 |
|
Ландшафт есть закономерно построенная система локальных ПТК,
Природно–антропогенные ландшафты- антропогенно трансформированные ландшафты.
Отличии от природных ландшафтов: Трансформация, Насыщенность продуктами труда.
Между экосистемой и геосистемой существуют принципиальные различия. Экосистема, подобно геосистеме, включает биотические и абиотические компоненты природы, но при изучении экосистем рассматриваются лишь те связи, которые имеют отношение к организмам. Экосистема - биоцентрическая система, биота является ее «хозяином». В геосистеме же все компоненты равноправны и все взаимосвязи между ними подлежат изучению. Таким образом, геосистема охватывает значительно больше связей и отношений, чем экосистема. Экосистему можно рассматривать как систему частную (парциальную) по отношению к геосистеме.
Другое отличие экосистемы от геосистемы состоит в том, что она не имеет строгого объема, она как бы безразмерна.
6. Структура геосистем: элементы и географические компоненты, радиальный (вертикальный), горизонтальный и временной аспекты структуры геосистем.
Структура геосистемы - сложное, многоплановое понятие. Ее определяют как пространственно-временную организацию (упорядоченность) или как взаимное расположение частей и способы их соединения. Пространственный аспект структуры геосистемы состоит в упорядоченности взаимного расположения ее структурных частей. Последние, в свою очередь, рассматриваются двояко как компоненты и как субсистемы, т. е. подчиненные геосистемы низших рангов. Таким образом, в природном территориальном комплексе, как и во всей эпигеосфере, следует различать структуру вертикальную (или радиальную) и горизонтальную (или латеральную). Первая выражается в ярусном расположении компонентов, вторая - в упорядоченном расположении ПТК низших рангов. Но понятие структуры предполагает не просто взаимное расположение составных частей, а способы их соединения. Соответственно различаются две системы внутренних связей в ПТК . вертикальная, т. е. межкомпонентная, и горизонтальная, т. е. межсистемная. Те и другие осуществляются путем передачи вещества и энергии (отчасти также информации). Примерами вертикальных системообразующих потоков могут служить выпадение атмосферных осадков, их фильтрация в почву и грунтовые воды, поднятие водных растворов по капиллярам почвы и материнской породы. К горизонтальным потокам, связывающим между собой отдельные ПТК в границах территориальных единств высших рангов, относятся водный и твердый сток, стукание холодного воздуха по склонам, перенос химических элементов из водоемов на суходолы с биомассой птиц и насекомых (комаров) и др.
Структура геосистемы имеет помимо пространственного и временной аспект. Составные части геосистемы упорядочены не только в пространстве, но и во времени. Достаточно вспомнить о снежном покрове - это специфический временный (сезонный) компонент многих геосистем, присутствующий в них только зимой. С другой стороны, зеленая масса растений в умеренных широтах присутствует и «работает» только в теплое время года. Таким образом, в понятие структуры геосистемы следует включить и определенный, закономерный набор ее состояний (временной аспект), ритмически сменяющихся в пределах некоторого характерного интервала времени, которое можно назвать характерным временем или временем выявления геосистемы. Таким отрезком времени является один год: это тот минимальный временной промежуток, в течение которого можно наблюдать все типичные структурные элементы и состояния геосистемы.
7. Вертикальные структуры геосистем. Множественность способов описания вертикальных структур геосистем.
Что касается вертикальной структуры ландшафта, то ее составными частями обычно принято считать отдельные географические компоненты . твердый фундамент, почву, биоту и т. д. Поскольку своими предельными (однородными) пространственными подразделениями они представлены в составе фации, ландшафт выступает как некоторая сложная интегральная система элементарных вертикальных структур. Однако если говорить о функциональном подходе к структуре, то анализ межкомпонентных связей не
есть единственно возможный путь. Во-первых, далеко не всегда достаточно рассматривать каждый компонент как единое и неделимое целое, и в анализ приходится вовлекать определенные части, или элементы.компонентов, которые по отношению к геосистеме представляют структурно- функциональные подразделения второго порядка. Так, для понимания роли биоты в ландшафтном «механизме», в системе географических связей, важно различать три функционально разнокачественные (трофические) группы организмов . продуценты, консументы и редуценты. Далее, рассматривая функционирование в ландшафте основной, наиболее активной части биоты, представленной зелеными растениями, важно вычленить из нее всю совокупность ассимилирующих органов, а также подземную часть (корни) и массу транспортно- скелетных органов. Специфическую роль в ландшафтной структуре играет мертвое органическое вещество, сосредоточенное в подстилке, хотя в традиционном перечне географических компонентов подстилка отсутствует и обычно присоединяется к почве на правах ее нулевого горизонта.
