Курсовая работа: Екосистеми світу

Лісові екосистеми займають на Земній кулі великі площі. В їхньому рослинному покриві переважають дерева. Залежно від ґрунтово-кліматичних умов та географічного положення лісові екосистеми поділяються на тайгу, змішані та листяні ліси.

3.1 Тайга

Тайгою називають шпилькові ліси, що широкою смугою простягаються на Євро-Азіатському та Північно-Американському континентах південніше лісотундри. Екосистеми тайги займають 13,4 млн км² , що становить 10% поверхні суходолу або 1/3 всієї лісовкритої території Земної кулі.

Для екосистем тайги характерна холодна зима, хоча літо досить тепле та тривале. Сума активних температур у тайзі становить 1200 - 2200°. Зимові морози сягають до - 30° - 40° С. Опадів випадає від 300 до 1600 мм на рік. Ґрунтові процеси, внаслідок тривалої зими, йдуть мало активно, гуміфікація сповільнена. Ґрунти в основному підзолисті.

Деревостій у тайзі представлений ялиною сибірською або європейською, ялицею, соснами та модриною. У Північній Америці їх замінюють тсуга та псевдотсуга. Всі ці види в цілому маловибагливі щодо родючості ґрунту. Модрина переважає на сході Євразії, сосна тяготіє до сухих або заболочених ґрунтів. Для Земної кулі екологічно важливі соснові ліси - вони займають; друге місце після вологих тропічних лісів за продукцією газоподібного кисню в розрахунку на одиницю поверхні ґрунту.

Кореневі системи дерев, як правило, поверхневі (окрім сосни). Це робить і тайгу нестійкою до посух та схильною до буреломів. Зімкнутість крон дерев висока і на землю проникає мало світла. Тому у тайзі слабо розвинуті підлісок та трав'яний покрив. Ґрунт вкритий зеленими мохами, а в більш вологих місцях - сфагнумом. На моховому покриві часто ростуть дрібні чагарнички - брусниця, чорниця, лохина та мучниця.

Фауна екосистем тайги більш багата, ніж тундри. Важливим видом кормів є насіння шпилькових порід дерев. Ними харчується велика кількість видів гризунів та птахів. Врожаї насіння шпилькових порід досить сильно змінюється у різні роки, тому у тварин спостерігаються кочівлі. Важливим джерелом корму в тайзі є бруньки дерев та чагарників, їх широко використовують в їжу. Численні тут і комахи-фітофаги, зокрема, ті, що живляться деревиною. На деревах оселяється велика кількість видів паразитичних та сапрофітних грибів. Є тут також тварини ризофаги, що живляться корінням. Найбільш характерні в цій групі дротяники - личинки жуків-коваликів. Фауна хижаків представлена колонком, риссю, соболем, росомахою, вовком, бурим ведмедем, лисицею. Чимало тут комахоїдних видів птахів - дятли, повзики, дрозди, синиці та ін. Є тут також земноводні та плазуни. У тайзі трапляється багато кровосисних комах (кліщі, комарі, мошки та комарі). У цілому трофічна мережа тайги більш багата та складніша, ніж у тундрі. Трофічні ланцюги більш довгі та мають паралельні ділянки, тому екосистеми тайги порівняно з тундровими, більш стійкі до різних порушень. Біомаса екосистем тайги складає 350 - 400 тонн/га, а річна продукція - 8 -10 тонн/га. В умовах більш континентального клімату, де переважає модрина та деревостої розріджені, біомаса знижується до 50 - 200 тонн/га, а річна продукція до 4 - 6 тонн/га.

Екосистеми тайги можуть також формуватися в гірських масивах представляють там один із гірських поясів. Такі типи екосистем можна спостерігати в Карпатах. Тут вони утворені ялиною т європейською, білою ялицею та сосною. Деревостої частіше одноярусні, підлісок відсутній. Для фауни гірських поясів характерна присутність ізольованих популяцій таких видів, як глухаря та довгохвостої сови.

3.2 Змішані та листяні ліси помірної зони

Екосистеми цього виду поширені на південь від зони тайги. Вони охоплюють майже всю Європу, простягаються більш чи менш широкою смугою в Євразії, добре виражені в Китаї. Є ліси такого типу й в Америці.

Кліматичні умови в зоні листяних лісів більш м'які, ніж в зоні тайги. Зимовий період триває не більше 4-6 місяців, літо тепле. На рік випадає 700 - 1500 мм опадів. Ґрунти підзолисті. Листовий опад сягає 2-10 тонн/ га на рік. Він активно залучається до гуміфікації та мінералізації. Тому ґрунти листяних лісів більш багаті на гумус та мінеральні речовини, ніж ґрунти у тайзі. Запас гумусу досягає 10-20 тонн/га. У фауні ґрунтових фітофагів переважають дощові черв'яки, але й чимало нематод, ківсяків, багатоніжок, кліщів-орибатід. Для екосистем, утворених листопадними породами, характерний різко контрасний режим освітленості. Взимку та напровесні, коли дерева та чагарники стоять без листя, освітленість на рівні ґрунту висока; влітку, навпаки, затінення стає досить високим. Це призводить до появи у листяних лісів особливої синузії весняних ефемероїдів, їхня активна життєдіяльність проходить ранньою весною, коли температура вже підвищилася, але дерева ще не встигли одягнутися у листя.

