Найбільша в світі зона степових екосистем розташована в Євразії. Тут степи тягнуться безперервною смугою від Угорщини до Забайкалля. Ширина східної і західної кінцівок - 150-400 км, а в центральній частині - на рівнинах Східної Європи чи Західного Сибіру і Казахстану - до 600 км. З півночі зона обмежена лісостепом, а з півдня в європейській частині - морями.
Степ має три характерні особливості. По-перше, степові екосистеми характеризуються низьким трав'яним покривом з перевагою злаків, здатних переносити періодичну посуху. По-друге, для степів характерні кореневі маси, які в десятки разів більші за надземну зелену масу (кажуть, що степ - це "ліс - догори ногами"). По-третє - здатність степової органіки до швидкої трансформації - накопиченню чи розкладу до мінеральних складових. Це відбувається внаслідок хімічної пластичності трав'яної тканини, клітини якої бідні на дубі л ьн і речовини і механічні утворення.
З усіх природних екосистем степові є самими уразливими і чутливими до зовнішнього впливу. Цим пояснюється значна різноманітність степів і різна зміна їх стану в залежності від пори року (тобто від часу) і місця розташування (від просторових координат). Масштаби зміненості степових екосистем значно перевищують можливі зміни в лісових чи водних екосистемах.
Просторові координати ділянки степу прийнято визначати так званими градієнтами - широтно-зональним, континентальним та висотно-поясним.
Широтно-зональний градієнт характеризується розташуванням ділянки в градусах північної широти і визначає кількість сонячного тепла, яке надходить на поверхню степу. Реальне використання тепла визначається різницею між надходженням та витратами на випаровування, теплообмін в фунті і дорівнює 25...40 ккал/см2 Енергетичний градієнт складає 3...4 ккал/см на широтний градус.
Градієнт континентальності визначає розташування ділянки по відношенню до геометричного центру материка. Для євразійського степу вплив градієнту континентальності в північно-південному напрямку "перекривається" широтно-зональним і тому має значення, головним чином, у східно-західному напрямку. Відлік по градієнту повинен починатися в центрі материка, а саме - в Туві і звідси йти до східних чи західних окраїн. У результаті кожна широтна зона являє собою утворення, окремі довготні ділянки якої, отримуючи однакову кількість сонячної радіації, суттєво різняться за іншими показниками. Сутність градієнту континентальності складає різниця атмосферного тиску над сушею і океаном у зв'язку з різним фізичним станом речовини в них. Це призводить до переміщення повітряних мас, які несуть з океану на континент вологе повітря і опади, а в протилежному напрямку - суху повітряну масу.
Тиск атмосфери над центром Туви сягає 1036 мілібар. Сибірський антициклон - найбільша на землі область високого тиску. Направлена вісь високого тиску, неоднозначна по своїй багатотисячокілометровій довжині. Чим далі від центру сибірського антициклону, тим слабкіша його дія і тим сильніший вплив атлантичних Середземно- і чорноморських циклонів. Сумарний ефект градієнту континентальності характеризується кліматичними показниками євразійського сухого степу, наведеними в табл. 2.13.
Значно відрізняються не лише середньорічні показники, а і сезонна ритміка погоди (табл. 2.14).
Висотно-поясний градієнт проявляється там, де довга степова смуга переривається гірськими підвищеннями (Карпати, Алтай тощо). Степові екосистеми тут займають території на висотах від сотень до двох тисяч метрів і характеризуються різноманіттям видів організмів.
Під дією розглянутих трьох градієнтів формуються особливості ділянок степу і, перш за все, тип ґрунту. Ґрунтоутворення відбувається внаслідок трьох взаємопов'язаних процесів - гумусонакопичення, карбонатизації і засолення. На півночі степової екосистеми переважає гумусонакопичення і там характерними є чорноземи. В середній полосі степів головним є процес карбонатизації, що сприяє утворенню темно-каштанових ґрунтів. Південні степи мають світло-каштанові ґрунти внаслідок переважності процесу засолення.
