Классификация биомов Земли
Написали, в соавторстве с ChatGPT Deep Research, классификацию биомов Земли. Вот бы такой учебник географии в школе:) Наслаждайтесь!
Земные биомы (наземные экосистемы)
Полярные пустыни (ледяные биомы)
Тэги: экстремально холодный климат; минимальные осадки; отсутствие почвы и растительности; антарктические и гренландские ледяные щиты; крайне низкое биоразнообразие.
Описание: Представляют собой практически безжизненные области, покрытые льдом и снегом, с чрезвычайно сухим климатом (внутренние районы Антарктиды получают менее 50–200 мм осадков в год) (Antarctica - Wikipedia). Температуры постоянно очень низкие, почва отсутствует (ледяной покров покрывает >99% территории Антарктиды) (Driest continent - Guinness World Records). В отличие от тундры, здесь почти нет растительности (лишь микроорганизмы), а фауна встречается только по окраинам (например, колонии пингвинов на побережьях).
Тундра
Тэги: полярный климат (арктический/высокогорный); очень короткое лето и долгие морозные зимы; низкие осадки (≈100–250 мм/год); мерзлота (permafrost); мхи, лишайники, низкорослые кустарники; низкое видовое разнообразие.
Описание: Самый холодный и малоразнообразный наземный биом (Biomes - Soil Ecology Wiki). Характеризуется крайне низкими среднегодовыми температурами и скудными осадками, создающими холодные сухие условия (Biomes - Soil Ecology Wiki). Почвы бедные, часто постоянно мёрзлые (мерзлота ограничивает дренаж и рост корней). Растительность очень проста: лишайники, мхи, травы и карликовые кустарники, деревья отсутствуют (Biomes - Soil Ecology Wiki). Биоразнообразие низкое – лишь виды, приспособленные к экстремально короткому вегетационному периоду и суровым условиям. (Тундра бывает арктическая – на краю полярных широт – и альпийская – в горах выше линии леса (Life in the Tundra - Beyond Penguins and Polar Bears).)
Тайга (бореальный лес)
Тэги: субарктический климат; долгие холодные зимы, короткое тёплое лето; умеренные осадки (300–700 мм, в основном снег); хвойные леса (ель, сосна, лиственница); крупнейший лесной биом; кислотные почвы, медленное разложение.
Описание: Бореальные леса – это широкий пояс хвойных лесов на севере Евразии и Северной Америки, к югу от тундры (примерно 50°–70° с.ш.) (Taiga - Wikipedia). Господствуют вечнозелёные хвойные деревья (сосны, ели, пихты, лиственницы), приспособленные к холодному климату и бедным почвам. Зима очень долгая и морозная, лето короткое и прохладное; осадков выпадает относительно немного, но испарение невелико, поэтому хватает влаги. Тайга – самый обширный наземный биом планеты. В лесу мало видов деревьев (гораздо меньше, чем в умеренных и тропических лесах), слой подлеска скуден из-за плотной хвои и кислотности почвы, образующейся при медленном разложении хвойного опада (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Этот биом отличается меньшим биоразнообразием и продуктивностью, но огромными запасами биомассы (долгоживущие деревья накапливают древесину) и углерода в почве.
Умеренный лиственный лес
Тэги: умеренно континентальный климат; четкая сезонность (тёплое лето, холодная зима); достаточные осадки (≈750–1500 мм равномерно в год) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology); плодородные почвы (много перегноя); древесный полог из широколиственных деревьев (дуб, бук, клён и др.), сбрасывающих листву на зиму; развитый подлесок и травяной ярус; высокая продуктивность.
Описание: Эти леса распространены в средних широтах Восточной Северной Америки, Европы, Восточной Азии и др. (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Климакт характеризуется ярко выраженными временами года: тёплое влажное лето и холодная зима с морозами, что заставляет деревья сбрасывать листья на период покоя (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Преобладают широколиственные породы деревьев, образующие густой полог летом и оголяющиеся зимой. Осадков выпадает относительно равномерно в течение года (снег зимой, дожди летом) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Благодаря ежегодному опаду листьев и их быстрому разложению, почвы богаты питательными веществами и гумусом (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology), что отличает этот биом от тропических лесов, где почвы более бедные. В лесу развиты подлесок, кустарники и травы, получающие больше света весной и осенью (когда кроны деревьев без листьев) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Видовое разнообразие умеренное, ниже, чем в тропических лесах, но выше, чем в бореальных.
Умеренный хвойный лес
Тэги: мягкий влажный климат (или континентальный с сухим сезоном); преобладание хвойных вечнозелёных деревьев в умеренной зоне; частые виды – сосны, пихты, кипарисы, секвойи; местами умеренные дождевые леса (очень высокие осадки); бедные кислые почвы (подзолы); адаптации к пожарам (у сосновых лесов).
