Горные экосистемы

Различия набора высотных зон на макросклонах определяет инсоляционная или циркуляционная экспозиция. Асимметрию спектров усиливает их расположение на границе разных широтных географических поясов, например умеренного и субтропического (Большой Кавказ, Тянь-Шань). В этом случае действуют все факторы формирования различий в климате и природе соответствующих географических поясов, а влияние этих факторов совмещается с воздействием макроэкспозиции. Это воздействие сильнее в условиях более континентального климата, чем объясняются, например, более существенные экспозиционные различия в восточных частях Кавказа по сравнению с западными. Экспозиционные различия в широтных и субширотных горных системах ярче проявляются в низкогорье и особенно в среднегорье, в высокогорье же роль их затушевывается ...

1. Горы как среда обитания 3
2. Геолого-геоморфологические особенности горных экосистем 4
3. Климатические особенности горных экосистем 6
4. Гидрологические особенности водных экосистем 8
5. Особенности почвенного покрова горных экосистем 13
6. Биологическое разнообразие горных экосистем 14
7. Ландшафтное разнообразие горных территорий 17

Горы на протяжении человеческой истории рассматриваются как специфическая среда обитания. В современной литературе по ландшафтной экологии специфическими особенностями гор как среды обитания считают:
- сочетание типичных геолого-геоморфологических, ландшафтно-климатических для равнин факторов и особых, обусловленных геофизическими и геохимическими особенностями среды;
- сложность для активного хозяйственного освоения, что объясняется большой абсолютной высотой и крутизной склонов, разнообразием и широким распространением опасных, в том числе катастрофических природных процессов различного генезиса;

4. Гидрологические особенности водных экосистем
Горные страны отличаются от окружающих равнин более высокой долей объёма стока в расходной части водного баланса. Это обстоятельство определяет высокую динамичность гидрологических объектов в горах, и соответственно, специфику экологических условий обитателей экосистем.
Горные реки отличаются крутым падением – от нескольких метров до первых десятков метров на километр на 2-3 порядка выше, чем у равнинных рек и соответственно бурным течением. Продольный профиль рек усложняется большим количеством уступов, которые выходя на поверхность, образуют пороги и водопады. Распространение уступов обусловлено различным геологическим строением долины.
Водный режим рек горных стран различается в зависимости от источников питания и абсолютной высоты гор. Реки, которые начинаются на небольшой высоте или в невысоких горах с тёплым климатом, имеют преимущественно дождевое питание. Фазы гидрологического режима в этом случае следуют сезонному распределению осадков. В районах с семиаридным или аридным климатом водность сильно колеблется между фазами режима – сток половодья и межени различается на несколько порядков
На горных реках со снеговым питанием половодье приходится также весну, но начинается позже, чем на равнинах, после таяния снегов на небольших высотах. В высоких горах с мощным покровом снегов и ледников пик половодья наступает летом. Зимой такие реки бедны водой. У некоторых рек с ледниковым питанием отмечается несколько пиков половодья, разделенных незначительным падением уровня раннее - от таяния снега в нижних и средних горизонтах, и поздние,- от таяния снегов и ледников в вершинной области гор. Горные реки, с высокой долей подземного питания имеют более равномерный режим стока, с некоторым падением водоносности в жаркое и сухое время года.
Специфической чертой многих горных рек является резко выраженная суточная динамика стока, обусловленная быстрым и обильным стеканием со склонов сток дождевых осадков в безлесных горах или таянием ледников в верховьях летом. В последнем случае количество воды в достигает максимума во второй половине дня или к вечеру, ранним утром уровень воды сильно спадает. Способность нерегулярно, быстро и сильно увеличивать водность после таяния снега или дождей считается специфической чертой селевого режима.
Динамика озер горных стран, преимущественно небольших, обусловлена деятельностью современных и древних ледников и гравитационными процессами. Наиболее распространённые в горах генетические группы озёр (за исключением тектонических): каровые, моренные, запрудные. Каровые озёра занимают впадины, выработанные морозным выветриванием и удалением его продуктов движением фирна и льда. Моренные озёра занимают участки горных долин, перегороженные конечными моренами ледников. Запрудные озёра возникают при пергораживании долин обвалами, чаще всего после землетрясений. Весьма часто объём и положение озёр неустойчиво, их котловины разрушаются современными геоморфологическими процессами.