Таблиця 2.13 Клімат екосистеми степу Євразії
Показник | Ділянка степу | |||||||
Придунайська | Причорноморська | Волга, Дон | Урал | Казахстан | Тува | Забайкалля | Приамур'я | |
Довгота (градуси) | 20-30 | 30-40 | 40-50 | 50-60 | 70-80 | 90-100 | 110-120 | 120-190 |
Опади за рік (мм) | 412 | 330 | 325 | 300 | 235 | 215 | 306 | 450 |
Температура середньорічна (°С) | +9 | +7 | +5 | +3 | +1 | -6 | -3 | -1 |
Тривалість безморозного періоду (Діб) | 300 | 260 | 205 | 200 | 193 | 98 | 114 | 150 |
Амплітуда температур середньорічна (°С) | 27 | 29 | 35 | 37 | 39 | 53 | 48 | 45 |
Процеси ґрунтоутворення протікають при активній участі мікроорганізмів, загальна кількість яких зменшується по зонах "північ - середня полоса - південь" у співвідношенні 5:2:1.
Таблиця 2.14 Сезонна ритміка погоди
Регіон | Пора року | ||
Весна | Літо | Осінь | |
Україна Сибір | Дощова, тепла Суха, прохолодна | Сухе, жарке Дощове, жарке | Дощова, тепла Суха, прохолодна |
У табл. 2.15 наведені дані впливу градієнту континентальності на кількість мікроорганізмів, які впливають на початковий розпад органіки (неспорові) чи мінералізацію ґрунту (актиноміцети).
Таблиця 2.15 Показники мікроорганізмів
Група мікрофлори | Регіон | ||
Україна | Урал | Західний Сибір | |
Неспорові Актиноміцети | 1566 1183 | 1373 1840 | 1275 2074 |
Рослинний світ степу характеризується наступним. Якщо на півночі панують багаторічні широколисті злаки, то на півдні - вузьколисті. Видове різноманіття зменшується з 80 видів на одному квадратному метрі лугового степу до 3-5 в опустелсному степу. Структура фітомаси характеризується значеннями, що наведені в табл. 2.16.
Таблиця 2.16 Фітомаса степових екосистем
Регіон | Фітомаса (кг/га) | |||
Надземна | Підземна | Сумарна | ||
Жива | Мертва | |||
Україна Казахстан Хакасія | 2,0 1,2 1,7 | 3,7 3,0 1,6 | 20,0 21,4 37,9 | 25,7 25,6 41,2 |
Тваринний світ степу по масі на 95% складається з безхребетних ґрунтових мешканців, кількість яких з 0,4 т/га в лугових системах зменшується до 0,05 т/га в опустелених степах як за рахунок зменшення видового різноманіття, так і внаслідок зниження чисельності осіб більшості груп тварин. Наприклад, кількість панцирних кліщів - головних учасників процесу переробки рослинних залишків - знижується з 80 тисяч на квадратний метр площі північного степу до 3,5 тисяч на півдні. Число круглих черв'яків (нематод) зменшується з 30 до 6 мільйонів, а дощових - з 140-150 до 10-15 особин на квадратний метр. Винятком є деякі види, які добре пристосувались до посухи. Так, кількість жуків-лущильників збільшується з 25 до 200 екземплярів на квадратний метр.
2.4.1. Типи глобальних екосистем
2.4.2. Зовнішні зв'язки глобальних екосистем
2.4.3. Планетарна і біосферна екосистеми
2.4.4. Наземна природна глобальна екосистема
2.4.5. Водна природна глобальна екосистема
ГЛАВА 3. ПРИРОДА І ЛЮДИНА
3.1. Еволюція взаємовідносин між людиною і природою
3.2. Позитивний вплив людини на природу
3.2.1. Заповідний напрямок