Растительный покров – главное условие существования современных ландшафтов

Палеонтолог А.Г. Пономаренко (1993) поставил вопрос: что такое «суша» и «море» применительно к докембрию? Когда не было еще высшей наземной растительности? Если нет растительного покрова, то скорость водной и ветровой эрозии должна превышать современную во много раз. «Голые» поверхности при малейшем уклоне будут размываться очень быстро. Ландшафт будет представлять собой мозаику из практически вертикальных скал на фоне горизонтальной равнины, простирающейся на огромные расстояния и незначительно превышающих уровень моря. Реки не имели сформированных русел, были «блуждающими». Такой ландшафт, без четкой границы между сушей и морем, получил название амфибиотического (Пономаренко, 2006).

Продолжая тему  http://geoecograph.blogspot.com.by/2015/10/Rastitelnost-kak-geologicheskij-faktor.html

Как указывает К.Ю.Еськов: в отсутствии растений ландшафт парадоксальным образом становится более пустынным (по облику), чем больше выпадает осадков. Вода активно размывает земную поверхность, образуются глубокие каньоны, огромные дельты – равнинный пролювий. Только с появлением на суше сосудистых растений формируются наземные ландшафты современного облика. А произошло это в масштабах геологического времени совсем недавно…

Только в силуре (443,4-419,2 млн. лет назад) на суше начинаются значительные перемены: появляются мхи, грибы, примитивные плауны и первые высшие растения – риниофиты. Вероятно, появляются первые печеночники. Начинается завоевание суши растениями и формирования наземных палеоэкосистем.

Предполагается, что высшие растения произошли от наземных зеленых водорослей, т.е. изначально были «сухопутными», а лишь затем появились в прибрежных ландшафтах. Риниофиты – примитивные высшие растения с голыми стеблями, высотой 50-100 см. Формировали заросли на влажных местах – берегах водоемов, на мелководьях (своего рода «тростник»).

Это было только начало, а продолжение – в девоне (девонский период – и 419,2-358,9 млн. лет назад).

Появление сосудистых растений – одно из ключевых событий; по своей средообразующей способности эта группа организмов не имеет себе равных. Только с ее появлением начинают формироваться наземные ландшафты современного облика.

Появление сосудистых растений с их жесткими вертикальными осями вызвало целый каскад экосистемных новаций, изменивших облик биосферы. Фотосинтезирующие структуры стали располагаться в трехмерном пространстве, а не на плоскости. Это резко увеличило интенсивность образования органического вещества и суммарную продуктивность биосферы. Вертикальное расположение стволов сделало растения более устойчивыми к занесению смываемым мелкоземом, что сократило безвозвратные потери неокисленного углерода и привело к совершенствованию углеродного цикла.

Вертикальные стволы наземных растений должны быть жесткими; для обеспечения жесткости возникла новая ткань – древесина, которая после гибели растения, разлагается относительно медленно. Углеродный цикл экосистемы обретает дополнительное резервное депо и стабилизируется. Появление запаса трудноразложимой органики ведет к радикальной перестройке пищевых цепей. Для разложения целлюлозы и лигнина древесины требуются новые редуценты – грибы. С этого времени большая часть вещества и энергии оборачивается через детритные, а не пастбищные цепи (как было в водных экосистемах).

Первые деревья  (археоптерис с мощным до 1,5 м в диаметре стволом) появляются в позднем девоне.

Появляются деревья – появляется уголь.

Появляются деревья – резко увеличивается биомасса. В современной биосфере 99% биомассы – фитомасса, в которую значительный вклад вносят деревья.

Увеличивается биомасса – увеличивается емкость биологического круговорота, т.е. количество химических элементов, вовлекаемых в биологический круговорот, соответственно, возрастает воздействие биоты на литосферу.

Для поддержания ствола в вертикальном положении возникает развитая корневая система, которая закрепляет почвы и ведет к снижению эрозии.

Появление наземной растительности и рост фитомассы отразились на составе атмосферы: содержание кислорода увеличивается с 14-15% в начале девона до 17-18% в конце девона. Содержание углекислого газа, наоборот, уменьшается с 0,4% в начале девона до 0,25% в конце девона.

Полагают, что континенты должны были покрыться растительностью к концу девона. С начала каменноугольного периода  на Земле образуются уже практически все типы осадков, которые откладываются в наше время на суше. До этого континентальные осадки практически отсутствовали. Появление угленакопления указывает, что на пути стока вод уже стоят мощные растительные фильтры, без которых, остатки растений непрерывно смешивались с песком и глиной и получались бы углистые сланцы и углистые песчаники, а не уголь.

Возникшая в амфибиотических ландшафтах густая растительность начинает действовать как фильтр, регулирующий плащевой сток; формируется стабильная береговая линия. Так, сосудистая растительность в девоне отделила «твердь от хляби».

Таким образом, появление деревьев и соответственно лесов в девоне имело следующие следствия:

Появление экосистем детритного типа;

Резкий рост емкости биологического круговорота и средообразующей способности биоты;

Стабилизация круговорота углерода;

Снижение содержания углекислого газа и увеличение содержания кислорода в атмосфере;

Снижение эрозии;

Стабилизация границы суша-море.

Пономаренко А.Г. Эволюция фитофагии //Эволюция биосферы и биоразнообразия. – М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. – С.257-270.

Еськов К.Ю. История Земли и жизни на ней.