Высота гор нередко превышает нижнюю границу хионосферы – область пространства, в которой годовой баланс твёрдых осадков положителен. Мощность хионосферы составляет 3-5 км и сравнительно мало зависит от подстилающей поверхности. Верхняя граница хионосферы обычно устанавливается проводится теоретически. К определению нижней границы хионосферы существует два подхода. Первый подход определение границы как линии, разделяющей области абляции и аккумуляции. В области абляции баланс массы ледника отрицательный за счёт таяния и испарения; в области аккумуляции – положительный. Второй подход через положение средней многолетней границы распространения снежников и ледников (снеговая линия). Положение снеговой линии зависит не только от баланса твёрдых осадков, но подвижности ледника и считается важнейшим физико-географическим показателем условий оледенения. В полярных широтах снеговая линия находится в низкогорногм ярусе (Шпицберген - высоты 200-370 м на наветренных склонах, 250-800 м - на подветренных. В тропиках снеговая граница поднимается до 6000 м и более: в Андах Южной Америки у тропика на юге Пуны и в Пампинских Сьеррах она превышает 6500 м (самое высокое положение в мире); на экваторе ее высота - 5300-5400 м.
Твёрдые осадки скапливаются в форме снежников и ледников. Снежниками называют неподвижные скопления снега, фирна и льда, которые сохраняются в течение всего теплого времени года или части его после схода сезонного снежного покрова. Снежники создаются метелевым переносом снега, способствующим его концентрации в понижениях и затененных, защищенных от ветра местах склона и лавины, соответственно по генезису выделяют навеянные и лавинные снежники. По устойчивости снежники могут быть летними (исчезают до начала осени) и перелетками (существуют несколько лет), Разнообразие снежников создаётся условиями формирования. Например,. среди навеянных снежников различают снежники подветренных склонов гребней хребтов и бровок плато, затененных склонов ущелий, водосборов горных ручьев, холмов и гряд морен, откосов и тыловых швов террас в горных долинах, уступов озерных террас, карстовых воронок и котловин. Во многих горных районах снежники наследуют места ледники последней стадии горного оледенения. Лавинные снежники разделяют на лотковые и снежники подножия склонов.
Лавины - пришедшие в движение и низвергающиеся снежные массы. Лавины – типичное явление в для большинства горных районов с устойчивым снежным покровом. Снег лавины скользит по поверхности либо низвергается в свободном падении. Нередко масса лавины значительно увеличивается при движении за счет захвата снега, лежащего ниже по склону. Скорость лавин иногда достигает 80-100 м/с, отложившиеся массы снега одной лавины могут иметь объем 2-6 млн куб. м, а ее мощность - 20-50 м. Лавины, состоящие исключительно из сухого порошкообразного снега при падении почти полностью распыляются. Лавины («грунтовые») несут множество обломков горных пород. При своем движении они сильно воздействуют на рельеф, а в месте неоднократной аккумуляции образуют конусы выноса, состоящие из принесенных обломков горных пород.
По характеру динамики выделяют лавины прямого действия, сход которых зависит от погодных условий, и лавины замедленного действия, которые подготавливаются преобразованием снежной толщи, в основном перекристаллизацией снега с разрастанием горизонтов разрыхления.
Горными ледниками называют скопления движущегося льда на суше форма и направление движения которых задаётся особенностями рельефа ложа. Среди собственно горных ледников выделяют ледники долин, вершин и склонов. Выделяют 13 наиболее распространенных типов горных ледников. Разнообразие собственно долинных ледников представлено простым, сложным и дендритовым подтипами Сложные долинные ледники состоят из двух и более ветвей. Дендритовые (древовидные) возникают при обильном поступлении твёрдых осадков и занимают долину главной реки с притоками. В некоторых случаях долинные ледники выдвигаются на предгорную (или межгорную) равнину образуется предгорный ледник типа Маласпина (по названию местности на Аляске).
Ледники вершин разделяют на подтипы по характеру рельефа. Ледники плоских вершин образуются на высоко приподнятых выровненных поверхностях. Выделяются два подтипа: ледники с растекающимися в разные стороны по крутостенным глубоким долинам языками (скандинавский подтип) и собственно ледники плоских вершин без значительных ледяных языков, часто совсем их лишенные (тянь-шаньский подтип). Ледники конических вершин образуются на горных вершинах соответствующей формы, обычно вулканических постройках.. Лед и фирн, покрывающие вершину, спускаются отдельными языками, которые часто известны под собственными топонимами. Ледники вершин молодых, не расчлененных долинами и цирками вулканических конусов получили название звездообразных. Ледники, занимающие кальдеры выделяются в отдельный подтип.
