Содержание
- Введение
- Глава 1. Природные условия развития игольчато-хвойных лесов Северной Америки
- 1. 1. Географическое положение зоны игольчато-хвойных лесов Северной Америки
- 1. 2. Современные климатические условия зоны
- 1. 3. Геолого-геоморфологичекие и гидрогеологические условия зоны
- 1. 4. Почвенно — грунтовые условия
- Глава 2. Флористическая характеристика игольчато-хвойных лесов Северной Америки
- 2. 1. Растительность зоны бореальных лесов Северной Америки
- 2. 2. История развития игольчато-хвойных лесов Северной Америки
- 2. 3. Особенности флоры лесов и причины ее своеобразия
- 2. 4. Региональные отличия флоры различных типов игольчато-хвойных лесов Северной Америки
- Глава 3. Современное экологическое состояние игольчато-хвойных лесов Северной Америки и проблемы охраны уникальных видов деревьев и отдельных участков леса
- Заключение
- Список использованных источников
- Приложения
Игольчато-хвойные леса занимают огромные территории, в том числе и в Северной Америке. Велика экологическая функция этих лесов. В связи с ухудшением экологической ситуации и особенно возникшей проблемой изменения климата актуальным становиться изучение лесов, как средообразующего сообщества.
В школьном курсе географии особая роль отводится изучению географических процессов, влияющих на формирование природной дифференциации планеты. В качестве одной из природных зон выступают игольчато-хвойные леса.
Цель дипломной работы состоит в изучении флористической характеристики игольчато — хвойных лесов Северной Америки.
Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
Рассмотреть природные условия развития игольчато-хвойных лесов Северной Америки (географическое положение, климат, геолого-геоморфологичекие, гидрогеологические и почвенно — грунтовые условия зоны);
Изучить флористическую характеристику игольчато-хвойных лесов Северной Америки;
Изучить современное экологическое состояние игольчато-хвойных лесов Северной Америки и проблемы охраны уникальных видов деревьев и отдельных участков леса.
Объектом исследования выступают игольчато-хвойные леса Северной Америки, предметом их флористическая характеристика.
Дипломная работа состоит из трёх глав, проиллюстрирована 2 рисунками, отдельные иллюстрации представлены в 6
приложениях.
В первой главе рассмотрены природные условия произрастания игольчато-хвойных лесов Северной Америки по компонентам ландшафта.
Во второй главе охарактеризованы игольчато-хвойные леса Северной Америки: растительность и история её формирования, особенности флоры и региональные отличия.
Третья
глава IIосвящена описанию современного экологического состояние игольчато-хвойных лесов Северной Америки. Также в третьей главе освящены проблемы охраны уникальных видов деревьев и отдельных участков леса.
При написании дипломной работы было использовано 36 источников отечественных и зарубежных авторов, в том числе картографические материалы по изучаемой теме. Основу диплома составляют научные и учебные литературные источники. Также диплом содержит выдержки из периодических изданий, интернет-источников.
Глава 1. Природные условия развития игольчато-хвойных лесов Северной Америки
1.1 Географическое положение зоны игольчато-хвойных лесов Северной Америки
Лесные ландшафты занимают наибольшую территорию. Леса умеренного пояса включают таежные, западные приокеанические хвойные, смешанные и широколиственные леса.
Огромные территории в Северной Америке покрыты хвойными лесами умеренного пояса (Приложение 1). Они занимают побережье Тихого океана примерно от 61 до 42° с. ш., переходят на нижние части склонов Кордильер и к востоку от них выходят на равнину. К востоку от Кордильер южная граница хвойных лесов резко поднимается на север до 5455° с. ш., а затем спускается к югу до Великих озер и низовьев реки Св. Лаврентия (Рис. 1). На обширной территории от побережья Лабрадора до восточных склонов гор Аляски хвойные леса характеризуются большим однообразием видового состава .
Из рисунка 1 видно, что зона игольчато-хвойных лесов протянулась с запада на восток через весь материк. На севере зона игольчато-хвойных лесов граничит с арктической тундрой, на юге с широколиственными и смешанными лесами, с прериями.
а материке хвойные леса образует северную границу леса. В Северной Америке северную границу леса образуют ель чёрная и лиственница канадская.
