Природная зона степи России: где находится, карта, климат, почвы, флора и фауна
Евразийская степь находятся в умеренном и субтропическом климатических поясах, и простирается на 8 тыс. км от Венгрии на западе через Украину, Россию и Среднюю Азию до Маньчжурии на востоке. Степная зона России представляют собой равнинную местность, покрытую травянистой растительностью и практически лишенную деревьев, за исключением берегов рек. На степных почвах хорошо растут кустарники и множество видов трав.
Поскольку климат с запада на восток страны приобретает резко континентальный характер, меняется состав флоры и фауны. В степях России очень плодородные земли, поэтому большая часть территории природной зоны была преобразована под сельскохозяйственные угодья. Деятельность человека привела к разрушению огромных участков девственной степи, а также сокращению численности уникальных видов растений и животных.
Географическое расположение и типы степей России
Степная зона России простирается от Черного моря до Алтая на юге страны. Визуальной северной границей является Тула, реки Кама и Белая. На юге степи доходят до Кавказских гор. Часть зоны лежит на Восточно-Европейской равнине, другая располагается на Западно-Сибирской. При движении с юга на восток степные ландшафты встречаются еще в котловинах Забайкалья. Зона степи граничит с лесостепью на севере, а также полупустынями и пустынями на юге. Природные условия на территории степи неодинаковые. Отсюда разница в составе растительного мира. В России существует 4 следующих типа степей:
- Горные: степные земли Кавказа покрыты многочисленными видами трав, за исключением осоковых.
- Луговые: занимают большую часть европейской России и Западную Сибирь. В этой ландшафтной зоне растет разнотравье и злаковые. Густой зеленый ковер оживляют яркие цветоносы.
- Ковыльные: степи Оренбургской области покрывают разновидности ковыля.
- Пустынные: перекати-поле, прутнянка и ковыль встречаются на землях Калмыкии. Растительный покров территории значительно пострадал от деятельности человека.
Климат степей
С юга на восток климат русской степи меняется с умеренно-континентального до резко-континентального. Средняя температура зимой на Восточно-Европейской равнине составляет -5°C. У границ Западно-Европейской равнины эти показатели снижаются до -30°C. Зимы малоснежные, часто дуют ветра.
Весна наступает резко, надвигаясь, благодаря воздушным массам, с юга и юго-запада. В конце марта столбик термометра поднимается до отметки 0°C. Снег быстро тает, новых осадков практически нет.
Температура летом составляет +25°C, большинство дней ясные и солнечные. Осадки приходятся именно на теплое время года, их выпадает не менее 400 мм. Степи характеризуются засушливостью. Суховеи иссушают почву, приводят к эрозии, образуют овраги. Резкий перепад суточных температур на 15°C роднит степи с пустынями. Степная осень продолжительная, ветров практически нет, до ноября средняя температура составляет около 0°C.
Степи на юге России более мягкие благодаря южным ветрам. Ветер с юга приносит влажный воздух, который смягчает зимы и снижает летнюю жару. Зимой в южных областях часто случаются циклоны, а летом в долинах рек образуются туманы.
Степи на западе имеют более суровый климат, зимой, при температуре -50°C почва промерзает на 100 см. Снега выпадает мало, почти никогда не бывает оттепелей. Снежный покров сходит в середине апреля. Лето, продолжительностью три месяца, наступает в мае. Первые заморозки случаются в октябре, через месяц начинается зима.
Растительный и животный мир
Основной покров степи составляют злаковые культуры, растущие пучками, между которыми виднеется земля. Травы хорошо переносят жару и засуху. Некоторые из них сворачивают листву, чтобы избежать испарения. Чаще остальных растений встречается ковыль. Его размер зависит от региона произрастания. Не менее распространен в степи род злаков Тонконог. Колосовидные метелки многолетников являются кормом для животных.
Большинство растений имеет темный окрас листвы, спасающий от лишнего испарения влаги. В степях произрастает ирис карликовый, шалфей луговой, кермек, астрагал, лабазник, шпажник, полынь. Огромное значение играют медоносы: донник, люцерна, гречиха, фацелия, пустырник и подсолнечник.
