Ярус фотосинтеза располагается на суше между поверхностью растительного покрова и поверхностью почвы, в водоемах, включая Мировой океан, охватывает двухсотметровый слой развития фитопланктона. Ярус фотосинтеза качественно выделяется среди других ярусов планетарной геосистемы активной трансформацией энергии и вещества с участием фотосинтезирующих растений. В процессе фотосинтеза в нем происходит взаимодействие газов атмосферы, воды, минерального вещества в виде зольных элементов и азота. Причем в продукционный процесс (фотосинтез, дыхание растений, транспирация) в гумидных условиях вовлекается до 30—60% энергии радиационного баланса земной поверхности вегетационного периода.
Наиболее характерной особенностью этого яруса является образование в процессе фотосинтеза органического вещества и кислорода. При этом в продукции растительности аккумулируется в химически спи связанном виде солнечная энергия: в пустынях — часто до 0,2, а в наиболее продуктивных влажных тропических лесах--6 кДж/см2-год и выше. Это составляет в пустынях умеренных широт не больше 0,2, а в тропических лесах -около 2% радиационного баланса земной поверхности вегетационного периода. В то же время под влиянием надземной части растительного покрова значения радиационного баланса земной поверхности могут испытывать колебания, достигающие 25—35,% (Раунер, 1972). Чем больше облиствено растительное сообщество, тем больше оно поглощает энергии и соответственно возрастает величина радиационного баланса земной поверхности.
Почвенный ярус, включая подстилку и непогребенные торфяные залежи, развит лишь на суше, имеющей растительный покров. В этом ярусе происходит деструкция органического вещества до полной его минерализации с выделением диоксида углерода, азота и зольных элементов, которые могут быть вновь использованы растениями для создания органического вещества. Плодородие почвы находится в тесной зависимости от климата, геолого-геоморфологической основы и биоты. С изменением этих компонентов оно также изменяется.
В теплое время года от земной поверхности в почву направляется ноток трансформированной солнечной энергии. В кустарниковых тундрах (Воркута) он составляет 14% от величины радиационного баланса, а в широколиственно-хвойных лесах Подмосковья — около 4% (Павлов, 1979, с. 159—1GO). По мере снижения суровости зим сезонный поток тепла в почву ослабевает и в тропических широтах может быть не выражен. Свободная энергия почвы также содержится в ее органическом веществе (подстилка, гумус, растительные и животные организмы, на болотных почвах—и торф), количество которого в безлесных геосистемах в десятки, иногда даже сотни раз больше биомассы надземной части растительности, а в лесных — обычно в несколько раз меньше. В коренных геосистемах в почве ежегодно в результате деструкции органического вещества освобождается вся (или почти вся) энергия, содержащаяся в годичной продукции растительности.
Ледовый ярус образуют ледниковые щиты и покровы суши, горные и шельфовые ледники, а также многолетние морские льды. Площадь этого яруса исторически изменялась вместе с изменением климата Земли. Площадь материковых льдов находится в обратной зависимости от_ площади почвенного покрова.
Поверхность льда обладает в целом высокими показателями альбедо и эффективного излучения и потому обычно имеет отрицательный годовой радиационный баланс. В центральных районах Арктики он снижается до — 11, а в Антарктиде — до —21 кДж/см2-год (Русин, 1967, с. 41—42). Лед теплопрозрачен (сквозь него проходят инфракрасные лучи), и по этой причине через морские льды поступает некоторое количество тепла снизу, от воды, температура которой (около —2 C) обычно преобладающую часть года значительно выше температуры поверхности льда. В Арктике таким путем поступает около 15—17 кДж/см2-год тепла (Русин, 1967, с. 45). В областях, где на поверхности многолетнего льда в году выражен теплый период, могут развиваться некоторые водоросли. Годичная продукция их крайне мала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.