2500 м).
4. Альпийский (высокогорная область выше лесной зоны). Преобладают низкотравные плотнодерновые луга (до 2500-3200 м).
5. Нивальный и субнивальный (пояса снегов и ледников). Нивальная зона начинается на высоте от 2800 метров. Минимум растительности или полное ее отсутствие (3600-4000 м и выше). В основном преобладают лишайники, камни, иногда встречаются цветковые травы.
Высотные пояса Кавказа:
На Севере: степной, полупустынный, средиземноморский и влажнолесной пояс. Для северо-запада характерна близость Черного моря, проявляется широтная зональность и вертикальная поясность.
На Западе: континентальный и прибрежный пояс, Северо-Кавказский Кубанский тип поясности на северном макросклоне. Господствуют горнолесные и горно-луговые ландшафты.
На Востоке: континентальный, дагестанский пояс. Предгорье представляют собой полупустыни, далее идут преимущественно степные зоны, горные луга.
На Юго-Западе: закавказский, колхидский тип пояса, похожий на прикубанский. Много разных лесов (колхидский лес), а чуть выше альпийские луга и субтропическое редколесье.