9. Биота как компонент ландшафта (свойства, функции, связи влияющие на ландшафтную организацию).

Биота и ее роль в структуре и функционировании ландшафта. Биота – совокупность растительности и животного мира. Биота – самый активный компонент ландшафта.

Влияние биоты на природные геосистемы стало существенным около 570 млн. лет назад, когда начался фанерозой (эра явной жизни). Стал активно идти биохимический процесс фотосинтеза. С этого времени природные геосистемы существенно изменились под воздействием биоты: содержание кислорода в воздухе увеличилось в 1000 раз, сформировалась почва, кора выветривания и т.д.

93% всех видов растений и животных обитает на суше. Биомасса – количество живого вещества, обитающего в данном месте. Биомасса обычно измеряется в т/га. Биомасса земного шара составляет 2 трлн. Т сухого живого вещества, из них 98% - биомасса наземных растений. Биопродуктивность – количество живого вещества, которое производят живые организмы (главным образом, зеленые растения) за год на единицу площади. Биопродуктивность земного шара составляет 170 млрд. т сухой массы в год. Из них 25-27% - водоросли, 35-37% - леса суши, 25-30% травянистые, кустарниковые сообщества степей, саванн и пустынь.

По трофическим (пищевым) цепям биота делится на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты – зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют неорганическое вещество в органическое. Консументы – живые организмы, не производящие органическое вещество, но потребляющие в пищу продуцентов. Различают консументов 1, 2, 3-го порядков. Редуценты – главным образом микроорганизмы, разлагающие отмершее органическое вещество на минеральные составляющие.

^ Закон пирамиды энергии, или закон трофической пирамиды (правило 10%): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии. В этом законе в биоте реализуется 2-ой закон термодинамики. Остальные 90% диссипируются (рассеиваются) в окружающую среду. Так или иначе минеральные вещества снова оказываются в почве и используются растениями для питания. Таким образом, осуществляется малый биологический круговорот. Этот круговорот частично разомкнут, так как часть веществ выбывает из круговорота на долгое время, например, органические вещества, образующие гумус. В настоящее время в год расходуется столько энергии, сколько было накоплено биотой за 370 млн. лет. При таких темпах использования полезных ископаемых биогенной энергии хватит на 4,5 тыс.лет.

Факторы жизни растений:

- свет;

- тепло;

- вода;

- воздух;

- элементы минерального питания.

Согласно закону незаменимости, для жизни растений необходимо наличие всех этих пяти факторов. ^ По закону минимума (закону Либиха)биопродуктивность растений в наибольшей степени зависит от того фактора, который находится в минимуме.

10.Понятие «природный территориальный комплекс» (ПТК) и «геосистема», типы связей между компонентами ландшафтов. Природный территориальный комплекс – участки земной поверхности характеризующиеся общностью происхождения, развития и однотипностью взаимодействия природных компонентов: горных пород, рельефа, нижних слоев тропосферы с климатическими характеристиками, поверхностных и подземных вод, почв, растительности и животного мира.. Геосистема – «это особый класс управляющих систем; земное пространство всех размерностей, где от­дельные компоненты природы находятся в си­стемной связи друг с другом и как определен­ная целостность взаимодействуют с космиче­ской сферой и человеческим обществом» (Сочава.)

В ландшафте различают вертикальные и го­ризонтальные связи. Связи вертикальные это связи между компонентами ландшафта – между климатом, горными породами, подзем­ными и поверхностными водами, почвами, растительным и животным миром. Изучение вертикальных связей привело к фор­мированию представлений о моносистемной модели геосистемы.

Анализ верти­кальных связей – начальный шаг к познанию ландшафта и его морфологической струк­туры. Анализ вертикальных связей необходим в практических целях:

1.для предска­зания последствия изменений  например, по изменению харак­тера растительности дать заключение об изме­нении режима увлажнения;

2.для управления воздействием на один компонент (или их группу) с целью получения положи­тельного эффекта от других (например, регу­лирование водно-теплового режима почв для повышения биопродуктивности). ^ Связи горизонтальные (латеральные) – между соседними геосистемами.

Они проявляются в формирова­нии пространственной структуры ланд­шафтных образований, таких, как геохора, катена, парагенетические ландшафты, геохи­мические ландшафты и т. д. Эти связи про­являются также во влиянии одного ландшафта на другой, в формировании океанических и континентальных типов ландшафтов. Изучение горизонтальных связей привело к формированию полисистемной или хорической модели ландшафтов.  Различают связи прямые, направленные от более «активного» объекта или явления к дру­гому, более «пассивному», объекту или явле­нию (таковы, например, связи, возникающие при воздействии какого-либо сооружения на грунтовые воды), и связи обратные, возникаю­щие как ответная реакция «пассивного» объек­та и влияющие на состояние «активного» объекта. Межкомпонентные связи в ландшафте не являются абсолют­но жесткими. Они носят вероятностный характер. Природные ком­поненты обладают некоторой степенью свободы в своем поведе­нии. Благодаря этому, ландшафт может более или менее пластично реагировать на возмущающие импульсы внешней среды. Ландшафт способен существовать только при условии "дви­жения через него потока вещества, энергии и информации" .Вещественные, энергетические и информационные свой­ства природных компонентов теснейшим образом взаимосвязаны и отдельно друг от друга в природе не существуют. Поэтому веще­ственно-энергетический и информационный обмен между компо­нентами и геосистемами в целом немыслим в их раздельности. Однако в ходе ландшафтного анализа удается различать его виды. Особенно ярко межкомпонентные вещественно-энергетичес­кие связи прослеживаются в биогеохимическом (малом биологи­ческом) круговороте, наиболее важном в превращении ландшафта в целостную геосистему. Растительность выступает в нем самым активным компонентом. Недаром В. Б. Сочава назвал ее критичес­ким компонентом ландшафта. Непременными и незаменимыми факторами жизни растений служат, как известно, свет, тепло, воздух, вода и элементы минерального питания. Даже из простого их перечня видно, что для существования растительного покрова не­обходимы все природные компоненты ландшафта.

Информационные связи в ландшафтах прослеживаются как в пространстве, так и во времени. Суть их состоит в передаче тер­риториального и временного упорядоченного разнообразия одним природным компонентом другому компоненту, и наоборот. Таким образом, компоненты как бы стремятся запечатлеть свою простран­ственно-временную организацию в других компонентах и геосис­теме в целом.

Классическим примером информационного влияния релье­фа на ландшафт является известное правило предварения В. В. Але­хина (1882-1946), известного геоботаника, профессора МГУ. Со­гласно правилу предварения, на склонах северной экспозиции раз­вивается растительность более северных зон, подзон, а на скло­нах южной экспозиции – более южных. В лесостепной зоне, на­пример, склоны долин и балок, обращенные на север, как правило, заняты широколиственными лесами, а склоны южной экспозиции -степными ценозами. Межкомпонентные связи в ландшафте не являются абсолют­но жесткими. Они носят вероятностный характер. Природные ком­поненты обладают некоторой степенью свободы в своем поведе­нии. Благодаря этому, ландшафт может более или менее пластично реагировать на возмущающие импульсы внешней среды. До опре­деленных пороговых нагрузок он способен оставаться относитель­но устойчивым.