Климат - один из важнейших факторов рельефообразования. Взаимоотношения между климатом и рельефом весьма разнообразны. Климат обусловливает характер и интен­сивность процессов выветривания, он же определяет в значитель­ной мере характер денудации, так как от него зависят «набор» и степень интенсивности действующих экзогенных сил. Как указы­валось выше, в разных климатических условиях не остается по­стоянным и такое свойство горных пород, как их устойчивость по отношению к воздействию внешних сил. Поэтому в разных клима­тических условиях возникают разные, часто весьма специфичные формы рельефа (см. ч. III). Различия в формах наблюдаются даже в том случае, когда внешние силы воздействуют на одно­родные геологические структуры, сложенные литологически сход­ными горными породами. Климат влияет на процессы рельефообразования как непосредственно, так и опосредованно, через дру­гие компоненты природной среды: гидросферу, почвенно-растительный покров и др.

Существенное влияние на процессы рельефообразования ока­зывает растительный покров, который сам является функцией климата. Так, поверхностный сток резко ослабевает или гасится совсем в условиях сомкнутого растительного покрова, при нали­чии хорошо развитой дернины или лесной подстилки даже на крутых склонах. Поверхности с разреженным растительным по­кровом или лишенные его становятся легко уязвимыми для эро­зионных процессов, а в случае сухости рыхлых продуктов вывет­ривания-и для деятельности ветра.

Прямые и опосредованные связи между климатом и рельефом являются причиной подчинения экзогенного рельефа в определен­ной степени климатической зональности. Этим он отличается от эндогенного рельефа, формирование которого не подчиняется зональности. Поэтому рельеф эндогенного происхождения называют азональным.

В начале XX в. немецкий ученый А. Пенк предпринял попытку классифицировать климаты по их рельефообразующей роли. Он выделил три основных типа климатов: 1) нивальный (лат. nivalis - снежный), 2) гумидный (лат. humidis - влажный) и 3) аридный (лат. aridus - сухой). Впоследствии эта классификация была дополнена и детализирована. Ниже приводится сокращенная клас­сификация климатов по их роли в рельефообразовании.

Нивальный климат. Во все сезоны года характерны осадки в твердом виде и в количестве большем, чем их может растаять и испариться в течение короткого и холодного лета. Накопление снега приводит к образованию снежников и ледников. Основными рельефообразующими факторами в условиях нивального климата являются снег и лед в виде движущихся ледников. В местах, не покрытых снегом или льдом, интенсивно развиваются процессы физического (главным образом морозного) выветривания. Суще­ственное влияние на рельефообразование показывает вечная (многолетняя) мерзлота. Нивальный климат свойствен полярным областям (Антарктида, Гренландия, острова Северного Ледовито­го океана) и вершинным частям гор, поднимающимся выше снеговой границы.

Климат субарктического пояса и резко континентальных обла­стей умеренного пояса. Субарктический климат формируется на северных окраинах Евразии и Северной Америки. Характеризует­ся он продолжительными и суровыми зимами, холодным летом, небольшим (<300 мм) количеством осадков. Резко континен­тальный климат умеренного пояса особенно ярко выражен в Вос­точной Сибири. Для него типичны большие сезонные колебания температуры, малая облачность и относительная влажность воз­духа, небольшое (менее 300 мм в год) количество осадков, осо­бенно зимних. Климатические условия описанных областей благо­приятствуют физическому (морозному) выветриванию и возник­новению или сохранению образовавшихся здесь ранее (при еще более суровых климатических условиях) многолетнемерзлых пород (вечной мерзлоты), наличие которых обусловливает ряд специфических процессов, создающих своеобразные формы мезо- и микро­рельефа, описанные в гл. 17.

Гумидный климат. В областях с гумидным климатом количе­ство выпадающих в течение года осадков больше, чем может ис­париться и просочиться в почву. Избыток атмосферной влаги сте­кает или в виде мелких струек по всей поверхности склонов, вызы­вая плоскостную денудацию, или в виде постоянных или времен­ных линейных водотоков (ручьев, рек), в результате деятельности которых образуются разнообразные эрозионные формы рельефа - долины рек, балки, овраги и др. Эрозионные формы являются до­минирующими в условиях гумидного климата. В областях с гу­мидным климатом интенсивно протекают процессы химического выветривания. При наличии растворимых горных пород интенсив­но развиваются карстовые процессы.