В Європі можна виділити три основні зони за переважаючими лісоутворюючими породами. У Західній Європі переважають ліси дуба черешчатого з домішками сосни, берези, вільхи, осики та клену. У Центральній Європі ліси утворені буком європейським, грабом та липою. На західному узбережжі Європи у Франції та Великій Британії більш поширені дуб черешчатий та дуб скелястий, граб. Ярусна структура листяних та змішаних лісів більш складна, ніж у тайги. Найбільш складну будову мають ліси Біларусі та Правобережної України.

Тваринне населення екосистем листяних лісів досить різноманітне. Характерна наявність великих рослиноїдних видів ссавців. У змішаних та листяних лісах живе велика кількість видів птахів та хижаків. Деякі птахи та ссавці мігрують на зиму в більш південні місця, де менше снігу та легше здобути їжу. У групі лісових комах багато ксилофагів, що харчуються живою та мертвою деревиною. Є комахи, що пристосувалися поїдати листки (наприклад, дубова листовійка). У ґрунті є багато видів ризофагів: дротяники - личинки жуків-коваликів та личинки пластиновусих жуків і особливо хрущів. У цілому для екосистем змішаних та листяних лісів характерні складні трофічні мережі.

Запаси біомаси в листяних лісах становлять 400 - 500 тонн/га при річній продуктивності в 10 - 50 тонн/га. На долю зоомаси припадає до 1 тонни/ га, що перевищує цей показник в усіх інших біомах суходолу. Південний кордон поширення листяних лісів визначає дефіцит вологи та засолення ґрунту. Тут ліси поступово переходять у лісостеп, а далі у степи.

Екосистеми листяних та змішаних лісів розташовані у найбільш сприятливому кліматі, де здавна оселялася людина. Це призвело до того, що величезні масиви таких лісів були вирублені. У середньому вже втрачено більше 3/4 площі змішаних та листяних лісів помірної зони. У США 3/4 таких лісів вирубано, в Китаї - 90%. У лісах, що збереглися, спостерігається збідніння флори та фауни.

В Україні ліси складають 13,8% усієї території. Відповідно до лісових деревних порід вони розподіляються таким чином: соснові ліси займають 33,6% загальної території, ялинові - 9,8%, ялицеві - 1,4%, дубові бори - 26,1%, букові ліси - 9,8%, вільхові - 4,3%, березові - 5,6%.

4. Вічнозелений тропічний дощовий ліс

Тропічні дощові ліси, що називаються джунглями, формуються в умовах досить вологого та жаркого клімату. Сезонність тут не виражена і пори року розпізнаються за дощовим та відносно сухим періодами. Середня місячна температура цілорічно утримується на рівні 24°- 26° С та не опускається нижче плюс 18° С. Опадів випадає в межах 1800 - 2000 мм на рік. Відносна вологість повітря зазвичай перевищує 90%.

Тропічні дощові ліси займають площу, рівну 10 млн. кв.км. У фітомасі тропічного лісу утримується 40% всього зв'язаного вуглецю планети. Основні масиви таких лісів розміщені в басейні ріки Амазонки (Південна Америка), в басейні ріки Конго (Африка) та на південному сході Азії. Ґрунти слаборозвинуті, бідні на поживні речовини внаслідок швидких процесів гуміфікації та мінералізації. Усі поживні речовини швидко перехоплюються коренями або вимиваються з ґрунту зливами. Корені рослин проникають у ґрунти не глибше 50 см. Такі ґрунти після вирубки лісу та сільськогосподарського використання швидко піддаються ерозії та втрачають родючість. Загальною особливістю тропічного дощового лісу є надзвичайно велике розмаїття видів рослин та тварин. Тут представлено майже 50% світового генофонду рослин і 2/3 видів тварин планети. Майже всі рослини тут вічнозелені. Тривалість життя окремого листка складає 12-14 років, опадають вони поступово, і рослини завжди стоять вкриті листям. Частина листків має пристосування до всмоктування дощової води, ІНШІ навпаки, пристосовані до швидкого стікання води з їхньої поверхні вздовж спеціальних жолобків та виростів.

Широко представлені епіфіти, що оселяються на стовбурах та гілках дерев. На епіфіти особливо багата Америка. Цвітіння рослин тропічного дощового лісу спостерігається протягом всього року. Тропічні дощові ліси мають складну багатоярусну структуру рослинного компоненту, яка впливає на ярусне розміщення тварин. На поверхню ґрунту потрапляє мало світла, воно перехоплюється верхніми ярусами і тому трав'яний покрив зріджений або зовсім відсутній. Усе життя такого лісу зосереджене на верхніх ярусах.

Фауна тропічного дощового лісу також різноманітна. Тут багато видів комах, плазунів та птахів. Ссавці представлені значно менше, великих видів мало. Жива біомаса тропічного лісу складає 350 - 700 і навіть 1000 тонн/га, опаду - до 100 тонн. Тваринна біомаса сягає до 200 - 300 кг/га або 0,02% усієї біомаси. На долю хребетних припадає 13-20 кг/га. У цілому тут найбільша щільність біомаси на планеті. Екосистеми тропічного дощового лісу з важливими постачальниками газоподібного кисню: вони продукують його в кількості 30 тонн/га на рік.

Поглинання вуглецю та виділення кисню в тропічних лісах зрівноважені.

Екосистеми тропічного дощового лісу при всій своїй складності досить крихкі і легко можуть бути зруйновані під впливом господарської діяльності людини. Найбільших збитків завдають вирубки цінних пород деревини, наприклад, червоного дерева, махогонії, білого кедра, бальси, ебенового дерева. Для лісозаготівлі та потреб перелогової системи землекористування щороку вирубається майже 7,1 млн. га лісу. Зокрема, в Африці початкова площа тропічного дощового лісу скоротилася більш як на 60%. Відновлення ж екосистем тропічного лісу йде поволі та вимагає десятків, якщо не сотень років.

5. Степи

Степові екосистеми формуються в помірному поясі в умовах посушливого клімату і тому мають внутрішньоконтинентальне розташування. Середньорічна температура дорівнює плюс 3 - 7,5° С. Опадів випадає на рік від 250 до 750 мм. Зволоження є головним фактором, що визначає розвиток рослинного покриву.

У Північній півкулі степова зона розташовується на південь від лісової та широкою смугою тягнеться в центрі Євразії. У місцях з океанічним типом клімату степи виклинюються та заміщуються іншими екосистемами. Аналогічне розташування мають степи і на Північно-Американському континенті (тут їх називають преріями). У Південній півкулі аналогом степів є пампа та злакові рослинні угруповання.

Ґрунти степів - це потужні чорноземи (тільки в південній частині їх замінюють бідні чорноземи та каштанові ґрунти). Підстилка завжди незначна, вона швидко гуміфікується. Але швидкість мінералізації тут низька. Це є причиною накопичення потужних шарів гумусу. Його тут в 5 - 10 разів більше, ніж: в лісовій зоні. Корені рослин проникають у ґрунт на глибину до 2 м.

Рослинний покрив степів формується за рахунок багаторічних трав. Головним чином це злакові. Рослинному покриву степів характерна полідомінантність та багатоярусність травостою. в степах і чагарники та чагарнички, але суцільного ярусу вони не утворюють. Усі рослини степів несуть на собі ознаки пристосованості до недостатності вологозабезпечення. У них є опушення, восковий покрив на листках, глибокі кореневі системи.

Степам характерне почергове цвітіння різних видів рослин, що проявляється в послідовній зміні аспектів. Протягом вегетаційного періоду їх буває 8-10. Видове різноманіття в степах досить значне, на 1 кв. м реєструється до 80 видів квіткових рослин.

У північних частинах степів переважають мезофітні крихкодернові та кореневищні злаки, в південних їх замінюють дерновинні. Північні степи іноді називають луговими, або ковилково-різнотравними. Південний степ завжди має переважну більшість злаків, які представлені різнотравно-типчаково-ковилковими, типчаково-ковилковими та полинно-злаковими формаціями.

Тваринний світ сучасних степів сильно збіднений та фрагментований. У нижніх ярусах степів травоїдні тварини представлені гризунами, що живляться насінням. Тут також поширені гризуни-ризофаги, що поїдають корені. Вони переміщують величезні об'єми ґрунту в пошуках корму та створюють у степах особливий мікрорельєф. Існує в степах декілька видів рослиноїдних. Є тут і всеїдні та хижі птахи. У травостої проходить активне життя комах фітофагів та хижаків.

Степи України зберігали багату фауну до 30-х років XX ст., але після більшовицької колективізації та ліквідації меж суцільна оранка знищила місця мешкання багатьох видів тварин. Початкова цілина мала високе видове різноманіття тварин. Тут мешкали великі стада великих ссавців. У зв'язку з чітко вираженою зміною літнього та зимового сезонів у ряду тварин спостерігається зимова сплячка.

Для північної частини степів, де вони переходять у лісостеп, характерне своєрідне спільне помешкання степових та типово лісових видів тварин. У лісостепу тварини, звичайно, полюбляють селитися та жити в лісі, а здобич шукати в степу. Така взаємопроникність степових та лісових екосистем є додатковою ілюстрацією континуальності біосфери.