Склоновые ледники занимают локальные понижения в склонах Часто в горах встречаются висячие ледники, которые бывают двух подтипов: карово-долинные, располагающиеся в каре, но начинающие сползать из кара в долину, и собственно висячие, не приуроченные к каким-либо резко выраженным депрессиям, а использующие лишь пологую вогнутость склона. Навеянные ледники образуются в отрицательных формах рельефа и на подветренной стороне возвышений от наметенного ветром снега, который в полярных и субполярных широтах не успевает стаивать за лето. Они возникают у подошвы скалистых уступов террас, у задних стенок каров, в узких затененных ущельях и состоят из фирна и фирнового льда.
Экологическое значение горных снежников и ледников в биосфере обусловлено их ролью регуляторов водного режима рек, преимущественно засушливых территорий. Горные ледники обеспечивают питание рек в летнюю межень, причем максимум расходов таких рек с ледниковым питанием приходится на жаркие и сухие летние месяцы,, особенно велика их роль как поставщиков воды для орошения, например оазисов Средней и Центральной Азии.
5. Особенности почвенного покрова горных экосистем
Почвенный покров в горах отличается высокой сложностью и контрастностью. Условия почвообразования быстро изменяются с высотой, образуя высотные зоны, аналогичные широтными зонами равнин, но не тождественные им. В границах высотных поясов дифференциацию почвенного покрова определяет чередование экспозиции, почвообразующих горных пород, условий стока
В горах распространены практически все типы почвообразующих процессов, но строение почв отличается от равнинных аналогов щебнистостью, смытостью и намытостью. Наиболее распространённые почвообразующие породы представлены продуктами выветривания коренных пород - элювиием массивно-кристаллических пород, песчаников, сланцев, известняков и других карбонатных пород, на элювиально-делювиальных отложениях и делювии коренных пород. Специфическим для гор таксоном являются вулканические почвы. На вулканических горах почвенный покров насыщается продуктами извержений и отличается высоким и устойчивым плодородием. В условиях ритмической активности вулканов образуются циклы чередования погребенных почв и прослоек твёрдых продуктов вулканических извержений. Косвенное влияние вулканизма на почвообразование проявляется через грунтовые воды, обогащенные соединениями кремния и алюминия. От вулканических вод
Структура почвенного покрова в горах отличается от равнинных территорий хорошо выраженной вертикальной зональностью, слабой выраженностью микроструктур, значительную роль «мозаик и сочетаний-мозаик. Среди горных стран почвенный покров дифференцируется по генезису горного сооружения – складчатым, возрожденным горах, молодым вулканическим горам и лавовым плато.
6. Биологическое разнообразие горных экосистем
Растительный покров, как и почвенный, отличается большой сложностью и разнообразием Основной закономерностью дифференциации растительного покрова в горах, так же как и почвенного покрова, является высотная зональность, которая применительно к растительности называют высотной поясностью. На изменчивость условий от склонов к вершине накладываются различия экспозиции, уклона поверхности, литогенной основы, различия в крутизны склонов, распределении влаги и т. д..
Сложные условия для сельскохозяйственного освоения горных территорий способствовали сохранению здесь естественной растительности, прежде всего лесов. Степень сохранности горных лесов меньше на относительно густонаселенных территориях, но всё же существенно выше, чем на равнинах. Нижняя граница леса обусловлена соотношением тепла и влаги; верхняя - ограничена коротким периодом вегетации, действием ветров, лавин, бедностью субстрата элементами минерального питания. Соответственно выделяют разные типы верхних границ леса – климатическую (термическая и ветровая), лавинную, геоморфологическую. Известные изменения положения границы леса связаны с динамикой климата и антропогенной деятельностью. Современная высота верхней границы леса сильно от локальных условий. Средняя высота верхней границы леса составляет на широтах выше 60 градусов – несколько сотен метров, на 50-х широтах от нескольких сотен до 1500 м, на 40-х широтах – от 1500 до 2500 м (редко, Береговые хребты Северной Америки – до 3000 м), на 30-х широтах от 2000 до 4000 м (редко, на островах, ниже 2 км); в низких широтах от 2500 м до 4000 м (редко выше).
Горные леса выполняют средообразующее значение на горных территориях, через противоэрозионную, почвозащитную и водоохранную функции. Леса защищают нижние части гор от селей за счёт препятствий быстрому стоку вод к каналам стока с водосборов. Деревья верхних лесных поясов служат непосредственной защитой от разрушительного действия лавин, в том числе и от уничтожения лесов, расположенных ниже. На лавиноопасных склонах у верхней опушки леса защиту от лавин обеспечивает полоса редколесья и криволесья существенно более устойчивого к механическому воздействию в сравнении с хвойной и лиственной растительностью.