На земном шаре выделяются три зоны гумидного климата: две из них располагаются в умеренных широтах Северного и Южного полушарий, третья тяготеет к экваториальному поясу. К этому же типу климата (по характеру его рельефообразующей роли) следу­ет отнести муссонные области субтропиков и умеренных широт (восточные и юго-восточные окраины Евразии и Северной Аме­рики).

Аридный климат. Характеризуется малым количеством осад­ков, большой сухостью воздуха и высокой испаряемостью, превы­шающей во много раз годовую сумму осадков, малой облачно­стью. Растительный покров в этих условиях оказывается сильно разреженным или отсутствует совсем, интенсивно идет физическое, преимущественно температурное выветривание.

Эрозионная деятельность в аридном климате ослаблена, и главным рельефообразующим агентом становится ветер. Сухость продуктов выветривания способствует их быстрому удалению не только с открытых поверхностей, но и из трещин горных пород. В результате происходит препарировка более стойких пород, и как следствие этого в аридном климате наблюдается наиболее четкое отражение геологических структур в рельефе.

Области с аридным климатом располагаются на материках преимущественно между 20 и 30° северной и южной широты, за исключением тех частей материков, где в пределах этих широт развит муссонный климат. Аридные климаты наблюдаются и за пределами названных широт, где их формирование обусловлено размерами и орографическими особенностями материков. Так, в пределах Центральной Азии аридная зона в Северном полуша­рии проникает почти до 50° с. ш. Аридный климат с сопутствую­щими ему процессами рельефообразования развит вдоль запад­ных побережий Африки и Южной Америки - в несвойственных для него широтах, что обусловлено проходящими здесь вдоль береговыми холодными морскими течениями (пустыни Намиб и Атакама).

Следует отметить, что переход от одного морфологического типа климата к другому осуществляется постепенно, вследствие чего и смена доминирующих процессов экзогенного рельефообразования происходит также постепенно. На стыке двух типов кли­мата образуются формы рельефа, характерные для обоих типов и приобретающие к тому же ряд специфических особенностей. Такие переходные зоны выделяют в особые морфологические подтипы климатов. Существованию переходных зон способствует и непо­стоянство границ между климатическими зонами в течение года, которые смещаются то к северу, то к югу вследствие наклона зем­ной оси к плоскости эклиптики.

Изучение пространственного размещения генетических типов рельефа экзогенного происхождения и сопоставление их с совре­менными климатическими условиями соответствующих регионов показывает, что охарактеризованная выше взаимосвязь между климатом и рельефом в ряде мест нарушается. Так, в северной половине Европы широко распространены формы рельефа, создан­ные деятельностью ледника, хотя в настоящее время никаких лед­ников здесь нет и располагается этот регион в зоне гумидного климата умеренных широт. Объясняется это «несоответствие» тем, что в недавнем прошлом (в эпохи оледенений) значительная часть севера Европы была покрыта льдом и, следовательно, располага­лась в зоне нивального климата. Здесь и сформировался сохранив­шийся до наших дней, но оказавшийся в несвойственных ему те­перь климатических условиях рельеф ледникового происхождения. Такой рельеф получил названиереликтового (лат. relictus - остав­ленный). Изучение этого рельефа представляет большой науч­ный интерес. Реликтовые формы рельефа наряду с осадочными горными породами и заключенными в них остатками растительных и животных организмов дают возможность судить о палеоклиматах отдельных регионов и о положении климатических зон в те или иные этапы истории развития Земли. Сохранность реликтовых форм обусловлена тем, что рельеф меняет свой облик в связи с изменением климата значительно медленнее, чем это свойственно почвенному покрову и особенно растительному и животному миру.

Следовательно, облик экзогенного рельефа ряда регионов зем­ной поверхности определяется не только особенностями современ­ного климата, но и климата прошлых геологических эпох.

Большим своеобразием характеризуются экзогенные процессы, протекающие на дне морей и океанов. Их деятельность рассмат­ривается в III части книги.

Рельеф - основа ландшафта. Он является той границей раздела, выше которой действуют внешние силы Земли, а ниже - внутренние силы. От высоты территории над уровнем моря, от характера поверхности, её уклона и крутизны, от геологического строения и подстилающих пород зависит то, какие почвы формируются, какие растения и животные обитают, как распределяются атмосферные явления над этими местами.

Как элемент ландшафта рельеф оказывает сильное влияние на все остальные, но и сам зависит от них. Однако можно сказать, что рельеф - самая устойчивая к изменению составляющая ландшафта. При изменении рельефа во времени меняются и другие компоненты ландшафта, связанные с ним, и сам ландшафт.

