ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

 

 

ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И КЛИМАТ. Находки растительных остатков. Палинологические данные, пыльца и споры

 

Растения воспринимают воздействия климата еще сильнее, непосредственнее и дифференцированнее, чем минеральные объекты, поэтому зависимость растительности от климата больше, чем у почв и кор выветривания. Влияние климата на растительность проявляется разнообразно и многостепенно. Оно отражается в дифференциации растительности на зональные и провинциальные типы, различные по флористическому составу и структуре, сказывается на жизненных формах растений и на их морфо-анатомических особенностях.

 

Основное экологическое значение для существования растительности имеют солнечный свет, тепло и вода (атмосферные осадки).

 

Свет в определенной дозе необходим растениям для осуществления фотосинтеза, на котором основана вся их жизнедеятельность. Свет влияет как на флористический состав, так и на структуру отдельных растений. Известно, что в областях постоянной и мощной облачности леса состоят преимущественно из теневыносливых растений (буковые и еловые), в областях же обильного солнечного света в составе растительных сообществ широко представлены светолюбивые растения (лавровые, лиственничные).

 

 Растения, выросшие в тени, имеют более тонкие и нежные листья, слабые ткани, вытянутые стебли с длинными междоузлиями. У светолюбивых растений сильнее развиты ткани, укорочены междоузлия стеблей, листья более толстые.

 

Об огромном значении солнечного света в жизни растений свидетельствует вся история развития растительности на нашей планете. На раннем этапе геологической истории, когда облачный покров был мощным, плотным и сплошным и на поверхности Земли стоял мрак, существование растений, связанных с фотосинтезом, было невозможно. Появление первых растений относится к концу архея, когда мрак по мере конденсации паров воды из атмосферы стал рассеиваться и сменяться густой тенью.

 

 К палеозою в утоняющемся облачном покрове появляются разрывы и постепенно складывается солнечный климат. Все древние флоры, включая позднепалеозойские, были теневыносливыми; мезозойская флора уже более требовательна к солнечному свету, а среди кайнозойских флор видная роль принадлежала формам, существовавшим при сильном и продолжительном освещении.

 

 

Распределение тепла по земной поверхности определяет широтную зональность растительного покрова. Теплый климат, если он сочетается с оптимальным увлажнением, наиболее благоприятен для роста и развития растений. Поэтому во влажных тропиках наблюдаются наиболее буйный рост растений, их максимальное систематическое и экологическое разнообразие, развитие гигантских древесных форм. Понижение температуры к полюсам сопровождается обеднением растительности и появлением фитоценозов более простого состава.

 

Вода относится к не менее существенным факторам в жизнедеятельности растений, она оказывает огромное влияние на дифференциацию растительного покрова Земли. Степень и характер увлажнения определяют экологический тип флоры и морфо-анатомические особенности растений. В местах избыточного увлажнения растения, как правило, отличаются крупным ростом, широкими листовыми пластинками, слабой и неглубокой корневой системой, сильно развитой воздухоносной тканью и большой способностью к испарению. Растения сухих мест, наоборот, обладают узкими и мелкими листьями, иногда превращенными в колючки, малой способностью к испарению, присутствием на сгеблях и листьях густого волосяного покрова или воскового налета, развитием плотной кутикулы и мощной корневой системы  . Во влажном климате растительность густая, многоярусная, дающая максимальный годовой прирост биомассы, в сухом климате растительный покров разрежен, приземист и продуцирует биомассу в меньшем количестве.

 

Все элементы климата: тепло, осадки, свет — воздействуют на растительность одновременно, но в различных сочетаниях, создавая тем самым большое разнообразие экологических условий для ее существования. Складывается исключительно сложная картина географического распределения типов растительности: широтная термическая зональность осложняется зональностью атмосферных осадков, ориентированной относительно океанических побережий. Поэтому каждому термическому поясу свойственно несколько типов растительности, отражающих разную степень увлажнения.

 

В тропиках выделяются области обильного увлажнения с лесами из вечнозеленых высоких деревьев, беспрепятственно вегетирующих в течение всего года; области континентального климата, где по причине сезонного распределения атмосферных осадков распространены леса, сбрасывающие листву в сухое время года; еще дальше в глубь материка, где испарение превышает увлажнение, листопадные леса замещаются саваннами с преимущественно травянистым покровом.

 

В субтропической зоне сезонные изменения термического режима развиты слабо, поэтому вегетация растений в зимний период, хотя и ослабевает, но не прекращается. II здесь основные географические различия растительности связаны с распределением атмосферных осадков.

 

В умеренном климате определяющее влияние на развитие растительности оказывает сезонность термического режима, допускающая вегетацию растений только в теплую половину года. Различия в степени увлажнения в этой зоне имеют уже второстепенное значение.

 

Таким образом, на примере современной растительности можно видеть, что все разнообразие типов растительности и характер их географического размещения непосредственно отражают закономерности распределения тепла и влаги на континентах. Несомненно, что подобные зависимости растительности от климата проявлялись и в прошлом. Это открывает возможность использовать палеоботанические данные для реконструкции древних климатов, привлекая в качестве их показателей тип ископаемой флоры, морфо-анатомические особенности растений, относительную роль тех или иных жизненных форм.

 

Находки растительных остатков не так многочисленны, как диалогические объекты. Это существенно ограничивает их роль в палеоклиматических реконструкциях. Вместе с тем палеоботанические объекты являются белее тонкими показателями, несущими более обширную информацию о характере древнего климата. Например, только по палеоботаническим данным можно получить представление о состоянии облачности и освещенности в минуЕшие эпохи.

 

Существенным недостатком палеоботанических показателей является способность растений до некоторой степени приспосабливаться к меняющимся условиям климата путем выработки защитных биологических функций. Однако если мы будем основывать свои палеоклиматические заключения на поведении не отдельных растений, а целых сообществ и -Тем более типов растительности, то возможность искаженной оценки климата станет минимальной. При палеоклиматическом исследовании очень важш* экологические комплексы, включающие растения различных систематических групп. Общие однонаправленные морфо-анатомические изменения растений такого разнородного по составу комплекса отражают влияние климата более определенно.

 

Особенно важны для палеоклиматических реконструкций палинологические данные, поскольку споры и пыльца сохраняются чаще, чем остатки вегетативных частей растений, и в целом полнее характеризуют состав древних сообществ (И. М. Покровская). К тому же спорово-пыльцевой анализ получил широкое распространение и проводится во всех регионах в массовом количестве. Этот анализ особенно ценен при изучении континентальных отложений, часто лишенных других органических остатков. Трудности использования палинологических данных для палеоклиматических реконструкций связаны с разной пыльценосностью отдельных групп растений (например, ель производит пыльцы в два раза меньше, чем сосна) и с возможностью попадания пыльцы из более древних отложений в результате переотложения.

 

Постоянно следует иметь в виду, что кроме климата на растительность существенное влияние оказывают и другие факторы среды, и прежде всего рельеф и почвы. Однако ни рельеф, ни почвенно-грунтовые условия не снимают влияния климата, а только затушевывают его. Повышение гипсометрического уровня местности на каждые 100 м сопровождается уменьшением среднегодовой температуры на 0,5° С. Поэтому чем выше рельеф, тем сильнее его влияние на распределение растительности. В высокогорных районах широтная зональность существенно осложнена вертикальной зональностью. Чтобы «снять» влияние рельефа, необходимо обратиться к растительности плакоров, которая лучше всего отвечает зональному типу.

 

Не менее велико и значение почв, которые служат средой минерального питания и водоснабжения растений. Изменения состава почв влекут соответствующие изменения характера фитоценозов. Однако в масштабе климатической зоны влияние почв усредняется, и поэтому на зональном типе растительности существенно не сказывается.

 

Растительность земного шара за время своего существования претерпела значительную эволюцию, в результате которой систематические и экологические типы флор испытали неоднократные обновления. Флоры разного возраста отличались друг от друга составом, условиями произрастания, морфо-анато- мическим строением и биологическими функциями, масштабом и скоростью обмена веществ с окружающей средой, способностью отражения внешних влияний, в частности климатических, разным темпом эволюции и степенью дифференциации. Поэтому значение древних растений в качестве индикатора палео- климата меняется от одного возрастного типа флоры к другому. Следовательно, использование ископаемых растений как индикаторов климата прошлого возможно только при учете их эволюции  .

 

 

К содержанию: В.М. Синицын «Введение в палеоклиматологию»

 

Смотрите также:

 

Науки о Земле    Древние климаты   Климат в неолите   Палеоокеанология    Оледенение и Жизнь