Фауну степной зоны России нельзя назвать разнообразной. Крупным животным негде спрятаться, поэтому здесь встречаются небольшие зверьки: суслики, сурки, хомяки, тушканчики и ежики. Грызунами питается степная лисица. Мелкие животные служат пищей для волков, диких котов и хорьков. Среди хищных птиц распространены совы, ястребы, луни и канюки. Кроме них, в степях обитают утки, дрофы, журавли и цапли. В степной зоне можно встретить земноводных и рептилий: лягушек, жаб, ящериц и змей. Степные антилопы, сайгаки, живут стадами, и приспособились долгое время обходиться без воды.
Почвы
Чернозем сформировался под воздействием высоких температур и пониженной влажности. Он отличается высокой плодородностью. В верхних слоях активно формируется гумус. Его горизонт в районе Кубани достигает 100 см. Южнее, из-за засухи, часто встречаются засоленные и солончаковые почвы. Во многих районах на поверхности активно протекает процесс эрозии. В условиях засухи можно наблюдать вымывание из верхнего слоя кальция, магния и натрия. В черноземе содержатся миллиарды полезных почвенных микроорганизмов. Распаханные земли степей дают 80% от всей земледельческой продукции России.
Хозяйственная деятельность
Первые поселенцы степей занимались скотоводством. Затем люди начали активно распахивать земли и засеивать их. Сегодня на этих территориях выращивают кукурузу, пшеницу, подсолнечник и рис. Обилие света и тепла позволяют растить бахчевые культуры, дыни и арбузы. На юге часть земель отведена под виноградники.
Травяной покров — это отличная кормовая база для скота. В степной зоне занимаются разведением птицы, овец, свиней и коров. В крупных городах работают заводы. Рельеф позволяет отстраивать длинные автомагистрали. Степи плотно населены, большие города соседствуют с малонаселенными деревнями.
Экологические проблемы степей России
Деятельность человека, водная и ветровая эрозия приводят к опустыниванию степей. Земля становится непригодной для выращивания урожая, снижается плодородие почв. Из-за сокращения растительности на спад идут популяция животных. В борьбе за урожай человек применяет удобрения, которые загрязняют хрупкую экосистему. Искусственный полив приводит к засолению грунта.
Чтобы сохранить уникальный биом степи, необходимо усилить меры по защите редких растений и животных, создать новые заповедные территории. На охраняемых территориях уязвимые виды смогут быстрее восстановится. Степи России еще можно сберечь, но для этого необходимы совместные усилия государства и гражданского общества.
Источник статьи: http://natworld.info/raznoe-o-prirode/zona-stepej-rossii-raspolozhenie-karta-prirodnye-uslovija-zhivotnye-i-rastenija
4.3.2.Степные ландшафты.
Степные ландшафты — это травянистые, лишенные деревьев равнинные ландшафты с относительно сомкнутым ксерофитным травостоем. Эти ландшафты распространены в восточной части Европы и в Азии, протягиваясь широкой полосой от р.Дунай до Китая, обширные пространства занимают они в Северной Америке ( здесь они называются прериями). Небольшие участки степей встречаются в Южной Америке (Аргентина и Уругвай), где они называются пампасами. Причем степь всегда занимает промежуточное положение между летнезелеными лесами и пустынями. Степи менее ксерофитны, чем пустыни и более ксерофитны, чем леса.
Районы распространения степей характеризуются умеренным климатом со сравнительно небольшим количеством летних осадков.
Средние летние температуры составляют 20-25 0 С, зимние в зависимости от степени континентальности составляют от -4 -10 0 С до -24-30 0 С. Годовое количество осадков меняется от 500 — 600 мм до 300-350 мм. Коэффициент увлажнения составляет 0,7-0,4. Наибольшее количество осадков выпадает летом, в виде ливневых осадков, которые стекают в понижения, не просачиваясь в почву. Зимы малоснежные, так же не создают больших запасов влаги в почвах.
