Почва экваториального леса плодородная или нет
Экваториальные леса считаются одной из самых древних природных зон. Они распространены в экваториальных районах Африки, откуда и получили свое название. Кроме африканского континента, экваториальный лес встречается на Индонезийских островах, в Амазонии, на севере Австралии и в южных районах Малаккского полуострова, и покрывает 6% всей поверхности Земли.
Влажные экваториальные леса на карте Мира.
Влажные экваториальные леса разрастаются своеобразными «пятнами», чаще всего в низинных районах. Их главная особенность заключается в отсутствии смены сезонов года, то есть погода здесь устойчивая — жарко, влажно и дождливо круглый год. Из-за этого, второе название экваториальных лесов — дождевые леса.
Климат экваториальных лесов
Климат экваториальных лесов характеризуется высокой влажностью, обычно 85%, приблизительно одинаковой температурой воздуха и интенсивным выпадением осадков. Средняя дневная температура составляет около 28ºC, ночью температура может опускаться ниже 22ºC.
В данной природной зоне наблюдается два основных сезона: засушливый и сезон проливных дождей. Засушливый сезон продолжается с июля по сентябрь. За год в экваториальном лесу выпадает от 250 см до 450 см осадков. Сильных порывов ветра в экваториальном лесу практически никогда не наблюдается.
Такие климатические условия экваториального леса обусловили бурный рост растительности, из-за густоты которой экваториальные леса до сих пор являются труднопроходимыми и малоисследованными.
Отвечая на вопрос, что способствует формированию такого климата, можно сказать — главным фактором является расположение. Экваториальный лес находится во внутритропической зоне конвергенции. Это зона с относительно пониженным атмосферным давлением и слабыми ветрами переменных направлений.
Кроме того, обратная связь между конвекционными процессами и высоким уровнем влажности почвы, на ряду с перехватом осадков из плотного растительного покрова, приводит к транспирации. Эта обратная связь приводит к ежедневно повторяющейся климатической картине: жаркий влажный воздух, сухое, но туманное утро, вечерние ливни и конвективные шторма.
Растения экваториальных лесов
Жизнь в экваториальных лесах распределена «по вертикали»: растения заселяют пространство в несколько уровней, количество так называемых этажей может достигать четырех. Фотосинтез в зоне влажных экваториальных лесов происходит без перерыва круглый год.
Флора экваториального леса в основном представлена деревьями, которые достигают высоты 80 метров и имеют широкие корни, служащие не только для поддержки, но и максимального поглощения питательных веществ из бедной почвы. Деревья в дождевых лесах хоть и лиственные, но в основном относятся к вечнозеленым растениям.
Кроме деревьев в экваториальных лесах произрастает множество деревянистых лиан – лазящих растений, которые в погоне за солнечным светом могут вскарабкаться на любую высоту. Лианы обвиваются вокруг стволов, повисают на ветвях, перекидываются с дерева на дерево, подобно змеям широкими извивами ползут по земле или же лежат на ней спутанными клубками. Некоторые лианы экваториальных лесов имеют тонкие, гладкие, похожие на воздушные корни, другие грубы и узловаты. Зачастую лианы сплетены друг с другом наподобие настоящих канатов. Деревянистые лианы обладают большой продолжительностью жизни и имеют почти безграничную способность расти в длину.
Будучи столь разнообразными по длине, толщине, твердости и гибкости лианы экваториального леса широко используются туземцам в их повседневной жизни. Из лиан плетутся почти все веревочные изделия. Некоторые лианы долго не гниют в воде и поэтому широко употребляются при изготовлении канатов, бечевки для крепления рыболовных мережек и деревянных якорей.
Кроме множества видов деревьев и лиан, из которых главным образом состоят экваториальные леса, здесь также широко встречаются различные виды пальм. Средний и нижний этажи представлены травами, грибами и лишайниками, местами появляются тростники. Растения дождевых лесов имеют много листву, но чем они выше, тем листья становятся мельче. Там, где леса находятся вблизи побережья, можно найти болота, покрытые мангровыми лесами.
Ниже приведем короткий перечень самых известных растений экваториального леса:
- дерево какао;
- бразильская гевея — источник каучука, из которого делают резину;
- банановое дерево;
- кофейное дерево;
- масличная пальма, которая является источником пальмового масла, применяемого при изготовлении мыла, мазей, кремов, а также свечей и маргарина;
- цедрела душистая, из древесины которой изготавливают портсигары;
- сейба. Из семян этого растения добывают масло, необходимое для мыловарения, а из плодов – хлопок, который служит наполнителем мягких игрушек и мебели, а также применяется для звуко- и теплоизоляции.
Животные экваториальных лесов
Животный мир экваториального леса, подобно растительному, располагается в несколько ярусов. Нижний этаж является средой обитания насекомых, в том числе, бабочек, мелких грызунов, некрупных копытных, а также хищников – рептилий и диких кошек.
Влажные экваториальные леса Африки населяют леопарды и африканские слоны, в Южной Америке живут ягуары, в Индии – индийские слоны, которые меньше и подвижнее африканских собратьев. В реках и озерах водятся крокодилы, бегемоты и водяные змеи, включая самую большую змею нашей планеты – анаконду.
Среди многообразия фауны экваториальных лесов можно выделить большое количество птиц. К ним относятся туканы, нектарницы, бананоеды, турако, колибри. Одними из самых известных обитателей дождевых лесов традиционно считаются попугаи разных видов. Всех пернатых экваториальных лесов объединяет экзотическая красота и яркое оперение. Среди всей этой красоты наиболее выделяются райские птицы – их разноцветные хохолки и хвосты достигают в длину 60 см.
По соседству с пернатыми на кронах деревьев обитают ленивцы и обезьяны: мартышки, ревуны, орангутаны и другие. Кроны деревьев – их основное место жительства, так как в этом ярусе много еды — орехов, ягод и цветов. Кроме того, этот ярус обеспечивает защиту от наземных хищников и ветров. Лесной навес настолько плотный, что служит «супермагистралью» для древесных млекопитающих. Крупные же приматы — шимпанзе и гориллы — населяют нижний ярус экваториальных лесов, где питаются упавшими с деревьев плодами, а также молодыми побегами и корнями растений.
Почва экваториальных лесов
Из-за высокого содержания алюминия и железа, почвы экваториальных лесов обрели красно-желтый окрас.
Несмотря на то, что экваториальный лес является средой обитания несметного количества видов растений, почвы данной зоны сравнительно неплодородны и бедны. Причиной этому жаркий климат, из-за которого растения быстро разлагаются под влиянием бактерий, что в свою очередь препятствует образованию плодородного (гумусного) слоя. Высокие осадки в свою очередь приводят к выщелачиванию, процессу вымывания водой растворимых солей и минералов, таких как кальций и магний. Миллионы лет выветривание и проливные дожди приводили к потере почвой питательных веществ. Также негативное влияние на быстрое вымывание необходимых для растений элементов имеет усугубившийся в последние несколько десятилетий процесс обезлесения.
Какое значение имеют экваториальные леса?
Значение экваториального леса, как для человечества, так и для природы в целом, не поддается оценке. Экваториальные леса называют «легкими нашей планеты», так как они поглощают из атмосферы большое количество углекислого газа, а взамен выделяют огромное количество кислорода, от которого зависит выживание всех живых организмов.
В то время как проблемы экваториальных лесов могут показаться отдаленными, эти экосистемы имеют решающее значение для нашего благополучия. Экваториальные леса стабилизируют климат, являются средой обитания для неисчислимого количества растений и диких животных, а также создают и влияют на осадки по всей планете.
Роль дождевых экваториальных лесов:
- помочь стабилизировать климат в мире;
- обеспечить дом многим растениям и животным;
- поддерживать водный цикл, защищать от наводнений, засух и эрозий;
- являются источником лекарств и продуктов питания;
- поддержка населения коренных племен экваториальных лесов;
- а также они являются интересным местом для посещения и отдыха туристов со всего мира.
Источник
ПОЧВЫ ВЛАЖНЫХ ЛЕСНЫХ СУБТРОПИЧЕСКИХ, ТРОПИЧЕСКИХ И ЭКВАТОРИАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ
Почвы влажных вечнозеленых субтропических, тропических и экваториальных лесов принадлежат семейству фульвоферраллитов. Оно включает следующие типы почв: красноземы и желтоземы субтропических влажных лесов, желтые, красно-желтые и темно-красные ферраллитные почвы влажных тропических и экваториальных лесов. Многие свойства этих почв унаследованы от почвообразующих пород — ферраллитизированных и ферраллитных кор выветривания и продуктов их переотложения.
Ферраллитизация — это процесс выветривания массивных пород или наносов, сопровождающийся распадом первичных минералов (за исключением кварца) и образованием вторичных глинистых минералов группы каолинита или галуазита с низким отношением Si02/Al203, равным двум. Выветривание идет в условиях свободного дренажа, и подвижные продукты разрушения первичных и вторичных минералов (основания: кальций, магний, калий, натрий и значительная часть кремнезема) выносятся из выветривающейся толщи.
В выветривающейся толще сохраняется нейтральная или слабощелочная среда, поэтому образующиеся при гидролизе минералов гидроксиды железа, алюминия, марганца не растворяются и по мере выщелачивания остальных компонентов их относительное содержание в коре выветривания увеличивается и часто в сумме составляет более 50 % от общей массы выветривающейся породы. Их максимум приурочен к верхним горизонтам выветривающейся толщи. При кристаллизации гидроксидов железа образуются гетит и гематит — минералы охристо-ржавого и красного цветов; оксиды алюминия при кристаллизации дают гидраргиллит и бёмит, часть алюминия участвует совместно с кремнеземом в образовании каолинита.
Ферраллитизация — длительный процесс, поэтому ферраллитные коры выветривания приурочены к древним элементам рельефа — денудационным и пластовым равнинам и плато доплейстоценового или раннеплейстоценового возраста. На более молодых элементах рельефа или в условиях, где вынос подвижных продуктов выветривания — оснований и кремнезема — несколько затруднен, образуются ферраллитизированные (ферсиаллитные) коры выветривания. В них сохраняется некоторое количество оснований и несколько больше кремнезема, поэтому наряду с каолинитом образуются и некоторые другие глинистые минералы — иллит, вермикулит, хлориты. Свободных гидроксидов алюминия меньше или они совсем отсутствуют, но свободных гидроксидов железа в этих корах много, особенно в случае выветривания основных пород. Продукты выветривания в последнем случае имеют яркий кирпично-красный цвет, который сохраняется и в различных рыхлых отложениях, образующихся при размыве ферраллитных и ферсиаллитных кор выветривания. Следовательно, фульвоферраллиты — это почвы, образующиеся под вечнозелеными влажными лесами на бедных основаниями и богатых оксидами железа и алюминия почвообразующих породах.
Красноземы и желтоземы распространены в субтропиках Северного и Южного полушарий, где наблюдается отчетливо выраженная закономерность: наиболее крупные массивы этих почв приурочены к восточным, лучше увлажненным окраинам континентов. В Евразии они распространены в Юго-Восточном Китае и на островах Японии, в Северной Америке они занимают п-ов Флориду и прилегающие к нему с севера и запада территории штатов Джорджия, Алабама, Миссисипи и Луизиана. В Южном полушарии эти почвы распространены в субтропическом поясе юго-восточной части Австралии, в Южной Америке — в Уругвае, в области распространения базальтов в бассейне р. Параны.
В западных частях континентов, где господствует переменно- влажный средиземноморской климат, красноземы и желтоземы встречаются лишь в особых орографических условиях, создающих местные особенности климата с относительно равномерным и обильным увлажнением. Таковы районы их распространения в Закавказье — в Аджарии и на крайнем юго-востоке Азербайджана — в предгорьях Талыша. Климат в этих районах влажный, субтропический, с годовым количеством осадков от 1000 до 2500 мм с максимумом в летний период. Во влажных субтропиках Закавказья средняя годовая температура 14 °С, средняя летних и осенних месяцев 21—22 °С, зимних 7°С. Отрицательные температуры (—0,5—1,5 °С) бывают лишь в отдельные годы и на протяжении нескольких дней, поэтому почвы не промерзают.
Красноземы и желтоземы образуются под пологом субтропических вечнозеленых лесов с примесью листопадных пород и развиваются почти в одинаковых климатических условиях, но на разновозрастных, а поэтому и в разной степени ферраллитизированных породах. Красноземы приурочены к древним ферраллитным корам выветривания средних и основных пород. На молодых или обновляемых эрозией элементах рельефа, где продукты выветривания имеют сиаллитный характер или лишь слабо ферраллитизированы, развиваются желтоземы, морфологический профиль которых и свойства мало отличаются от буроземов.
Морфологический профиль краснозема включает следующие горизонты:
А0— горизонт подстилки мощностью 1—2 см, состоит из сухих листьев, но часто отсутствует;
A1f — гумусовый горизонт, имеет в верхней части до глубины 5—7 см серую или коричневатую окраску, капролитовую или мелкокомковатую структуру. Нижняя часть гумусового горизонта до глубины 25—35 см окрашена в бурый, желто- бурый или красновато-бурый цвет, структура комковатая, местами на гранях структурных отдельностей заметны глянцевитые коллоидные пленки;
Вm — метаморфический горизонт буровато-красного или буровато-желтого цвета, рыхлый, с непрочно комковатой структурой, пронизан корнями, ходами насекомых; мощность его составляет 80—100 см; окраска с глубиной становится более яркой — кирпично-красной. Часто в этом горизонте присутствуют мелкие округлые железистые конкреции. На глубине 150—180 см начинается пестроокрашенная почвообразующая порода Сferal Переход к ней хорошо заметен по появлению признаков структуры исходной выветрелой массивной породы или наноса. В ней отчетливо видны псевдоморфозы вторичных минералов (например, каолинита) по зернам ранее присутствовавших полевых шпатов.
Глинистая пестроцветная кора выветривания с хорошо сохранившейся структурой исходной породы называется зоной литомаржа. В деятельном слое почвы эта структура разрушается под действием корней, почвенной фауны и почвенных растворов, окраска становится более равномерной, с приближением к поверхности красный цвет сменяется желто-бурым.
Красноземы на всем протяжении профиля имеют кислую реакцию (рН водный 4,0—5,5), самые низкие значения рН свойственны нижней части гумусового горизонта (рис. 21.1). В целинных почвах содержание гумуса в самом верхнем 3—5-сантиметровом слое часто достигает 8—12 %; однако уже на глубине 10—15 см содержание гумуса падает до 2—3 %, а в метаморфическом горизонте составляет 1 % и менее. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот; отношение Сг/Сф составляет 0,5—0,6 в верхней части и 0,2—0,1 в нижней части гумусового горизонта. Фракция гуминовых кислот представлена бурыми гуминовыми кислотами, связанными с железом в органоминеральные комплексы — хелаты.
Емкость поглощения в этих почвах невелика: в гумусовом горизонте — 10—12 мг • экв на 100 г, в горизонте В 7—8 мг • экв. Содержание поглощенных Са и Mg очень мало, в сумме они составляют 0,5—1,5 мг • экв и лишь в самой верхней части гумусового горизонта увеличиваются до 3,5—4,0 мг • экв. Основную массу поглощенных катионов составляет алюминий, обусловливающий вместе с поглощенным водородом высокую обменную кислотность (солевые рН 3,5—3,8) и степень ненасыщенности почв (85—95 % от емкости поглощения).
В кислой среде оксиды алюминия и железа частично растворяются и выносятся из деятельного слоя почвы, на что указывают данные валового анализа: отношение Si02/Al203 и Si02/Fe203 в почве выше, чем в почвообразующей породе. Увеличивается по сравнению с породой относительное содержание подвижных форм железа. В почвах, формирующихся на ферраллитных корах выветривания, процесс ферраллитизации (остаточного накопления оксидов железа и алюминия) сменяется процессом кислотного выщелачивания, свойственного всем лесным почвам гумидных областей.
При усилении процесса кислотного выщелачивания в условиях периодического поверхностного переувлажнения почв образуются красноземы с резко дифференцированным профилем — лёс- сивированные, глееэлювиальные и оподзоленные. Они приурочены к выровненным поверхностям, часто занимают плоские террасы в нижних частях делювиальных шлейфов. Их профиль включает горизонты.
А1f— гумусовый, серый или палево-серый, мощностью 7—10 см, комковатый, непрочный;
А2 — элювиальный, светло-серый, пылеватый, мощностью 10—15 см, с непрочной пластинчатой структурой, с желто-марганцевыми конкрециями, количество которых увеличивается к нижней части горизонта;
Bt — иллювиальный, красно-бурый, мощностью 40—60 см и более, плотный, глинистый, крупнокомковато-ореховатый, по граням отдельностей — блестящие глинистые пленки, много мелких железо-марганцевых конкреций;
ВСferal — переходный к породе, более ярко окрашен в оранжево-красные тона, крупнокомковато-глыбистой структуры, глянцевитых пленок меньше, чем в предыдущем горизонте, много мелких конкреций; на глубине 130—150 см переходит в горизонт С — почвообразующую породу.
Химические и физико-химические свойства оподзоленных и неоподзоленных красноземов сходны. Различия заключаются в значительно более резкой дифференциации по профилю ила и оксидов железа: минимум в горизонте А2, максимум в горизонте Bt (рис. 21.2). Обилие конкреций свидетельствует о периодическом переувлажнении этих почв и переменном окислительно-восстановительном режиме; в периоды переувлажнения и понижения окислительно-восстановительного потенциала железо и марганец восстанавливаются и переходят в раствор; в периоды просыхания почвы идет окисление, выпадение в осадок гидроксидов железа и марганца и образование из них конкреций.
Красноземы бедны гумусом и питательными веществами — азотом, фосфором, калием и некоторыми микроэлементами, поэтому при использовании их в сельском хозяйстве требуется внесение органических и минеральных удобрений, особенно фосфора. Красноземы, в том числе с дифференцированным профилем, при сведении леса и распашке легко эродируются и на поверхности обнажается горизонт Bt или Вт, лишенный гумуса, с плохими физическими свойствами, что существенно снижает плодородие этих почв.
В Закавказье красноземы используются для выращивания различных субтропических культур чайного куста, цитрусовых, многих
лекарственных растений и др. При рациональном использовании на них получают высокие урожаи.
Красно-желтые и темно-красные ферраллитные почвы распространены в тропических муссонных и экваториальных постоянно-влажных лесах — гилеях, где количество осадков превышает 1500—2000 мм и более и они распределены относительно равномерно по месяцам года при наличии сухого периода, продолжающегося не более 2 мес в году. Средние годовые температуры 23—25 °С с незначительными колебаниями по сезонам года.
Наибольшие ареалы фульвоферраллитных тропических и экваториальных почв имеются в Южной Америке, где они занимают Амазонскую низменность и прилегающие к ней восточные склоны Анд, и в Африке, где эти почвы приурочены к впадине Конго и влажным побережьям Гвинеи. Распространены они также в наиболее хорошо увлажняемых регионах Юго-Восточной Азии, Малайзии и Океании.
Типичные фульвоферраллитные почвы образуются на древних корах выветривания или продуктах переотложения, смешанных с менее выветрелым материалом. На коре выветривания изверженных и осадочных пород кислого состава образуются красно-желтые ферраллитные почвы, а на породах основного состава — темно- красные ферраллитные.
Морфологический профиль недифференцированных и дифференцированных красно-желтых ферраллитных почв весьма сходен с соответствующими профилями красноземов.
Несмотря на большое количество поступающих ежегодно на поверхность почвы органических остатков (35—40 т/га), гумуса в верхнем горизонте почв немного (3—4 %). В составе гумуса преобладают фульвокислоты.
Растворимые фракции фульвокислот в среде, бедной основаниями, глубоко проникают в почву и воздействуют на большую ее толщу; в горизонте Вт содержится 1,5—2,0% гумуса. Фульвокислоты растворяют полуторные оксиды, связывают их в органоминеральные комплексы, обладающие, однако, благодаря большому количеству полуторных оксидов и низкому отношению Сфк /R03 малой подвижностью. Тем не менее в результате растворения наблюдается перераспределение оксидов, что особенно хорошо видно в отношении оксидов железа: в коре выветривания они локализованы на отдельных участках (по выветрелым зернам железосодержащих минералов), а в почве равномерно рассеяны и равномерно прокрашивают почвенную массу, образуя местами мелкие зернистые выделения и микроконкреции (диаметром от 0,05 до 1,5 мм).
Под пологом влажных тропических лесов с густой и разветвленной корневой системой, большим опадом, разнообразной почвенной мезофауной, среди которой особенно обильны различные виды термитов, почвообразованием захватывается значительная толща породы.
Под серовато-бурым гумусовым горизонтом А1 (мощность которого составляет 20—25 см) находится метаморфический горизонт Вт желто-бурого или красновато- бурого цвета, мощность которого достигает 80—100 см. На глубине 100—120 см от поверхности его сменяет кирпично-красный или красно-бурый, глинистый горизонт Вт с мелкими конкрециями, который при высыхании сильно твердеет, а при эрозии на поверхности почв превращается в плотный плинтит.
В этих почвах в составе глинистых минералов преобладает каолинит. Они очень бедны основаниями, кислы (рН 4—4,5), при малой емкости поглощения сильно не насыщены: поглощенные Са 2+ и Mg 2+ в сумме составляют 1—2,5 мг• экв на 100 г почвы, поглощенные А1 3+ и Н + — 8—10 мг • экв, степень ненасыщенности — 75—85 %. Присутствие в почве положительно заряженных коллоидов гидроксидов железа и алюминия обусловливает поглощение анионов. Емкость анионного поглощения обычно выше, чем катионного. Особенно активно и необратимо сорбируется анион фосфорной кислоты РО4 3- .
Ферраллитный характер почв проявляется в высоком содержании оксидов железа и алюминия и низком отношении Si02/Al203, не превышающем 2,0.
В минеральном составе почв обнаруживаются минералы гидроксидов алюминия — гиббсит и гидраргиллит. Во многих красно- желтых ферраллитных почвах в глубоких горизонтах обнаруживается плотный, сцементированный гидроксидами железа латеритный горизонт с ячеистым или конкреционным (пизолитовым) сложением. Образование латеритного горизонта связано с воздействием грунтовых вод, содержащих растворенные соединения двухзарядного железа Fe(HC03)2 и др. Его наличие свидетельствует, что в данной почве в прошлом грунтовые воды находились близко к поверхности, в капиллярной кайме происходило окисление железа, выпадение его гидроксидов в осадок и образование железистой плиты. В почвах, где грунтовые воды находятся глубоко, латеритный горизонт имеет реликтовый характер. Если по условиям рельефа и дренирования не исключается периодический подъем грунтовых вод, гидрогенная аккумуляция гидроксидов железа может продолжаться и в настоящее время. Ферраллитные почвы с латеритными горизонтами выделяются в особый ряд — конкреционных или латеритизированных ферраллитных почв.
Красно-желтые ферраллитные почвы малоплодородны, нуждаются в удобрениях, особенно фосфорных; при условии расчлененного рельефа легко эродируются и покрываются плинтитом. Особенно губительна для них все еще используемая в Южной Америке и Африке подсечно-огневая система земледелия, сопровождающаяся потерей органического вещества и цементацией почв.
Несколько более плодородны темно-красные ферраллитные почвы. Они образуются на основных породах, богатых кальцием, магнием и железосодержащими минералами. Содержание оксидов железа в остаточной коре выветривания составляет 30—35, в почвах — 20—25 %; в сумме Fe203 и А1203 составляют 60—70 % почвенной массы. Отношение Si02/Al203 в почвенной массе 1,8—1,2. Эти почвы содержат больше гумуса (4—2 % в горизонте А; 1,8—2,0 % — в горизонте В), имеют несколько более высокую емкость поглощения катионов (13—8 мг • экв на 100 г) и анионов (около 20 мг • экв на 100 г почвы). Они имеют хорошую водопрочную мелкокомковатую структуру, более водопроницаемы и влагоемки, чем красно-желтые ферраллитные почвы.
Темно-красные ферраллитные почвы в тропиках широко используются под различные культуры. На них, так же как и на красно- желтых ферраллитных почвах, возделывают кофейное дерево, какао, масличную и кокосовую пальмы, цитрусовые, бананы, каучуковое дерево, из корнеплодов — маниок и ямс, из зерновых — богарный и поливной рис. Внесение органических и минеральных удобрений повышает урожайность культур в 3—5 раз. Плодородие почв ограничивается не только недостатком азота, фосфора и калия, но также низким содержанием в почвах кальция, магния и ряда микроэлементов — цинка, марганца, меди, бора, молибдена, поэтому внесение микроудобрений имеет положительный эффект.
Источник