Рабочая тетрадь для лабораторно-практических занятий по дисциплине

Задние 4. В почве возможно обитание организмов, дышащих как по водному, так и воздушному типу; имеет также место вертикальный градиент для таких параметров как свет, газовый состав среды, температура и др. Все это определяет распространение жизни в почве: если микроорганизмы встречаются по всей ее толщине (для них на протяжении несколько метров в глубину характерна мелкая очаговость), то растения своей корневой системой связаны лишь с наружными горизонтами (лишь у некоторых деревьев корни проникают до 8–10 м). Беспозвоночные животные обитают главным образом в верхних горизонтах почвы.

Норы и ходы грызунов, некоторых насекомых и червей проникают в почву на глубину обычно не более 5–7 м. Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда. В связи с этим выделяют микрофауну, мезофауну, макрофауну и мегафауну почвы. Рассмотрите рис. 18–20, дайте краткую характеристику населения почвы и приведите примеры организмов из каждой экологической группы.

Рис. 18. Микрофауна почвы (по W. Dunger, 1974)

2–4 – голые амебы, 5–6 – раковинные амебы; 7–10 – жгутиковые; 11–13 – инфу­зории; 14–16 – круглые черви; 17–18 – коловратки; 19–20 – тихоходки
Микрофауна____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Мезофауна______________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Макрофауна_____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Мегафауна______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 19. Мезофауна почвы (по W. Dunger, 1974)

1 – лжескорпион; 2 – гамазовый клещ; 3, 4 – панцирные клещи; 5 – многоножка-пауропода; 6, 7 – коллемболы; 8 – жук из семейства Ptiliidae; 9 – личинка комара-хирономиды

Рис. 20. Макрофауна почвы (по W. Dunger, 1974)

1 – дождевой червь; 2 – мокрица; 3 – губоногая многоножка; 4 – двупарноногая многоножка; 5 – личинка жужелицы; 6 – личинка щелкуна; 7 – медведка;

8 – личин­ка хруща

ТЕМА 3. НАЗЕМНО-ВОЗДУШНАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ
Выход организмов на сушу сопровождался грандиозной адаптивной радиацией, охва-тившей все таксоны живых существ. В наземно-воздушной среде, на фоне колоссального разнообразия условий для жизни, происходили крупнейшие ароморфные преобразования и возникали специфические идиоадаптации у животных, растений, грибов. На суше особенно сильно выражено влияние сил гравитации. В сочетании с низкой плотностью воздуха эти факторы предопределили наибольшую концентрацию жизни именно вблизи поверхности Земли, т.е. в тесной связи с определенным субстратом даже у видов, способных к полету (а их более 75%). Поэтому, говоря об обитателях воздушной среды, мы всегда имеем в виду наземные формы животных и растений, подразумевая в их составе представителей разно-образных экологических групп (например, если говорить о животных, – типично наземные, древесные, полудревесные, наземно-водные и т.д.).
Задание 1. Качество наземно-воздушной среды определяется, прежде всего, свойствами газовой оболочки Земли – атмосферы. Обратите внимание на рис. 21 и укажите современ-ный газовый состав атмосферы (в %).

Задание 2. Температура, влажность (режим выпадения осадков), освещенность, дав-ление и некоторые другие абиотические факторы, действуя совместно, в значительной мере определяют условия существования организмов на суше. Как изменяется интенсивность этих факторов?
Световой режим ________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Амплитуда температурных колебаний ____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изменение величины давления в зависимости от высоты над уровнем моря (по верти-кали)___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изменение величины давления в зависимости от температурных процессов (по гори-зонтали)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Климат местности является результирующей, с одной стороны, общих географических условий данного района (географическая широта, высота над уровнем моря, взаимное распо-ложение морей и суши, влияние морских течений, орография Земли, высота снежного покро-ва зимой и др.), с другой – осуществления трех климатообразующих циклов: теплообмена, круговорота воды и общей атмосферной циркуляции.
Задание 3 (для самостоятельной работы). Водный баланс Земли основан на предполо-жении о равенстве количества воды, поступающей с осадками и испаряющейся с поверх-ности воды и суши. Большая часть оборота воды происходит на просторах океанов. Годовой приход воды в виде осадков здесь меньше, чем потери за счет испарения. Обратная ситуация наблюдается на суше, где выравнивание водного баланса достигается поверхностным стоком (таблица 4).