1.2 Современные климатические условия зоны
Подстилающая поверхность главным образом благодаря своеобразному характеру рельефа заметно нарушает движение воздуха в приземных слоях. Особенно значительная роль в этом принадлежит Кордильерам. В западном потоке воздуха высокие хребты создают крупную, почти постоянную волну в верхних слоях тропосферы, способствующую развитию атмосферных возмущений над равнинами к востоку от гор. Эти возмущения циклоны и разделяющие их антициклональные образования вызывают энергичные перемещения воздуха в меридиональном направлении.
Зимой радиационный баланс отрицательный. Карты изобар на высоте 5 км показывают барическую ложбину, протягивающуюся над восточной частью материка от области низкого давления над Северным Ледовитым океаном. По западной периферии этой ложбины на материк поступает с северо-запада мощный поток воздуха. Приток воздуха вызывает образование антициклонов в нижних слоях тропосферы.
Область повышенного давления на уровне океана изображается на картах в виде гребня, вытянутого от моря Бофорта на юго-восток между областями высокого давления в арктических и субтропических широтах. Он объединяет два центра Канадский и Севере-Американский максимумы давления. Атмосферное давление здесь значительно ниже, чем в центре Азиатского антициклона. Это во многом объясняется его неустойчивостью: циклоны часто пересекают эту территорию.
Западный перенос сопровождается энергичной циклонической деятельностью. К Северной Америке циклоны приходят с Тихого океана, где они создают устойчивую циклоническую область Алеутский минимум. Поэтому на западе материка между 36 и 60° с. ш. господствует теплый влажный тихоокеанский воздух умеренных широт, перемещающийся в основном с юга вдоль берега и выделяющий большое количество влаги на западных склонах Кордильер. Этот воздух распространяется и далее на восток, за пределы Кордильер, но к внутренним плато, плоскогорьям и Великим равнинам он приходит уже довольно сухим и приносит мало осадков.
Отмечались минимумы температуры до 64 °C отмечались, а плоскогорье Юкон и в бассейне реки Макензи. Эти области наименее подвержены циклонам, и здесь часто стоит ясная погода.
На равнинах Востока температура воздуха в январе ниже среднеширотной. Отрицательная температурная аномалия характерна для всей территории равнин. Наибольших значений (15 °С) она достигает в районе Гудзонова залива. Объясняется это большой повторяемостью вторжений воздуха из Арктики, имеющего очень низкие температуры. Температурная аномалия удерживается на протяжении всего холодного сезона. Она имеет важное географическое значение: обусловливает заметный сдвиг к югу границ многих природных зон (в сравнении, например, с Европой) (Приложение 2).
Наибольшее количество осадков выпадает зимой на северо-западе материка, а также у его восточного края, где они связаны с фронтальными процессами.
Вследствие уменьшения термического контраста между высокими и низкими широтами западный перенос воздушных масс несколько ослабевает. Циклоническая деятельность менее активна, чем зимой. Над океанами энергично разрастаются барические максимумы: Северо-Тихоокеанский и Азорский. Прогревание воздуха над материком вызывает отток его в верхние слои тропосферы и понижение атмосферного давления у земной поверхности. Однако, как и зимой, здесь не возникает интенсивных барических центров. Северо-Американский минимум, формирующийся над нагретой поверхностью южных плоскогорий Кордильер, выражен слабо. Уже на восточных склонах Скалистых гор преобладают воздушные массы атлантического происхождения. Это тропический воздух, трансформирующийся над материком в воздух умеренных широт.
основными почвообразующими процессами при формировании альфегумусовых подзолов являются: разложение первичных и вторичных минералов под воздействием поступающих из лесной подстилки и грубогумусового горизонта органических кислот, вынос оснований и части кремнезема за пределы профиля, накопление в иллювиальном горизонте фульватов железа и алюминия, относительное обогащение элювиального горизонта кварцем. Альфегумусовые подзолы имеют резко дифференцированный профиль с четко выраженными генетическими горизонтами.
А’о горизонт лесной подстилки. В верхней части это слабо разложившиеся растительные остатки хвоя, листья, веточки, мхи, шишки. Мощность его обычно около 5 см.
