Прямое воздействие биоты на рельеф

В настоящее время на суше почти повсеместно распространены биогенные формы от нано- и микроформ до макроформ. Общее их количество достигает, видимо, первых миллиардов штук. Их плотность (количество форм на единицу площади) — десятки и сотни (шт/га), реже — десятки тысяч (шт/га). Биогенное рельефо­образование — ведущий геоморфологический процесс, по крайней мере, на 15% суши (болота, субгоризонтальные поверхности вне пойм в гумидном климате, термитниковые саванны, кротовинные черноземы и др.).

Подавляющее большинство биогенных форм имеют сравнитель­но небольшие размеры — уровня нано- и микроформ, но существу­ют и весьма крупные формы. Крупнейшей биогенной формой является знаменитый Большой Барьерный риф у северо-восточ­ного побережья Австралии, длина которого превышает 2200 км.

Наиболее хорошо изученными являются биогенные формы, образующиеся на морских берегах и мелководьях, где они часто достигают значительных размеров. Это коралловые и мшанковые рифы. Морфология рифов разнообразна, но можно выделить че­тыре основные группы их по положению относительно береговой линии и внешнему облику: барьерные, береговые, внутрилагунные и атоллы (см. гл. 19). Довольно широко распространены и фито- генные берега, в жарком тепловом поясе — мангровые, в более высо­ких широтах — тростниковые. На приливных берегах важную роль в аккумулятивных процессах играет торфонакопление на маршах. Многие морские организмы (камнеточцы, пескожилы) ведут актив­ную разрушительную работу на берегах, в результате чего скорость абразии может увеличиваться, по крайней мере, на порядок.

На суше нередко встречаются реликтовые (древние) субак- вальные формы, нашедшие отражение в современном рельефе — коралловые и мшанковые рифы. Некоторые из них высотой дости­гают нескольких сотен метров. В Молдавии (Молдавские Толтры) наблюдаются неогеновые атоллы диаметром до 300 м, а высота кольцевых мшанковых сооружений до 30 м.

На континентах наиболее крупными из современных органо­генных комплексов рельефа являются болотные комплексы, за­нимающие не менее 5 млн км² на поверхности Земли (около 3% площади суши), с торфяными залежами мощностью от первых до 10 м и более. Так, крупнейшее Васюганское болото на юге Запад­ной Сибири расположено на площади 54 тыс. км², а мощность торфа здесь достигает 11—12 м. Весьма наглядно рельефообразу- ющая роль торфонакопления проявляется на крупных верховых болотах, где основным торфообразователем является мох-сфагнум. По мере развития верховых болот у них формируется выпуклый поперечный профиль (в центральной части болот сфагнум растет более интенсивно и торф накапливается быстрее). Со временем перепад высот между центральной и окраинной частями болот­ного комплекса может достигать первых метров. Иногда на круп­ных болотах (например, на том же Васюганском) разница высот достигает 10 м. Для низинных болот более характерен вогнутый профиль поверхности, в сглаженном виде повторяющий профиль ложа понижения. Чрезвычайно многочисленны болотные нанофор- мы, в первую очередь — болотные кочки {"кочкарник") (рис. 187). Их плотность обычно колеблется от 1 до 5 форм на 1 м² (или 10—50 тыс. шт/га). Диаметр болотных кочек 0,2—0,5 м (реже — до 2—2,5 м), высота — 0,3—0,7 м (иногда до 1—1,2 м). Кочки об­разуются в результате разных причин (мерзлотных процессов, эрозии, под воздействием вытаптывания животными и др.), но в большинстве случаев представляют собой результат саморазвития органогенных (фитогенных) процессов в пределах болот. Важной геоморфологической ролью торфонакопления в болотах, сформи­ровавшихся в понижениях рельефа, является уменьшение в результате этого процесса глубины понижений, вплоть до их выравнивания.

Болотное рельефообразование — наиболее широко распростра­ненный и известный пример фитогенного рельефообразования на суше (вне океана). Однако существует и немало иных механизмов прямого рельефообразующего воздействия растений на поверх­ность.

Наиболее заметно фитогенное рельефообразование протекает в лесных зонах.

Широко распространенными в лесах формами микро- и нано- рельефа являются искори (вывороты) (рис. 188). Падающие в ре­зультате ветровала или вследствие возрастных причин деревья корнями захватывают поверхностный грунт, и на месте корневой системы образуется искорная яма, а захваченный грунт вместе с корнями формирует искорный бугор. Наиболее высока плотность искорных форм в редколесьях после штормовых ветров, особенно

Рычагов Г.И.

на склонах значительной крутизны. Размеры и морфология ис- корных форм зависят, в первую очередь, от структуры корневых систем древесных растений. В некоторых случаях глубина искор- ных ям достигает 3—4 м, диаметр — 7—8 м.

Еще одной разновидностью фитогенных форм в лесных зонах являются заломы (правильнее называть их флювиально-биоген- ными формами). Залом — это завал, возникший на мелководных, узких или извилистых участках русел в результате скопления упав­ших в реку и переносимых ею деревьев, веток и др. (рис. 189). Выше заломов нередко образуются подпрудные озера, длина ко­торых может достигать 0,5 км, высота древесной плотины до 4—5 м, при длине до нескольких сотен метров. Формирование заломов приводит к изменению рельефа в днищах долин: расширению поймы, появлению новых прирусловых отмелей, проток, локальных террасок и др.

Рис. 189. Залом

Безусловно, прямое рельефообразующее воздействие растений на земную поверхность в безлесных зонах заметно меньше, чем в лесах, однако и здесь встречается немало фитогенных форм релье­фа (помимо болотных). Так, в степях (как и на лугах в лесной зоне) на относительно увлажненных участках нередко встречаются травяные, или "дерновинные" кочки, механизм образования и плот­ность которых близки к таковым для болотных кочек. В аридных условиях распространены эолово-фитогенные формы — фитоген- ные бугры (прикустовые) или родственные им закустовые бугры.

Такие формы возникают при накоплении переносимого ветром материала в ветровой тени.

Среди "сухопутных" зоогенных форм наиболее крупными явля­ются термитники и бобровые комплексы. Наиболее крупные и многочисленные термитники создаются термитами в саваннах (рис. 190). Высота термитников в саваннах колеблется от 3 до 7 м, диаметр основания — от 5 до 10 м. Однако известны случаи, когда высота термитников достигает 15 м (высота пятиэтажного дома), а диаметр — 30 м. На некоторых участках саванн плотность тер­митников достигает 800—1000 шт/га. Такие комплексы называются термитниковыми саваннами.

Не менее впечатляющие сооружения создаются в днищах ма­лых и средних рек бобрами. Бобровые зоогенные комплексы рельефа

Рис. 190. Термитник

нередко характеризуются весьма сложным строением и включают в себя серии разнообразных собственно зоогенных и зоогенно- гидрогенных форм. Наиболее широко известны бобровые плотины (рис. 191). Размеры бобровых плотин варьируют в широких пре­делах. Наиболее характерная их длина до 30 м, высота до 1,5—2 м. Однако наиболее крупные из плотин длиной достигают 1 км и высотой до 5 м. Образованные бобрами водохранилища могут быть шириной до 1 км и длиной до нескольких километров. Другой составляющей бобровых геоморфологических комплексов явля­ются норы, длина которых достигает 12—15 м. При создании бобровых комплексов нередко изменяются плановые очертания старичных понижений (либо формируются новые вторичные рус­ла), ниже плотины образуются углубления в русле, а на некотором расстоянии — новые отмели или осередки. Следует также отме-

Рис. 191. Бобровая плотина

тить, что устройство водохранилища существенно воздействует на разные компоненты ПТК в речных долинах: повышается уровень грунтовых вод, увеличивается степень оглеения почв, возрастает доля влаголюбивых растений в окрестностях бобрового комплекса.

Встречаются и другие довольно крупные зоогенные формы на суше, хотя гораздо более редкие. Так, "гнездовые кучи" джунглевой курицы, обитающей в Юго-Восточной Азии, Океании и Северной Австралии, достигают высоты 5 м и диаметра 12 м. Гиганты живот­ного мира слоны (Африка и Юго-Восточная Азия), при отсутствии крупных водоемов, создают собственные пруды, причем, подобно человеку, двух типов — запрудные или копаные. Созданные ими пруды могут иметь глубину и поперечник в несколько метров. Другие гиганты Африки — гиппопотамы — нередко вытаптывают тропы, превращающиеся со временем в борозды и рвы длиной в несколько километров (иногда до 30 км) и глубиной до 1,5 м.

Наиболее же многочисленными и широко распространенными зоогенными формами микро- и нанорельефа являются микрохол­мики (аккумулятивные формы) и разнообразные норы и норки (денудационные формы), создаваемые грызунами, насекомоядны­ми, некоторыми насекомыми в процессе создания ими своих жи­лищ и при добыче пищи. Микрохолмики (часто наиболее крупные из них называют бутаны) обычно носят название в соответствии с их создателями — кротовины, сусликовины, сурчины и др. (рис. 192).

Рис. 192. Кротовина

Наиболее распространенными из таких форм в лесной зоне и час­то встречающимися в степной являются кротовины. Это холмики округлой формы диаметром от 3—5 до 70 см (реже до 1 м) и вы­сотой от 3—5 до 50 см (реже до 70 см). Подземные лабиринты семьи кротов могут достигать длины только по прямой до 4 км, а вместе с отнорками — десятков километров. При этом за один день крот прорывает ход длиной около 20 м, а в некоторых слу­чаях до 100 м. Подземные ходы кротов, как и более узкие ходы червей или корней растений, играют важную роль в разрыхлении, аэрации и увлажнении почвенных горизонтов. Они способствуют суффозии, а в верховьях оврагов — активизации регрессивной эрозии. Плотность кротовин нередко бывает весьма высокой — сотни и даже первые тысячи штук на 1 га. В луговых степях участки с подобными скоплениями сравнительно крупных форм получили название кротовинные черноземы.

Особенно ярко зоогенный микрорельеф проявляется на рав­нинах в степях и полупустынях, где многочисленные бутаны во многом предопределяют общий облик рельефа и при этом обеспе­чивают заметные различия в прогревании и увлажнении микропо­вышений и микропонижений (см. гл. 22). Нередко роющая дея­тельность животных оказывается здесь наиболее интенсивным гео­морфологическим процессом. Сусликовины имеют обычно диа­метр 0,5—1 м, реже около 3 м; высоту — 0,3—0,5 м, иногда до 1 м. Плотность сусликовин во многих случаях составляет 800—900 шт/га. Подземные "городища" луговых собачек, родственных сусликам грызунов Северной Америки, протягиваются иногда на многие километры. Более крупные грызуны, сурки, создают бутаны диамет­ром 8—12 м (иногда до 20 м) и высотой 0,5—0,6 м (до 1 — 1,2 м). Характерная плотность сурчин — первые десятки штук на 1 га.

Колоссальную работу по переработке поверхностного субстрата и микрорельефа земной поверхности проводят в тундре лемминги. В годы их широкого распространения практически вся поверх­ность (кроме наиболее заболоченных участков) оказывается бук­вально "перелопаченной" этими грызунами. Количество нано- форм, образуемых этими животными, так велико, что по сути образуется специфический морфологический облик тундровой поверхности, так называемый бугорковый рельеф", который зани­мает от 20 до 60%, а нередко и более 70% площади тундры.

Среди форм, создаваемых насекомыми, помимо термитников, широким распространением в разных природных зонах (лесных, степных, в полупустынях и саваннах) отличаются муравейники.

