Какие факторы влияют на рельеф климат почва и воздух
Обновлено: 02.08.2024
Рельеф не принадлежит к таким прямодействующим экологическим факторам, как вода, свет, тепло, почва. Но характер рельефа, местоположение в нем растительного сообщества оказывают большое влияние на жизнь растения. Дело в том, что рельеф часто обусловливает сочетание прямодействующих факторов и перераспределяет в пространстве те количества тепла, света, влаги, которые являются зональными, то есть зависят от широтного положения местности. Кроме того, велико значение рельефа и в почвообразовании. Таким образом, рельеф в жизни растений выступает как косвенно действующий фактор.
В горах на больших высотах для растений создается весьма своеобразный комплекс экологических условий. Показано, например, что повышение уровня местности на каждые 100 м сопровождается уменьшением температуры воздуха примерно на 0,5 °С.
С увеличением высоты местности теплообеспеченность территории уменьшается. На высотах 860. 1620 м над уровнем моря сумма эффективных температур сокращается на 170. 200°С на 100 м подъема, а на высотах 1620. 2100 м — на 50. 70°С. Разным высотам свойственно различное (уменьшающееся с высотой) количество дней с уровнем среднесуточных температур 15 °С и более. Период времени с такими температурами считается периодом интенсивной вегетации плодовых растений. Другие характерные черты высокогорных условий — ночные заморозки, действующие на растения в некоторых горных районах в течение большей части вегетации; значительно укороченный безморозный период; сильные ветры. Изменяется также и инсоляция.
Приход солнечной радиации в горах увеличен отчасти в связи с некоторой разреженностью атмосферы, но главным образом из-за ее большой прозрачности. Ультрафиолетовая радиация здесь значительно сильнее, чем на равнинах. На больших высотах снижено содержание диоксида углерода в воздухе. Например, на Памире на высоте 3800 м концентрация С02 всего 0,012. 0,020 %.
Сумма температур за период вегетации на пологих южных склонах на 120°, а на крутых на 300. 350° больше, чем на ровных местах. Однако для южного склона при большем притоке тепла характерна и повышенная амплитуда суточных температур. Северные склоны получают меньше тепла, на них медленнее тает снег и образуются слабые потоки вешних вод. На склонах южной экспозиции эти явления выражены более контрастно. Осадки, выпадающие на водораздельных выровненных участках, в основном впитываются в почву. Со склонов же значительная их часть стекает в понижения, вызывая эрозионные процессы, переувлажнение и заболачивание пониженных участков. В нижней части склонов и в долинах наносная почва более плодородна и увлажнена. Однако она нередко засолена.
В степных и засушливых районах на почвообразование существенное влияние оказывает и микрорельеф. В западинках и степных блюдцах накапливается излишняя влага, что может сопровождаться, например, развитием в почвах оглеения или засоления. Это приводит к тому, что на весьма ограниченной территории при одинаковых климатических условиях формируются в совокупности различные почвы. Последнее обусловливает так называемую комплексность почвенного покрова.
Особенности рельефа отражаются на всех сторонах жизнедеятельности растений — строении, физиологии, сезонном развитии. В частности, для высокогорных растений характерен приземистый рост. Отмечено, например, что деревья яблони на семенных подвоях на высоте 520 м над уровнем моря превосходят по размерам деревья, произрастающие на более высоких отметках, и имеют большее количество основных ветвей. Низкорослость высокогорных растений, по-видимому, связана как с адаптацией к низким температурам, так и с формообразующим действием радиации, богатой коротковолновой частью спектра, которая тормозит ростовые процессы.
В анатомическом строении высокогорных растений есть ряд черт, которые отчасти способствуют защите от избыточной радиации, отчасти связаны с особенностями водного режима и некоторых сторон обмена веществ в высокогорьях: утолщение покровных тканей, опушение, усиленное развитие механических тканей, придающих устойчивость к сильным ветрам, и т. д. Однако в горах довольно обычны растения с листьями, лишенными опушения и воскового налета. С увеличением высоты местности, как правило, уменьшаются размеры клеток и возрастает плотность тканей, увеличивается число устьиц на единицу поверхности листа и уменьшаются их размеры; иными словами, наблюдаются изменения в сторону ксероморфоза. Особенно четко они выражены у растений, произрастающих на склонах. Напротив, у растений, обитающих вблизи источников увлажнения, листья крупнее, а ксеромор- фные черты выражены гораздо слабее.