Во-вторых, компоненты в общепринятом значении этого слова, строго говоря, не вполне соответствуют составным частям вертикальной структуры ландшафта, которые должны иметь упорядоченное расположение в вертикальном профиле геосистемы в виде ярусов, или горизонтов.
8. Географические компоненты (литогенная основа, воздушные массы, природные воды, почвы, растительность и животный мир), их роль в формировании, дифференциации и интеграции ландшафтной оболочки.
Под природными географическими компонентами мы понимаем: 1) массы твердой земной коры; 2) массы гидросферы (на суше это различные скопления поверхностных и подземных вод); 3) воздушные массы атмосферы; 4) биоту 5) почву. Кроме того, в качестве особых географических компонентов обычно различают рельеф и климат.
Взаимная зависимость географических компонентов и реальность образуемых ими сложных материальных комплексов, или систем, проявляются в сопряженных изменениях компонентов от места к месту, т. е. в их взаимной пространственной приуроченности. Это легко показать на профилях, пересекающих любую территорию в каком-либо направлении, например с севера на юг, когда вслед. за изменениями климата происходит согласованная смена водного баланса, почв, растительного и животного мира. Аналогичную картину, только в более узких, локальных масштабах, можно наблюдать на профиле, пересекающем различные элементы рельефа от водораздела через склоны и террасы к руслам рек: вместе с рельефом изменяются поверхностные отложения, микроклиматы, уровень грунтовых вод, виды и разности почв, фитоценозы. Географические компоненты взаимосвязаны не только в пространстве, но и во времени, т. е. их развитие также происходит сопряженно. Так, на всякое изменение климата обязательно отреагируют водоемы, растительные и животные сообщества, почвы и даже рельеф. Правда, эта реакция не может быть мгновенной, поскольку каждому компоненту присуща определенная инерция и нужно время, чтобы они «подтянулись» и перестроились. Но важно то, что компоненты неизбежно перестраиваются и стремятся прийти в соответствие друг с другом.
По Н. А. Солнцеву, литогенные компоненты (т.е. все то, что связано с твердым фундаментом) являются ведущими факторами ландшафта, на втором месте стоят климат и воды, и самыми слабыми оказываются биогенные компоненты, которые полностью зависят от всех предшествующих им в ряду. В. Б. Сочава считал, что тепло, влага и биота являются «критическими компонентами» геосистемы, поскольку они определяют ее энергетику и динамику. А. А. Крауклис различает три группы компонентов по их. специфическим функциям в геосистеме: 1) инертные (минеральный субстрат и рельеф), представляющие «фиксированную основу геосистемы», 2) мобильные (воздушные и водные массы, сложенные веществом, у которого силы молекулярного сцепления относительно слабы), выполняющие в геосистеме обменные и транзитные функции, 3) активные, к которым относится биота, выступающая как важнейший фактор саморегуляции, восстановления, стабилизации геосистемы
9. Понятие о функционировании геосистем. Основные функциональные блоки и их взаимосвязи.
Всю совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации энергии вещества, а также информации в геосистеме можно назвать ее функционированием. Функционирование геосистемы осуществляется по законам механики, физики, химии и биологии. С этой точки зрения геосистема есть сложная (интегральная) физико-химико-биологическая система. Функционирование геосистем слагается из трансформации солнечной энергии, влагооборота, геохимического круговорота, биологического метаболизма и механического перемещения материала под действием силы тяжести
Функционирование геосистем имеет квазизамкнутый характер, т. е. форму круговоротов с годичным циклом. Степень замкнутости цикла может сильно варьировать, представляя важную характеристику ландшафта. От интенсивности внутреннего энергомассообмена зависят многие качества ландшафта, в частности его устойчивость к возмущающим внешним воздействиям. Для количественной оценки функционирования и соотношения между. внешним и внутренним вещественно-энергетическим обменом необходимы данные по балансам различных видов вещества и энергии, т. е. нужно знать величины их поступления в систему, внутреннего обмена, трансформации и аккумуляции в системе и потерь за счет выноса во внешнюю среду (по выходным каналам).
