Биогеохимическая зональность суши

На первый взгляд, интенсивность биологических и биогеохимических процессов на суше в любом случае должна возрастать от менее теплых к более теплым поясам. Но использование энергии для химических, физико-химических, биологических процессов возможно лишь при наличии воды. Существует общепланетарная закономерность в распределении количества атмосферных осадков. Сумма осадков, выпадающих за год, в целом резко возрастает от полюсов к экватору. Основная часть выпавших осадков в результате испарения и транспирации (испарения воды растением) возвращается в атмосферу. Для количественной оценки обмена воды используется коэффициент относительной увлажненности (КУ), представляющий отношение суммы атмосферных осадков к величине испаряемости. Установлены следующие интервалы однотипной относительной увлажненности ландшафтов:

Климатические области	Условия увлажнения	Среднегодовое кол-во осадков, мм	КУ
Супераридные Аридные Семиаридные Нормальные Гумидные Субгумидные Экстрагумидные	Крайне сухие Сухие Умеренно сухие Умеренно влажные Влажные Очень влажные Особо влажные	10-20 50-200 300-500 500-800 800-900 1500-2000 3000-5000	0,1- 0,2 0,2 - 0,4 0,4 – 0,75 0,75 – 1,2 1,2 – 1,95 1,95 – 2,9 > 2,9

Но в распределении осадков на суше существуют значительные отклонения от этой общей схемы. Материки С полушария заметно суше материков Ю полушария, что обусловлено асимметрией распределения в них площади суши. Существенные отклонения создаются и в соответствии с высотой местности над уровнем моря, конфигурацией горных массивов и хребтов, циркуляцией атмосферы. Влияют и морские течения (Гольфстрим). Как следствие, распределение осадков на суше имеет пятнистый характер, приобретает концентрическое, иногда меридиональное направление, и только на обширных равнинах Евразии и Сев. Америки приближается к горизонтальному типу. Все это влечет за собой различную интенсивность водной и биологической миграции элементов.

В условиях одинаковой относительной увлажненности интенсивность миграционных, в т.ч. и биогеохимических, процессов в экосистемах возрастает с увеличением поступающей солнечной энергии (радиационного баланса). При низкой относительной увлажненности аридных территорий влияние изменения величины радиационного баланса проявляется слабо. Поэтому биогеохимические процессы в экстрааридных ландшафтах высоких и низких широт имеют общие черты. Совершенно иное положение в пределах гумидных территорий, где с увеличением относительной увлажненности возрастает влияние величины радиационного баланса. Вследствие этого интенсивность массообмена химических элементов в гумидных ландшафтах тропиков и высоких широт сильно различается.

В разных ландшафтах в биологический круговорот вовлекаются неодинаковые массы химических элементов. Неодинаковы и масштабы массообмена газов. Отношение массы мертвого органического вещества к массе опада называется коэффициентом аккумуляции органического вещества. По величине этого коэффициента можно судить о соотношении углекислого газа, связанного в процессе фотосинтеза и выделенного из почвы в ходе разрушения органического вещества (ОВ). Чем энергичнее протекает процесс разрушения ОВ и выделения СО₂, тем меньше величина этого коэффициента. Если в лесах северной тайги и в тундре его величина превышает 10, то в лесах южной тайги она составляет 5 – 10, широколиственных лесах умеренного климата – 2 – 5, в степях умеренного климата – 1 – 2, в пустынях и влажных тропических лесах – меньше 1.

Итак, существование зон и поясов с определенным сочетанием термических условий и атмосферного увлажнения обусловливает зональность биогеохимических процессов.