Описание: Хвойные леса умеренного пояса встречаются в различных регионах – от влажных океанических побережий до горных склонов и плато внутри континентов. Например, умеренные дождевые леса расположены на тихоокеанском побережье Северной Америки, в Новой Зеландии, на юге Чили – там мягкий морской климат с обильными осадками, и растут гигантские деревья (секвойи, дуглассии, эвкалипты) с густым мхами подлеском. В других районах (юг США, внутренние районы Евразии) хвойные леса (сосновые, кедровые) выдерживают более засушливое лето и частые пожары – их деревья имеют толстую кору и шишки, раскрывающиеся после огня. В целом этот биом характеризуется доминированием хвойных пород в отсутствие сильных морозов тайги и при недостатке влаги или бедности почвы, препятствующих широколиственным деревьям. Биоразнообразие хвойных лесов умеренных широт может быть ниже, чем у смешанных лиственных лесов, однако некоторые леса (например, калифорнийские секвойные) отличаются высокой биомассой и древостоем. Отличие от тайги: более мягкий климат, иные виды хвойных (многие не переносят экстремальных холодов), часто больше примесь лиственных пород; отличие от умеренного лиственного леса: меньше сезонный стресс (некоторые хвойные сохраняют хвою зимой), деревья могут расти на более бедных или сухих почвах, а общее видовое разнообразие деревьев обычно ниже.
Средиземноморские редколесья и кустарники (чапараль)
Тэги: средиземноморский климат (жаркое сухое лето, мягкая влажная зима); склерофильная растительность (жёстколистные вечнозелёные кустарники и низкорослые деревья, например, маки, чапараль); периодические пожары как часть экосистемы; адаптации к засухе и огню; география – побережье Средиземного моря, Калифорния, Чили, ЮАР, юго-запад Австралии.
Описание: Чапараль – это биом, распространённый в субтропических широтах с характерным климатом: большинство осадков выпадает в мягкую зиму (65–75 см в год), а лето жаркое и засушливое (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Растения приспособлены переживать летнюю засуху – многие кустарники зимой и весной зелёные, а летом впадают в покой (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Преобладает жестколистная растительность: вечнозелёные дубки, лавры, оливы, мирты, кустарники с толстыми листьями, удерживающими влагу. Частые пожары играют важную роль: многие виды огнеустойчивы или даже требуют огня для размножения (семена некоторых кустарников прорастают только после сильного нагрева) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). После пожара из богатой золой почвы растения быстро отрастают. Отличие от других лесных биомов: гораздо более низкие и разреженные леса, или вовсе доминирование кустарников, обусловленное летней засухой; больше сходства с саваннами по открытости ландшафта, но климат более мягкий и зимние дожди.
Степи и прерии (умеренные травяные биомы)
Тэги: умеренно континентальный климат (жаркое лето, холодная зима); осадков 250–800 мм/год, обычно с летним максимумом (Grassland: Mission: Biomes); травянистая растительность, почти полное отсутствие деревьев; плодородные чернозёмные и каштановые почвы; частые палы травы; высокая продуктивность, значительная часть преобразована в сельхозугодья.
Описание: Умеренные травяные равнины (степи Евразии, прерии Северной Америки, пампасы Южной Америки, вулд ЮАР) – это обширные открытые пространства, покрытые практически непрерывным ковром злаков и трав (Grassland: Mission: Biomes). Деревья встречаются редко и обычно только по берегам рек – нехватка влаги и периодические пожары не дают лесам закрепиться. Годовое количество осадков среднее, больше, чем в пустынях, но недостаточное для поддержания широколиственного леса; к тому же осадки непостоянны, могут чередоваться засушливые периоды. Лето, как правило, тёплое или жаркое, зима холодная (например, в прериях температуры могут опускаться ниже –20 °C). Почвы степей очень богаты гумусом из-за ежегодного отмирания травы – формируются одни из самых плодородных почв в мире. Благодаря этому большая часть степных биомов распахана под сельское хозяйство. Отличие от саванны: более прохладный климат с холодной зимой, нет выраженного разделения на влажный и сухой сезоны (осадки могут идти и зимой в виде снега); растительность представлена почти исключительно травами без древесного яруса.
Пустыни (аридные биомы)
Тэги: засушливый климат (осадков < 250 мм/год) (Biomes - Soil Ecology Wiki); экстремальные температуры (очень жарко днём в тропических пустынях, возможны заморозки ночью и зимой, а в холодных пустынях — постоянно прохладно); разреженная растительность, или почти полное её отсутствие; ксерофиты – суккуленты, кактусы, колючие кустарники, эфемеры; сухие почвы, часто песчаные или каменистые, бедные органикой.
Описание: Пустыни занимают около пятой части суши и характеризуются крайне низким количеством осадков и резкими колебаниями температуры (Biomes - Soil Ecology Wiki). В жарких пустынях (Сахара, Аравия, пустыни Австралии) днем температура может превышать +40 °C, а ночью резко падать; в холодных пустынях (Гоби, пустыни Средней Азии) климат более прохладный, зимой возможен снег. Растения и животные здесь специализированы для выживания при нехватке влаги: растения имеют глубокие или разветвлённые корни, запасающие воду ткани (например, кактусы) и минимальные листья, многие пережидают засуху в виде семян или луковиц. Животные пустынь активны ночью или с раннего утра, чтобы избегать дневной жары. Почвы содержат мало органики, часто это просто песок или солончаки. Отличие от степей и саванн: в пустынях растительный покров прерывен или отсутствует, осадков существенно меньше; отличие от арктической тундры: схожа бедность растительности, но пустыня жаркая (либо испытывает острый дефицит влаги, а не тепла).