Низкие температуры и сильная освещенность способствуют образованию антоциана в большом количестве. Этим объясняются глубокие, насыщенные тона окраски цветков и плодов. Основные физиологические процессы у растений в высокогорных условиях характеризуются повышенной интенсивностью. Так, по мере поднятия в горы прослеживается тенденция к увеличению фотосинтеза.
На больших высотах в растениях повышается концентрация важных для метаболизма веществ (например, аскорбиновой и других органических кислот), а также ароматических соединений и т. д. Недаром ценятся питательные и вкусовые свойства плодов, полученных в горных условиях. Во многих исследованиях, проводимых на больших высотах, отмечено усиление дыхания растений.
В целом сопоставление основных физиологических показателей у горных и равнинных популяций показывает, что на больших высотах жизнедеятельность растений значительно интенсивнее. Очевидно, эволюция высокогорных растений шла в направлении наиболее полного использования всех возможностей короткого и холодного вегетационного периода.
При поднятии в горы существенно изменяется сезонное развитие плодовых растений. Чем выше, тем позже у растений одного и того же вида начинается весеннее развитие. Отмечено также, что различия во времени созревания плодов по указанному высотному профилю достигают 32 дней: с поднятием в горы на 100 м созревание плодов яблони запаздывает примерно на три дня.
На всех высотных уровнях листопад завершается в конце октября — начале ноября, при этом несколько раньше на высоте 1620 м. Таким образом, с увеличением высоты местности сокращается период вегетации. Сокращением вегетационного периода по мере увеличения высоты местности определяется возможность вызревания плодов, а следовательно, перспективность возделывания того или иного сорта определенной плодовой культуры. Условия для жизни растений в горах в большей мере определяются не только высотой, но и экспозицией склонов. Поэтому на склонах разной экспозиции заметно различаются состав растительности, облик и состояние растений. Известно, что на южных склонах граница древесной растительности поднимается гораздо выше, чем на северных. В целом границы всех зон сдвигаются кверху, а в составе растительных группировок преобладают более южные и теплолюбивые элементы. Различны в зависимости от экспозиции и морфофизиологические особенности, а также скорость развития растений одного и того же вида: на южных склонах она, как правило, выше, чем на северных. Влияние различной экспозиции отражается на составе растительности не только в случае крупных элементов рельефа; оно хорошо заметно и на небольших холмах, повышениях, валунах.
Факторы среды действуют на растение одновременно и совместно. Причем влияние одного фактора в большой степени зависит от количественного выражения других. В связи с этим оптимальная зона и пределы выносливости (толерантности) организма по отношению к тому или иному фактору могут заметно смещаться. Именно поэтому соблюдение соответствия экологических факторов требованиям культивируемых растений является основополагающим принципом почвенно-климатического районирования и рационального размещения пород, сортов, подвоев и их сочетаний.
Поэтому в северной и центральной зонах плодоводства более пригодными для возделывания являются средневозвышенные водоразделы и склоны более южной экспозиции. В южной зоне наиболее благоприятными являются северные и северо-западные склоны, на которых меньше перегрев растений и испарение влаги.
При увеличении крутизны склона изменяется тепловой режим, а также возрастают эрозионные процессы. В южной зоне наиболее пригодны для возделывания средняя и нижняя части пологих склонов. В зонах с суровой и продолжительной зимой предпочтительнее использовать верхние и средние части склонов. В нижних частях склонов, хотя они более увлажнены, застаиваются холодные воздушные массы, что приводит к повреждениям растений во время их цветения.
В пределах каждой зоны на нижней и средней частях склонов обычно размещают эрозиостойкие, влаголюбивые породы, а в средней и верхней — тепло- и светолюбивые.
Географическая широта местности — главный фактор формирования климата. От неё зависят угол падения солнечных лучей, продолжительность освещённости, количество солнечного тепла и, соответственно, температура воздуха.
Так как географическая широта и температура воздуха изменяются от экватора к полюсам, закономерно изменяются и все остальные метеорологические показатели и климат в целом.
Разница в поступлении солнечного излучения на разных широтах непосредственно влияет на атмосферное давление и глобальный процесс циркуляции атмосферы . Постоянные и сезонные ветры влияют на движение воздушных масс, а вместе с ними — тепла и влаги.
Огромное влияние на климат оказывает характер подстилающей поверхности . Суша и вода нагреваются и остывают с разной скоростью. Океанический климат характеризуется небольшими амплитудами температур, высокой облачностью и обильными осадками. Континентальный климат отличается большими суточными и годовыми амплитудами температур, меньшей облачностью и осадками.