10. Поток солнечной энергии и его трансформация в ландшафтах
рад. баланс
Isin(hS) – прямая радиация, A-альбедо,i-рассеянная радиация,ЕЭФ-эфф.изл.
Поскольку солнечная энергия служит практически единственным источником физических, химических и биологических процессов на земной поверхности, эти процессы неизбежно должны иметь зональный характер. Механизм географической зональности очень сложен, она проявляется далеко не однозначно в разной «среде», в различных компонентах, процессах, а также в разных частях эпигеосферы. Первым непосредственным результатом зонального распределения лучистой энергии Солнца является зональность радиационного баланса земной поверхности. Лучистая энергия, полученная земной поверхностью от Солнца и преобразованная в тепловую, затрачивается в основном на испарение и на теплоотдачу в атмосферу, причем величины этих расходных статей радиационного баланса и их соотношения довольно сложно изменяются по широте. Важнейшие следствия неравномерного широтного распределения тепла .
зональность воздушных масс, циркуляции атмосферы и влагооборота. Под влиянием неравномерного нагрева, а также испарения с подстилающей поверхности формируются воздушные массы, различающиеся по своим температурным свойствам, влагосодержанию, плотности. уже на входе в геосистему поток солнечной энергии существенно Трансформируется растительностью: низкое альбедо растительного покрова влияет на увеличение радиационного баланса; с другой стороны, под полог леса проникает лишь часть радиации (в темно-хвойном лесу . 1/10 и менее), причем изменяется ее спектральный состав и уменьшается доля ФАР;над поверхностью леса турбулентный поток тепла возрастает по сравнению с безлесной поверхностью и т. д. Особенно же существенное место в энергетическом балансе ландшафта занимают затраты солнечного тепла на перекачивание влаги из почвы в
атмосферу через растения.
11. Влагооборот в геосистемах. Связь энергетических балансов и биологического круговорота веществ с водным балансом.
Рассматривая влагооборот как единый процесс, мы делаем еще один шаг к географическому синтезу, к познанию функционирования геосистем как целостных образований. Влагооборот . важная составная часть механизма взаимодействия между компонентами геосистем и между самими геосистемами, его можно определить как одно из главных функциональных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен, или геохимический круговорот. В совокупности влагооборот и минеральный обмен (вместе с газообменом) охватывают все вещественные потоки в геосистеме. Но перемещение, обмен и преобразование вещества сопровождаются поглощением, трансформацией и высвобождением энергии . массообмен тесно связан с энергообменом, который также следует рассматривать как особое функциональное звено ландшафта. Таким образом, мы получили три главных составляющих функционирования ландшафта. Но это лишь один подход к его изучению, который должен быть дополнен с учетом иных важных аспектов функционирования. В каждом из названных звеньев необходимо различать биотическую и абиотическую составляющие. Во влагообороте, например, с биотой связаны такие существенные потоки, как десукция (всасывание корнями) и транспирация (испарение с растений), участие воды в фотосинтезе, а также задержание части осадков листовой поверхностью и др. Биотический
12. Продукция и деструкция органических веществ в геосистемах, общая схема биогеоцикла.
Продукция измеряется в т/га Биогеохимический цикл, или «малый биологический круговорот»,. одно
из главных звеньев функционирования геосистем. В основе его . продукционный процесс, т. е. образование органического вещества первичными продуцентами . зелеными растениями, которые извлекают двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот . с водными растворами из почвы. Около половины оздаваемого при фотосинтезе органического вещества (брутто-продукции) окисляется до СО2 при дыхании и возвращается в атмосферу. Оставшаяся (за вычетом затрат на дыхание) фитомасса называется чистой первичной продукцией. Часть ее поступает в трофическую цепочку . потребляется растительноядными животными (фитофагами); следующий трофический уровень представлен плотоядными животными (зоофагами) . При переходе от одного трофического уровня к другому отношение биомасс уменьшается на 2 . 3 порядка, т. е. в n: 100. n: 1000 раз. Особенно большой разрыв наблюдается в лесах, где основная масса гетеротрофных организмов приходится на сапрофагов. В результате получается, что вторичная продукция на суше составляет менее 1% от первичной, за исключением степей и саванн Основная часть фитомассы после отмирания разрушается животными- сапрофагами, бактериями, грибами, актиномицетами. В конечном счете мертвые органические остатки минерализуются микроорганизмами (в меньшей степени путем абиотического окисления). Конечные продукты минерализации возвращаются в атмосферу Процессы созидания и разрушения биомассы не всегда сбалансированы . часть ее (в среднем менее 1%) может выпадать из круговорота на более или менее длительное время и аккумулироваться в почве (в виде гумуса) и в осадочных породах.
13. Иерархия природных геосистем и ее отражение в системах физико-географических единиц.
три главных уровня организации Геосистем: планетарный, региональный и локальный, или топический (местный) .
Планетарный уровень представлен на Земле в единственном экземпляре .географической оболочкой.
К геосистемам регионального уровня относятся крупные и достаточно сложные по строению структурные подразделения эпигеосферы . физико- географические, или ландшафтные, зоны, секторы, страны, провинции.
Под системами локального уровня подразумеваются относительно простые ПТК, из которых построены региональные геосистемытак называемые урочища, фации и некоторые другие.
Другая иерархия:
• Субтопический — 10^0-10^2 м2.
• Топический — 10^2-10^4 м2.
• Хорический — 10^4-10^8 м2.
• Региональный — 10^7-10^12 м2.
• Субглобальный — 10^10-10^14 м2.
• Глобальный — 10^14-10^16 м2.
14. Принципы и методы классификации геосистем.
Классификация геосистем базируется по принципам размерности
Иерархическая и типологическая классификации.
Региональные и локальные геосистемы изучаются как в индивидуальном, так и в типологическом плане. Это значит, что для науки или для практики, с одной стороны, может представлять интерес каждый конкретный, т. е. индивидуальный, ПТК того или иного ранга роль типизации возрастает по мере понижения ранга геосистем.
Разумеется, каждая категория геосистем классифицируется отдельно, так что в ландшафтоведении должно быть несколько самостоятельных классификационных систем . отдельно для фаций, для урочищ, для ландшафтов и т. д. (с учетом того, что для комплексов самых высоких рангов проблема классификации становится мало актуальной).
Также существует принцип системного подхода:
1. принцип целостности – принцип несводимости свойств системы к простой сумме составляющих ее элементов.
2. принцип структурности- различие по составу в целом(что заключается в геосистеме).Структура гесистем разнообразна выделяют 2 аспекта:
Вертикальный аспект геосистем создается связями обусловленными границами.
Горизонтальный аспект возникает с потоками у земной поверхности связанными с переносом вещества и энергии земной поверхности.
3. принцип иерархичности- изменение свойств объектов при изменении свойств масштабов явления.
4. принцип множественности описаний систем.
15. Элементарные природные геосистемы - фации. Характеристики однородных местоположений, местообитаний и биоценозов.
Фация - предельная категория геосистемной иерархии, характеризуемая однородными условиями местоположения и местообитания и одним биоценозом.
Фация рассматривается как однородная геосистема и как последняя ступень физико-географического деления территории.
Местоположение – однородный элемент рельефа.
При одних и тех же зональных и азональных условиях, т. е. в одном и том же ландшафте, происходит перераспределение солнечной радиации, влаги и минеральных веществ по местоположениям, вследствие чего каждое местоположение будет характеризоваться специфическим микроклиматом, тепловым, водным и солевым режимами. Тем самым разные местоположения должны характеризоваться неодинаковым экологическим потенциалом, т. е. совокупностью условий местообитания для организмов. Благодаря избирательной способности организмов к условиям среды заселение территории происходит в строгом соответствии с этими условиями, и каждому местоположению должен соответствовать один биоценоз. В конечном счете в результате взаимодействия биоценоза с абиотическими компонентами конкретного местоположения формируется элементарный географический комплекс- Фация.