Степи, как и саванны, характеризуются ксерофильностью растительного покрова. Доминантные растения степей имеют тускло-зеленый или серо-зеленый оттенок вегетативных органов, что связано с наличием приспособлений к перенесению дефицита и высоких температур: опушение, мелкие размеры или изрезанность листовых пластинок, восковой налет. Травянистый покров степей в общем является довольно густым, но в более сухих степях он начинает изреживаться. Физиономически степи разных стран сходны, но по флоре различаются, хотя и имеются общие роды. Для всех степей характерны погодичные флуктуации растительного покрова: в сухие годы лучше развиваются ксерофильные виды, во влажные — менее засухоустойчивые.
Для степей характерны семейства злаков, сложноцветных, в меньшей степени крестоцветных, бобовых, значительно меньше мхов и лишайников, во многих ландшафтах они отсутствуют. В крупных флористических районах число видов в черноземных степях примерно то же что и в широколиственных лесах, т.е. близко к 2000.
Доминантами настоящих степей являются дерновинные злаки (перистые ковыли, типчак, мятлик, тонконог). Вторая по значимости синузия — разнотравье, включающее разнообразные жизненные формы. В состав степного разнотравья входят стержнекорневые растения (гвоздика, васильки), корневищные (вероника, подмаренник), корнеотпрысковые (полынь).
Особенностью степных растений является повышенное по сравнению с лесными растениями влажного климата содержание белка. Лучшие в мире пшеницы с наибольшим содержанием клейковины произрастают в засушливых степях. Во влажные годы урожай зерновых растет, но содержание белка и азота в семенах падает. Растворимые моносахариды также энергичнее накапливаются в сухом климате: фрукты и ягоды здесь слаще. Накопление нерастворимых углеводов (крахмал) напротив, более характерно для влажного климата. Многие растения степей богаты серой, которая входит в состав белков и сульфоорганических небелковых соединений («аллиловые» масла — горчичные и чесночные). Это обусловлено высоким содержанием серы в почвах. Железа и алюминия степная флора содержит мало, что объясняется малой подвижностью этих элементов в аридных ландшафтах.
В целом, относительное содержание водных мигрантов в степных организмах выше, чем в лесных, содержание золы в растительном опаде достигает 10%. По минеральному составу степные травы часто делят на три группы: 1) злаки с высоким содержанием кремния и невысоким азота, 2) бобовые со значительным накоплением калия, кальция, азота,
3) разнотравье, занимающее промежуточное положение. Имеются различия в распределении элементов по органам растений: кальций, кремний, железо и алюминий преимущественно накапливаются в корнях, натрий и калий — в надземных органах.
Интенсивность биологического поглощения для степей (Ах) следующая:
n*100 n*10 n n-0,n 0,n-0,0n
Cl > S, P > K > Ca, Mg, Na, Mn> Si, Al, Fe
Биомасса в степях на порядок ниже, чем в лесных ландшафтах — от 100 до 350 ц/га, большая ее часть сосредоточена в корнях (70-90%). Ежегодная продукция П составляет 30-55% от биомассы (13-50ц/га), коэффициент однородности ландшафта К в черноземных и каштановых степях составляет 0,77-0,88, а в субтропических сероземных возрастает даже до 0,95-0,97. Таким образом БИК степей по сравнению с лесными ландшафтами более прогрессивен.
Зоомасса в черноземных степях больше, чем в лесных ландшафтах и составляет около 6% от общей биомассы. Во влажные годы возникающие в степях «волны жизни» характеризуются резким ростом биомассы и числа видов, бурно развивается фауна. В засушливые годы биомасса уменьшается, видовое разнообразие падает, ландшафт приобретает более пустынный облик. Наземная растительная масса во влажные годы иногда в 10 раз больше, чем в засушливые.
Характерная особенность биологического круговорота в степях — скорость. Ежегодно в опад поступает 35-60% от биомассы (в тайге 1,5-4%). Характерно преобладание корневогоопада, поэтому при его перегнивании весь гумусово-аккумулятивный горизонт почвы насыщается гумусом. На поверхности почвы накапливается степной войлок, причем соотношение войлока к опаду зеленой части, характеризующее скорость разложения растительных остатков в степи, близко к 1. Ежегодно в БИК вовлекается сотни кг водных мигрантов (луговые степи 700 кг/га, южная тайга — 155 кг/га). В луговых степях с опадом возвращается 700 кг/га водных мигрантов ( в лесных — 120 кг/га).