Саванны (тропические травянистые редколесья)
Тэги: тропический климат с чередованием сезонов; выраженный влажный сезон и продолжительный сухой сезон (Savanna - Grassland, Climate, Animals | Britannica); температура тёплая круглый год (в среднем +20…30 °C) (Savanna - Grassland, Climate, Animals | Britannica); травянистый покров с разбросанными деревьями или рощами; частые природные пожары; переходная зона между лесом и пустыней.
Описание: Саванны распространены в субэкваториальных широтах Африки, Южной Америки, Азии и Австралии, занимая области между влажными тропическими лесами и засушливыми пустынями (Savanna - Grassland, Climate, Animals | Britannica). Круглый год жарко, однако количество осадков сильно меняется по сезонам: несколько месяцев идут обильные дожди (растительность бурно развивается), затем следует длительная засуха на 5–8 месяцев (Savanna - Grassland, Climate, Animals | Britannica). В сухой сезон травы высыхают, многие деревья сбрасывают листья, и нередки пожары. Растительность саванны – густой травяной покров высотой до 1–2 м и редкие деревья/кустарники, стойкие к засухе и огню (например, баобабы, акации с глубокой корневой системой). Большие растительноядные животные (антилопы, зебры, слоны и пр.) пасутся на обширных равнинах, а хищники (львы, гепарды) охотятся на них – саванна славится своими крупными млекопитающими. Отличие от тропических лесов: намного менее плотный древостой, меньше осадков и есть засушливый период, поэтому саванна выглядит как «лесопарк»; отличие от степи: теплее круглый год и чётко выражены влажно-засушливые сезоны, присутствуют деревья (в степи деревьев нет).
Сухой тропический лес (тропический муссонный/листопадный лес)
Тэги: субэкваториальный климат с резкой сезонностью осадков; длительный сухой сезон ~6–8 месяцев и короткий влажный сезон (Tropical dry forest | Description, Biome, Ecosystem, Plants, Animals, & Facts | Britannica); теплые температуры круглый год; широколиственные деревья, сбрасывающие листву в сухой период; относительно открытый полог леса и богатый травянистый ярус в сезоны дождей; лесные пожары в конце засухи.
Описание: Тропические сухие леса располагаются в областях, прилегающих к экваториальным дождевым лесам, но с более сезонным климатом – например, в Индии и Юго-Восточной Азии, в Бразилии, Центральной Америке, на севере Австралии (Tropical dry forest | Description, Biome, Ecosystem, Plants, Animals, & Facts | Britannica). В течение года наступает продолжительная засуха (более полугода), когда деревья стоят без листьев и растения переживают нехватку воды, а затем приходит сезон ливней, за несколько месяцев выпадающих основная годовая норма осадков (Tropical dry forest | Description, Biome, Ecosystem, Plants, Animals, & Facts | Britannica). Лес в дождливый сезон оживает: деревья вновь покрываются листвой, расцветают травы. Растительный покров менее плотный и разнообразный, чем в влажных тропических лесах – кроны ниже и более разрежены, что позволяет свету достигать земли. Многие деревья имеют приспособления к засухе (например, толстая кора) и огнестойки, так как пожары часто проходят в конце сухого периода. Отличие от дождевого леса: наличие листопадности – деревья сбрасывают листья в засуху, климат более сухой и сезонный, флора и фауна менее богатые. Этот биом также сильно страдает от деятельности человека – из-за относительной сухости и открытости многие муссонные леса выжжены или преобразованы в сельхозугодья (Tropical dry forest | Description, Biome, Ecosystem, Plants, Animals, & Facts | Britannica).
Влажный тропический лес (дождевой лес)
Тэги: экваториальный климат; постоянно жарко (+25…+27 °C) и влажно круглый год (осадки >2000 мм/год, без выраженного сухого сезона) (Tropical rainforest | Definition, Characteristics, Location, Climate, Animals, Plants, & Facts | Britannica); многоярусный лесной полог из вечнозелёных широколиственных деревьев; чрезвычайно высокое биоразнообразие (самый богатый видами биом); быстрый круговорот веществ, бедные красно-желтые почвы.
Описание: Влажные тропические леса – самый продуктивный и богатый видами наземный биом. Они произрастают в экваториальных регионах (Амазония, бассейн Конго, Юго-Восточная Азия и др.), где климат постоянно тёплый и выпадают обильные дожди практически каждый месяц (Tropical rainforest | Definition, Characteristics, Location, Climate, Animals, Plants, & Facts | Britannica). Лес имеет сложную многослойную структуру: высокий сомкнутый верхний ярус крон, под которым несколько уровней более низких деревьев, кустарников и тенелюбивой растительности, а у земли – слой опавших листьев, грибов и быстродекомпозирующей органики (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Благодаря круглогодичному теплу и влаге, растительность растёт непрерывно; однако сильные дожди вымывают питательные вещества из почвы, поэтому почвы обычно бедны минералами – почти все питательные вещества быстро циркулируют через живую биомассу (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology). Фауна чрезвычайно разнообразна: в тропических лесах обитает более половины видов мира – от насекомых и земноводных до птиц и млекопитающих. Этот биом часто называют «легкими планеты» из-за высокой первичной продукции и поглощения CO₂. Отличие от всех прочих: максимальная густота и высота растительности, отсутствие сезонного листопада, постоянная высокая влажность; по виду и атмосфере эти леса контрастируют, например, с листопадными лесами, где есть зима, или с саваннами, где есть сезон засухи.