РЕЛЬЕФ И КЛИМАТ

На формирование рельефа влияет климат. От рельефа, в свою очередь, существенно зависит перераспределение количества тепла и влаги. Поэтому в одних и тех же климатических зонах формируются разные ландшафты, складываются непохожие растительные и животные сообщества.

ЭКСПОЗИЦИЯ СКЛОНОВ

Склоны, обращенные в югу, всегда нагреваются больше, чем северные. Здесь быстрее стаивает весной снег, поверхность склонов лучше увлажняется, быстрее зацветают цветы, здесь дольше не ложится снежный покров осенью и зимой. Эти же склоны в горах наиболее лавиноопасны.

Огромные горные цепи могут служить препятствием на пути воздушных масс. Например, влажный воздух с Индийского океана не может преодолеть стену Гималаев. Облака «сгружают» всю свою влагу у их подножий в виде ливней. Здесь выпадает рекордное количество осадков на планете - прим.. На наветренных склонах гор растут вечнозелёные тропические леса. Все территории за грядой Гималаев, таким образом, находятся как бы в её тени. Здесь расположены пространства Тибета с высокогорными пустынями, с суровым и исключительно сухим климатом с зимними температурами воздуха до - 50 °С, хотя по своему положению эти территории находятся в субтропиках. Их высота и сухость приводят к тому, что не защищенная растительностью поверхность подвергается значительному морозному выветриванию. Ветер переносит массы незакрепленного грунта, образует песчаные холмы.

РЕЛЬЕФ, РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И ЖИВОТНЫЙ МИР

Существенно различаются животные, обитающие на территориях с разным рельефом: на равнинах и в горах, в низинах и на возвышенностях. Приспособленность животных к рельефу помогает им выживать. Например, на равнинах выживает тот, кто способен быстро перемещаться по обширным территориям, способен ради пропитания проходить большие расстояния либо хорошо умеет прятаться от врагов.

Растительные сообщества ландшафта часто привязаны к определенным формам рельефа. При изменении рельефа, например при оползнях или обвалах, извержениях вулканов или карстовых провалах, растительности приходится заново приспосабливаться к новым условиям существования.

РЕЛЬЕФ И ПОЧВЫ

Образование почвы связано с особенностями рельефа, коренных пород и рыхлых отложений. Поэтому на разных элементах рельефа, отличающихся проницаемостью для воды, крутизной и др., формируются различные почвы. История развития рельефа со временем может меняться: на месте возвышенностей возникают впадины, на месте петляющей реки - сухая балка. В этом случае по остаткам ископаемой почвы можно определить, как формировался рельеф в древности.

Одним из важных факторов образования рельефа является вода - производная климата. Рельеф оказывает влияние на питание и сток рек, определяя их направление - прим.. Так, если территория ровная, с неглубокими долинами, то возникают условия для заболачивания и на равнинах возникают ландшафты болот.

РЕЛЬЕФ - ЭЛЕМЕНТ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Рельеф - не самое зависимое от деятельности человека ландшафтное звено, как, например, растительность, климат или почвы. Но уже, несколько столетий деятельность человека стала ландшафтообразующим фактором. Человек может не только изменять формы рельефа, но и создавать новые, антропогенные формы - прим.. Постройки человека настолько грандиозны (в первую очередь это относится к большим городам), что даже прогибают земную кору.

Этот фактор я постараюсь доказать на примере России.

Существенное влияние на формирование климата России оказывает рельеф. Размещение гор по восточной и, частично, по южной окраинам страны, открытость ее к северу и северо-западу обеспечивают влияние Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана на большую часть территории России, ограничивают влияние Тихого океана и Центральной Азии. В то же время влияние Средней Азии прослеживается сильнее, чем влияние Черного моря или Переднеазиатских нагорий. Высота гор и их размещение по отношению к господствующим воздушным потокам определяют различную степень их влияния на климат соседних территорий (Кавказ и Урал). В горах формируется особый, горный, климат, изменяющийся с высотой. Горы обостряют циклоны. Наблюдаются различия в климате подветренных и наветренных склонов, горных хребтов и межгорных котловин. На равнинах наблюдаются различия в климате возвышенностей и низменностей, речных долин и междуречий, хотя они значительно менее существенны, чем в горах. Вытянутый по меридиану Уральский хребет способствует возникновению волн холода в пределах округа и проникновению их далеко на юг. При движении арктических воздушных масс с Таймыра на запад нередко происходит накопление их перед горным хребтом в его северной части. В результате увеличения барических градиентов наступает прорыв этих холодных воздушных масс к югу. Депрессии, в тылу которых происходит такой прорыв, нередко углубляются вследствие увеличения термических градиентов и ускоряют свое движение на северо-восток.