В опаде степей, в отличии от опада широколиственных и хвойных лесов, содержится мало восков, смол, дубильных веществ и много азота, кальция, магния и других элементов питания, полностью нейтрализующих органические кислоты, что облегчает и ускоряет в степях процессы гумификации. Это определяет насыщенность поглощающего комплекса почв основаниями, их нейтральную и щелочную (слабощелочную) реакцию. Только в луговых степях возможна слабокислая реакция и некоторое количество обменного водорода в поглощающем комплексе.
В целинной степи вся верхняя толща почвы густо переплетена корнями, которые поглощают элементы питания, освобождающиеся в процессе минерализации органических остатков, и не дают им выйти за пределы почвенного профиля. Интенсивный биологический круговорот веществ охватывает почвенную толщу большей мощности, чем в почвах других ландшафтов.
Зональными почвами степей являются черноземы, которые в сухих степях сменяются темно-каштановыми почвами. В прериях и пампасах зональными почвами являются черноземовидные почвы — бруниземы. Для этих почв характерно интенсивное накопление гумуса и формирование мощных (до 1 м) гумусового (А) и переходного (АВ) горизонтов, содержащих гумус. В верхнем горизонте А в связи с энергичным разложением органических остатков почвенный воздух содержит много углекислого газе, а в растворе существует устойчивая система: ион кальция и ион бикарбоната (Ca 2* + 2HCO3 — ). В нижней части переходного горизонта углекислого газа становится меньше и из раствора начинает осаждаться (CaCO3), образуя иллювиальный карбонатный горизонт (В):
Определенную роль в осаждении СаСО3 играют испарение растворов и микроорганизмы, которые получают энергию для своей жизнедеятельности за счет данной реакции. Таким образом, иллювиальный горизонт является продуктом БИК, он не менее биогенен, чем гумусовый горизонт. Следовательно, основные горизонты степных почв — гумусовый и карбонатный — порождены одной причиной — биологическим круговоротом атомов. От интенсивности БИКа, мощности гумусового горизонта зависит глубина залегания карбонатного горизонта. Но если почвы формируются на карбонатных породах, то вскипание от НСl с поверхности. У сильно промытых черноземов карбонаты кальция встречаются с глубин в 1 м.
Накоплению гумуса в степных почвах способствует целый ряд факторов, и прежде всего поступление значительных масс растительного опада, легко разлагающегося и имеющего высокую зольность. В отличие от лесных ландшафтов, в почвах степей накапливается в 20-З0 раз больше органического вещества, чем в биомассе (луговые степи- до 8000 ц/га, сухие степи — 1000-1500 ц/га гумуса). В процессе разложения растительного опада степей формируются в основном гуминовые кислоты, дающие малорастворимые соли. В результате, подвижные формы гумуса составляют не более 10-20% от всей массы
Важным условием накопления гумуса в почвах степей является смена периода увлажнения почв весной и осенью летним засушливым периодом, когда запас влаги в верхнем полутораметровом слое почвы снижается до влажности завядания. Это тормозит жизнедеятельность организмов, в результате чего минерализация органических остатков приостанавливается и в почве накапливается гумус. В первой половине лета климатические условия благоприятствуют росту трав и усиленному поглощению ими влаги и элементов питания. Это способствует подтягиванию вместе с пленочной влагой некоторых элементов, выщелачиваемых за влажный весенний период из верхних горизонтов почвы. Таким образом, степная растительность не только обогащает почву органическими веществами, но и создает условия для аккумуляции в ней элементов минерального питания. Накоплению гумуса способствует также наличие зимнего охлаждения и замораживания почв. Низкие температур вызывают процессы денатурации гумуса, тем самым препятствуя его вымыванию. Для черноземов характерна нейтральная и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора Сохранению нейтральной реакции, а также оструктуриванию почвы способствует карбонатность материнских почвообразующих пород, а также высокая зольность растительных остатков и богатство золы основаниями. В формировании черноземных почв принимают участие большое количество микроорганизмов (по некоторым данным свыше 3,5 млн. на г почвы). Очень разнообразна фауна мелких животных, разрыхляющих и перемешивающих почву. Это разнообразные черви, мелкие грызуны, щелкуны, усачи, пыльцееды. Обитают и более крупные землерои — сурки, суслики. В результате их деятельности почвы становятся более воздухо- и водопроницаемыми, по норам гумус проникает в нижние горизонты.