На климат побережий оказывают влияние океанические течения , которые в свою очередь зависят от атмосферной циркуляции воздуха.
Благодаря тёплым течениям климат побережий становится более тёплым и влажным по сравнению с внутренними частями материков.
Климат побережий, омываемых холодными течениями, прохладнее и суше. Так, из-за холодного Перуанского течения на побережье Южной Америки в тропиках образовалась самая сухая пустыня мира — Атакама.
Для формирования климата важны рельеф и абсолютная высота . С высотой понижаются температура воздуха и атмосферное давление, климат становится холоднее.
Горные хребты являются барьером на пути продвижения атмосферных масс. Наветренные склоны гор получают огромное количество осадков, так как при подъёме вверх воздух охлаждается, а водяной пар конденсируется. Так, летний влажный муссон приносит обильные осадки на южные склоны Гималаев. Равнинный рельеф не создаёт преград для продвижения воздушных масс.
В Древней Греции считали, что погода зависит исключительно от широты и расположения Солнца над горизонтом.
Сегодня благодаря развитию науки и новым исследованиям мы хорошо знаем, что климат формируется под воздействием множества разных факторов, среди которых не последнюю роль играет рельеф.
Каково значение высоты местности над уровнем моря в формировании погодных условий?
Орография местности оказывает существенное влияние на метеорологические процессы и приводит к значительным различиям в распределении воздушных потоков, осадков, облачности и температуры. Расположение территории на небольшой высоте обеспечивает мягкие зимы и усиливает летнюю жару, а высокогорные районы, напротив, переживают суровые морозы и летнюю прохладу.
С подъемом на каждую тысячу метров над уровнем моря температура воздуха понижается примерно на 7 градусов, поэтому в горной тропической местности гораздо холоднее, чем на низменных морских берегах, простирающихся на той же широте.
В горных областях, находящихся на высоте более 4000 метров над уровнем моря, всегда царит морозная погода. К примеру, на гималайской горе Джомолунгма средняя температура воздуха составляет -28 °С, а на пике Коммунизма достигает -11 °С.
Как горные хребты влияют на формирование осадков?
Крупные виды рельефа оказывают особое воздействие на влажность и выступают препятствием для ветров, задерживая проникновение воздушных масс в низменные регионы.
При прохождении горных хребтов потоки воздуха отклоняются от своего первоначального направления, попадают в узкие коридоры между горами и приводят к образованию местной циркуляции – ледниковым и горно-долинным ветрам.
Когда влажный ветер с океана поднимается над гористой местностью, он способствует образованию облаков. На склоны хребтов падают осадки, которые делают воздушный поток более теплым. Именно поэтому горные фланги, обращенные в сторону океана, всегда пропитаны влагой. С сухой подветренной стороны гор образуются ветра, называемые фены, которые приводят к понижению влажности и росту температуры воздуха в долинах, простирающихся за хребтами.
Какое влияние на климат оказывают океанические течения?
Холодные океанские течения приносят прохладу в прибрежную местность. Так, водные потоки, проходящие вдоль западных берегов Южной Америки и вдоль юго-западного побережья Африки, охлаждают тропические районы. Если бы этих течений не существовало, в тропиках было бы значительно жарче.
Теплый Гольфстрим, напротив, обеспечивает более мягкий и теплый климат в северных регионах. Течение проходит через Атлантику от северо-западного побережья Европы до Мексиканского залива и в сочетании с морскими ветрами дарит европейским странам более теплые и влажные погодные условия.
Как моря и океаны влияют на климат?
В местности, отдаленной от мягкого воздействия океана, царит более прохладный континентальный климат. Как и в случае с высотой над уровнем моря, регионы, расположенные на одной широте, но на разном расстоянии от побережья, имеют различные погодные условия. Рядом с морем зимы теплее, а лето прохладнее. Вдали от океанских берегов, напротив, холодное время года более морозное, лето более жаркое.
В теплый сезон средняя температура воздуха на побережье составляет +15…+20 °С, тогда как в отдалении от морей и океанов эти показатели могут достигать +25…+30 °С. Иногда в зимний период в прибрежные регионы вторгаются приполярные или континентальные воздушные массы. В таком случае происходит снижение температуры, начинаются снегопады, которые держатся до нескольких недель.
Море влияет не только на температуру, но и на влажность в местности. В прибрежных горах выпадает намного больше осадков, чем на отдаленных равнинных территориях. Теплый воздух в районе экватора вбирает с поверхности океана огромное количество испаряемой влаги, которая во время поднятия конденсируется и преобразуется в большие кучевые облака, приносящие на побережье долговременные дожди и грозы.
