Сезонно влажные тропические леса
Влажные тропические леса – поистине рай для растений, не всем ведь так везет в жизни – и влаги достаточно круглый год, и солнечного тепла хватает. Поэтому на некотором удалении от экватора, примерно между 10-й и 25-й параллелями обоих полушарий, находятся ландшафты с тропическим климатом, где тепла еще очень и очень много, а вот осадки выпадают только в определенные сезоны, которые неотвратимо сменяются сухими и влажными периодами. Здесь идет постоянная борьба между лесом и сообществами травянистых растений. Кто побеждает в этой борьбе – зависит от местного климата и почв. Ландшафты тропиков с летним влажным периодом отличаются от экваториального, сезонно влажные тропические леса получют не оинаковое количество влаги в течении года.
Ландшафты сезонно влажных тропических лесов оригинальны прежде всего тем, что они никогда не протягиваются сплошными широтными полосами. «Виноваты» в этом пассаты и муссоны, горы, морские течения и другие «помехи». В Юго-Восточной Азии, например, летнезеленые леса отлично себя чувствуют недалеко от океана. Здесь в период дождей, продолжающийся с апреля по октябрь, юго-западный ветер – муссон – приносит около 1000 мм осадков. Остальные месяцы года оказываются абсолютно сухими, но накопленной за лето влаги хватает растениям для безбедной жизни. Тепла же им вполне достаточно: даже в зимний засушливый период среднемесячная температура редко опускается ниже 20 С.
Чем дальше удалены территории от морского побережья, тем меньше на них выпадает осадков, а засушливый период растягивается до 8 месяцев. Такая картина повторяется и в Юго-Восточной Азии, и в Северной Австралии, и в Африке.
Там, где для деревьев и кустарников не останется из-за недостатка влаги уже никакой возможности выжить, развиваются полупустыни.
В Южной Америке не найти такого «правильного» размещения зоны сезонно влажных тропических лесов – тут вмешиваются высокие горные хребты и пассаты, которые на протяжении всего года дуют из теплых районов Атлантики. Островки ландшафтов тропических лесов с сухим периодом расположены в бассейне Ориноко и на северо-востоке Бразилии.
Процессы, формирующие почву в тропических районах, где чередуются сухие и влажные периоды, в общем-то очень сходны с экваториальными. Только красноземы здесь обладают одной очень неприятной особенностью: при высыхании образуется очень крепкая, будто бетонная, не размягчающаяся в дальнейшем корка. Редкая травинка способна накопить в себе достаточно сил, чтобы пробить этот панцирь. Вот почему эти районы с трудом могут восстановить свой прежний облик после вырубки или пожара. Почвы здесь, конечно, не такие мощные, как во влажных тропических лесах, и окраску имеют не просто красную, а буро-красную или красно-коричневую.
В зоне тропиков с летним сухим периодом располагается несколько разных ландшафтов.
Источник
Влажные тропические леса
Они распространены на всех материках, кроме Европы, но особенно широко в Южной Америке и Юго-Восточной Азии. Еще шире были распространены влажные тропические леса в прошлые геологические эпохи.
Этот тип гумидного ландшафта, характеризуется величиной радиационного баланса CR 251 — 334 ×10 4 кДж/м 2 , количеством выпадающих осадков от 1100 до 1600 мм/год, постоянными круглогодовыми высокими положительными температурами. Годовая продуктивность такого ландшафта самая высокая — 32.5 т/га при общем запасе фитомассы 517 т/га. Ежегодно в фитомассе накапливается до 65 ×10 4 кДж трансформированной солнечной энергии на каждый квадратный метр площади ландшафта.
Для влажных тропиков характерно обилие видов: если во всей Европе произрастает около 250 видов деревьев, то на о. Ява — более 1500, в африканской гилее — 3000, Амазонии — 4000. Колоссальное количество биологической информации в тропическом лесу связано не только с благоприятными климатическими условиями, но и историческими причинами — эти ландшафты приурочены к областям древней суши, где эволюция непрерывно продолжается многие миллионы лет, начиная с палеогена и даже мезозоя.
Ежегодно во влажных тропиках отмирает большая масса растений, опад достигает первых сотен ц/га, т.е. в несколько раз больше, чем в умеренном поясе (дубравы — 65, средняя тайга — 50 ц/га). Разложение органических веществ тоже протекает быстрее, и в ландшафте практически нет лесной подстилки. По этой же причине гумуса накапливается не больше, чем в почвах умеренной полосы, получающих ежегодно значительно меньше опада. В отличие от лесов умеренного пояса при разложении растительных остатков К, Са, Si быстро выносятся и в мортмассе относительно накапливаются железо и марганец.
Кислые ландшафты влажных тропиков формируются на бескарбонатных породах, бедных кальцием. Разложение большой массы органических веществ обогащает почвенные растворы СО2 и органическими кислотами, причем катионов для их нейтрализации не хватает. Поэтому растворы имеют кислую реакцию и энергично выщелачивают из горных пород подвижные соединения на большую глубину. В первую очередь выносятся Са, Na, Мg, К. Сравнительно быстро выщелачиваются SiO2 силикатов.
При этом почва и кора выветривания относительно обогащаются инертными элементами — Fе в форме гидроксидов, А1, входящим в состав гидроксидов или глинистых минералов, остаточным кварцем. Содержание Fе2О3 может достигать 20—30 и более процентов, А12О3 — 40—50% (против 6—15 и 15—20% в исходных породах).
Богатство почв и коры выветривания гидроксидами Fе придает им красную, оранжевую, желтую окраску. Минералогически это разные формы гидрогетита (НFеО2×Н2О) и гидрогематита (Fе2О3×Н2О). При выветривании резко возрастает также количество химически связанной воды, входящей в состав минералов.
Хотя во влажных тропиках и происходит интенсивный вынос подвижных соединений, особенно катионов, полный их вынос не достигается, так как ему противодействует биологический захват — биогеохимический барьер.
Растения влажных тропиков потребляют за год почти в 5 раз больше химических элементов, чем их выносится с ионным стоком. Следовательно, значительная часть подвижных элементов постоянно «вращается» в биологическом круговороте, что и предохраняет их от выщелачивания, а организмы — от абсолютного минерального голодания: в условиях интенсивного выщелачивания единственная форма нахождения многих химических элементов, надежно защищающая их от выноса, — нахождение в живом веществе. Это важная геохимическая особенность кислых влажных тропиков, резко отличающая их от ландшафтов умеренного пояса.
Все же суммарный эффект обоих процессов резко сдвинут в сторону выноса, и кислое выщелачивание — характерная черта данного класса ландшафтов.
По степени выщелачивания химических элементов в процессе выветривания основных пород они подразделяются [Перельман]
1. Легкоподвижные (выщелачивание более 80%) – Na, Ca, Mg, P, Mn, Co.
2. Подвижные (выщелачивание от 50 до 80%) – Si, Ni, Zn, Cu, Pb.
3. Малоподвижные (выщелачивание от 30 до 50%) – Cr, V.
4. Устойчивые (выщелачивание менее 30%) – Al, Fe, Ti, Zr.
Геохимия грунтовых вод связана с просачиванием больших масс атмосферных осадков через почву и кору выветривания, которые почти не содержат легкорастворимых веществ. Содержание Са, Мg, Na, К чрезвычайно мало, воды ультрапресные (менее 100 мг/л) гидрокарбонатные или кремнеземные. Грунтовые воды часто относятся к глеевому классу, они обогащены Fе, Мn, мигрирующими в форме бикарбонатов или органических комплексов. В местах выхода таких вод на поверхность или их встречи с кислородными водами возникает кислородный геохимический барьер А6, на котором осаждаются гидроксиды Fе в виде бурых железняков, слоев железистых конкреций, песчаников с железистым цементом.
В нижних частях склонов, речных долинах и озерных котловинах, где грунтовые воды залегают близко от поверхности, формируются лесные болота с кислым оглеением (Н-Fе — класс) и низким рН (менее 4). На щелочных барьерах В6 здесь концентрируется сидерит (FеСО3), вивианит (Fе3(РО4)2×8 Н2О), родохрозит (МnСО3).
Реки и озера влажных тропиков также характеризуются слабоминерализованными водами, в которых среди растворенных минеральных веществ видное место занимает кремнекислота (воды часто относятся к гидрокарбонатно-кремнеземному классу).
Геохимические особенности кислых влажных тропиков накладывают резкий отпечаток на флору, фауну, сельское хозяйство, здоровье человека. В течение длительной эволюции растения приспособились к низкому содержанию катионов в окружающей среде, в частности Са, стали «кальциефобами» (например, чай) и довольствуются ничтожным количеством этого элемента, избегая почвы, богатые известью. Большинство культурных растений влажных тропиков испытывают дефицит Р, N, К, Са, Мg, В, S, Мn, Zn, Fе, I, Вг.
Хотя растения влажных тропиков и содержат много Fе, этот элемент плохо усваивается человеческим организмом из растительной пищи. Основным источником Fе, является мясо, которого население тропиков потребляет мало. Поэтому широко распространено малокровие, вызванное недостатком Fе в пище.
Недостаток Са сказывается, по-видимому, на росте животных. Так, окапи в экваториальной Африке имеет рост 1,5—2 м, а родственные ему жирафы саванн (много Са!) — около 6 м. Гиппопотам тропических лесов имеет 1,5 м в длину, а гиппопотам саванн — 4 м. Малые размеры характерны и для шимпанзе, кур, собак и других домашних и диких животных кислых экваториальных лесов. Таким образом, животные в кислых ландшафтах приспосабливаются к дефициту элементов уменьшением размеров. Вместе с тем заболевания, обусловленные дефицитом Са (рахит), встречаются редко, так как яркое солнце благоприятствует образованию витамина В, который закрепляет Са и Р в организме.
Содержание Nа в водах и продуктах питания местами настолько мало, что население испытывает в нем острый недостаток. В тропиках человек выделяет до 12 л пота в день, и падение содержания Nа в крови (при сильном потении) вызывает истощение нервной системы, снижение трудоспособности (быстрая утомляемость при физической работе). Особенно бедны Nа ландшафты, удаленные от моря.
В целом ландшафт приобретает кислый характер из-за избытка ионов водорода Н + в поверхностных и грунтовых водах. Этот ландшафт характеризуется очень энергичной водной миграцией химических элементов, которая идет в двух формах — растворенной и коллоидной (в виде металлоорганических комплексов и тонких минеральных взвесей). Накопленная в фитомассе химическая энергия затрачивается на рассеивание химических элементов из ландшафта.Основное количество элементов питания сосредоточено в фитомассе вечнозеленых растений и постоянно обращается в биологическом круговороте.
Ландшафты влажных тропиков кальциевого (Са 2+ ) и переходного (Н+ — Са 2+ ) классов (маргалитные ландшафты). В районах распространения мергелей, известковистых песчаников, мергелистых известняков, вулканических туфов и других легковыветривающихся пород с подвижным Са формируются своеобразные маргалитные ландшафты. Если скорость выветривания соизмерима со скоростью выщелачивания, кислые органические вещества почв нейтрализуются, и хотя почвы и кора выветривания сильно выветрелы, реакция их нейтральная. Они содержат монтмориллонит (а не каолинит) и обладают значительной емкостью поглощения. Поглощающий комплекс насыщен Са и Мg, почвы окрашены в темный, иногда черный цвет.
Биологическая продуктивность маргалитных ландшафтов высокая. Сходные ландшафты формируются и в дельтах некоторых рек, а также в районах современного вулканизма, где почвы при очередном извержении вулканов обогащаются подвижными элементами за счет вулканических пеплов. Это районы с высоким плодородием почв, развитым сельским хозяйством, высокой плотностью населения (дельта Меконга, вулканические ландшафты о. Ява и т.д.). Именно маргалитные и близкие к ним ландшафты сыграли большую роль в истории цивилизации влажных тропиков, формировании в древности государств на их территории.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник