Природные системы растительности

Зоны растительности группируются по тепловым поясам. Далее мы рассмотрим основные зоны растительности по каждому тепловому поясу, их особенности.

Холодные пояса включают в себя арктический, субарктический, субантарктический и антарктический географические пояса.

Зона тундры представляет собой безлесные пространства с господством мхов, лишайников, карликовых кустарничков и полукустарничков. Растения живут в холодной почве, в близком соседстве с неглубоко залегающей многолетней мерзлотой и часто в условиях заболоченных грунтов. Флора тундры бедна — здесь всего около 500 видов высших растений. Растения преимущественно многолетние, так как для однолетних вегетационный период крайне короток и неблагоприятен. Все растения малорослы или стелющиеся и имеют неглубокую стелющуюся корневую систему — этим они приспосабливаются к максимальному использованию тепла наиболее прогретого верхнего слоя почвы. Многим растениям свойственен ксероморфный облик: мелкие листья в виде игл или чешуй, нередко завёрнутые, сильное опушение.

Зона лесотундры и редколесий представлена в северном полушарии. Обрамляет тундры с юга. Наблюдается чередование островов леса и участков тундры. Деревья невысокие и тонкоствольные, часто характеризуются искривлёнными стволами, обычно стоят далеко друг от друга, между деревьями на сухих местах почвы растут лишайники, на более влажных — зелёные мхи, а на особенно богатых почвах — травянистый покров.

Умеренные пояса включают в себя зоны умеренных и субтропических географических поясов.

Зона тайги (хвойных лесов) получила распространения в районах многолетней мерзлоты, где у деревьев стелющиеся над мерзлотой корни.

Различают две главные группы хвойных лесов: тёмнохвойные (еловые и пихтовые) и светлохвойные (главным образом сосновые и лиственничные).

Еловая тайга мрачная, однообразная, с серыми стволами, тонущими в полумраке, и густым моховым покровом на почве. Имеются 2–3 яруса растения. Для еловой тайги характерны растения, длительно вегетирующие в течение всего тёплого времени, не теряющие листвы даже зимой, и вечнозелёные (брусника и др.). В Западной Сибири такой лес называется урман. Он состоит из смеси ели, пихты и кедра (кедровой сосны) с участием берёзы и осины. Близкая по составу тайга имеется на Алтае и в Саянах. В Тянь-Шане растут своеобразные леса из тянь-шаньской ели.

Пихтовый лес — тихий, мрачный, почти без подлеска, что обусловлено малым количеством света. Почва сухая, сплошь устланная покровом из игл хвои. Отдельные деревья достигают в высоту до 50 м и 1–1,5 м в поперечнике.

Сосновые светлые леса состоят обычно из сосны обыкновенной и кедровой. Однако в Сибири из светлохвойных лесов особенно широко распространены лиственничные леса, состоящие преимущественно из лиственницы сибирской (в Западной Сибири) и даурской (в Восточной Сибири).

Тихоокеанская тайга в Северной Америке величественна, в ней больше видов, чем в Евразии. В этой тайге произрастают: секвойя (возраст деревьев 500–800, иногда до 1300 лет, деревья высотой до 100 м при диаметре 2–6 м, а у секвойи гигантской, или мамонтова дерева, — до 15 м), сосна сахарная (с шишками до 0,5 м длины) и жёлтая (до 30–85 м высотой), пихты белая и дугласова, ель ситхинская.

Зона смешанных и широколиственных лесов содержит помимо хвойных компонентов разнообразные деревья с крупными листьями: дуб, клён, ясень, бук, ильм, вяз; а также мелколиственные: берёза, осина. В широколиственных лесах наблюдаются два древесных яруса, два кустарниковых и 3–4 яруса в травостое. В травяной покров входят злаки с широкими листовыми пластинками, также осоки, различные двудольные; при отмирании эти растения образуют густой мёртвый слой.

Зона средиземноморской растительности формируется в условиях субтропического средиземноморского климата. Растительный покров образуется, в зависимости от характера увлажнения и особенностей рельефа, с разным сочетанием древостоя, кустарниковых и травянистых форм. В результате формируется серия разнообразных фитоценозов:

а) заросли вечнозелёных кустарников, многие из которых эфиромасличные растения:

- маквис (можжевельник, земляничное дерево, дикая маслина, мирты и др.);

- чапараль (кустистый дуб, чапаро);

- малли-скрэб (кустарниковые эвкалипты);

б) заросли вечнозелёных полукустарников:

- гарига (бобовые, губоцветные, ладанниковые — дуб кермесовый, дрок, розмарин, тимьян);

в) кустарнички и многолетние жёсткие травы:

- фригана (шалфей, лаванда, эспарцет, весной — лук, тюльпаны);

г) заросли кустарников с опадающей листвой:

- шибляк (дикая сирень, держи-дерево, сумах, шиповник, тёрн);

д) хвойные субтропические леса в верхней части склонов (сосна пиния и алепская, кедр атласский, ливанский и калифорнийский, секвойя вечнозелёная, сосна сахарная и жёлтая, пихта одноцветная и великолепная);

е) редкостойные вечнозелёные леса (вечнозелёные дубы — каменный, пробковый, валоновый и др.) — 3–4-ярусные, с эпифитами и лианами.

Зона лесостепей — зона с закономерным чередованием участков леса с участками степей. Зона является переходной между зоной лесов и зоной степей.

Зона степей умеренного пояса — это травянистые фитоценозы с растительностью более или менее ксерофитного характера и с более или менее сомкнутым травостоем. Приспособления растения к недостатку влаги: листья сизые от воскового налёта, листья жёсткие или узкие, в сухую погоду листья свёртываются, есть растения с глубоко идущими корнями. Опыление и перенос семян преимущественно осуществляются ветром, встречаются формы перекати-поле. Типично присутствие большого числа дерновинных злаков, а также более или менее сухолюбивых видов разнотравья. Из травянистых растений в степях широко распространены многолетние дерновинные злаки и осоки (ковыль, типчак, овёс степной, осоки и др.); многолетние корневищные злаки и осоки (овёс пушистый, мятлик узколистый, костёр, осока русская и низкая); разнотравье, то есть многолетние длительно вегетирующие травы; эфемероиды, то есть многолетние коротко вегетирующие травы, завершающие свой цикл весной, снабжённые обычно луковицами (тюльпан, гиацинт, мятлик луковичный) или клубнями (валериана клубненосная); однолетние растения, из которых наибольшую роль играют эфемеры (крупка весенняя и др.).

Зона пустынь умеренного пояса — тип растительности, в котором господствуют ксерофитные полукустарнички, причём голый грунт занимает поверхность значительно большую, чем растения. Одни растения живут за счёт грунтовых вод, другие — за счёт атмосферных осадков. У пустынных растений приспособления к острому недостатку влаги исключительно разнообразны: редукция листьев, нередко до стадии колючек; безлистные формы с передачей функции фотосинтеза зелёным стеблям; образуются жёсткие кожистые листья; суккулентность листьев и стеблей, глубокая корневая система.

Жаркий пояс включает в себя межтропические географические пояса: тропические, субэкваториальные и экваториальный.

Зона постоянно-влажных вечнозелёных тропических лесоввключает два основных фитоценоза: гилею и мангры.

Флора гилеи содержит 40–45 тыс. видов растений, что обусловлено её древностью и отсутствием значительных перемен в экологических условиях его формирования на протяжении весьма продолжительного времени. Высота деревьев достигает 40–45 м, причём ветвятся они только вверху, где образуется сплошной зелёный полог, создающий в лесу постоянных сумрак, стволы же подобны колоннадам разнообразной формы: цилиндрической, утолщённой книзу, ребристой и др. Под высоким ярусом деревьев располагается более низкий ярус (12–15 м) тенелюбивых растений, под ним следующий ярус (высотой 2–3 м) из карликовых пальм и древовидных папоротников. В самом нижнем древесном ярусе цветы (а следовательно и плоды) развиваются часто на стволах — явление каулифлории, — например, на шоколадном, хлебном дереве, многих фикусах. Кустарники и травяной покров под сплошным зелёным пологом смыкающихся крон деревьев угнетены. Высота деревьев обычно не превышает 45 м, так как насыщенная влагой почва часто превращается в плывун и не выдерживает большой нагрузки. Из-за неглубокой аэрации почв у деревьев преобладают стелющиеся корни, которые при этом обеспечивают бóльшую устойчивость стволов, последнему способствуют также досковидные корни-подпорки. Кора деревьев тонкая, так как не требуется защиты от холода или недостатка влаги. Листья верхних ярусов плотные, глянцеватые, что защищает их от перегрева и механического воздействия ливней; в нижних ярусах листья тоньше и нежнее. Приспособления растений для борьбы за свет разнообразны. Этому служит обилие лиан, обвивающих стволы, свешивающихся с ветвей, перекидывающихся с дерева на дерево или лежащих на земле. На верхних ветвях крон обитают многие эпифиты (папоротники и орхидные), семена или споры которых, чтобы задерживаться на других растениях, либо очень мелки, либо снабжены летучками и зацепками, либо имеют липкую поверхность. В отличие от эпифитов, на корнях деревьев развивается множество паразитов.

Мангровая растительность формируется на морских побережьях при отсутствии прибоя в приливно-отливной полосе. Во время прилива нижняя часть мангровых зарослей затопляется, во время отлива они представляют собой болота с древесной растительностью на иловатом и подвижном грунте, в котором корням растений трудно укрепиться и трудно дышать. Для укрепления в зыбкой почве деревья мангров имеют множество корней-подпорок, гибких и упругих, для облегчения дыхания во время прилива образуется много воздушных корней, остающихся выше воды. Особенности размножения: чтобы приливом не смывало упавшее семя, оно прорастает ещё на ветке; из плода, имеющего размер куриного яйца, вырастает росток длиной 20–70 см и толщиной в палец; падая в воду от сотрясения дерева, росток вонзается в ил и успевает закрепиться в нём до очередного движения воды.

Саванны — тропический тип травянистой растительности, сочетающейся с отдельными деревьями или группами деревьев. По мере уменьшения увлажнения меняется соотношение этих компонентов. Выделяются следующие фитоценозы:

а) субэкваториальные редколесья (саванновые или парковые леса) — в наиболее увлажнённых местах при 800–1200 мм осадков, группы деревьев сочетаются с подлеском и высоким злаковым травостоем;

б) высокотравные саванны — в среднеувлажнённых местах при 700–1000 мм осадков; в составе растительности преобладают: в Африке — высокие злаки и баобабы; в Азии — травостой и деревья баньян, сандаловое, сал; в Австралии — спинифекс сочетается с эвкалиптами и казуаринами;

в) сухие (низкотравные) саванны — в менее увлажнённых местах при 300–700 мм осадков; низкий травостой сочетается с акациями и алоэ;

г) сухие редколесья (каатинга) — в наиболее засушливых районах; характерны отдельные бутылочные и бочкообразные деревья при низком травостое.

Зона тропических полупустынь и пустынь. Растительность не сомкнута и сильно разрежена. Преобладают ксерофиты, в том число суккуленты. Приспособления растений к недостатку влаги: по сохранению влаги (утолщённый стебель или ствол, листья редуцированы в колючки), по сбору влаги (мощная и разветвлённая корневая система), особенности размножения (сохранение семян в околоплоднике до выпадения осадков), летучесть семян, формы перекати-поле) и краткая вегетация (эфемеры).