Повышение местности на правом берегу Енисея в сторону Средне-Сибирского плоскогорья и преобладающие над плоскогорьем зимой области высокого давления нередко вызывают стационирование циклонов, продвигающихся к северо-востоку. В результате на фронтах этих циклонов в зимнее время выпадают обильные осадки, обусловливающие образование максимума снежного покрова на востоке округа (Нижневартовский район до 80 см). Уральские горы также играют большую роль в формировании режима осадков, главным образом в зимнее время, отбирая часть влаги, переносимой с Атлантики, и осаждая ее на своем западном склоне, в пределах восточной части ETР из-за усиления восходящих токов в неустойчивых теплых массах воздуха, заполняющего теплые секторы циклонов. За Уралом, в пределах Западно-Сибирской низменности, в холодное время года и особенно зимой, т.е. в период наиболее ярко выраженного западного переноса, хорошо видно уменьшение осадков по сравнению с теми же широтами на ETР («тень» Урала). При смещении далее на восток воздушных масс количество осадков увеличивается из-за обострения фронтов и увеличения лесистости вдоль Оби.

К важнейшим климатообразующим свойствам рельефа относится равнинность территории. По равнинам европейской части и Западной Сибири воздух Атлантики проникает далеко на восток. Удалясь от океана, воздух постепенно трансформируется и превращается в континентальный. Таким образом, континентальность климата постепенно нарастает с запада на восток. Невысокие Уральские горы не являются препятствием для распространения атлантического воздуха с запада. Примыкающие друг к другу равнины Западной Сибири способствуют проникновению далеко на юг арктических воздушных масс. Высокие горы юга нашей страны - Кавказ, Копетдаг, Тянь-Шань и Памир препятствуют дальнейшему движению на юг воздушных масс с севера. Благодаря их защите вдоль южных границ Каспия находятся территории с субтропическим климатом. В умеренном поясе, в пределах которого располагается большая часть территории России, отчетливо выражены времена года. Наиболее суровым сезоном на большей части нашей страны является зима. В умеренных и высоких широтах радиационный баланс в это время года отрицательный. Только на самом крайнем юге он имеет положительное значение. Земная поверхность зимой сильно выхолаживается и охлаждает нижние слои воздуха. Особенно интенсивно этот процесс протекает над районами Восточной Сибири, удаленными от океанов. На северо-востоке Сибири в межгорных котловинах среднеянварские температуры опускаются ниже? 40° С, в районе Оймякона до -48 -50°С. Здесь формируется область повышенного давления, которая распространяется на всю Сибирь и дает два отрога. Один отрог разрастается на северо-восток до Чукотки, а второй - на юго-запад через юг Западной Сибири и Приволжской возвышенности к низовьям Днестра. Во внутренних районах Сибири в пределах области повышенного давления зимой господствуют нисходящие токи воздуха. Поэтому устанавливается безветренная малооблачная морозная погода. Безветрие и большая сухость воздуха позволяют легче переносить морозы и приспосабливаться к ним. Зимой давление воздуха над Россией повышенное, а над окружающими морями и океанами пониженное. Поэтому господствует растекание воздуха с территории страны в сторону океанов, за исключением европейской части страны. На побережьях тихоокеанских морей зимой господствуют северо-западные ветры (зимний муссон), которые несут холодный сухой воздух из континентальной Сибири. В связи с этим почти во всех районах Дальнего Востока зима малоснежная и холодная. Во Владивостоке, который находится на широте Сочи, средняя температура января -12°С, а в Сочи +6°С. Над побережьями Камчатки и острова Сахалин, где сталкиваются континентальные и морские воздушные массы, возникают фронтальные процессы, которые нередко сопровождаются шквальными ветрами и обильными снегопадами. На побережьях морей Северного Ледовитого океана зимой господствуют юго-западные и южные ветры, которые несут на север континентальный воздух умеренных широт, оттекающий от Азиатского максимума. По окраинам северных морей он встречается с арктическим воздухом, вследствие чего возникает арктический фронт. Наиболее хорошо этот фронт выражен над Охотским и Баренцевым морями, где он вызывает частые и сильные штормы и туманы.

Над равнинами Средней Азии и юга европейской части страны господствуют северо-восточные ветры. Они вызваны оттеканием воздушных масс на юг от отрога области повышенного давления. Поскольку воздух движется с северо-востока, он приносит в южные районы страны похолодание и относительную сухость, поэтому здесь выпадает мало снега, а в суровые зимы замерзает Азовское море и северные части Каспийского и Черного морей. В центральных и северных частях Восточно-Европейской равнины к северу от отрога повышенного давления господствуют западные потоки воздуха со стороны Атлантического океана. Эти воздушные массы всегда приносят влагу в виде снега или дождя. Но их температуры бывают разными. Если юго-западные ветры приносят зимой оттепели, то северо-западные - относительно холодный воздух из районов Северной Атлантики и Скандинавии. Над большей частью Европейской равнины в течение зимы перемещается большое количество циклонов. Они возникают вдоль полярного фронта, проходящего к западу от нашей страны над Северным морем. Отсюда циклоны движутся на восток, проходя над Западной и Восточной Европой. Космический и наземный контроль за их движением позволяет прогнозировать погоду на территории европейской части страны. При взаимодействии континентальных и морских воздушных масс умеренных широт в центральной части Восточно-Европейской равнины часто формируется полярный фронт. В тылу циклонов, пересекающих равнину с запада на восток, оттекают к югу холодные арктические воздушные массы. Таким образом, над территорией Восточно-Европейской равнины происходит интенсивное взаимодействие атлантических и арктических воздушных масс, морского и континентального воздуха умеренных широт. Поэтому погода здесь чаще всего бывает еустойчивой и очень контрастной, с частой сменой холодов и оттепелей. В течение нескольких часов температура воздуха зимой может измениться от нескольких градусов тепла до 21-24 градусов мороза, а дождь смениться снегом. Такая смена сопровождается оттепелями и гололедом, крайне неблагоприятно сказывающимися на хозяйственной деятельности людей. От гололеда страдает транспорт; оттепели могут привести к гибели озимых культур. Чередование морозов и оттепелей ведет к разрушению дорог и различных сооружений. Интенсивная циклоническая деятельность приводит также к несхожести зимних погод разных лет. Например, в Москве в январе 1988 и 1990 гг. температуры поднимались до +4°С, а в 1940 г. они опускались до -42°С. Теплые атлантические воздушные массы, перемещаясь на восток, постепенно остывают. Поэтому изотермы над европейской территорией России имеют меридиональное направление. Над Восточной Сибирью изотермы имеют замкнутый кольцеобразный характер, отражающий континентальность климата этой территории. Тихий океан оказывает меньшее отепляющее влияние на континент по сравнению с Атлантикой. Поэтому на побережье Тихого океана изотермы располагаются меридионально лишь в пределах неширокой полосы. Над южными районами страны изотермы протягиваются широтно в соответствии с направлением изменения величины суммарной солнечной радиации и радиационного баланса.

Рельеф оказывает большое влияние на климат . Особенно значительное влияние на климат оказывают крупные формы рельефа — горы . Горы задерживают массы воздуха, приходящие из холодных мест, например с севера. В этом случае горные хребты могут являться границей, разделяющей области с различными климатическими условиями.

Так, климатические условия районов, лежащих к северу от Кавказских гор, будут иными, чем южных.

Горные хребты, расположенные перпендикулярно к преобладающим влажным ветрам, создают благоприятные условия для конденсации водяного пара. Ввиду этого на склонах, обращенных в сторону влажных ветров, осадков выпадает больше, чем на противоположных.

Вся защищенная горами Кавказа полоса побережья Черного моря имеет влажную и теплую зиму. В Сочи средняя зимняя температура порядка 7°, в Батуми — порядка 8°. Количество осадков к югу все возрастает, и Батуми, как известно, принадлежит к самым дождливым местностям России. Колхидская низменность — долина Риони, окруженная с трех сторон горными хребтами и открытая с запада морским влажным ветрам, — отличается очень высокой влажностью и высокими температурами. Здесь успешно возделывается чай, бамбук, мандарины, лимоны, рис и другие субтропические растения.

По другую сторону Кавказского хребта, в районе Минеральных Вод, морозы зимой доходят до —30°, в Пятигорске средняя температура января —5°. Даже сравнительно невысокие Уральские горы оказывают влияние на распределение осадков: количество осадков на западном склоне значительно выше, чем на восточном; средняя сумма осадков в Уфе 599 мм, в Челябинске — 366 мм. Расположены они примерно на одной широте.

Большое влияние на распределение осадков оказывают Гималаи. Юго-западный очень теплый и влажный муссон оставляет на южных склонах Гималайских гор такое количество влаги, которое не наблюдается почти нигде на земном шаре. Станция Черрапунджи вошла во все учебники как место с максимальным количеством осадков: в среднем за год здесь выпадает 11 640 мм, из них 10 150 с мая по сентябрь.

С ноября по февраль осадков выпадает всего 130 мм — типичное выражение муссонного климата. На побережье Бенгальского залива, через.которое муссон проникает в северовосточную Индию, количество осадков всего около 200 мм; оно даже приблизительно не достигает такой величины, как в Черрапунджи, где ливни обусловлены поднятием влажных масс воздуха по склонам хребта. В 1861 г. в Черрапунджи выпало 22 900 мм осадков, из них 9300 мм в одном июле; 14 июня 1876 г. выпало 1036 мм за одни сутки! Если бы эта вода не стекала и не испарялась, она дала бы слой более 1 м глубины. Это суточное количество дождя примерно вдвое больше, чем нормальные годовые суммы осадков для Москвы.

По мере возрастания высоты понижение температуры происходит вследствие удаления от основного источника нагревания — земной поверхности — и увеличения потери тепла излучением! ближе к земной поверхности остаются более плотные, влажные и запыленные слои, задерживающие лучеиспускание.

Кордильеры, Гималаи, Каракорум чаще всего превышают 4000 м и находятся в области постоянного мороза. На склоне Эльбруса, на «Приюте девяти» например, средняя температура летом около 0°, на высочайшем пике Коммунизма около —11°, на вершине Джомолунгма в Гималаях около —28°. Зимой там, конечно, еще гораздо холоднее и, главное, господствуют сильные ветры и бури.

В отличие от тепла, света, влажности, почвы, рельеф, сам по себе, не выступает как прямой экологический фактор. Но его характер в определенной степени определяет действие абиотических факторов и влияет на условия жизни растений. В зависимости от масштаба и детализации различают несколько форм рельефа:

крутящий (горы, низины, расщелины и впадины):

мезорельефа (степные блюдца, карстовые впадины, овраги, буераки, дюны, холмы)

микрорельеф (ямы, мелкие впадины, приствольные поднятия, кочки).

Каждая из этих форм играет определенную роль в формировании комплекса экологических факторов для растений.

Крутящий

Наиболее существенное влияние на формирование растительных группировок имеет крутящий. В качестве примера можно вспомнить вертикальную зональность в горах, где каждые 100 м подъема сопровождаются снижением температуры в среднем на 0,5 ° С. Температурный градиент может колебаться в зависимости от особенностей гор и времени года. Для Кавказского хребта он составляет 0,48 ° С, для Альп - 0,51 ° С, для гор Калифорнии - 0,75 ° С. Температурный градиент летнего периода больше зимнего (табл. 7.1). С высотой снижается средняя температура возрастает суточный перепад температур, увеличивается количество осадков, скорость ветра и интенсивность солнечной радиации, снижается давление. Благодаря этому, в горной местности, по мере подъема, наблюдается вертикальная зональность распределения растительности, которая соответствует изменению зон по широте от экватора к полюсу (рис. 7.1).

Таблица 7.1

Изменение температурного градиента в зависимости от времени года

(По В. С. Гулисашвили, 1956)

Место наблюдения	Величина градиента в градусах
	зима	весна	лето	осень	среднее
Кавказский хребет
Горный массив Гарц
Восточные Альпы (северные склоны)
Гора Этна
Северо-Западная Индия
Скалистые горы (Северная Америка)

Рис. 7.1. Вертикальная и широтная тональность растительности

Типичным примером вертикальной зональности растительности является высокие на планете Гималайские горы. Они отличаются разнообразием и богатством растительных поясов:

От подножия гор в Индостане до высоты 1000 м по южному склону поднимаются влажные тропики с огромными вечнозелеными фикусами, многочисленными большими деревьями, на которых поселяются различные эпифитные орхидеи и папоротники. Стволы деревьев перевитые лианами. Наряду растут бамбук и гигантские травы (до 3 - 4 м высотой)

Второй субтропический пояс вечнозеленых лесов расположен на высоте 1000-2000 м и сформирован субтропическими хвойными, пальмами, мимозовых и тому подобное;

Третий пояс расположен на высоте 2000 - 2800 м, его составляют вечнозеленые дубы, грецкий орех, гималайский кедр и тому подобное;

Четвертый пояс, простирающийся до высоты 3500 м, состоит из пихты Вебиана, сосны обыкновенной и других бореальных хвойных пород;

Пятый пояс состоит из кустарников, наиболее распространенными из которых являются рододендроны;

Шестой пояс формируют высокогорные луга бореального типа;

Выше расположены горные холодные пустыни и исконные снега.

К факторам, которые определяют высотное объясните, относятся изменение с

высотой температуры, количества осадков, атмосферного давления. Кроме того, для высокогорья характерны понижение температуры (частые заморозки), сильные ветры, низкое содержание углекислого газа. На растительность влияет характер горных пород и экспозиция и крутизна склонов.

Интенсивность солнечной радиации в горах выше, чем на равнине, объясняется некоторым разрежением атмосферы и ее прозрачностью. Так, в высокогорье Памира освещенность в дневные часы составляет около 130 000 лк, то есть почти столько, как на границе земной атмосферы. С высотой возрастает значение солнечной постоянной, что определяется как количество солнечной энергии, падающей 1 см2 горизонтальной поверхности за единицу времени (табл. 7.2). У верхней границы атмосферы она составляет в среднем 1,94 кал / (см2 мин.). Кроме того, на такой высоте значительно интенсивнее ультрафиолетовое излучение, вредное в высоких дозах.

Таблица 7.2

Интенсивность солнечной радиации на разной высоте над уровнем моря

(По Η. Н. Калитин и В. С. Гулисашвили, 1956)

В некоторых местностях в ясные ночи, особенно зимой, наблюдается явление температурной инверсии - воздух на склонах и вершине до определенной высоты теплее, чем в долинах. Считается, что ночью холодный воздух спускается с гор вниз, вытесняя теплый воздух вверх. Распределение тепла в значительной степени зависит от экспозиции и крутизны склонов (табл. 7.3). Пологие склоны, при одной и той же экспозиции, как при ясной, так и при облачной погоде получают больше тепла, чем крутые. То есть, чем круче склон, тем меньше тепла он получает. В северных широтах южные склоны при одинаковой крутизне, при любой погоде, получают больше тепла, чем северные. Такое перераспределение климатических характеристик, связанный с рельефом, влияет на формирование растительности. На южных склонах образуются лесные фитоценозы с ксерофитных древесных пород (сосны, дуба), а на склонах северной экспозиции - с мезофитных древесных пород (бук, ель). Кроме того, одна и та же древесина на южных склонах поднимается к большей высоты, чем на северных (табл. 7.4). Достаточно показательна высота альпийской границе леса на склонах определенной экспозиции (табл. 7.5). Выше поднимается альпийская граница леса и границы распространения древесной растительности на южных, юго-западных и юго-восточных склонах.

Таблица 7.3

Зависимость теплового режима от экспозиции и крутизны склонов

(По В. С. Гулисашвили, 1956)

Место наблюдения	крутизна склона, градус	Сумма тепла за вегетационный период с апреля по август, (г кал) / 1 см2
		при ясной погоде	при облачной погоде
полная радиация
горизонтальная поверхность
южный склон
восточный склон
западный склон
северный склон
южный склон
восточный склон
западный склон
северный склон

Таблица 7.4

Верхняя граница распространения лесных пород в горах Приморского края (43 ° северной широты)

(По Л. С. Бергом и В. С. Гулисашвили, 1956)

Таблица 7.5

Влияние экспозиции склона на альпийскую границу леса

(По В. 3. Гулисашвили, 1956)

экспозиция склона	Высота прохождения альпийской границе леса в Швейцарских Альпах, г.	Максимальная высота распространения ели, г.
Юго-восточная
П ивденно-западная
Западная
Северо-западная
Северная
Северо-восточная
Восточная

Гидрологический режим в горах довольно разный. В горных массивах Альп, Карпат. Западного Кавказа влажность присутствует в достаточном количестве. В горах Памира, Тянь-Шаня растения живут в условиях значительной засухи. Своеобразные условия складываются непосредственно у массивов снега и льда. В целом, высокогорные условия для растений достаточно критичны, что влияет на их строение, физиологию, развитие.

Особенность распространения растений в горах связана с тем, что специфические экологические условия на каждом склоне и отличаются в отдельных массивах. Это объясняется самой особенностями геологического строения конкретной горы, процессами ее разрушения и зарастание. Поэтому на склонах формируется значительная мозаичность экологических условий, в дальнейшем приводит к формированию специфических растительных сообществ. Например, в пределах одного только альпийского пояса возникают совершенно разные (по экологическим факторами) условия роста: сухие и заболоченные, крутые склоны без снежного покрова и места где снег сохраняется в течение года, площади защищены от ветра и такие, что постоянно продуваются (рис. 7.2).

Высокогорные растения характеризуются низкорослостью. Независимо от расположения горных массивов, здесь преобладают кустарники и кустарнички, стелющиеся, розеточные многолетние травы, дерновые злаки и осоки, мхи и лишайники. Но иногда, например, в Южных Андах и Африке, на высокогорье можно наблюдать древовидные розеточные растения с высокими Колонноподобные стволами. Еще один характерный признак растений высокогорья - большая масса подземной части растений над надземной. Низкорослость высокогорных растений связывается с действием низких температур, сильного ветра и формообразующие действием радиации, ведь коротковолновое излучение замедляет ростовые процессы. Преобладающее значение этих абиотических условий подтверждается опытами по переносу достаточно высокорослых растений из низины в горы. Результаты свидетельствуют, что высокие растения находясь на высокогорье через 3-4 года адаптируются к новым условиям, приостанавливаются в росте и становятся низкорослыми.

Рис. 7.2. Мозаичность распределения типов мисцезростання и растительности в альпийском поясе на небольшой площади

Высокогорные растения имеют также ряд анатомических приспособлений для защиты от солнечной радиации и сохранения влаги:

Утолщенные покровные ткани;

Усиленное развитие механических тканей;

Уменьшение размеров клеток;

Уменьшение размеров и увеличение количества устьиц;

Опушки и восковой налет.

Последнее приспособление не универсальны - в горах довольно часто встречаются растения без опушки или без воскового покрова.

Низкие температуры и интенсивное освещение обеспечивают образование в растениях антоцианов, что создает гамму цветов в окраске различных частей растений. Сочетание насыщенных цветов больших цветов и мелких листьев - это характерный признак высокогорных растений.

Антоцианы - пигменты из группы флавоноидов, содержащихся в клеточном соке растений, плодов, листьев растений, окрашивая их в красный, фиолетовый, голубой цвета или их комбинации.

Главные физиологические процессы в высокогорных растений протекают очень интенсивно. В первую очередь, это касается газообмена. На больших высотах фотосинтез проходит очень интенсивно - поглощается 50-100 мг СО2 на 1 г листа за 1:00. У некоторых растений даже не наблюдается насыщение светом фотосинтетическая деятельность постоянно растет при увеличении освещенности. Влияние низких температур в условиях высокогорья проявляется в росте концентрации растворимых углеводов, органических кислот (например, аскорбиновой), ароматических веществ. Именно поэтому высокогорные растения очень ценятся в пищевой и медицинской промышленности, пчеловодстве, и как кормовые. Характерной чертой высокогорных растений является повышенная интенсивность окислительно-восстановительных процессов, увеличение активности ферментов даже при низких температурах. Большинство исследователей отмечают усиленное дыхание растений на высоте, что приводит к увеличению энергии, освобождается при распаде сложных соединений.

Существенно изменяется при поднятии в горы сезонное развитие растений. Чем выше, тем позже тает снег весной прежнему выпадает осенью, тем короче вегетационный период. Поднимаясь в горы в течение одного дня можно наблюдать все фазы развития растений одного вида: фазу цветения, бутонизации, распускания листьев.

Различные виды растений по-разному реагируют на высотную зональность. Одни имеют широкий высотный диапазон и растут в разных поясах, другие - очень узкую экологическую приспособленность. Например, черника (Vaccinium myrtillus ) в Карпатах, а типчак (Festuca valesiaca ) на Кавказе поднимаются до альпийского пояса. Эти виды имеют высокую экологическую пластичность.

Горные цепи достаточно часто выступают как своеобразный климатический барьера и барьер на пути распространения различных видов растений. Типичным примером является пустыня Атанама в Чили, которая образовалась благодаря тому, что горы задерживают дождевые облака. Кстати, в Чили на побережье океана так называемые "леса туманов". Они расположены на склонах гор, которые также задерживают дождевые облака. Своеобразие условий создается еще и потому, что к берегам подходит холодная океанская течение Гумбольдта. Благодаря разнице температур здесь постоянно образуются туманы. Это формирует специфические экологические условия для роста растений. Есть много и других подобных примеров. В Центральной Азии существует памирских нагорье (Россия), которое расположено бы в тени высоких гор на Земле. Но Гималаи как раз и становятся на пути передвижения влажных воздушных масс в глубину континента. Именно в такую зону влияния попало памирских нагорья, где сформировалась высокогорная пустыня (средняя высота над уровнем моря 4000 м). На ее территории выпадает очень мало осадков -от 15 до 150 мм в год. В то же время, имеет место интенсивное испарение, низкая влажность и высокая температура воздуха. Благодаря этим особенностям в разных районах Памирского нагорья образовались своеобразные растительные группировки. В южной части они напоминают сухие альпийские луга, в центральной - бедный Ковыльном степь, в восточной - пустыню.