Таблица 4

Водный баланс Земли, км³ воды (по П. Трояну, 1988)

Составляющие баланса	Океаны	Суша	Итого
Годовые осадки	+403,0	+108,0	+511,0
Испарение	–449,4	–61,6	–511,0
Поверхностный сток	+46,4	–46,4	0,0

Поверхность суши делят на влажные и сухие зоны, в которых составляющие баланса имеют разные значения. Водный баланс, установленный для океанских просторов, влажных и сухих участков суши, содержит все элементы, составляющие суммарный баланс данной местности (рис. 22). Необходимо всегда иметь в виду, что круговорот воды в гидроло-гическом цикле в первую очередь связан с условиями испарения и конденсации водяных паров. На водных пространствах физическое испарение с поверхности является одновре-менно полным испарением, а на суше полное испарение слагается из испарения почвы и эвапотранспирации растений.

Внимательно рассмотрите рис. 22 и поместите в предложенный ниже текст соответст-вующие цифровые величины в процентном исчислении.

Рис. 22. Гидрологический цикл воды (по A. Schmuck, 1969)

Гидросфера дает ________ водяных паров, находящихся в атмосферной циркуляции. Большая часть этих паров (76%) выпадает в виде дождевых осадков над океаном, а осталь-ные ______ переносятся к поверхности суши. Около 2% водяных паров, образующихся над сушей, достигают океана. Половина этих водяных паров входит в состав дождевых туч, образующихся над океаном. Над поверхностью океана осадков выпадает ________, то есть меньше количества образующихся паров.

Влажные зоны суши отдают в атмосферу лишь ________ всего объема парообразования на Земле, из них 8% входит в состав локальных дождевых туч и ________ поступает в зоны сухих регионов. Дождевые тучи, образующиеся во влажных зонах, содержат, кроме того, 9% влаги, поступившей с океанов. Полное количество осадков во влажных зонах составляет ______.

В засушливых зонах с испарением поступает в атмосферу лишь ____ воды, из них ____ приходится на локальные дождевые тучи, усиленные 2% воды, приходящей в эти районы извне. На засушливые районы суши приходится ______ осадков Земного шара.
Задание 4 (для самостоятельной работы). Продукты атмосферной конденсации, достав-ляемые в виде осадков на поверхность грунта, составляют основу климатической харак-теристики данного региона. В качестве климатических характеристик могут использоваться разные показатели: 1) среднее количество (годовая сумма) осадков по многолетним данным (в мм); 2) количество дней с осадками; 3) количество часов с осадками; 4) плотность выпадения осадков – количество осадков (мм), приходящихся в среднем на 1 день с осадками; 5) интенсивность выпадения осадков – количество осадков (в мм), приходящихся на 1 час (или 1 минуту) в период выпадения осадков. Режим выпадения и характер осадков оказывают существенное влияние на живые организмы. Дайте краткую характеристику некоторым типам осадков и укажите их роль в жизни растений и животных.

Дождь__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Снег____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Град____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 5 (для самостоятельной работы). Механизм, управляющий атмосферной циркуляцией, опирается на неоднородность нагревания отдельных частей поверхности Земли солнечными лучами в сочетании с действием силы Кориолиса (сила Кориолиса обусловлена вращением Земли и модифицирует направление ветра; на экваторе она равна нулю, а на полюсах – максимальна). Самое интенсивное нагревание поверхности грунта в тропической зоне обусловливает образование восходящих конвекционных потоков воздуха и их движение в сторону полюсов. На северной и южной широте порядка 30 градусов сила Кориолиса приводит к тому, что направление воздушных потоков уже в верхних слоях тропосферы становится почти широтное. На этих широтах потоки воздуха опускаются к поверхности Земли и в приземном слое устремляются в направлении экватора, образуя ветры – пассаты. В северном полушарии пассаты дуют с северо-востока, в южном – с юго-востока. Часть опускающегося воздуха, однако, не возвращается в направлении экватора, а отклоняется в северном полушарии на север в направлении полосы циклонов зоны умеренного климата, где формирует теплые фронты. В полосе полярных антициклонов воздух, поднимаясь в области полюсов, опускается на более низких географических широтах и вновь возвращается в направлении полюсов в рамках цикла арктического атмосферного круговорота; некоторая часть воздуха при этом переносится в виде полярных воздушных масс на территорию умеренной полосы.