16. Классификация фаций по местоположениям и режимам миграции химических элементов
Б. Б. Полынов, развивая идеи геохимии ландшафта Л. Г. Раменского, подошел к классификации элементарных ландшафтов (т.е. фаций) исходя из оценки условий миграции химических элементов. В основе его классификации также лежит идея сопряженности фаций в закономерном ряду местоположений, причем в качестве главного фактора, как и у Л. Г. Раменского, выступает водное питание и сток. Б. Б. Полынов различал три большие группы элементарных ландшафтов . элювиальные, супераквальные и субаквальные.
Элювиальные фации располагаются на приподнятых водораздельных местоположениях, где грунтовые воды лежат настолько глубоко, что не оказывают влияния на почвообразование и растительный покров. Вещество попадает сюда только из атмосферы (с осадками, пылью), расход же его осуществляется путем стока и выноса вглубь нисходящими токами влаги. Следовательно, расход вещества должен превышать его приход. При таких условиях происходит выщелачивание верхних горизонтов почвы и образование на некоторой глубине иллювиального горизонта. В связи с непрерывным смывом почвенных частиц почвообразовательный процесс постепенно все глубже проникает в подстилающую породу, захватывая все новые ее части. В течение длительного времени, измеряемого геологическими масштабами, здесь образуется мощная кора выветривания, в которой накапливаются остаточные химические элементы, наименее поддающиеся выносу. Растительность в условиях элювиальных фаций должна вести борьбу с непрерывным выносом минеральных элементов. Борьба двух противоположных процессов - захвата элементов растительностью и выноса их из почвы нисходящими растворами - составляет характерную особенность элювиальных фаций, и «способностью растительности захватывать минеральные элементы объясняется тот факт, что даже среди водораздельных почв исключительно влажных стран отсутствуют абсолютно выщелоченные по отношению к какому-либо элементу».
Супераквальные (надводные) фации формируются в местоположениях с близким залеганием грунтовых вод, которые поднимаются к поверхности в результате испарения и выносят различные растворенные соединения. По этой причине верхние горизонты почвы обогащаются химическими элементами, обладающими наибольшей миграционной способностью (наиболее яркий пример . солончаки). Кроме того, вещество может поступать сюда за счет стока с вышележащих элювиальных местоположений. Субаквальные (подводные) фации образуются на дне водоемов. Материал доставляется сюда главным образом стоком. Аналог почвы . донный ил нарастает снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В илах накапливаются элементы, наиболее подвижные в данных условиях. Организмы представлены особыми жизненными формами. Подводные местоположения резко отличаются от наземных по условиям минерализации органических остатков, и вместо гумуса здесь образуются сапропели.
По миграции хим. Элементов:
С движением воды связана миграция химических элементов в сопряженных рядах фаций - вынос элементов из одних, транспортировка в других, аккумуляция в третьих фациях. Но межфациальные связи не сводятся к одностороннему воздействию вышерасположенных фаций на нижерасположенные: благодаря миграциям организмов осуществляется обмен между геосистемами. Кроме элементарных геосистем . фаций различаются некоторые другие системы локального уровня, представляющие последовательные ступени интеграции. Плакорные (элювиальные, автономные)фации, для которых единственным источником привноса вещества служат атмосферные осадки и пыль, как правило, характеризуются резким преобладанием выходных потоков над входными. Переходные (транзитные, трансэлювиальные) склоновые фации, при наличии интенсивных сквозных потоков, могут в той или иной степени приближаться к равновесному состоянию. Что касается фаций подчиненных(супераквальных, гидроморфных, аккумулятивных), то для них наиболее типично преобладание
локальных входных потоков вещества, они часто служат «геохимическими ловушками», аккумулирующими многие элементы. Абиогенные потоки вещества по своим масштабам сильно уступают биогенным.
17. Крупномасштабное ландшафтное картографирование и методика полевых описаний фаций.
позиции любого описания фаций:
1. №маршрута,назначение
2. кто вёл описание
3.время начала - завершения
4.абс. привязка места
5. Хар-ка местоположения фации:
уклоны
экспозиция
кривизна пов-ти
относ и абс высоты
6.Геолог строение
7.видовой состав раст покрова
8. почва
Крупно- и среднемасштабные Л. к. создаются на основе полевой съёмки (с широким использованием аэрофотоматериалов.
18. Типы горизонтальных сопряжений фаций.
Элювиальные фации располагаются на приподнятых водораздельных местоположениях, т.е. на плакорах, где грунтовые воды лежат настолько глубоко, что не оказывают влияния на почвообразование и растительный покров. Вещество попадает сюда только из атмосферы (с осадками, пылью), расход же его осуществляется путем стока и выноса вглубь нисходящими токами влаги. Следовательно, расход вещества должен превышать его приход. При таких условиях происходит выщелачивание верхних горизонтов почвы и образование на некоторой глубине иллювиального горизонта. При таких условиях происходит выщелачивание верхних горизонтов почвы и образование на некоторой глубине иллювиального горизонта.
Супераквальные (надводные) фации формируются в местоположениях с близким залеганием грунтовых вод, которые поднимаются к поверхности в результате испарения и выносят различные растворенные соединения. По этой причине верхние горизонты почвы обогащаются химическими элементами, обладающими наибольшей миграционной способностью (наиболее яркий пример . солончаки). Кроме того, вещество может поступать сюда за счет стока с вышележащих элювиальных местоположений.
Субаквальные (подводные) фации образуются на дне водоемов. Материал доставляется сюда главным образом стоком. Аналог почвы . донный ил нарастает снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В илах накапливаются элементы, наиболее подвижные в данных условиях. Организмы представлены особыми жизненными формами. Подводные местоположения резко отличаются от наземных по условиям минерализации органических остатков, и вместо гумуса здесь образуются сапропели.
Переходный тип – трансэллювиальный. Относительно крутые склоны, питаемые в основном атмосферными осадками, с интенсивным стоком и плоскостным смывом и значительными микроклиматическими различиями в зависимости от экспозиции склонов
19. Генетические и функциональные сопряжения фаций - урочища. Простые и сложные урочища. Подурочища.
Урочищем называется сопряженная система фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате.
Сложные урочища:
1)крупная мезоформа рельефа с наложенными или врезанными мезоформами второго порядка (балка с донным оврагом, гряда с лошннами или оврагами, заболоченная котловина с озером);
2)одна форма мезорельефа, но разнородная литологически (Н. А. Солнцев с сотрудниками описали балку, вмещающую три самостоятельных урочища: а) верховье — полузадернованный сухой овраг в покровных суглинках, подстилаемых мореной. 6) средняя часть — сырая балка с оползневыми склонами, вскрывающая юрские глины, в) низовье — сухая балка, вскрывающая каменноугольные известняки и имеющая структурно-ступенчатые склоны);
3)доминантное водораздельное урочище с мелкими фрагментами второстепенных урочищ или отдельными «чуждыми» фациями болотными, западинными. карстовыми, зоогенными (сурчинами) и т.п.
4)«двойные», «тройные» и т.п. урочища (например, система слившихся выпуклых верховых болотных массивов, каждый из которых представляет самостоятельное урочише).
Простые урочища связаны с четко обособленной формой мезорельефа или участком водораздельной равнины на однородном субстрате с однородными условиями дренажа.
Подурочише — промежуточная единица, группа фаций, выделяемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций, если экспозиционные контрасты создают разные варианты фациального ряда.
20. Факторы дифференциации урочищ на равнинах и в горах. Принципы классификации урочищ. Географические местности.
Факторы дифференциации урочищ.
Геоморфологические - вертикальное и горизонтальное расчленение рельефа
Литологические — различия состава поверхностных отложений
Генетические
Гидрогеологические - изменения положения зеркала грунтовых вод
Биогенные
Геодинамические
Антропогенные
Классификация урочищ разрабатывается на конкретном региональном материале в процессе составления крупно- и среднемасштабных ландшафтных карт. Хотя еще рано говорить о всеобъемлющей классификации, ибо для этого необходимо было бы покрыть детальной ландшафтной съемкой территорию всей страны, общие принципы такой классификации намечаются достаточно определенно. Как правило, за исходное начало принимается систематика форм мезорельефа с учетом их генезиса, морфографического типа и положения в системе местного стока. Таким образом, рельеф учитывается в тесной связи с естественным дренажем и увлажнением. (+ почвообразующая порода)