В верхней части почв биогенным путем аккумулируются фосфор, сера, калий, Ах которых превышает 1 /иногда он равен 10/. Однако содержание этих элементов может быть и значительно ниже за счет выщелачивания или отчуждения с урожаем. Кальций аккумулируется биогенным путем, но он выщелачивается, что обеспечивает гидрокарбонатно-кальциевый состав почвенных растворов. Ах магния меньше, чем у кальция, но и вынос его слабее. БИК и выщелачивание определяют миграцию в почве некоторого количества кальция и натрия, однако их много меньше, чем кальция, поэтому кальций занимает основное место в поглощающем комплексе.
Для черноземных и темнокаштановых почв характерны два основных геохимических барьера: 1) биогеохимический в верхней части гумусового горизонта, где за счет биогенной аккумуляции накапливаются фосфор, сере, калий кальций, местами магний, натрий, стронций, медь, цинк, кобальт, мышьяк, серебро, барий, свинец и другие микроэлементы; 2) щелочной и термодинамический — в нижней части гумусового горизонта в верхней части карбонатного, где накапливается СаСО3. В этих почвах преобладает окислительные условия и отсутствие оглеения (железо неподвижно). Возможно при увеличении увлажнения на короткий срок создается слабовосстановительная или слабоокислительная среда с подвижным марганцем. Этим объясняется некоторое передвижение марганца и черный цвет гумуса. В темнокаштановых почвах постоянно окислительная среда, поэтому цвет коричневый, а марганец неподвижен.
Грунтовые воды степей являются истинными ионными растворами, нередко высокой концентрации. В них почти нет органических веществ и минеральных коллоидов. Они насыщены не только такими элементами как Са, но иногда также и Mg, Na, S, Cl, N. При испарении вод образуются минералы этих элементов. Так как воды бедны органическими соединениями, то они бедны свободной энергией, не агрессивны (нейтральные и слабощелочные). Часто насыщенные растворы не обладают ни растворяющей, ни разлагающей способностью, что определяет незначительное воздействие грунтовых вод на вмещающие породы.
Воздушная миграция в степях играет большую роль, чем в лесных ландшафтах и она усиливается с увеличением засушливости климата. С атмосферными осадками в степные ландшафты поступает около 1 ц/га солей (в луговые — 1-1,2; в типичные 0,75-1,0; в сухие — 0,6-0,9 ц/га). Это значительно меньше количества веществ, поглощаемых растениями и коэффициент атмогеохимической активности (КА) для луговых степей составляет 0,2-0,3; для типичных степей — 0,1-0,2 и для сухих степей 0,4-0,6. В степях, особенно в сухих, по воздуху перемещается огромное количество силикатной пыли и солей. Пыльные бури, возникающие в переходные (весенне-осенние ) периоды, приводят к существенным потерям вещества из верхних горизонтов почвенного покрова. Эти потеря значительно усиливаются при распашке, сопровождающейся полным уничтожением естественного травяного покрова. Вероятность возникновения пыльной бури и потери от нее увеличиваются по мере аридизации степи.
Степи включают несколько семейств, выделение которых связано с зональными и провинциальными особенностями. Выделяют: черноземные луговые степи кальциевые, кальциево-натриевые, кальциево-магниевые; средние и южные черноземные степи кальциевые, калиево-натриевые и кальциево- магниевые; сухие степи.Последние являются переходными между черноземными степями и пустынями. Между черноземными степями и сухими степями нет столь четких различий, как между тайгой и широколиственными лесами. Переходы в степях постепенные. Между сухими степями и пустынями также очень постепенные переходы и есть много общих черт.
Сухие степи подразделяются на северные и южные. Первые образуются на темно-каштановых почвах и характеризуются более интенсивнымБИКом, вторые — на светло-каштановых с меньшим БИКом. Для сухих степей характерна комплексность почвенно-растительного покрова с сочетанием каштановых почв с солонцами.