В локальных условиях географической среды возникают местные ветры. Дайте крат-кую характеристику некоторых основных типов местных ветров и установите значение ветра в жизни растений и животных.

Муссоны________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Бризы__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фены___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Мистрали (бора)_________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шквалы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Локальные вихри (торнадо, смерчи)________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Влияние ветра на растения_______________________________________________________

Процессы транспирации________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Анемогамия___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Формообразующее действие_____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Влияние ветра на животных _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Бескрылость островных насекомых______________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Информационное значение ______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Анемохория___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Задание 6 (для самостоятельной работы). В 1925 году советский ученый Л. С. Берг, используя для классификации климатов биологические критерии (в особенности, характер растительного покрова), выделил 12 климатических поясов, соответствующих ландшафт-ным поясам. В этой классификации наблюдается хорошее соответствие между климатом и остальными компонентами биогеографической среды (тип почвы, растительный покров и др.). Дайте краткую характеристику основных климатических зон, указав для них такие пара-метры, как температурный режим, режим выпадения осадков, преобладающий тип почв, общий характер растительности (см. также рис. 10).
Зона вечного холода______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тундра__________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тайга___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зона широколиственных лесов____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Зона муссонного климата_________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Средиземноморская зона__________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Степь__________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Саванна________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Пустыня_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зона влажных субтропических лесов_______________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зона влажных тропических лесов _________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При подъеме в горах происходит изменение климата. Особенно сильно изменяется температура воздуха – в среднем с увеличением высоты на 165 м температура понижается на 1 градус. Температура влияет на содержание в атмосфере влаги: холодный воздух не может удерживать столько влаги, сколько теплый. Поднимающийся вдоль склонов воздух теряет часть влаги в виде дождя или снега, в зависимости от высоты. Высоким областям достается, таким образом, больше осадков. На высоких горных вершинах осадки откладываются в виде снега. Если низкие температуры препятствуют таянию снегов, происходит их постепенное смерзание в лед, и образуется ледник. С подветренных сторон гор, где воздух опускается, осадки выпадают значительно реже – здесь создается дождевая тень (например, для расположенной в Азии пустыни Гоби такую тень создают Гималаи). Таким образом, в горах создается высотная поясность (рис. 23), которая в меньшем масштабе повторяет расположе-ние биомов в направлении от экватора к высоким широтам, однако полной аналогии между высотными и широтными поясами нет. Так, если типичной равнинной тундре присущи смены полярных дня и ночи, то в горах на более низких широтах их нет.

Рис. 23. Обобщенная схема высотной поясности

Задание 7 (для самостоятельной работы). Разница в высотной протяженности зон быва-ет очень существенна. Так, в Альпах пояс хвойных лесов заканчивается на уровне 2000 м, в то время как в Гималаях его граница проходит на высоте 3400 м. В горах Сьерра-Невада (штат Калифорния) зону смешанных лесов представляют не лиственные породы, а хвойное мамонтово дерево. Выше этого пояса находится зона северных лесов, где растут дугласова пихта, скрученная широкохвойная сосна и гемлок. Гора Кения расположена на экваторе, и поясность здесь иная. Вместо поясов северных и смешанных лесов, характерных для гор более высоких широт, ниже альпийских лугов и зоны кустарников, здесь растут бамбуковые и горные леса. В чем основная причина таких различий?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Некоторые интересные факты

• 
  Самый резкий скачок температуры, произошедший в течение 24 часов, был зафик-сирован в США в 1916 году в Браунинге (штат Монтана). Температура снизилась на 55,5 градусов Цельсия: с + 6,7 градусов до – 48,8 градусов.
  