А" о грубогумусовый горизонт бурого цвета из полуразложившихся растительных остатков, частично сохранивших форму, но легко растирающихся в иловатую массу. Он имеет мелкокомковатую или пороховидную структуру, обязанную преимущественно деятельности насекомых (мокриц, жуков многоножек, энхитреид и др.). В этом горизонте распространена масса тонких древесных корней, тянущихся вдоль горизонта параллельно поверхности. Мощность его от нескольких сантиметров до 10 см и более.
А2 элювиальный подзолистый горизонт, очень хорошо выделяющийся по цвету: пепельно-серый, чаще почти белый; на песках бесструктурный, на супесях — слабосвязный, слегка слоеватый. Корней в нем мало, корни не ветвятся, а проходят в нижележащие горизонты. Мощность подзолистого горизонта варьирует в широких пределах: от 2 см (в северных подзолах) до 25 см и более в почвах южных широт. Граница с нижележащим горизонтом обычно резкая по цвету и уплотнению, местами неровная, языковатая.
Bh иллювиально-железистый или иллювиально-железисто-гумусовый горизонт ржаво-бурого или кофейного цвета. Темная, кофейная окраска особнно характерна для горизонта Bhai в почвах, избыточно переувлажненных в глубокой части профиля. Мощность иллювиального горизонта варьирует от нескольких до 50 см.
Csiat горизонт почвообразующей породы, обычно легкого состава. При развитии почв на коренных породах это хрящевато-Щебневатые продукты выветривания сапролитового типа.
Иллювиально-гумусовые подзолы очень кислые почвы по всему профилю, но максимальная кислотность обнаруживается обычно в грубогумусовом горизонте, где рН водной суспензии около 4,0, а солевой около 3,03,5. Книзу значения рН увеличиваются до 5,5. В грубогумусовом горизонте содержится 2555% органического вещества (потеря при прокаливании). В подзолистом горизонте содержание гумуса падает до 2%, а в песчаных подзолах до 1% и ниже. В иллювиальном горизонте содержание гумуса по сравнению с подзолистым увеличивается в два-три раза и более, достигая 56, а иногда и 1213%. В глубь к материнской породе содержание гумуса быстро уменьшается.
Подстилка и гумус подзолов очень бедны азотом, и отношение C/N равно 3040 в верхних горизонтах и 2015 в нижних горизонтах. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Они превышают содержание гуминовых кислот в грубогумусовом и подзолистом горизонтах в 1,52,5 раза, а в иллювиально-гумусовом, а 68 раз. Книзу повышается содержание самой подвижной фракции фульвокислот. В составе гуминовых кислот совершенно отсутствует фракция, связанная с кальцием. Основную часть составляют бурые гуминовые или ульминовые кислоты.
Дифференциация почв по механическому составу выражена слабо. Иллювиальный горизонт не выделяется увеличением содержания илистых частиц. Чаще несколько повышенное содержание ила наблюдается в грубогумусовом горизонте. Хорошо выражена дифференциация профиля по содержанию валовых и особенно подвижных гидроокислов железа и алюминия: в иллювиальном горизонте содержание подвижных форм R2O3 в 510 раз выше, чем в грубогумусовом, и в 1530 раз выше, чем в подзолистом.
Емкость поглощения также резко изменяется по профилю. Она примерно одинакова в грубогумусовом и гумусово-иллювиальном горизонтах (1520 мг-экв) и очень низка в подзолистом (32 мг-экв). Почвы сильно не насыщены основаниями. В грубогумусовом горизонте степень ненасыщенности несколько ниже, чем в подзолистом и иллювиальном. В последнем сумма поглощенных водорода и алюминия может достигать 8090% от емкости поглощения (главным образом за счет алюминия).
Накопление биогенных элементов азота, фосфора, калия, кальция в «ллювиально-гумусовых подзолах очень невелико и: сосредоточено в подстилке и грубогумусовом горизонте, к которым, и приурочена масса корней растений, поглощающих эти элементы. Природное плодородие почв низкое .
Подзолистые почвы. Подзолистые почвы, как и гумусово-иллювиальные подзолы, образуются во влажном климате, где годовое количество осадков превышает годовую норму испаряемости при относительно равномерном распределении осадков по месяцам и годам, водный режим промывной. В холодных и умеренных областях эти почвы зимой промерзают.
Почвообразующие породы разнообразны по происхождению и минералогическому составу, но, как правило, бескарбонатны и не богаты первичными кальцийсодержащими минералами. На ультраосновных и основных породах и известняках при малой мощности и слабой степени выветрелости элювия подзолистые почвы уступают место другим типам почв без выраженного оподзоливания.