Аналогичные процессы происходят и в умеренных широтах, однако осадков здесь несколько меньше, поскольку в условиях более высокого атмосферного давления (по сравнению с экватором) теплые воздушные массы не способны вбирать много испаряемой влаги с океана.
Климат является одним из основных факторов почвообразования и географического распространения грунтов. Он влияет на почвообразование как прямо (определяет гидротермический режим почвы), так и косвенно - через растительность, микроорганизмы и животных. Основными климатическими факторами, которые влияют на процессы почвообразования, является солнечная радиация, атмосферные осадки и ветер. С этим связано обеспечение почвы энергией (теплом) и водой. Именно они определяют гидротермический режим почвы. От годового количества поступающего тепла и влаги, особенностей их суточного и сезонного распределения зависит развитие почвообразовательного процесса.
Солнечная радиация – это солнечный свет, который приносит тепловую энергию на поверхность Земного шара, является основным источником энергии для жизни и почвообразования. Солнечная энергия лучей, поглощенных почвой, затрачиваемого на такие процессы, как нагрев, испарение, транспирация, фотосинтез, синтез гумуса подобное. Тепловые условия почвообразования на нашей планете очень разнообразны, но в общих чертах они обусловлены величинами радиационного баланса, которые коррелируют с такими показателями, как среднегодовая температура и сумма активных температур. Температура почвы влияет на скорость химических реакций, влияет на растворение газов в почвенном растворе, на скорость коагуляции и пептизации и другие физико-химические процессы.
Атмосферные осадки - на почвообразование определенным образом влияет как количество, так и сезонное распределение атмосферных осадков. Атмосферные осадки, поступающие в почву, растворяют минеральные и органические соединения, перемещают их в нижние горизонты (выщелачивают), переносят подвижные формы соединений и механические частицы с повышенных элементов рельефа на сниженые. Эти процессы осуществляют воды поверхностного и подземного стоков. Под воздействием атмосферных осадков происходят процессы гидролиза первичных минералов и формирование вторичных глинистых минералов. Они приносят на поверхность почвы пылеватые частицы, растворенные соли, кислоты, азот, аммиак, СО2, токсичные соединения. Влага атмосферных осадков удерживается в порах и капиллярах почвы и используется растениями для синтеза органического вещества, которое в будущем расходуется на пополнение запаса гумусных веществ и является источником энергии и питательных веществ для животных и микроорганизмов. Атмосферные осадки прямо и опосредованно влияют на процессы гумификации. Нисходящее движение воды формирует генетические горизонты почвы - гумусные, элювиальные, илювий и другие. Интенсивный сток атмосферных осадков вызывает водную эрозию почв. Характер атмосферных осадков на данной территории влияет на термический режим почв.
Водный и тепловой режимы почвы непосредственно влияют на развитие и разнообразие организмов, величину их биомассы, на скорость и характер разложения органических веществ, на образование гумуса, разрушение минеральной части почвы. Так, в условиях сухого горячего климата большого количества гумуса в почве не накапливается – образуется небольшое количество опада, органическое вещество его быстро минерализуется. В засушливых районах в период отсутствия осадков наблюдается замедление биологических и физико-химических процессов. Иная картина наблюдается в условиях холодного, бореального климата – здесь идет замедленное разложение опада и может образовываться даже торф. Наличие морозного периода обусловливает промерзание почвы, прекращение биологических процессов и резкую подавленность физико-химических процессов.
Гидротермический режим также обусловливает скорость и направленность процессов перемещения водорастворимых солей по профилю. Так, в условиях умеренно холодного влажного климата происходит значительный вынос органических и минеральных соединений в нижнюю часть почвенного профиля или в грунтовые воды. По-иному идут процессы перемещения солей в условиях горячего сухого климата – вода поднимается по капиллярам с нижних слоев, что может вызвать засоление почвы.
Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частицы почвы в виде пыли. Ветер вызывает процесс физического выветривания горных пород. Выдувает с поверхности почвы глинистые и пылеватые частицы, опесчанивает ее, обусловливает эрозию. Ветер может содействовать также засолению почв, занося соли с поверхности соленых водных бассейнов, перераспределяет осадки, усиливает испарение и таким образом участвует в формировании механического, химического состава и водного режима почвы.
