Курсовая работа: Екологічна адаптація флори і фауни пустель
Місцевість, займана пустелями Північної Америки простягається до півдня від Центрального і Східного Орегону, захоплює майже цілком штати Юта і Невада, південно-західну частину штату Вайомінг, доходить на заході південної частини Каліфорнії до східного підніжжя гір Сієра-Невада, Сан-Бернардино. З півдня штату Юта вона опускається в штат Оризона і на рівнину Сопора, доходить до дельти р. Яки і далі слідує вздовж побережжя північної частини Нижньої Каліфорнії під захистом гірських хребтів Сієра-де-Хуарес і сієра-сан-Педро-Марти. На підвищенні Південно-Східної Аризони і півдні Нью-Мексико ландшафт пустелі порушується перехідною зоною напівпустель. Знову вона з’являється в долинах рік Ріо-гранде і Пекос, заходячи далеко на схід і в Техас, впритул до низов’я р. Девілс.
В північній Америці виділяються чотири групи пустель. З півночі на південь це пустелі Великого Басейну, Мохаве, Сонора, Чиуауа (Рис. 1.9, 1.10). Перші три пустелі межують між собою. Чиуауа розташована більшою своєю частиною рівня моря (Долина смерті – на 58м., Сохтон-Сі – на 72м.) і підіймаються на 1525м. У Великому Басейні і в південних частинах Мексиканського плоскогір’я гори височіють над впадинами до 2500м. [1, 182-201].
Характерним є те, що для пустель США і Мексики характерні сильно розчленовані ерозією структурні рівнинні плато з глибокими каньйонами.
В загальних екосистемах пустель певним чином розрізняються дещо різні кліматичні пояси. В зв’язку з цим тут розрізняють холодні пустелі (Великий Басейн) – найбільш північні, зі значними висотами і переважанням зимових опадів (понад 60%), що випадають у вигляді снігу. Більш південні, жаркі субтропічні пустелі, характеризуються наступним чином: Мохаве – зимові опади (листопад-квітень), Чиуауа – літні (травень-жовтень), Сонора – зимові і літні.
Флористичні і фауністичні екосистеми представлені досить нерівномірним розподілом і концентрацією в пустелях. Тому їх відсотковий показник у різних пустелях Північної Америки різний. Наприклад, флора і фауна пустель Великого Басейну значно бідніше, у порівнянні з іншими пустелями Північної Америки, що зумовлено її розташуванням в помірному поясі. Число родів майже вдвічі менше ніж у Сонорі. Наявні різноманітні злаки, як багаторічні так і однорічні, доволі багато однорічного різнотрав’я, немало чагарників. Серед чагарників і однорічних трав переважають види родини лебедових (Chenopodiaceal), а серед чагарників багато представників родини айстрових (Astreaceal). Сукуленти і дерева практично відсутні.
Видовий склад фауни Великого Басейну більш різко відрізняється від видового складу фауни інших трьох пустель Північної Америки. Також, характерною рисою фауни Великого Басейну є проникнення сюди деяких степових (прерійових) і гірських видів тварин. В тваринному світі визначне місце займають наземні норні гризуни, наземногніздувальні птахи, наземні ящірки. Комахи – споживачі полину і сухого листового опаду. Також зустрічаються копитні тварини, деякі птахи.
Таким чином фауна Великого Басейну – типова фауна пустелі помірного поясу, небагата за видовим складом, з помітним впливом бореальних елементів. Серед тварин виділяється невелика кількість видів, головним чином наземних, які різко домінують на фоні загальної бідності видового складу [1, 182-201].
Пустеля Сонора – одна з пустель Північної Америки, і одна з найкрасивіших пустель світу. Красу цю створюють своєрідний рельєф, м’який клімат, незвичайна для пустелі рослинність. Флора справді різноманітна: найрізноманітніші форми дерев, чагарники, багаторічні і однорічні трави, різноманітні кактуси. Площа пустелі Сонора складає 355342 кв. км.
Флора цієї пустелі нараховує близько 2500 видів вищих рослин. Серед них найбільш багато представлені види сімейств складноцвітих (Compositae), злаків (Gramineae), бобових (Leguminosae), гречаних (Polygonaceae), кактусових (Cactaceae), молочайних (Laphorbiaceae) і бурячникових (Boraginaceae). Серед життєвих форм найбільшою кількістю видів представлені ксерофіти (ефемери й інші однорічники), накофанерофіти (дрібні чагарники) і стовбурові сукуленти.
Фауна пустелі Сонора характеризується меншим різноманіттям, ніж флора, і види багатьох тварин, що є спільним в трьох жарких пустелях Північної Америки – в Сонорі, Мохаве і Чиуауа. У формуванні тваринного світу пустелі Сонора провідну роль мають приблизно 30 видів ссавців, приблизно 40 видів птахів, приблизно 50 видів плазунів і до 500 видів членистоногих. Серед них визначну роль мають ендемічні види. І навіть зустрічаються реліктові види флори.
1.3.5 Пустелі Австралії
Австралію можна назвати континентом пустель, адже понад 44% її території (3,8 млн. кв. км.) займають аридні території, з яких 1,7 млн. кв. км. – пустелі. Навіть річна її частина являється сезонно сухою, і взагалі, це найпосушливіший континент земної кулі.
В Австралії наявні такі пустелі як: Велика Піщана, Гіпсона, Велика пустеля Вікторія, Сімпсон (Арунта), а також Південо-Австралійська пустеля, пустелі Танамі і Стерта. Разом з піщаними пустелями, широке розповсюдження мають також кам’янисті пустелі. Вони займають біля 13% площі аридних територій. Разом з тим, вони являються фундаментом, на якому розвинуті грядові піски і піщані рівнини (рис. 1.11, 1.12).
Всі пустелі Австралії лежать в межах Центрально-Австралійської, або Еремейської області Австралійського флористичного царства. Хоча по видовому багатству й рівню ендемізму пустельна флора Австралії значно поступається флорам західної і північно-східної областей цього континенту, однак в порівнянні з іншими пустельними регіонами земної кулі вона відзначається і числом видів (понад 2 тис.) й великою кількістю ендемізмів. Видовий ендемізм досягає тут 90%: наявні 85 ендемічних родів, з них 20 – в родині складноцвітих або айстрових, 15 – маревих і 12 – хрестоцвітих. Серед ендемічних родів є і фонові пустельні злаки – трава мідчелга (Astrebla) і іріодія (Iriodia). Великим числом видів представлені родини бобових, міртових, протейних і складноцвітих. Значне видове різноманіття демонструють роди евкаліпт (Eucalyptus), акація (Acacia), протейні – гревілея (Gravillea) і хакея (Hakea) [1, 226-243].
У самому центрі континенту, в ущелинах пустельних гір Макдоннел, збереглися вузькоареальні ендеміки – свідки давніх плювіальних епох: низькоросла пальма лівистона (Livistona mariae) і макрозамія (Makrozamia macdonnelli) з цикадових. В пустелях поселяються навіть деякі види орхідей-ефемерів (Corybas aconitiflorus) та інші, проростаючих і квітучих лише в короткий період після дощів. Зустрічаються в австралійських пустелях і росянки роду Drosera.
Серед різноманітних рослинних угрупувань австралійських пустель мають місце псамофільні угрупування. Вони займають біля 40 % всієї території аридної території континенту [1, 226-243].
Фауністичний комплекс має свої особливості. Регіон австралійських пустель розташовується в Еремійській підобласті материкової частини австралійського фауністичного царства. Тривала ізоляція Австралії від інших континентів обумовила виключну своєрідність фауни цього материка, частково його пустельного району. Видовий ендемізм складає біля 90%, при чому й інші види в більшості випадків субендемічні. Багато ендемічних груп родового рангу, і наявні ряд ендемічних або субендемічних родин, наприклад, сумчасті кроти (Notoryctiolae), австралійські кам’янки (Ephtianuridae), ящірки-лусконоги (Pygopodidae). В той же час, фауна австралійських пустель характеризується відсутністю ряду груп тварин, широко розповсюджених в пустелях Старого Світу. Проте, місцеві ендемічні родини і роди в результаті широкої адаптативної радіації освоїли вільні екологічні ніші і виробили в процесі еволюції цілий ряд конвергентних форм. Наприклад, серед гаспидових змій виникли види, морфологічно і екологічно схожі з гадюковими ящірки родини сцинкових успішно замінили відсутніх тут лацертид, але особливо багато конвергентних форм спостерігалося в сумчастих ссавців. Вони екологічно заміщують комахоїдних (сумчасті землерийки), тушканчиків (сумчасті сурки), дрібних хижаків (сумчасті куниці) і навіть, в значній мірі, копитних (валлабі й кенгуру), а гігантський рудий кенгуру – найбільший ссавець пустель Центральної Австралії, зустрічаються також й інші види кенгуру. А дрібні мишоподібні гризуни, широко населяють всі типи пустель цього материка.
2 ЕКОЛОГІЧНІ АДАПТАЦІЇ ФЛОРИ І ФАУНИ ПУСТЕЛЬ
Найважливіша особливість гідротермічного режиму областей, розвитку пустинних біомів — різке переважання випаровування над осіданнями. Дефіцит вологи у поєднанні з високим випаровуванням, сухістю повітря і інтенсивною сонячною радіацією визначає головні умови проживання.
Типи біоценозів, відносно до пустинних, формуються в умовах помірного, субтропічного і тропічного природних поясів, що визначає істотні відмінності в їх тепловому режимі. Проте зовнішність, структура, динаміка пустинних співтовариств, рівень продуктивних процесів контролюються в першу чергу зволоженням, кількістю опадів, їх розподілом протягом року. Кількість опадів в різних пустинних регіонах і усередині них варіюється від 200—150 до 50—40 мм в рік, аж до повної їх відсутності.
2.1 Загальні адаптаційні особливості флори й фауни пустель
Морфофізіологічні адаптації рослин до аридних умов визначаються дефіцитом вологи, бідністю грунтів, що часто поєднується із засоленням, високими температурами, що діють цілорічно або протягом сезону.
Можливості розвитку рослин в жорстких умовах водного режиму у поєднанні з дією високих температур забезпечуються за рахунок ефективнішого поглинання води з ґрунту при підвищенні осмотичного тиску і розвитку могутніх поверхневих або глибоко проникаючих кореневих систем [2, 138-145].
Багато пустинних рослин характеризуються могутньою кореневою системою. Швидке зростання в глиб фрунту дозволяє корінню проникати в горизонти підвищеної вологості, за рахунок чого рослини можуть існувати протягом доволі тривалого часу. Так, насінні види дерев і чагарників розвивають стрижньове коріння, довжина якого в 10 разів перевищує довжину надземної частини рослини; багато злаків утворюють густу кореневу систему у верхніх грунтових горизонтах, що нагадує так звану сітку, а їх ниткоподібне коріння проникає в грунт на метр і більш. Співвідношення між масою стебла і масою коріння змінюється у бік збільшення останньої при зростанні посушливості.
Якнайповніше в пустинних регіонах суші представлені рослини, що відносяться до групи ксерофітів або гіперксерофітів. Для них характерне зменшення площі випаровуваної поверхні, яке досягається за рахунок редукції листя і мікрофілії, скидання асимілюючих органів у міру наростання сухості грунту і повітря, заміни крупного листя першій генерації дрібнішим листям в процесі подальших генерацій.
Як особливу групу виділяють сукуленти, які вирішують проблему водного балансу шляхом накопичення вологи у водозапасаючій паренхімі листя і стебел. Серед них розрізняють стеблові (кактуси, багато представників сімейства молочайних) і листові (наприклад, агави, алое) сукуленти. Особливо характерна різноманітність сукулентів і формування своєрідних сукулентних формацій для пустинних регіонів субтропічного і тропічного поясів з «двотактним» режимом випадання опадів (два короткі періоди дощів), що забезпечує накопичення вологи в запасаючих тканинах.
Особливу групу представляють рослини з укороченим життєвим циклом, зміщеним на вологі відрізки року, що дозволяє їм уникати посушливих і жарких періодів. Це трав'янисті рослини — ефемери (терофіти) і ефемероїди (геофіти). Насіння ефемерів і підземні органи ефемероїдів (цибулини, бульби, кореневища) зберігають життєздатність протягом декількох років, завдяки чому легко переживають роки, коли кількість опадів буває понижено. Цикл розвитку може бути зміщений на кінець зими — початок весни (як в пустелях Середньої Азії), на весну і осінь (у пустелі Сонора); зв'язок з певним сезоном може бути і відсутнім, якщо опади випадають нерегулярно [2, 138-145].
Рослинним співтовариствам пустель властиві: розріджене зростання рослин і невисоке проектне покриття, що нерідко поєднується із значною зімкнутістю в підземній частині.
У формуванні зовнішності місцевості областей розповсюдження пустинних екосистем величезну роль грають властивості грунтів, характер субстрату. У зв'язку з цим звичайно виділяють пустелі піщані, глинисті, кам'янисті і т.д. У різних типах пустель чинниками, що обмежують розвиток рослин, крім дефіциту вологи, є деякі особливості субстратів. Так, в піщаних пустелях велику негативну роль грає рухливість субстрату; у кам'янистих і галечникових пустелях щільність, загіпсованість грунтів і підстилаючих порід. Цим обумовлена поява у рослин своєрідних пристосувань. Залежно від них виділяються екологічні групи рослин: псамофіти і гіпсофіти.