Над верхней границей леса располагается высокогорная растительность, в которой (для альпийских гор Западной Европы, Кавказа, Тянь- Шаня, более влажных районов Гис- саро-Алая, Алтая и пр.) выделяют два пояса — субальпийский и альпийский. В субальпийском поясе луговая относительно высокотравная растительность сочетается с низкорослыми стелющимися кустарниками. В отдельных случаях кустарнички доминируют в нижней части субальпийского пояса и формируют особый пояс – криволесье. Растительность альпийского пояса представлена преимущественно низкотравными лугами. В районах с конитнентальным климатом Азии горно-луговая растительность представлена высокогорными степями и холодными высокогорными пустынями. Растительность высокогорий в экваториальном и субэкваториальном поясе представлена сообществами горными лугами и «парамос» — сообщества ксероморфной растительности с крупными дернинами злаков, среди которых разбросаны древовидные сложноцветные (эспелеции, сенеции и др.).
Главным фактором дифференциации растительности по высотным поясам является изменение температуры. В регионах с океаническим или переходным к континентальному климату на структуру высотной поясности влияет обеспеченность горной территории влагой. В континентальных районах влияние фактора уменьшается, поскольку для горных стран в континентальном климате характерны виды деревьев с большой экологической амплитудой в отношении температур и влажности
Большое видовое и экологическое разнообразие естественной растительности гор определяет, наряду со средообразующей значимостью, высокую хозяйственную ценность. Непосредственное использование ресурсов растительности (лесные, пастбищные угодья) обеспечивает нужды в основном местных жителей и имеет подчинённое значение на уровне экономики страны или региона. Существенно большее социально-экономическое и экологическое значение имеет развитие горных территорий как объектов отдыха и туризма, в том числе, контролируемого - в границах особо охраняемых природных территорий.
Горная фауна нередко сильно отличается от соседних равнин, особенно при резком контрасте природных условий. Распределение видов объясняется различными экологическими условиям в горах и на равнинах и длительно развивающимися адаптациями к обитанию в горных, в том числе высокогорных, условиях. Развитие адаптаций обусловило появление специфических горных видов и родов животных. Таков, например, род горных баранов, заселяющих горы Евразии и запада Северной Америки. В горах Голарктики, к которой относятся большая часть Евразии (кроме юга) и Северная Америка, много представителей горной фауны среди млекопитающих и птиц. Животные, обитающие в нескольких изолированных горных системах, имеют разорванные ареалы.
Высотно-зональное распределение фауны в целом связано с высотной поясностью растительности, но менее тесно для высокоподвижных видов видов. Разумеется, представители животного мира отличаются большей подвижностью, теплокровные животные сравнительно независимы от условий внешней среды. Многие высокогорные животные на холодное время года спускаются из высокогорья в более низкие зоны и пояса. Вертикальные сезонные миграции бывают связаны с погодно-климатическими условиями, и с наличием корма. Бурый медведь в горах Кавказа, например, перемещается по высотным поясам, следуя источникам корма – созреванию плодов бука, или ягод кавказской черники. Многие животные приспособлены к определенным условиям окружающей среды и (или) особенностям питания, иногда сравнительно узкой экологической нише, поэтому многие животные характерны для биоценозов определенных высотных зон и поясов.
Особенно специфична и сравнительно ограничена вертикальными миграциями высокогорная фауна. Многие высокогорные виды занимают разорванный ареал, соответствующий высокогорьям.
7. Ландшафтное разнообразие горных территорий
Разнообразие горных ландшафтов систематизировано в отечественном ландшафтоведении в иерархической классификации, которая построена на использовании зонального, секторного и азонального принципов.
На зональном принципе выделены высотно-зональные типы ландшафтов. Это комплексы природных условий, обособленные по сочетанию тепла и влаги (значение коэффициента увлажнения или радиационного индекса сухости), ландшафтно-геохимическим особенностям — интенсивностью и элементным составом воздушной и водной миграции, в большинстве случаев определенным типом почв и типом растительности.
В границах умеренного географического пояса выделяют горно-луговой, горно-лесной, горностепной типы ландшафтов. В субтропическом и тропическом географических поясе аналогичные типы выделяются с добавлением определения «субтропический» или «тропический». В горах тропического пояса есть специфические типы ландшафтов, которые в умеренном и субтропическом поясах не встречаются, в частности горно-парамосный.