(Некоторые переходные или особые наземные биомы можно отнести к вышеописанным категориям. Например, альпийские луга зачастую схожи с тундрой (холодно, без деревьев, преобладают травы), мангровые леса описаны в разделе водных биомов как прибрежные экосистемы, а горные пояса часто представляют череду биомов по мере повышения высоты.)
Водные биомы (акватические экосистемы)
Реки и ручьи (текущие пресные воды)
Тэги: пресноводный водоём, течение (лотические экосистемы); градиент от быстрого холодного истока к медленному тёплому устью; высокий уровень кислорода в горных ручьях, ниже в низовьях; зональность от верховьев к устью (размер русла, температура, мутность меняются); обитатели: организмы, приспособленные к течению (настоятель, лосось в верховьях; сазаны, сомы в спокойных низовьях).
Описание: Реки представляют собой динамичные экосистемы, где вода течёт с возвышенностей к океану. Верховья рек обычно узкие, с каменистым руслом и холодной, быстро текущей водой – она бедна питательными веществами, но богата кислородом (Aquatic Biomes Flashcards | Quizlet). Здесь живут виды, умеющие удерживаться на течении (например, насекомые-присоски, форель). По мере продвижения вниз по течению река расширяется, вода становится теплее, течение замедляется и обогащается взвешенными наносами и органикой – увеличивается мутность и снижается концентрация кислорода. В низовьях (перед впадением в озеро или море) реки часто формируют широкие поймы и дельты с илистыми грунтами. Биологические сообщества меняются вдоль реки: в верховьях доминируют организмы, питающиеся падающей в воду листвой, а в низовьях – фильтраторы и хищники, использующие обилие фитопланктона и детрита. Отличие от озёр: постоянное течение, что требует специальных адаптаций и постоянно переносит питательные вещества и организмы вниз по течению.
Озёра и пруды (стоячие пресные воды)
Тэги: пресноводный водоём, стоячая вода (лентические экосистемы); стратификация по глубине (литоральная зона у берега, пелагическая зона открытой воды, бентическая зона дна; фотическая/афотическая зоны по освещенности) (3.4 Aquatic Biomes | Environmental Biology); различия по трофности (олиготрофные – прозрачные, с низкой продуктивностью; эвтрофные – мутные, богатые питательными веществами); сезонная циркуляция воды в умеренном климате (перемешивание весной и осенью).
Описание: Озёра – это замкнутые водоёмы, сильно варьирующие по размеру (от небольших прудов до огромных озёр-великанov, как Байкал или Великие озёра). В озере выделяются прибрежная (литоральная) зона, где глубина мала и солнечный свет достигает дна – там обильно растут водные растения, водоросли, обитают моллюски, земноводные; открытая пелагическая зона, где вода достаточно глубока – в верхнем освещенном слое (фотической зоне) плавает фитопланктон, несущий основную продукцию, а ниже, в афотической зоне, света нет и живут только организмы, питающиеся падающим сверху органическим материалом. Дно (бентос) населено бактериями, червями, иногда – если есть кислород – и рыбой. Озёра могут быть олиготрофными (слабо питательными: вода очень прозрачная, жизнь скудна, чаще в горах или с недавним ледниковым происхождением) либо эвтрофными (богатыми питательными веществами: вода цветёт от водорослей, дно илистое, высокая биомасса, но могут быть заморы из-за дефицита O₂). В умеренных широтах озёра переживают сезонное перемешивание: весной и осенью вода выравнивается по температуре и ветер смешивает слои, распределяя кислород и питательные вещества по всей глубине. Отличие от рек: вода не течёт, а застаивается, что позволяет образовываться стратификации и замкнутому циклу веществ внутри озера; организмы часто планктонные (пассивно дрейфующие), чего почти нет в быстрых реках.
Водно-болотные угодья (болота, топи, марши)
Тэги: пресноводные (иногда бракичные) экосистемы на границе воды и суши; застой или медленный ток воды, почва постоянно насыщена влагой; высокий уровень органики; растительность: гидрофиты (камыш, тростник, осока, рогоз), болота могут иметь древесную растительность (болота с мангровыми или кипарисовыми деревьями, ольховые леса); чрезвычайно высокая первичная продукция и биомасса; роль в фильтрации воды и смягчении наводнений.
Описание: Болотные экосистемы включают в себя болота (swamps – заболоченные леса, напр. с кипарисами или манграми), тростниковые марши (marshes – травянистые заболоченные луга) и торфяные болота (поздняки, верховые болота, богатые сфагнумом). Общий признак – вода стоит неглубоко, пропитывая грунт, что создает анаэробные условия в почве. Это «биологические сверхсистемы», производящие огромные объёмы органического вещества и поддерживающие исключительное биоразнообразие (High Biodiversity - The Wetlands Initiative). По продуктивности многие болота сопоставимы с тропическим лесом и коралловым рифом (7.3: Productivity in wetland ecosystems - Geosciences LibreTexts) – густая растительность (тростники, лотосы, кувшинки, древесные болотные виды) служит убежищем и кормовой базой для множества животных (земноводные, рептилии, птицы, рыбы на мелководье, бесчисленные насекомые). Болота выполняют важные экосистемные функции: они фильтруют воду, улавливая осадок и загрязнения, тем самым очищая сток (How do Wetlands Function and Why are they Valuable? | US EPA); аккумулируют углерод в торфе; выравнивают сток, предотвращая наводнения, как губка впитывая избыточную воду. Отличие от озёр и рек: болота мельче, заросшие растительностью, вода часто застойная или медленно проточная, с большим количеством разлагающейся органики (что порой приводит к низкому содержанию кислорода и специфическим сообществам микроорганизмов).
