Биология. В 3-х томах. Т. 2

Ветер, взаимодействуя с другими факторами окружающей среды, может влиять на развитие растительности, особенно на деревья, растущие на открытых местах. Это часто приводит к задержке их роста и искривлению с наветренной стороны. Кроме того, ветер увеличивает эвапотранспирацию в условиях низкой влажности.

Ветер играет большую роль в распространении спор, семян и т.п., расширяет возможности распространения неподвижных организмов, например растений, грибов и некоторых бактерий; он может также влиять на миграцию летающих животных.

Еще одна атмосферная переменная — это атмосферное давление, которое уменьшается с высотой. С увеличением высоты снижается парциальное давление кислорода и животные подвергаются действию факторов, описанных в разделе 11.8.1; у растений возрастает транспирация, поэтому у них выработались адаптации для сохранения воды, как, например, у многих альпийских растений.

Микроклимат

Климатические условия в каком-либо местообитании или микроместообитании могут отличаться от условий в окружающей области, тогда их и называют микроклиматом. Понять всю сложность экосистем невозможно без учета микроместообитаний и их микроклиматических особенностей. Это можно проиллюстрировать одним примером. В группе ракообразных, называемых равноногими (мокрицы и родственные животные), есть такие формы, как, например, Porcellio, которые живут только во влажном воздухе лесной подстилки, но есть и такие, как Armadillidium, способные выдерживать более сухие условия и поэтому перемещаться свободнее.

12.4.5. Топография

Влияние топографии тесно связано с другими абиотическими факторами, так как она может сильно сказываться на местном климате и развитии почвы, о чем уже говорилось выше.

Главным топографическим фактором является высота. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастают количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижаются атмосферное давление и концентрации газов. Все эти факторы влияют на растения и животных. В результате обычным явлением стала вертикальная зональность (рис. 12.23).

Рис. 12.23. Зональное распределение растительности на юго-восточном склоне пика Сан-Франциско. Аризона. (По Merriam (1980). W.D. Billings (1972). Plants, man and the ecosystem. 2nd ed.. Macmillan: London and Basingstoke.)

Горные цепи могут служить климатическими барьерами. Воздух, поднимаясь над горами, охлаждается, и при этом часто выпадают осадки. Уже пролившиеся дождем массы воздуха поступают на подветренную сторону гор, где воздух суше и выпадает меньше осадков (дождевая тень). Это влияет на экосистемы. Горы служат также барьерами для распространения и миграции организмов и могут играть важную роль изолирующего фактора в процессах видообразования (разд. 25.7).

Еще один важный топографический фактор — экспозиция склона. В Северном полушарии склоны, обращенные на юг, получают больше солнечного света, и поэтому интенсивность света и температура здесь выше, чем на дне долин и на склонах северной экспозиции (в Южном полушарии имеет место обратная ситуация). Это оказывает поразительное влияние как на естественную растительность, так и на угодья, используемые человеком.

И наконец, важным топографическим фактором является крутизна склона. Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв, поэтому почвы здесь маломощные и более сухие, с ксероморфной растительностью. Если уклон превышает 35°, почва и растительность обычно не образуются, а создаются осыпи из рыхлого материала.

12.4.6. Биогеохимические циклы

Биогеохимические циклы — это замкнутые пути, по которым различные химические элементы циркулируют из внешней среды в организмы и обратно во внешнюю среду. Как и почвенные факторы, эти циклы лучше всего рассматривать как связующее звено между биотическим и абиотическим компонентами экосистем. Здесь будут рассмотрены шесть элементов, имеющих большое значение для жизни: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Круговороты этих элементов, за исключением водорода, были описаны в разд. 9.11.

Источником водорода служит вода (Н₂О), в которой водород химически связан с кислородом. Вода важна не только как источник водорода (при фотосинтезе), но и сама по себе — как составная часть живых клеток, как климатический фактор и как среда для водных организмов. Круговорот воды называется гидрологическим циклом. В этом цикле, как показано на рис. 12.24, вода может находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии.

Рис. 12.24. Гидрологический цикл и накопление воды (R.J. Chorley, P. Haggett (eds.) (1967). Physical and information models in geography, Methuen.)

Общая картина круговоротов углерода, азота, кислорода и воды представлена на рис. 12.25.

Рис. 12.25. Круговороты основных элементов и воды в биосфере. (G. Evelyn Hutchinson (1970). The biosphere. Scientific America, 50-1, Freeman.)