Евразийские степи сменяются с севера на юг по мере аридизации климата. В Северной Америке смена луговой прерии на настоящую и затем на низкотравную происходит с востока на запад (от океана вглубь континента) и также связана с аридизацией климата.
Геохимические проблемы здоровья населения и сельского хозяйства.
В луговых и черноземных степях богатство почв обменнымСа определяет ряд особенностей их флоры и фауны: растения не испытывают недостатка в Ca, животный мир имеет все признаки кальциевой достаточности. Велики в почвах потенциальные запасы других биофильных элементов — азота, фосфора и калия. Но они слабо подвижны и культурные растения часто в них нуждаются. Особенно резко сказывается недостаточность фосфора. Поэтому необходимо внесение удобрений, содержащих азот и фосфор, последний особенно, так как он повышает устойчивость растений к засухе.
В медико-геохимическом отношении ландшафты степей относятся к категории благополучных. Эндемический зоб, кариес и другие болезни, связанные с дефицитом элементов здесь распространены меньше. Но высокаякарбонатность вод приводит к более частым проявлениям мочекаменной болезни, связанной с жесткостью воды. Сухие степи отличаются избыточностью некоторых элементов и связанной с этим заболеваемостью: уролитиазом, флюорозом.
Важнейшая сельскохозяйственная проблема сухих степей — преодоление дефицита воды. Почвы и воды сухих степей сравнительно богаты большинством биологически ценных элементов, но и здесь наблюдается дефицит азота и фосфора, что связано с их малой подвижностью. В некоторых районах дефицитны марганец, йод, медь, кобальт.
Основные геохимические особенности степных ландшафтов.
* Водная миграция в степях ослаблена. Аридность климата определяет более слабый сток, чем в лесных ландшафтах, меньшее значение центра и прямых нисходящих водных связей, менее совершенное химическое сопряжение внутри автономного ландшафта и между автономными и подчиненными ландшафтами, развитие испарительной концентрации элементов.
* В результате более энергичной минерализации органических остатков содержание восстановителей в почвах и водах степей низкое. В автономных ландшафтах среда окислительная (Fe 3+ S 6+ U 6+ V 5+ ). Органические кислоты полностью нейтрализуются кальцием, натрием и другими катионами. Отсюда незначительная роль Н + и преобладание нейтральной и щелочной среды. В условиях степей и пустынь высокой подвижностью обладают лишь одно- и двухвалентные ионы, часто с большим радиусов, с резко выраженными кислотными или щелочными свойствами.
* В щелочной среде степей создаются благоприятные условия для миграции анионогенных элементов, которые малоподвижны в кислых лесных ландшафтах ( наоборот, многие катоиногенные элементы, которые были очень подвижны в кислых ландшафтах здесь малоподвижны). Степи как и пустыни — это царство низковалентных, преимущественно крупных ионов, обладающих низкими энергетическими характеристиками.
* Ведущую роль в степях играют обратные отрицательные биокосные связей. Благодаря биогенной аккумуляции в почвах накапливаются значительное количество биофильных элементов. Плодородные черноземные почвы степей являются продуктов Бика. Накопившиеся мощные запасы гумуса почв являются важнейшим фактором стабильности степных ландшафтов. Биогенная аккумуляция в этих почвах сильнее, чем в лесных, выщелачивание слабее, что объясняется щелочной средой, менее благоприятной для миграции большинства металлов (нет кислого выщелачивания), и слабым промачиванием в условиях сухого климата. Следовательно, резко выражен механизм отрицательной обратной биокосной связи, стабилизирующей состав почв.
* Степям присуща резкая геохимическая контрастность между водоразделами и долинами. Элементарные ландшафты получают примерно равное количество тепла, но количество влаги различно: подчиненные ландшафты получают ее больше, чем автономные.
* В степях (особенно в сухих) увеличивается влияние состава горных пород. Уменьшение по мере аридизации биологической информации приводит к увеличению роли неорганической информации (увеличению числа минералов и разнообразия почв и вод).
Источник статьи: http://studizba.com/lectures/33-nauki-o-zemle/593-landshaftovedenie/11232-432stepnye-landshafty.html