Все процессы разрушения, переноса и отложения механических частиц пород и почв, которые происходят под воздействием ветра, называют эоловыми. Выделяют эоловую дефляцию, эоловую коррозию и эоловую аккумуляцию. Интенсивность выдувания почвы определяется многими факторами: скоростью ветра, наличием растительного покрова, механическим и структурным составом почвы, рельефом и другое. При сильной дефляции возникают пыльные бури. В результате дефляции выдувается верхний плодородный слой, снижается плодородие почвы. В местах аккумуляции принесенных ветром веществ (балки, овраги, лесополосы, населенные пункты, сельскохозяйственные угодья) погибают многолетние насаждения и посевы, заносятся плодородные земли, оросительные каналы, дороги. Как денудация, так и аккумуляция резко нарушают нормальное течение процессов почвообразования.
Климатические условия земного шара закономерно изменяются от экватора к полюсам, а в горных странах – от подножия к вершине. В этом же направлении закономерное изменение испытывает состав растительности и животных.
Воды. Формирование почв происходит под влиянием поверхностных и грунтовых вод. Их роль сводится главным образом к перемещению взмученных веществ, растворенных соединений под влиянием гравитационных и капиллярных сил, гидролизу почвенных минералов; при застое воды развиваются глеевый и болотный процессы.
Определенное влияние на почвообразование оказывают почвенно-грунтовые воды. Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Для большей части почв на междуречных пространствах основным источником воды служат атмосферные осадки. Однако там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почвы химическими соединениями, которые в них содержатся, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате воздействия грунтовых вод формируются особые почвы.
Биологический фактор. Является ведущим в процессе почвообразования. Его развитие стало возможно только после возникновения жизни. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.
Рельефпринадлежит к числу важнейших факторов почвообразования. Влияет на почвообразование главным образом косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия на почву грунтовых вод.
Роль и значение макро-, мезо- и микрорельефа заметно отличается. С формами макрорельефа (равнины, горы, низины) может быть связано изменение количества осадков по мере распространения воздушных масс, приносящих их. Это создает условия для постепенной смены типов растительности, а значит, и почв. В горах при изменении высоты местности изменяется температура воздуха, характер увлажнения, что и обусловливает вертикальную зональность климата, растительности и почв.
Элементы мезорельефа (холмы, гряды, водоразделы, овраги) перераспределяют солнечную энергию и атмосферные осадки на ограниченной территории. На равнинных участках рельефа почти все атмосферные осадки воспринимаются почвой; склоны из-за стока теряют воду, а в понижениях она может излишне накапливаться, вызывая заболачивание. Существенно различие в инсоляции южных и северных склонов – до 10°С, что отражается на водном режиме и характере растительности.
Отрицательные и положительные элементы рельефа, рядом находящиеся, имеют, как правило, разный водно-воздушный и пищевой режим, неодинаковую реакцию (рН). Поверхностный и внутренний сток вызывает направленную миграцию твердых частиц (растворенных веществ) – устанавливается обмен веществ между формами мезо- и микрорельефа. В итоге мощность гумусового горизонта на склоне может в 2–3 раза меньше, чем в понижении. Сильный сток воды с крутых склонов вызывает эрозию почв, создает тяжелые условия для поселения растений.
Формы микрорельефа (мелкие западины, кочки, пригорки) содействуют возникновению отличий в среде обитания растений, формированию микроструктуры растительного покрова и большого разнообразия почвенных сочетаний и комплексов.
В зависимости от положения в рельефе и степени увлажнения различают автоморфные (почвы водоразделов, склонов), полугидроморфные (заболачиваемые) и гидроморфные почвы. Последние две группы (ряды) почв находятся в сопряженной зависимости от автоморфных почв, то есть почвы понижений испытывают воздействие поверхностных и грунтовых вод, обогащенных химическими элементами и соединениями, извлеченными из почв выше расположенных участков. Геохимическая зависимость полу- и гидроморфных почв от автоморфных называется геохимическим сопряжением. Геохимическая связь в условиях мезорельефа имеет одностороннюю направленность.
В условиях микрорельефа эта связь имеет двухстороннюю направленность – химические элементы, мигрирующие с поверхностным стоком в микрозападины, обогащает их. Но иссушение микроповышений вызывает капиллярное подтягивание почвенных вод из понижений – некоторая часть элементов тоже подтягивается.
Вопрос 11. Роль растений в почвообразовании. Роль животных в почвообразовании.
Длительное взаимодействие материнских пород с растительным и животным миром создает специфические качества, отличающие почву от горных пород. Значение животных и растительных организмов в почвообразовании определяется массой и геохимической работой, которую они выполняют.
Читайте также: