Тихоокеанский регион занимает почти целое полушарие Земли, но его границы могут быть определены во многих случаях довольно условно.
К региону с достаточным основанием можно отнести те территории суши, климат которых в существенной степени формируется под влиянием океана. Но не только климат побережий континентов позволяет выделять регион как единое целое. В определенной степени едина и геологическая история островов и побережий Тихого океана, определившая в основном горный характер его суши, интенсивную вулканическую деятельность, древние территориальные связи между континентами.
Разнообразие климатических условий на пространстве региона от северного до южного полярного круга определяют громадное разнообразие его природы. Здесь встречаются практически все типы экосистем и почв, представленных на планете, варианты использования природных ресурсов.
Формирование структуры ландшафтов региона происходит под воздействием следующих общих факторов: температурного режима; количества и режима выпадения атмосферных осадков; вулканической активности и связанных с ней излияний лав и выпадений пеплов; особенностей почвообразующих пород, определяемых геологической историей; характером и интенсивностью геоморфологических процессов (денудацией и аккумуляцией); временем развития территории в относительно неизменных условиях; хозяйственной деятельностью человека и т. д.
Состояние экосистемы и почв во многом контролируется, кроме того, не только современной обстановкой, но и прошлыми условиями, существовавшими как в ближайшие, так и отдаленные геологические эпохи. Число видов животных и растений, их особенности, строение и функционирование биотической части экосистемы в существенной степени определяются связями внутри региона, миграцией растений и животных из центров видообразования на другие территории и континенты. В целом центры видообразования — обычно наиболее древние и стабильные участки суши и связанные с ними территории при сходных условиях среды обладают большим видовым разнообразием и характеризуются более сложно устроенными экосистемами. Весьма своеобразны экосистемы островов Тихого океана. Их удаленность от источников миграции, ограниченная площадь, постоянство изоляции обедняют видовой состав биоты островов, но, с другой стороны, длительная изоляция приводит к формированию весьма оригинальных и разнообразных островных видов.
Климат Тихоокеанского региона обладает недостаточно четкой зональной симметрией. При этом в Северном полушарии в низких широтах суша занимает несравненно большие территории, чем в Южном, и достигает широт северного полярного круга. В Южном полушарии в низких широтах имеются лишь небольшие острова, прилегающие к Антарктиде. Эти различия определяют существенно большую океаничность климата в Южном полушарии и, напротив, меньшую континентальность климата в северной азиатской части региона. Климаты в пределах одной зоны на противоположных «берегах» Тихого океана сходны лишь по приходу солнечной радиации, но резко отличаются как по температурному режиму, так и по количеству и режиму выпадающих осадков.
Климатическая обстановка определяет основные различия в структуре и функционировании экосистем и их почв.
Северная граница распространения лесной растительности связана с краткостью вегетационного периода и низкими летними температурами, исключающими развитие древесных растений. Влияние океана не только не улучшает условия роста древесных растений, но, напротив, за счет высокой влажности воздуха, частых туманов и относительно большого количества осадков препятствует их развитию. В результате в северной части Тихоокеанского региона тундры занимают южное положение, опускаясь ниже широты 60°.
Низкая температура воздуха и почв, длительный зимний период, избыточная влажность климата приводят к замедлению скорости минерализации даже той относительно небольшой биологической продукции, которая формируется тундровой экосистемой. Вследствие чего в почвах накапливаются торфообразные и грубогумусовые органические вещества.
В условиях плохого дренажа почв на суглинках и глинах, песчаных плоских равнин Чукотки и Аляски избыток атмосферной влаги приводит к развитию специфического процесса переувлажнения и оглеения почв и к формированию тундровых торфянистых и грубогумусовых глеевых почв. Холодный субарктический климат тундр способствует глубокому промораживанию грунтов. За короткое лето оттаивает обычно только 60—100 см так называемого деятельного слоя, и на значительных пространствах тундровых глеевых почв на этой глубине распространен мерзлый льдистый горизонт.
В горах на каменистых породах и в вулканических областях на рыхлых пепловых толщах холодность климата обусловливает интенсивное физическое и слабое химическое выветривание. Поэтому почвы здесь содержат мало глины, хорошо пропускают влагу, глубже оттаивают. Здесь образуются хорошо дренированные неоглеенные тундровые иллювиально алюмо-железисто-гумусовые почвы. В вулканических областях образуются или примитивные слоисто-пепловые почвы или охристые подбуры.
Тундровые экосистемы вследствие малой биологической продуктивности очень чувствительны к хозяйственному воздействию и эффективно используются практически лишь в пастбищном оленеводстве. Но и здесь перевыпас грозит длительным снижением потенциальной биологической продуктивности. Следы технической деятельности человека (тракторные борозды, отвалы горных пород, следы деятельности геологической разведки) очень длительное время не заселяются растительностью.
На юг тундровые экосистемы распространяются в виде высотного пояса в горах и достигают как в Азии, так и в Северной Америке 40° с. ш. При этом чем ближе к океану, тем они занимают более низкие абсолютные высоты. Как в зональном, так и высотном плане тундровые экосистемы через узкую полосу кустарниковой тундры сменяются хвойными лесами. Однако если тундры Азии и Америки в Тихоокеанском регионе сходны, то лесные экосистемы резко различны. Здесь уже начинают сказываться существенные климатические различия между восточными и западными побережьями океана.
В Азии тундровые экосистемы сменяются лиственничными лесами, сбрасывающими хвою, обычно с мощным развитием мохового и кустарникового ярусов. В условиях очень хорошего дренажа в напочвенном покрове господствуют лишайники. Леса эти обычно низкорослые, и общая их биологическая продуктивность невелика. Низкая температура зимы и малая мощность снегового покрова способствуют широкому распространению вечной мерзлоты. Биологическая активность почв низка, в результате чего обычно накапливается мощная полуразложившаяся подстилка, служащая отличным субстратом для мхов и лишайников. Вместе с тем в короткие, но глубокие засушливые периоды эта же подстилка, просыхая, представляет собой великолепный горючий материал, способствующий возникновению пожаров. Следует отметить, что в целом экосистемы хорошо приспособлены к пожарам и даже в норме реагируют на них повышением продуктивности.
В Северной Америке лиственничные экосистемы распространены лишь на ограниченной территории в горных районах Аляски, в то время как в Азии они занимают практически все побережье Охотского моря, а их несколько более теплые аналоги распространены на вулканических почвах восточной части Камчатки и северном Сихотэ-Алине.
Почвы лиственничных экосистем более разнообразны, чем в тундрах, что связано с большим почвообразующим потенциалом климата и биоты в более низких широтах; вместе с тем значительны и черты сходства в этих в общем холодных экосистемах. В условиях затрудненного дренажа (суглинки, глины, плоские равнины) формируются таежные торфянисто-глеевые почвы, в том числе и мерзлотные, очень сходные с тундровыми. Наряду с ними встречаются и элювиально-глеевые и глее-подзолистые почвы, более мощные и развитые, чем тундровые глеевые, вследствие больших энергетических и биологических ресурсов почвообразования.
В каменистых горных районах преобладают сочетания сухоторфянистых альфегумусовых почв — подбуров и подзолов. В последних уже обособляется элювиальный подзолистый горизонт, белый или светло-серый, отмытый от соединений гумуса, железа и алюминия, которые вмываются в среднюю часть профиля, окрашивая ее в коричневато-бурые тона.
В вулканических районах Камчатки под лиственничными и каменно-березовыми лесами формируются вулканические слоисто-пепловые, охристые и подзолистоохристые почвы, степень развития которых усиливается по мере ослабления интенсивности пеплопадов. Биологическая продуктивность лиственничной тайги рассматриваемого региона невелика, и хозяйственное ее значение ничтожно.
Лиственничная тайга на обоих континентах как в широтнозональном плане, так и в плане высотной поясности сменяется экосистемами с господством в древесном ярусе разных видов ели, а в напочвенных покровах — зеленых мхов.
Леса океанических побережий Северной Америки и Азии образованы вечнозелеными темнохвойными породами. Очень большое количество осадков, умеренно теплое, продолжительное лето и мягкая зима определяют высокую биологическую продуктивность таких экосистем. Характерной их чертой является развитие эпифитов и мощного мохового покрова. Биологическая продуктивность этих лесов существенно выше, чем у лиственничных. Мерзлота отсутствует. Под темнохвойными моховыми лесами на суглинисто-глинистых равнинах формируются подзолистые и подзолисто-глеевые почвы с сезонным переувлажнением профиля, торфянистыми и грубогумусовыми горизонтами и дифференцированным по содержанию глины элювиальным профилем.
В горных районах на каменистых породах образуются грубогумусовые буроземы с альфегумусовыми иллювиальными горизонтами и альфегумусовые подзолы, в вулканических районах охристые и подзолисто-охристые почвы. В пределах холодных и холодно-умеренных гумидных областей с севера на юг от тундры к темнохвойным моховым лесам четко прослеживаются следующие закономерности в почвообразовательных процессах: усиливаются процессы минерализации и гумификация растительного опада, однако оставаясь в пределах образования торфа и грубогумусового вещества и не создавая муллевого гумуса; усиливаются процессы внутрипочвенного выветривания и элювиально-иллювиальной дифференциации веществ сверху вниз по профилю.
Рассматриваемые лесные экосистемы дают хорошую древесину и имеют большое хозяйственное значение. Однако вырубка леса на крутых склонах совершенно недопустима, так как она приводит к уничтожению почвы и образованию каменистых, голых склонов.
В Азии в зональном плане экосистемы еловых лесов сменяются хвойно-широколиственными и широколиственными листопадными лесами, распространенными в настоящее время на юге советского Дальнего Востока, в Восточном Китае, на Корейском п-ве и на Японских о-вах. В северной части на советском Дальнем Востоке, севере Китая и Корейском п-ве, на о-ве Хоккайдо и в горных районах Японских о-вов климат суббореальный влажный, с отрицательными зимними температурами, особенно низкими на континенте. Южнее, вплоть до северного тропика климат субтропический влажный, с температурой самого холодного месяца обычно не ниже + 6°С. Генетически флора этого региона древняя и экосистемы характеризуются высоким видовым разнообразием.
Экосистемы Скалистых гор Северной Америки, являющиеся климатическими аналогами азиатских темнохвойно-широколиственных и широколиственных лесов, в видовом отношении существенно обеднены, но обладают, возможно, наиболее высокой в мире биологической продуктивностью и запасами древостоя, что определяется уникальным соотношением тепла и влаги.
Благоприятное соотношение тепла и влаги в районах распространения экосистем хвойно-широколиственных лесов способствует относительно быстрой минерализации лесной подстилки с образованием мягкого гумуса. В условиях хорошего промывного режима здесь формируются бурые лесные и желто-бурые лесные почвы с хорошо выраженными процессами внутрипочвенного оглинивания. Южнее, в семиаридных областях формируются коричневые почвы. И те и другие почвы характеризуются достаточно высоким плодородием. Поэтому здесь ведется интенсивное сельское хозяйство, что за длительный период использования привело к резкому сокращению площади коренных лесных экосистем.
Климатические аналоги экосистем листопадных широколиственных лесов в Южном полушарии распространены на Тихоокеанском побережье Австралии (южнее тропика), на о-ве Тасмания, о-вах Новая Зеландия и южной оконечности Южной Америки. Однако генетически они ничего общего не имеют со своими северными аналогами. Более того, леса Австралии имеют мало общего с лесами Новой Зеландии и Америки. В Австралии распространены леса из эвкалиптов и специфических хвойных пород. Леса же Южной Америки слагаются листопадными видами, жестколистными вечнозелеными породами и специфичными видами хвойных (араукарии). Леса Новой Зеландии образованы преимущественно вечнозелеными лиственными деревьями, специфичными видами хвойных и древовидными папоротниками. Почвы рассматриваемого региона имеют много общих черт с почвами, формирующимися в сходных климатических условиях Северного полушария. Здесь распространены варианты бурых и желто-бурых почв (часто оподзоленных) в относительно холодных климатических условиях и переходящие в коричневые в более сухих климатических условиях. Так же как и в Северном полушарии, в районах интенсивной вулканической активности распространены своеобразные вулканические гумус-алло-фановые почвы, или андосоли, а там, где территория не затронута интенсивной денудацией, сохранились участки древних кор выветривания с красно- и желтоцветными почвами, свидетельствующими о более теплом климате третичного периода (красноземы, желтоземы, в том числе оподзоленные). Сами по себе леса имеют большое хозяйственное значение, однако на значительной площади они сведены, и земли интенсивно используются в сельском хозяйстве.
На американском побережье Тихого океана как в Северном, так и Южном полушариях от 30 до 35° с. ш. и от 15 до 40° ю. ш. формируется средиземноморский климат с резкой периодичностью гидротермического режима; жаркое, сухое лето и прохладная зима. В более низких широтах (около 20°) общее количество осадков уже настолько мало, что климатические условия отвечают сухим степям и пустыням. Особенно невелико количество осадков в этих широтах в Южном полушарии, где берега омываются холодным течением. Далее в более низких широтах общее количество осадков вновь увеличивается и климат становится тропическим влажным. Средиземноморский и тропический засушливый климат почти не встречаются на восточных берегах Тихого океана. Как и всюду, в сходных климатических условиях формируются сходные почвы и сходные экосистемы. Для экосистем Северной Америки, развивающихся в условиях средиземноморского и тропического засушливого климата, характерны разреженные дубовые и сосновые леса, специфичны леса из секвойи и кустарниковые заросли — чаппараль. Периодическая засушливость климата создает условия для возникновения лесных пожаров, на месте которых разрастаются кустарники. Однако и здесь деревья также хорошо приспособлены к пожарам и особенно хорошо восстанавливаются там, где прогорела подстилка, а древесный ярус уничтожен лишь частично. Так, например, естественное возобновление секвой вообще невозможно без пожаров.
Примерно такая же структура растительного покрова характерна для аналогичных широт Тихоокеанского побережья Южной Америки. Но в отличие от Северо-Американского континента здесь значительно большие площади заняты пустынями, полупустынями и степями, лишь на склонах гор и в речных долинах сменяемых ксерофильными кустарниками.
В области распространения ксерофильной средиземноморской и субтропической растительности распространены коричневые почвы. В районах, где количество осадков меньше 300—250 мм в год, — сероземы и серо-бурые почвы. Характерно распространение засоленных почв в депрессиях.
Как в Южном, так и Северном полушариях по мере приближения к экватору общее количество осадков увеличивается и сезонная периодичность их выпадения постепенно ослабевает.
В условиях, где сезонность осадков хорошо выражена (Индокитай, некоторые районы Филиппин, примерно у 15° с. ш. в Центральной Америке, север Австралии, 5—10° ю. ш. на побережье Южной Америки), распространены листопадные тропические леса. Коренные леса характеризуются большим видовым разнообразием и сложной вертикальной структурой.
Формирование почв протекает в условиях постоянно высоких температур при существенной периодичности в выпадении осадков. В целом для древних поверхностей региона характерны ферралитные почвы, имеющие красно-желтую, красно-бурую и красную окраску, определяемую большим содержанием гидроокислов железа. Благодаря климатическим условиям на этих почвах удается получить два-три высоких урожая в течение одного года. Особенно высокой продуктивностью характеризуются вулканические почвы на пеплах (андосоли), очень богатые основаниями с исключительно благоприятной структурой. Естественные экосистемы региона имеют большое хозяйственное значение и дают много ценной древесины. Вырубки на обширных площадях восстанавливаются с большим трудом, и на месте лесов образуются саванноподобные длительно устойчивые заросли. Однако в тех же условиях введение лесокультур из ряда интродуцированных и аборигенных видов (особенно различных видов сосны) дает обычно хорошие результаты и обеспечивает быстрый и большой выход высококачественной древесины.
Экосистемы дождевых тропических лесов распространены в сравнительно узкой приэкваториальной полосе Тихоокеанского региона и наиболее характерны для островов Индонезии и Новой Гвинеи. Дождевые тропические леса образуют нижний пояс приэкваториальной части Анд. Высокие температуры воздуха и почв в течение всего года (27—28°), постоянное большое количество осадков создают оптимальные условия для развития древесной жизненной формы. Собственно травянистые растения и кустарники здесь практически отсутствуют, но наряду с деревьями широко представлены лианы и эпифиты. Леса обладают очень сложной вертикальной структурой и большим видовым разнообразием. Равномерное выпадение атмосферных осадков, почти постоянный постепенный опад листвы с быстрой последующей минерализацией приводят к быстрому биогенному круговороту элементов минерального питания.
Дождевой тропический лес перекачивает из почвы в атмосферу огромное количество влаги. Все образующие его виды исключительно влаголюбивы и не выдерживают длительного засушливого периода. С транспирацией они быстро теряют влагу и обезвоживаются. На этом свойстве основывается подсечное аборигенное земледелие. Подлесок и тонкие деревья вырубаются и разбрасываются. Крупные деревья подрубаются. Достаточно двух-трех дней без дождя или с небольшим количеством осадков, как срубленные деревья высыхают. Их стаскивают к стволам крупных деревьев и поджигают. В результате засыхают и крупные деревья. Вырубать их необязательно, так как они не затеняют почву и не мешают земледелию. Обычно вычищаемый в один прием участок не превышает четверти гектара. На нем высаживается целый комплекс сельскохозяйственных культур: таро, батат, сахарный тростник, бананы, ананас, дынное дерево, хлебное дерево, маис. Агрокультура по своей сложности как бы имитирует сложный лес. Через 3—5 лет участок забрасывается и коренной лес восстанавливается. Таким образом за 3—5 лет фактически используются основные запасы элементов минерального питания, накопленные в почве и внесенные с листьями и золой уничтоженной естественной растительности. Совершенно иная картина происходит при вырубке леса на значительной площади. Почва обедняется столь же быстро, но коренной лес обычно восстанавливается очень медленно. Участки зарастают папоротниками, злаками, кустарниками, не свойственными дождевому тропическому лесу. Основная причина — резкое изменение микроклиматической обстановки при сведении леса на большой площади. Оголенная почва, злаки и кустарники испаряют существенно меньше влаги, чем лес. В результате снижается относительная влажность воздуха и повышается температура. Условия становятся малоприемлемыми для роста деревьев тропического дождевого леса. На такие участки тропический лес наступает медленно, через опушку, постепенно восстанавливая свои позиции.
Все описанные свойства экосистем дождевых тропических лесов показывают, сколь сложно их эффективное хозяйственное использование. В лесах растут ценные древесные породы, но их запасы относительно общего запаса древесины в силу большого видового разнообразия невелики. Рубка леса на больших площадях нежелательна, так как приводит к плохому восстановлению коренных лесов. Кроме того, в этих условиях резко активизируется эрозия. Ведение интенсивного сельского хозяйства с применением современной технологии требует применения большого количества удобрений, а иногда приводит к деградации почвенного покрова, делая территорию со временем вообще непригодной для сельского хозяйства. Несколько менее остро эти проблемы стоят для территорий, в пределах которых распространены бурые почвы и андосоли на вулканических породах молодого возраста.
Говоря о Тихоокеанском регионе, нельзя не обратить внимание на островные экосистемы, с которыми связана жизнь специфической культуры человечества — культуры Полинезии. Экосистемы островов в видовом отношении существенно обеднены, хотя в типологическом плане в целом повторяют континентальные аналоги. Генетически острова Тихого океана очень различны. Это и вулканические острова, сформировавшиеся на протяжении мезозоя или продолжающие свое активное геологическое развитие в настоящее время; это атолловые острова, сложенные коралловым известняком, обычно имеющие возраст всего 2—5 тыс. лет; и поднятые атоллы, обычно более древние, часто перекрытые с поверхности пепловым чехлом — продуктом вулканической активности. В зависимости от всех этих особенностей, с учетом размера островов и их взаимоположения формируется облик естественных экосистем. Правда, такие экосистемы сохранились только лишь на относительно больших или очень труднодоступных островах. В основном же острова океана густо и давно, примерно 10 тыс. лет назад, заселены человеком.
Итак, экосистемы и почвы Тихоокеанского региона необычайно разнообразны и ставят перед исследователями огромное количество теоретических и прикладных проблем. Многие из этих проблем (география, генезис и использование экосистем и почв вулканических и островных территорий Тихоокеанского региона) получили всестороннее и подробное освещение в работах комитетов «География» и «Экосистемы тихоокеанских островов» XIV Тихоокеанского научного конгресса.
Автор: Ю. Г. Пузаченко, В. О, Тартульян, доктора географических наук