Дренажный бассейн Амазонки с ее роскошным биоразнообразием хорошо известен как самая впечатляющая экосистема на Земле, занимающая огромную лесную низменность площадью 6,85 млн. кв. км, более 50% которой расположено на территории Бразилии. Поверхностный и широкий обзор этой обширной территории может создать обманчивое впечатление однородной экосистемы с непрерывным и плотным древесным пологом, частично обусловленным ровным рельефом. Такое толкование может вводить в заблуждение, когда пытаешься определить природные явления, ответственные за возникновение и поддержание такой переплетенной и сложной биологической системы. Существует все больше доказательств того, что распределение флористических сообществ в регионе Амазонки довольно неоднородно и в основном связано с условиями почвы.
Известные уровни видового разнообразия растений и, следовательно, их обитателей далеко не являются удовлетворительными для получения исчерпывающих ответов на вопрос о том, какие факторы влияют на развитие событий в Амазонии. Однако многие гипотезы в отношении видов строились с учетом экологических факторов, прямо или косвенно связанных с геологическими процессами, с последующим воздействием как на структуру биотических компонентов, так и на модели бета и гамма разнообразия.
Амазония по-прежнему "остро нуждается в новых геологических данных для создания моделей эволюции ландшафтов, которые могли бы послужить основой для обсуждения происхождения, эволюции и механизмов, контролирующих распределение ее биоразнообразия".
Общая физикогеография изучаемого района
Нижний водосборный бассейн реки Амазонки состоит из двух основных рек - Амазонки и Токантина, расположенных соответственно на западе и востоке острова Марахо. Первый постепенно меняет ориентацию вниз по течению с востока на северо-восток, разветвляясь вблизи города Альмерим. Оттуда ландшафт, в котором доминируют острова различного размера, простирается на расстояние более 400 км до точки сброса в Атлантический океан.
Нижние течения бассейна Амазонки-Токантина расположены в районе тропического климата, характеризующегося среднегодовой температурой 28 °C и осадками 2500-3000 мм в год-1, 90% из которых сконцентрировано в период с января по июль. Низкий рельеф местности, обычно < 25-30 м над уровнем моря. На большей части территории окружили более высокие земли, состоящие из до-кембрийских пород Гвианского щита на северо-западе; меловых пород формации Альтер-ду-Шан на западе и юго-западе; докамбрийских пород Центрального щита Бразилии и меловых пород бассейна Грахау на юге и юго-востоке; и меловых отложений третичных пород Итау. Эти отложения усечены более молодыми, плио-плейстоценовыми и голоценовыми отложениями, представленными в основном песками, которые в основном называют послебаррейрскими отложениями. Интересно отметить, что в целом на участках с голоценовой седиментацией преобладает открытая растительность, в то время как на старых месторождениях широко распространены омброфильные леса.
Распределение биоразнообразия
Происхождение амазонского биоразнообразия является сложным вопросом, который может иметь различные способы контроля, если учитывать различные таксономические группы. В целом, существуют две модели, пытающиеся объяснить изменения биоразнообразия во времени:
- каждый вид реагирует независимо на изменения либо физической среды, либо биологических компонентов с целью удовлетворения своих конкретных физиологических потребностей;
- сообщества меняются как более широкие и нетронутые биогеографические единицы в ответ на изменения окружающей среды.
Обе экологические модели, которые могут быть определены в ископаемом материале, представляют собой эффективные адаптивные стратегии для поддержания производства потомства и предотвращения вымирания, и их следует рассматривать в рамках более комплексных природоохранных исследований.
Также подчеркивается важность экологического контроля, связанного с геологическими изменениями в развитии биоразнообразия в Амазонии. Многие теории, направленные на объяснение происхождения этого биоразнообразия, были основаны прямо или косвенно на геологической информации.
Динамичный геологический сценарий развития событий в плейстоценовые и голоценовые периоды
Недавние исследования, сочетающие геологические и геоморфологические данные, представленные в отдельном труде, недавно представленном для публикации, показали, что нижняя часть бассейна Амазонки претерпела существенные изменения в физиографии после образования миоцена. Эти изменения, которые могли произойти даже во время голоцена, были продиктованы смещениями разломов, которые повлияли на ландшафт, вызвав переориентацию дренажных систем, создание новых русел рек и развитие различных распределений между затопленными и незатопленными территориями.
В качестве краткого резюме, общая картина нижней части водосборного бассейна Амазонки рассматривает существование тектонически контролируемых северо/северо-западной и юго/юго-восточной палеоваллей, срубленных на миоцен и более старые породы. Разрезанная долина питалась рекой палео-Токантин, наносы которой поступали непрерывно на север/северо-запад, достигая острова Марахо и образуя отложение с морфологией воронки во время Плейстоцена. Многочисленные заброшенные каналы, связанные с отложениями этого возраста на западной стороне острова, считаются свидетельством существования этой палеодренажной системы.
Анализ биоразнообразия
Воздействие динамичной экологической эволюции на соответствующую биоту еще предстоит расшифровать. Построение моделей для объяснения как темпов, так и способов видообразования, безусловно, является сложным вопросом, который заслуживает дальнейших усилий, предпринимаемых на основе сотрудничества и междисциплинарного подхода.
В отсутствие дальнейших данных, моделирование распределения видов и сообществ может быть выполнено с использованием типов растительности. Для конкретного случая исследуемой территории, независимо от однородного климата, следует отметить резкий контраст в структуре растительности между месторождениями, сформированными в различных геологических условиях в пределах Плейстоценовой/Голоценовой палеоваллеи. Это хорошо видно на примере острова Марахо, где на западе преобладает равномерная и плотная растительность, состоящая из плейстоценовых отложений, в отличие от районов голоцена на востоке, где преобладает открытая растительность. К последним относятся в основном безлесные луга (кампос), серрадос и саванна, а также несколько вытянутых и извилистых поясов древесной растительности, связанных с остатками песчаных палеоканалов. В самой восточной части острова имеется также узкий пояс плотного навеса, развитый на относительно высоких землях, где доминируют месторождения плейстоцена и миоцена.
Учитывая равномерный климат, резкий контраст в стилях растительности, наблюдаемый на острове Марахо, весьма завораживает. Предполагается, что открытая растительность, расположенная в тропических лесах, может быть отражением более сухого голоценового климата прошлого. В частности, эти авторы утверждают, что первое появление церрадоса в Амазонии произошло 10 000 лет назад в результате нарастания сезонности BP, и что их присутствие в современных условиях свидетельствует о прошлой связи с центральными районами Бразилии в экстремальных климатических условиях.
Существование в Амазонии в течение последнего четвертичного периода переменных влажных и засушливых периодов с последующей мобильностью лесов и саванны вызвало большой спор среди специалистов различных дисциплин. Недавние реконструкции, проведенные с помощью палеоклиматического моделирования во время последнего ледникового максимума, предсказывают существование растительности саванны в северо-восточной Амазонии, вызванное наступлением засушливых сезонов, вдвое превышающих нынешние, когда количество осадков сократилось до 25-35%.