Денудационные формы создаются в различных природных зонах относительно крупными млекопитающими — лисицами, волками, барсуками, песцами, енотовидными собаками и др. Наиболее известные из этих форм норы, которые могут в дальнейшем спо­собствовать суффозионным просадкам, а в вершинах оврагов — способствовать активизации их роста. Есть и другие формы де­нудационного воздействия крупных млекопитающих на земную поверхность. Например, копытные животные нередко создают порой (микрозападины) в процессе добычи пищи (корней, мелких почвенных животных). Такие формы создаются кабанами, лосями, оленями и др. Глубина пороев обычно невелика — 20—30 см, но их площадь может достигать десятков квадратных метров. В лес­ной зоне и в тундре постоянные тропы копытных животных со временем трансформируются в протяженные (в несколько кило­метров) канавы глубиной около 0,5 м и шириной иногда до 1 м.

Еще одна разновидность форм рельефа, в которых принимают участие как дикие копытные животные, так и домашний скот — это "коровьи (козьи, овечьи) тропы" (см. гл. 13, рис. 57).

На крутых береговых клифах и долинных склонах иногда на­блюдается высокая плотность норок, создаваемых птицами. На подобных участках заметно возрастает интенсивность абразии или боковой эрозии.

Многие биогенные микро- и наноформы имеют короткий "жиз­ненный" цикл, существуя в течение нескольких месяцев или даже дней, хотя наиболее крупные из них могут сохраняться от 2—3 лет до сотен и первых тысяч лет. Наиболее крупные реликтовые формы (коралловые и мшанковые рифы) в ряде случаев сохраняются в рельефе сотни миллионов лет.

Биогенный рельеф подчиняется географической зональности, что проявляется как в составе биогенных форм, так и в масштабах рельефообразующей деятельности животных и растений в раз­личных природных зонах. В полярных и аридных областях значе­ние биогенного фактора в рельефообразовании минимально и сводится главным образом к биовыветриванию. В тундре важную роль играют болотное рельефообразование и роющая деятельность леммингов. В лесной зоне умеренного пояса широко развиты бо­лотные и бобровые комплексы, корневой снос (искори), зооген- ный нанорельеф (кротовины, муравейники, норы и др.). В степях нередко определяющую роль в рельефообразовании играют грызу­ны (сусликовины, сурчины и др.), а также насекомоядные и насе­комые. Велика эта роль и в полупустынях. В саваннах во многих случаях облик рельефа и ПТК в целом определяют многочисленные крупные термитники. Во влажных лесах низких широт, помимо корневого сноса, широко представлены процессы болотного релье- фообразования и биохимическое выветривание.

Довольно четко прослеживается зональность и в интенсивности переработки поверхностного субстрата организмами. Фитогенная переработка тесно коррелирует с распределением биомассы, а зоогенная ведет себя "зеркально" к ее распределению (кроме пус­тынь). Биоразнообразие предопределяет спектр биоформ, но имеет меньшее значение для интенсивности воздействия биоты на рельеф. Суммарное прямое воздействие животных на рельеф в большин­стве случаев оказывается более значимым, чем воздействие расте­ний (исключение — болотные комплексы). В целом в лесной зоне умеренного пояса (вне ареала многолетней мерзлоты) интенсив­ность переработки поверхностного субстрата с созданием специ­фических форм микрорельефа (т.е. без учета деятельности червей) составляет обычно десятки, иногда первые сотни тонн с 1 га в год. В степях, полупустынях и в тундре эти значения составляют сотни (обычно от 300 до 600), реже — до 1000 т/га в год (например, в тундре в "пиковые" годы лемминговых популяций). В саваннах, хотя деятельность термитов весьма значительная, суммарные вели­чины переработки обычно не превышают первых десятков тонн с 1 га в год. В гилее переработка относительно невелика (первые тонны с 1 га в год). Минимальные значения свойственны экстра­аридным и особенно полярным пустыням.

Что касается косвенного воздействия биоты на рельеф, то влия­ние растительности, несомненно, гораздо более существенное, чем животных. Определяющую роль здесь в основном играют защитные свойства растительного покрова, который способствует замедлению геоморфологических процессов. Косвенное воздействие животных менее заметно и чаще приводит к активизации геоморфологических процессов.