Существенное значение имеет механический состав пород: подзолистые почвы приурочены главным образом к суглинкам легким, средним и тяжелым; на грубообломочных и песчаных породах она сменяются иллювиально-гумусовыми подзолами, а на глинах глеевыми или глеево-элювиальными почвами.
Подзолистые почвы широко распространены на суглинистых моренах, покровных суглинках, суглинистых делювиальных и элювиально-делювиальных отложениях кислых, бедных основаниями пород, на равнинах и в горных районах лесных областей Евразии и Северной Америки. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными и смешанными лесами. Опад, особенно в хвойных лесах, беден зольными элементами и азотом. При разложении органических остатков из лесных подстилок выщелачиваются растворимые свободные низкомолекулярные органические кислоты и фульвокислоты. Они проникают в верхнюю часть почвенной толщи, вызывают кислую реакцию и растворяют обычно имеющиеся в суглинистой почвообразующей породе свободные гидроокислы железа. Это приводит к разрушению структуры, диспергации ила и коллоидных частиц и выносу их при господствующем промывном режиме в более глубокую часть почвенного профиля. В результате суспензионного переноса тонких частиц (лессиважа) верхняя элювиальная часть профиля обезыливается, а в средней части формируется иллювиальный, обогащенный илом горизонт Bt. Наряду с лессиважем идет кислотный гидролиз первичных и вторичных (глинистых) минералов. Подкислению среды и разрушению минералов способствует ферментативная деятельность некоторых, обитающих в подзолистых почвах олиготрофных микроорганизмов.
По мере развития процессов лессиважа, кислотного гидролиза и вымывания продуктов распада в элювиальном подзолистом горизонте А2 накапливается более устойчивый, чем другие минералы, кварц, хотя и он поддается коррозии и измельчению. Вымывание соединений железа и остаточное накопление кварца обусловливают белесый цвет подзолистого горизонта.
При наличии в лесу травянистого покрова в верхней части подзолистого горизонта за счет гумификации корней растений и осаждения менее подвижных фракций гумуса образуется маломощный гумусовый горизонт. Продукты разрушения первичных и вторичных минералов вымываются из подзолистого горизонта. Наиболее легко растворимые простые соли выносятся за пределы профиля. Фульваты железа и алюминия по мере движения растворов по профилю осаждаются вследствие уменьшения кислотности растворов (за счет связывания свободных кислотных радикалов с основаниями почвенных минералов), увеличения концентрации растворов, микробиологического разложения органической части органо-металлических комплексов и осаждения освобождающихся гидроокислов железа и алюминия в иллювиальном горизонте. Фильтрация растворов в заиленном иллювиальном горизонте замедленна и идет главным образом по ходам землероев, корней ч трещинам, поэтому граница между элювиальным и иллювиальным горизонтами неровная с глубоко проникающими в горизонт В белесыми языками.
По мере заиления и цементации иллювиального горизонта его водопроницаемость ухудшается, что приводит во влажные сезоны года к некоторому застою атмосферной влаги над иллювиальным горизонтом, переувлажнению этой части профиля и возникновению восстановительных условий. Периодичски-восстановительные условия в подзолистых почвах способствуют переходу в раствор железо-органических соединений, минеральных соединений закисного железа, марганца и при просачивании растворов выносу этих соединений вниз по профилю и за его пределы.
При просыхании почвы перешедшие в раствор закисные соединения железа и марганца окисляются и серегируются в стяжения и плотные округлые конкреции ортштейновые зерна. Они рассеяны в нижней части подзолистого горизонта, на границе его с иллювиальным и в самом иллювиальном горизонте. Сегрегации железа, как показали исследования Т. В. Аристовской, способствуют микроорганизмы, обитающие в подзолистых почвах (Pedomicrobium Arist., Metallogenium Arist.).
В результате совместного воздействия рассмотренных выше элементарных процессов (образования кислого ульматно-фульватного гумуса, кислотного гидролиза и выщелачивания продуктов распада, разрушения почвенных агрегатов и лессиважа, сегрегации гидроокислов железа и марганца) формируется сложный, резко дифференцированный профиль подзолистых почв. Он включает следующие горизонты.