Эстуарии и дельты рек
Тэги: переходная зона река-море; бракичная вода (смешение пресной и солёной); высокое содержание питательных веществ и взвеси, отложение осадков; очень высокая продуктивность (кормовая база для многих видов); роль нерестилища и «детского сада» для рыб и беспозвоночных; мангровые заросли или приливные плоские болота как типичные экосистемы.
Описание: Эстуарии – это расширенные устья рек, где пресная речная вода смешивается с солёной морской. Сюда относятся дельты, лагуны, лиманы – разнообразные по форме, но сходные по функционированию экосистемы. Богатые наносами и минералами, принесёнными рекой, эстуарии отличаются одной из наивысших продуктивностей: избыточные питательные вещества стимулируют бурный рост фитопланктона и водорослей, которые служат пищей множеству беспозвоночных и рыб. Благодаря спокойной мелководной обстановке эстуарии выступают “яслями моря” – местами, где многие морские рыбы и креветки нерестятся и молодь проводит ранние стадии жизни, укрываясь от открытого океана (Invisible Nurseries - Science for Conservation). Растительность зависит от климатической зоны: в умеренных широтах по краям эстуариев обычно находятся солончаковые луга и мангровые болота, засоленные травянистые равнины, затапливаемые приливом; в тропиках эстуарии часто окружены мангровыми лесами (о них – ниже). Эстуарии также важны для водоплавающих птиц как места кормёжки. Отличие от других пресных/солёных биомов: смешанный солоноватый режим – виды должны переносить колебания солёности; также эстуарии подвержены приливам, что отличает их от постоянных рек.
Мангровые леса (мангры)
Тэги: прибрежный тропический биом; бракичные воды (эстуарии, лагуны, морские побережья); доминирующие растения – мангровые деревья и кустарники, толерантные к солёности и периодическому затоплению; сложная корневая система (ходульные корни), улавливающая ил; высокая продуктивность и нерестилище морских организмов; защита берегов от эрозии и штормов.
Описание: Мангровые леса обрамляют тропические побережья – особенно в дельтах рек и защищённых заливах. Они состоят из особых видов деревьев (мангры: ризофора, авиценния и др.), способных выживать в солоноватой воде и на затапливаемых почвах. Мангры имеют висячие дыхательные корни и стволовые опоры, образующие густые переплетения над водой. Эта структура создает уникальную среду: корни служат укрытием и субстратом для множества организмов – от моллюсков и губок до молоди рыб и креветок. Мангровые заросли выполняют роль питомника: здесь множатся многие виды рыб и крабов, проводя ранние этапы жизни в безопасности среди корней (Mangroves for Community and Climate | Initiatives | WWF). Листья мангр опадают и образуют детрит, богатый питательными веществами, который питает пищевую сеть эстуария и прилегающего моря. Кроме того, мангры защищают побережья, смягчая силу волн и ураганов, и удерживают берега от размыва (их корни улавливают осадок и стабилизируют грунт) (Simplified demonstration of how Mangrove Forests protect ... - Reddit). Отличие от других лесов: мангры существуют на границе суши и моря, в солёной воде, где обычные леса не растут; отличие от пресноводных болот: солёность, приливно-отливный режим и особые виды деревьев.
Приливно-отливные зоны (литораль)
Тэги: морское побережье между уровнями прилива и отлива; экстремальные условия (периодическое высыхание, резкие колебания температуры и солёности, ударные нагрузки волн) (Surviving in the Intertidal Zone: The gateway to the Ocean); различные типы субстрата (скалистые берегa, песчаные пляжи, приливные отмели); зональность по высоте (верхняя литораль редко заливается, нижняя – почти всегда под водой); организмы: прикреплённые и крепко держащиеся (мидии, балянусы, водоросли на скалах) или зарывающиеся в грунт (моллюски, черви на песке); множество крабов, морских звёзд, улиток и т.д., часто переносимых приливом.
Описание: Литораль представляет собой узкую полосу берегов, которую дважды в сутки покрывает прилив и обнажает отлив. Жизнь здесь должна выдерживать суровые перемены среды: во время отлива организмы остаются на воздухе, переживая высыхание и нагрев солнцем, а при приливе – испытывают удар волн и полное погружение в солёную воду (Surviving in the Intertidal Zone: The gateway to the Ocean). На скалистых берегах типичны поселения крепко прикрепляющихся организмов – банки мидий и устриц, обрастания желудёвых рачков (балянусов), колонии морских водорослей; они образуют характерные полосы по высоте (самые верхние выживают при минимальном увлажнении брызгами, нижние – почти всегда под водой). На песчаных и илистых литоралях обитают зарывающиеся формы – сердцевидки, черви, двустворки, которые выходят кормиться при приливе. В приливных лужах, остающихся между камнями, могут жить небольшие рыбы, креветки. Многие животные литорали имеют приспособления против высыхания (плотно закрывающиеся раковины у моллюсков, хитиновые панцири), либо быстры прятаться (крабы, раки-отшельники). Отличие от открытого моря: крайне переменчивые условия среды, тесная связь с сушей; отличие от эстуария: литораль – именно морское побережье (в эстуариях вода смешанная, и меньше волновой энергии открытого океана).
Коралловые рифы
Тэги: мелководные тропические моря (обычно между 30° с.ш. и 30° ю.ш.), прозрачная вода; твёрдый субстрат из известковых колоний коралловых полипов; температура воды +21…+30 °C (рифы погибают при холоде или перегреве); чрезвычайно высокое биоразнообразие (рифы – «тропические леса океана») (Biodiversity - Coral Reef Alliance); симбиотические отношения (кораллы + водоросли зооксантеллы); уязвимость к загрязнениям и изменениям (отбеливание кораллов при повышении температуры).
Описание: Коралловые рифы – одни из самых продуктивных и богатых видами экосистем планеты. Они формируются в чистых тёплых водах океанов, где свет проникает до дна (глубины до ~50 м). Коралловые полипы – мелкие беспозвоночные – образуют колонии, выстраивая известковые скелеты, которые со временем формируют рифовые структуры. Внутри тканей кораллов живут микроскопические водоросли (зооксантеллы), обеспечивающие кораллов энергией фотосинтеза; поэтому кораллы требуют солнечного света и живут в прозрачной воде. На рифах обитает четверть всех морских видов, хотя сами рифы занимают менее 1% площади океана (Biodiversity - Coral Reef Alliance). Яркие тропические рыбы, моллюски (гигантские тридакны), ракообразные, морские ежи, осьминоги, акулы – список обитателей огромен. Пищевые сети сложные, с множеством трофических уровней. Отличие от других морских биомов: максимальная видовая насыщенность и биомасса на малой площади, биостроительный характер (создание структуры самими организмами). Рифы часто сравнивают с тропическими лесами по уровню биоразнообразия и значимости (Biodiversity - Coral Reef Alliance). Коралловые рифы очень чувствительны к изменениям: повышение температуры вызывает отбеливание – изгнание водорослей из тканей кораллов и гибель полипов; пресная или мутная вода от стоков рек, загрязнения также убивают кораллы.
Открытый океан (пелагический биом)
Тэги: солёные океанические воды вдали от берега; огромная площадь (покрывает ~70% поверхности Земли); разделение на фотическую зону (до ~200 м глубины) и афотическую (глубже, без света) (3.4 Aquatic Biomes | Environmental Biology); относительно низкое количество питательных веществ вдали от континентов ⇒ низкая продуктивность на единицу площади; основа жизни – фитопланктон, поддерживающий пищевые сети; большие мигрирующие виды (рыбы, китообразные) зависят от планктона и локальных зон повышенной продуктивности (апвеллинг, фронты).
Описание: Пелагическая зона океана – крупнейший биом Земли по площади. Она включает все открытые водные массы, не считая прибрежных мелководий. В верхних ~100–200 м солнечные лучи позволяют фотосинтез, и здесь дрейфуют бесчисленные микроскопические водоросли и цианобактерии (фитопланктон), которые производят значительную часть кислорода планеты и служат пищей зоопланктону. Однако в большинстве районов открытого океана концентрация питательных солей (азота, фосфора) очень низка, что ограничивает рост планктона – эти воды биологически относительно бедны (их называют океаническими пустынями). Нет крупных закреплённых организмов (как на рифе) – жизнь сосредоточена в толще воды. Продуктивность на квадратный километр низкая, но благодаря колоссальной площади суммарно открытый океан даёт примерно половину глобальной первичной продукции планеты (The open ocean has the highest relative net primary productivity ...). В поверхностных водах плавают небольшие рыбы, медузы, кальмары; выше кормятся морские птицы. В крупных масштабах пелагическую биоту представляют косяки тунцов, сельди, мигрирующие киты – они перемещаются на огромные расстояния в поисках скоплений планктона или мелкой рыбы (часто в областях апвеллинга, где глубинные воды поднимают питательные вещества и кратко повышают продуктивность). С увеличением глубины свет исчезает (афотическая зона ниже 200 м), и жизнь зависит от органики, опускающейся сверху (так называемый «морской снег» из остатков организмов). Температура и кислород понижаются с глубиной, давление растёт. Отличие от прибрежных экосистем: отсутствие опоры дна в освещённой зоне, мало укрытий – организмы либо постоянно в движении (нектонические), либо планктон; пищевые цепи длиннее, основаны на микроскопическом фитопланктоне, тогда как в прибрежных зонах часто водоросли или травы заметны глазом.
Глубоководные зоны океана (абиссаль)
Тэги: океанское дно и глубины > 2000–4000 м; полная темнота (афотические условия); постоянный холод (~2–4 °C) и очень высокое давление; бедность пищевых ресурсов (органика поступает в основном с поверхности в виде детрита); специализированная фауна: глубоководные рыбы с биолюминесценцией, гигантские роющие беспозвоночные; уникальные экосистемы гидротермальных источников (хемосинтез).
Описание: Абиссальная зона – это самая глубокая часть мирового океана, включая ложе океана и глубоководные впадины (вплоть до ~11 км в Марианской впадине). Условия здесь экстремальные: свет отсутствует, поэтому фотосинтез невозможен; вода ледяная и насыщена CO₂, много растворённого кислорода (холод способствует растворению) (3.4 Aquatic Biomes | Environmental Biology), но крайне мало пищи – лишь ~1–2% органического вещества от поверхностной продукции доходит до таких глубин. Большинство обитателей – детритофаги или хищники, медлительные и энергоэффективные. На дне живут морские звёзды, голотурии (морские огурцы), гигантские многощетинковые черви и ракообразные, питающиеся осадком. Глубоководные рыбы (например, удильщики) имеют специальные приспособления – светящиеся органы-приманки (биолюминесценция) для привлечения добычи в темноте, огромные челюсти и желудки для поедания редкой пищи. В некоторых участках дна существуют гидротермальные источники – места выхода горячих минерализованных вод из недр. Вокруг них образуются уникальные сообщества: хемосинтезирующие бактерии окисляют сероводород, служа основой пищевой цепи, и кормят необычных червей, моллюсков (рифтий, гигантских двустворок) и раков, живущих вокруг дымящих «чёрных курильщиков» (3.4 Aquatic Biomes | Environmental Biology). Эти оазисы жизни независимы от солнечной энергии – в остальном же большая часть бездны очень малонаселена. Отличие от мелководья: отсутствие света и фотосинтеза, экстремальное давление, совсем иной источник энергии (органический дождь или хемосинтез вместо солнечного света).
Техногенные биомы (антропогенно изменённые экосистемы)
(Примечание: В современную эпоху большинство экосистем Земли подверглись влиянию человека. Выделяют так называемые антропогенные биомы (антромы) – устойчивые сочетания природных и человеческих компонентов на ландшафте (Biomes - Soil Ecology Wiki). К ним относятся городские и сельские поселения, сельскохозяйственные земли, пастбища и прочие преобразованные территории. Ниже перечислены основные типы таких биомов.)
Городские территории (урбанизированный биом)
Тэги: высокая плотность населения и застройки; искусственные покрытия (асфальт, бетон) преобладают над естественными почвами; микроклимат (эффект городского теплового острова – температура в городе выше, чем вокруг); флора культивируемая (парки, скверы) либо сорная; фауна синантропная (виды, живущие рядом с человеком: крысы, голуби, воробьи и т. д.); интенсивное потребление ресурсов и производство отходов.
Описание: Городские биомы – это мегаполисы, города и пригородные зоны, где природный ландшафт практически полностью преобразован под жильё, дороги, промышленность и инфраструктуру. Они занимают относительно небольшую долю поверхности Земли (менее 1% суши, а вместе с пригородами и сельскими поселениями – около 7% ice-free land (Human Ecosystems)), однако в них проживает подавляющая часть человечества (более 80% населения) (Human Ecosystems). Климатические условия в городе видоизменены: мало растительного покрова и большое тепло, выделяемое зданиями и транспортом, создают более тёплый и сухой микроклимат, чем в окрестностях. Небо над мегаполисами часто задымлено (смог), освещение ночное значительно, что влияет на поведение животных. Растительный мир представлен в основном посадками (деревья вдоль улиц, газоны, сады) и сорняками на пустырях; натуральные экосистемы сохраняются лишь фрагментарно (например, лесопарки, городские леса). Животные, обитающие в городе, – это либо виды-комменсалы человека (грызуны, городские птицы, синантропные насекомые), либо завезённые человеком домашние животные. Отличие от других биомов: доминирование искусственных элементов и полная зависимость экосистемных процессов от человеческой деятельности – поток энергии и материалов (вода, пища, топливо) привносится извне, а отходы выносятся, тогда как в природных биомах круговорот локален.
Сельские населённые территории (деревни и агроландшафты)
Тэги: мозаика сельскохозяйственных земель и поселений; средняя плотность населения (села, деревни, мелкие города); чередование полей, огородов, пастбищ с островками естественной растительности (лесные перелески, луга); домашние животные и скот как часть фауны; интенсивное землепользование, но с участками полуприродных сред.
Описание: Этот биом представляет большую часть обжитых человеком территорий за пределами крупных городов – здесь люди живут в сельской местности, занимаясь земледелием или скотоводством. Картина сельского ландшафта – это сочетание возделанных участков (пашни, сады) с небольшими поселениями и остатками природной растительности. Например, в типичной деревенской местности может чередоваться поле, роща, луг, пруд, а рядом деревня с садами. Агроэкосистемы (поля, фермы) сильно зависят от человеческого ухода: ежегодный посев и сбор урожая, выпас скота, орошение и т.д. Биологическое разнообразие ниже, чем в дикой природе, но выше, чем в городах – на нераспаханных уголках и традиционных пастбищах сохраняются дикорастущие травы, насекомые, птицы. Деревенские поселения отличаются относительно невысокой плотностью населения (десятки человек на км²), часто окружены полями – такие биомы называют «биомами деревень» или сельских поселений (Human Ecosystems) (Human Ecosystems). По данным исследований, сельско-хозяйственные поселения являются самой распространённой формой антропогенного биома на планете (на них приходится значительная часть суши и около четверти населения мира) (Human Ecosystems). Отличие от городов: гораздо больший процент площади остаётся под растительным покровом (пусть и культурным), ниже плотность построек; отличие от диких биомов: структура ландшафта упрощена, преобладают монокультуры, дикие виды часто вытеснены или контролируются человеком.
Пашни и плантации (аграрные биомы)
Тэги: интенсивное сельское хозяйство; монокультуры (выращивание одного вида растений на больших площадях); ежегодный цикл «посев – рост – уборка урожая»; сильное изменение почвы (вспашка, внесение удобрений); отсутствие естественного древесного покрова; агрохимия (удобрения, пестициды); низкое видовое разнообразие на поле, но окантовывается остатками дикой природы вдоль полей.
Описание: Этот биом охватывает все земли, занятые под выращивание культур – зерновых, овощей, технических культур, а также однообразные плантации (например, пальмовые плантации, сахарный тростник, рисовые чеки). Пашни обычно представляют собой открытые пространства без деревьев, за исключением полос лесополос. Видовое разнообразие растений на самом поле крайне низкое – сеется один-два вида, сорняки активно удаляются. Животный мир таких полей также обеднён: в основном насекомые-вредители да их враги (хищные жуки, пауки), некоторые птицы могут кормиться на полях после сбора урожая. Почвы под пашней подвергаются эрозии и истощению, поэтому человек поддерживает плодородие с помощью удобрений. Многие агроэкосистемы требуют орошения (что изменяет водный режим местности) или дренажа болот под пашню. В глобальном масштабе пашни и пастбища вместе занимают почти половину всей пригодной для жизни суши, вытеснив природные биомы (Biomes - Soil Ecology Wiki). Отличие от природных степей или саванн: на полях отсутствует структура из разных видов и слоёв растительности, нет круглогодичного покрова (поле может стоять чёрным паром); экосистемные процессы (посев, опыление, питание растений) искусственно поддерживаются человеком. Тем не менее заброшенные пашни могут со временем сукцессией перейти обратно в луговой или лесной биом.
Пастбища и выпасы (культурные степи)
Тэги: экстенсивное сельское хозяйство; травянистая растительность, используемая для выпаса домашнего скота; климат варьирует от сухих (полупустыни) до умеренных; часто расположены на землях, непригодных для пашни (склоны, засушливые плато); нагрузка выпасом – изменённый видовой состав трав, возможное опустынивание при перегрузке; мозаика полудиких ландшафтов с инфраструктурой ранчо или пастушеских стоянок.
Описание: Пастбищные антропогенные биомы занимают огромные пространства, особенно в засушливых зонах, где земледелие затруднено. Они соответствуют природным лугам, степям, саваннам, но с доминирующей ролью домашних травоядных – коров, овец, коз, лошадей – вместо диких животных. Растительный покров по виду может напоминать естественный, однако виды трав и кустарников меняются под воздействием длительного выпаса: исчезают самые съедобные и нежные, преобладают более жёсткие и колючие, может снижаться общая биомасса. При умеренной нагрузке пастбище может быть устойчивым десятилетиями, но перевыпас приводит к деградации – исчезновению растительности, эрозии почвы и превращению земель в пустыню (процесс опустынивания). Многие пустыни мира расширились из-за перегрузки скотом смежных степей (Biomes - Soil Ecology Wiki). В глобальном масштабе пастбища и естественные выпасы составляют самый обширный тип антропогенного биома (Human Ecosystems). Например, засушливые внутренние районы Западной Америки, Центральной Азии, Австралии окрашены на карте антром миров преимущественно как «рэнджленд» – пастбищные угодья (Human Ecosystems). Отличие от дикого луга: видовой состав беднее, мало крупных диких животных (их вытеснил скот); отличие от степи: часто присутствуют элементы инфраструктуры (загоны, фермы, водопои), регулярное влияние человека (перемещение стад, сенная заготовка).
(Также к антропогенным биомам можно отнести насаждения и лесоплантации – например, одновозрастные сосновые леса, плантации эвкалиптов или пальм, которые по составу значительно проще естественных лесов. Кроме того, имеются техногенно нарушенные территории: карьеры, отвалы, загрязнённые земли – их можно считать экстремальными субстрактными биомами, где лишь немногие виды могут обитать. Однако основную классификацию техногенных биомов составляют приведённые выше типы: городские, сельские и аграрные ландшафты, преобразовавшие природные экосистемы.)
Источники: (Life in the Tundra - Beyond Penguins and Polar Bears) (Biomes - Soil Ecology Wiki) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology) (3.3 Terrestrial Biomes | Environmental Biology) (Savanna - Grassland, Climate, Animals | Britannica) (Tropical dry forest | Description, Biome, Ecosystem, Plants, Animals, & Facts | Britannica) (Tropical rainforest | Definition, Characteristics, Location, Climate, Animals, Plants, & Facts | Britannica) (7.3: Productivity in wetland ecosystems - Geosciences LibreTexts) (Simplified demonstration of how Mangrove Forests protect ... - Reddit) (Surviving in the Intertidal Zone: The gateway to the Ocean) (Biodiversity - Coral Reef Alliance) (3.4 Aquatic Biomes | Environmental Biology) (Human Ecosystems)