• 
  Самое холодное место на планете – станция «Восток» в Антарктиде. Среднегодовая температура здесь составляет – 57,8 градусов по Цельсию. Наиболее низкая температура наблюдалась 21 июля 1983 года: – 89,2 градуса по Цельсию.
  
• 
  Самые высокие температуры в тени отмечались в 1913 году в долине смерти в Калифорнии: + 56,7 градусов по Цельсию, а в 1922 году в Ливии: + 58 градусов по Цельсию.
  
• 
  На Кауаи, одном из Гавайских островов, в районе горы Вай-але-але от 335 до 360 дней в году выпадают дожди, из-за чего это место является самым влажным на Земле. Средне-годовое количество осадков здесь составляет 11455 мм.
  
• 
  Пустыня Атакама в Чили – самая засушливая область Земли. Среднегодовое коли-чество осадков равно 0. В некоторых ее частях дожди не выпадали с незапамятных времен.
  
• 
  В октябре 1991 года столкновение трех атмосферных систем у восточного побережья Северной Америки вызвало небывалый по силе шторм. Этот шторм вызревал почти неделю – с 26 по 31 октября. Он начался с незначительной барической депрессии над Великими озерами. Двигаясь от Чикаго до Мэна, а потом над Новой Шотландией, воздушные массы столкнулись с необычно холодным фронтом высокого давления из Канады. Вместе две эти системы породили шторм у берегов Новой Шотландии. Он не привлек бы особого внимания, если бы не третий компонент коктейля – остатки урагана Грейтс, несшего с юга жаркий и влажный тропический воздух. К 29 октября банальный поначалу шторм взрывообразно усилился. На спутниковых снимках он выглядел белым водоворотом диаметром 3200 км, кружившимся над Атлантикой от Ямайки до Лабрадора. Со скоростью ветра 160 км/час и волнами высотой 30 м он не утихал почти пять суток.
  
• 
  Сильнейшим в истории штормов был супертайфун Тип, сформировавшийся на западе Тихого океана 5 октября 1979 года. Его диаметр достигал 2170 км. В разгар ярости тайфуна, 12 октября, атмосферное давление упало до абсолютного минимума на уровне моря – 653 мм ртутного столба Скорость ветра вокруг эпицентра («глаза») бури достигала 320 км/час. В центре этого облачного вихря его высота доходила до 17 км, а температура воздуха составляла – 92 градуса по Цельсию.
  
• 
  14 апреля 1986 года в округе Гопалганж на юге Бангладеш прошел сильнейший град – некоторые градины весили более 1 кг. 14 апреля (!) 1999 года австралийский Сидней подвергся бомбардировке градинами величиной с теннисные мячи. В результате пострадало более 32 тыс. зданий и 43 тыс. машин. От молний вспыхнуло как минимум 25 пожаров. Сформировали градины мощные конвекционные потоки внутри грозовых туч. Неоднократно забрасываясь этими вихрями на большую высоту, градины покрывались все новыми слоями льда, пока не стали такими тяжелыми, что полетели вниз подобно миниатюрным бомбам..
  
• 
  27 июля 2005 года улицы Мумбаи (до 1995 года Бомбей) превратились в реки – за сутки вылилось 945 мм осадков. Это был абсолютный суточный рекорд среди всех городов мира за долгую историю метеонаблюдений (для сравнения: в Чикаго столько осадков выпадает за год). Даже по муссонным меркам это был экстремальный случай. Предыдущий суточный рекорд для Мумбаи (5 июля 1974 года) составлял всего 576 мм, а для Индии – 838 мм: столько дождя выпало 12 июля 1910 г. в Черапунджи на востоке страны.
  
• 
  На вулканическом острове Пальма (северо-запад Канарского архипелага в Восточной Атлантике) очень скоро возможно грандиозное извержение нескольких вулканов. Это приведет к оползню площадью около 500 кв. км: полтриллиона тонн горных пород сорвутся в океан. Это вызовет колоссальное цунами. В точке его возникновения высота волны достигнет 650 м. Восточному побережью США грозит 50-метровая стена воды, способная затопить приморскую полосу шириной до 20 км.
  

жүктеу/скачать 10 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: