Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ НАУК О ЗЕМЛЕ

Кафедра картографии и геоинформационных систем

Реферат

Проблемы устойчивости ландшафта

Выполнил: студент

705 группы

Кашина К.А.

Проверил: ст. пр

Пупырев М.А.

Тюмень 2013



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛАНДШАФТЫ И ГЕОСИСТЕМЫ - ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛАНДШАФТОВЕДЕНИИ

1.1 Ландшафт природный и природно-антропогенный: определения и сравнительная характеристика. Этимология термина «ландшафт

1.2 Эволюции природных геосистем. Метахронность их структуры. «Память»

1.3 Иерархия природной геосистемы

1.4 Элементарная природная геосистема - фация

1.5 Природные геосистемы локальной размерности: подурочища, урочища, местности

ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, УСТОЙЧИВОСТЬ И ДИНАМИКА ПРИРОДНЫХ ГЕОСИСТЕМ И ЛАНДШАФТОВ

2.1 Морфологическая структура ландшафта. Монодоминантные и полидоминантные ландшафты

2.2 Связи природных компонентов в ландшафте

2.3 Проблемы устойчивости ландшафта. Механизмы саморегуляции

2.4 Динамика природной геосистемы. Антропогенная динамика ландшафта. Пороговые нагрузки. Обратные связи. Цепная реакция различных ландшафтов

ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАНДШАФТНЫХ СТРУКТУР

3.1 Зональность, секторность и провинциальность в ландшафтной дифференциации суши. Эдафические варианты ландшафта

3.2 Ландшафтные ярусы и экспозиционная асимметрия ландшафтов на равнинах и в горах

3.3 Литогенная основа. Ее роль в структуре и функционировании ландшафта

3.4 Биота и ее роль в структуре и функционировании ландшафта

3.5 Типы и степени увлажнения. Водные режимы природной геосистемы. Трофотопы. Эдафотоп

3.6 Элювиальные, трансэлювиальные, трансаккумулятивные и супераквальные природные геосистемы. Их режимы и энергетика

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Ландшафтоведение - раздел физической географии, изучающий сложные природные и природно-антропогенные геосистемы - ландшафты как части географической оболочки Земли.

Ландшафтоведение рассматривает происхождение, структуру, изменение, пространственную дифференциацию и интеграцию ландшафтов, а также их отдельные свойства, взаимосвязи элементов и морфологических частей, их изменения под влиянием природных и антропогенных факторов. В пределах ландшафтоведения сформировался ряд направлений: морфология ландшафта, геотопология, геохимия ландшафта, физика ландшафта, прикладное ландшафтоведение и др.

Ландшафтоведение опирается на ряд общих подходов и методов: системный, сравнительный и исторический подходы, дистанционные (в том числе космические) и стационарные исследования, математические и картографические методы. Главный метод ландшафтоведения - ландшафтная съемка. Особое значение приобретает картографическое и математическое моделирование. К важнейшим задачам ландшафтоведения относятся разработка теоретических основ рационального природопользования, в том числе охраны природы.

Возникновение ландшафтоведения в России в начале 20 в. и его дальнейшее развитие связано с трудами Л.С.Берга, С.В.Калесника, В.Б.Сочавы и др.



ГЛАВА 1. ЛАНДШАФТЫ И ГЕОСИСТЕМЫ - ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛАНДШАФТОВЕДЕНИИ

1.1 Ландшафт природный и природно-антропогенный: определения и сравнительная характеристика. Этимология термина «ландшафт»

Природный ландшафт- сложная природная геосистема (ПТК-природно-территориальный комплекс), состоящая из сопряженных генетически и функционально (т.е. потоками вещества и энергии) более мелких природных геосистем - урочищ (подурочищ), фаций. В данном случае он рассматривается как таксономическая единица в системе районирования территории.

В настоящее время ландшафтная оболочка понимается как среда человеческого обитания.

С другой стороны, общество со своими производительными силами создает социально-экономическую среду ландшафтной оболочки.

Обычно измененные хозяйственной деятельностью человека ландшафты называются антропогенными. Однако все они включают природную составляющую, поэтому правильнее их называть природно-антропогенными.

Отличия природных и природно-антропогенных ландшафтов:

1. Природно-антропогенным ландшафтам свойственна та или иная антропогенная трансформированность компонентов (чаще всего биоты), а порой и морфологической структуры исходного ландшафта.

2. Природно-антропогенные ландшафты имеют не только естественную, но и антропогенную энергетическую основу.

3. Большинство современных природно-антропогенных ландшафтов насыщены продуктами человеческого труда, которые обобщенно называют техновеществом.

4. К ним относятся: всевозможные сооружения, парк техники, промышленная продукция, отходы производства.

Географический ландшафт - (нем. land - земля, schaft - суффикс, выражающий взаимосвязь, взаимозависимость), относительно однородный участок географической оболочки, отличающийся закономерным сочетанием ее компонентов и явлений, характером взаимосвязей, особенностями сочетания и связей более низких территориальных единиц.

1.2 Эволюции природных геосистем. Метахронность их структуры. «Память» ландшафта

В ландшафтной оболочке действуют два важнейших параметра - ландшафтное пространство и ландшафтное время. Каждый ПТК есть историческое образование.

Ландшафты являются открытыми геосистемами и, следовательно, меняются под воздействием факторов внешней среды. Важнейшие факторы, обеспечивающие эволюцию ландшафта:

1. Климатический фактор;

2. Геолого-геоморфологический фактор.

Так 18-20 тыс. лет назад на территории Среднерусской возвышенности располагалась окраина Валдайского ледника. 5-7 тыс. лет назад на ней были распространены широколиственные леса.

Таким образом, ландшафты средней полосы существенно менялись с течением времени.

Помимо факторов внешней среды не менее важным для эволюции природных геосистем является фактор саморазвития, или фактор спонтанного развития.

Любая сложная система, в том числе и геосистема, какой бы открытой по отношению к внешней среде она не была, обладает способностью к саморазвитию, обладает спонтанностью. Примеры: развитие ландшафтной оболочки, зарастание пресного водоема.

В ходе спонтанного развития природная геосистема проходит ряд последовательных стадий.

Самые важные из них:

1. Зарождение геосистемы. Обычно происходит возникновение новой литогенной основы.

2. Становление геосистемы. Появляются почвы и растительный покров, в первую очередь - пионерные группировки однолетних растений (например, сорняки). Они готовят экотоп для более требовательных многолетних растений.

3. Зрелость геосистемы. Появляются многолетние растения. Они образуют устойчивые фитоценозы. Система находится в состоянии максимального равновесия или климакса.

Примеры климаксовых систем: смешанные леса на моренной равнине, суглинках с дерновыми почвами, разнотравные степи на черноземах.

4. Отмирание геосистемы. При этом на ее месте зарождается новая геосистема. Например, на месте озера появляется низинное болото, на месте низинного болота - верховое, на месте верхового болота - лес.

Последовательная закономерная смена стадий в процессе зарождения и формирования природной геосистемы называется сукцессией ландшафта. Если геосистема нарушена чем-то и стремится к восстановлению, то в этом случае говорят о восстановительной сукцессии.

Эволюция природных ландшафтов - их направленное, необратимое развитие, сопровождающееся качественными изменениями как вертикальной, так и горизонтальной структуры.

Генезис ландшафта - совокупность биотических и абиотических процессов, обусловленных внешними факторами и спонтанным развитием, приведшим к формированию современной пространственно-временной структуры.

В ходе исторической эволюции не все природные компоненты одинаково быстро реагируют на изменение внешней среды. Часть из них чутка и мобильна (воздушные массы, биота), а другие более инертны, консервативны (почвы, литогенная основа).

Поэтому в современных геосистемах могут сохраняться остаточные, или реликтовые, черты прошлых эпох.

Пример: пятнистость почвенного покрова в смешанных лесах - реликт ледниковой эпохи, когда была распространена вечная мерзлота. Реликты могут сохраняться не только в литогенной основе, но и в почвах, и в биоте.

Как для вертикальной, так и для горизонтальной структуры природных геосистем, характерна метахронность.

Метахронность структуры природного ландшафта - последовательная разновременность исторического формирования, разновозрастность его природных компонентов и составляющих морфологических единиц.

Возраст ландшафта время (в геологическом летоисчислении), когда ландшафт в полной мере сформировал свою компонентную структуру, сохраняющуюся в динамически устойчивом состоянии по сей день.

Чем древнее ландшафт, тем больше в нем сосредоточено остаточных реликтовых образований, которые отличаются пониженной устойчивостью, т.к. находятся в дисгармонии с современной средой.

Чаще всего это касается биоты и отчасти почвенного покрова, наиболее энергично изменяемых хозяйственной деятельность человека.

Отрезок исторического времени, необходимый для перестройки под воздействием изменяющихся факторов внешней среды природных компонентов ландшафта, называется характерным временем эволюции природных компонентов ландшафта.

Таким образом, ландшафты есть исторические образования, обладающие структурной памятью о своем прошлом, своей эволюции.



1.3 Иерархия природной геосистемы

Природная геосистема - исторически сложившаяся совокупность взаимосвязанных природных компонентов, характеризующаяся пространственной и временной организованностью, относительной устойчивостью, способностью функционировать как единое целое, продуцируя новое вещество.

Геосистемы могут быть образованиями различной размерности.

Природные геосистемы имеют иерархическую структуру. Это означает, что все геосистемы состоят из нескольких элементов, и каждая геосистема входит в качестве структурного элемента в более крупные.

Существуют три категории геосистем (по пространственным размерам):

планетарные (сотни млн. км2) - ландшафтная оболочка в целом, материки и океаны, пояса, зоны;

региональные - физико-географические страны, области провинции, районы;

локальные - (от нескольких м² до нескольких тысяч м²) местности, урочища, подурочища, фации.

Каждому из указанных геосистемных таксонов свойственны определенные круговороты вещества и энергии определенного масштаба - большой геологический, биогеохимический, биологический.

1.4 Элементарная природная геосистема - фация

В соответствии с принципом атомизма в каждой иерархической системе есть простейшая элементарная составляющая. Элементарной ландшафтной единицей является фация.

Фация - элементарная природная геосистема, характеризующаяся однородными геолого-геоморфологическими условиями, одним микроклиматом, одним гидротопом, одной почвенной разновидностью, одной растительной ассоциацией и единым зооценозом. Фации приурочены к отдельным элементам мезоформ рельефа или к микроформам рельефа. Например, в светлохвойной тайге на склоне различные участки, характеризующиеся различными гидротопами, имеют различные растительные ассоциации: лишайниковый, брусничный, черничный боры.

Размеры фаций могут быть различными: от нескольких м2 до 1-3 км2. Эмпирически было установлено правило, называемое законом необходимого разнообразия. Согласно закону необходимого разнообразия плановой ландшафтной структуры, мало-мальски значительные пространства, превышающие первые км2, даже на равнинах, не говоря о горных районах, не терпят ландшафтного однообразия, «не выносят» фациальной однородности. Наиболее однородными оказываются молодые, формирующиеся геосистемы.

1.5 Природные геосистемы локальной размерности: подурочища, урочища, местности

Подурочище - природная геосистема локальной размерности, представляющая собой цепочку связанных друг с другом фаций, объединенных единым потоком вещества и энергии на определенном элементе мезорельефа.

Обычно подурочище занимает склон определенной экспозиции мезоформы рельефа или ее вершину, или понижение между положительными формами. Если рельеф достаточно плоский, то подурочища обычно не выделяют.

Как видно, при выделении подурочища важным показателем является вещественно-энергетическая связь фаций между собой. Такие связи, объединяющие геосистемы между собой, называются латеральными (боковыми).

Урочище - природная геосистема локальной размерности, представляющая собой сопряженную генетически и энергетически (переносом вещества и энергии) система фаций, приуроченных к отдельным выпуклым или вогнутым формам мезорельефа, или к выровненным междуречным участкам.

Примеры: балка, поросшая лесом, песчаный бархан.

Урочища могут быть денудационные (элювиальные, автоморфные), преимущественно отдающие в смежные геосистемы вещество и энергию, аккумулятивные, накапливающие их, и промежуточные (овраги, балки и др.).

Географическая местность - природная геосистема локальной размерности, представляющая собой совокупность генетически сопряженных урочищ, объединенных положением на одном элементе макрорельефа.

На равнинах выделяют местности плакоров (автономные), придолинных склонов (транзитные), надпойменно-террасовые (аккумулятивные и трансаккумулятивные), пойменные (аккумулятивные, супераквальные).



ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, УСТОЙЧИВОСТЬ И ДИНАМИКА ПРИРОДНЫХ ГЕОСИСТЕМ И ЛАНДШАФТОВ

Функционирование природных геосистем представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов переноса, обмена и трансформации вещества и энергии между составляющими геосистему природными компонентами, а также геосистемой в целом и внешней средой.

Основные энергетические факторы функционирования геосистем - лучистая энергия Солнца и сила земного тяготения. Их источники находятся за пределами ландшафтной оболочки.

Среди многообразных процессов функционирования геосистем различают физико-механические, химические, биохимические (в почве) и биологические.

Все вместе эти процессы называются биогеохимическим круговоротом или метаболизмом геосистемы.

Каждая природная геосистема в зависимости от ее таксономического ранга характеризуется круговоротом вещества и энергии различного размера.

Выделяют малый круговорот (свойственен фациям, охватывает только вертикальную структуру геосистемы) и большой круговорот (свойственен всей ландшафтной оболочке, охватывает вертикальную и горизонтальную структуру геосистем всех рангов).

Между этими крайними по своему размаху биогеохимическими круговоротами существует множество промежуточных.

Результатом функционирования природных геосистем является биологическая продукция.

Различают первичную (производимую продуцентами), вторичную (производимую консументами) и абсолютную (суммарную) биологическую продукцию.

Геосистемы различаются по продуктивности.

Биологическая продуктивность - способность всех живых организмов и их сообществ производить за определенную единицу времени биологическую продукцию.

Общая масса живого вещества на единицу площади ландшафта называется биомассой. Общая биомасса Земли составляет 184*109 т. В лесных ландшафтах накопленная за много лет биомасса во много раз превышает биологическую продукцию.

Особенности функционирования ландшафта:

1. Биомасса существенно варьирует в разных природных зонах.

2. При длительном (многовековом) устойчивом состоянии ландшафта его функционирование приводит к образованию свойственной ему не только почвы, но и коры выветривания.

3. Длительно функционирующий ландшафт практически формирует свой мезорельеф, микрорельеф и нанорельеф того или иного генетического типа - морфоскульптуру рельефа. Этот процесс называется морфогенезом.

4. Формируя микро- и мезорельеф, ландшафт самоорганизуется. Самоорганизация геосистемы также называется его синергетикой. Плановая структура либо создается одним ландшафтом в ходе его эволюционной самоорганизации, либо наследуется, воспринимается от предшествующих эпох ландшафтной эволюции.

5. Следствием функционирования природных геосистем является формирование осадочных горных пород: аллювия, озерных или болотных отложений, делювия, пролювия, коллювия, эоловыхнакоплений. Эти осадочные образования несут на себе отпечаток биологических круговоротов тех ландшафтов, в которых они сформировались. Таким образом, функционирующим ландшафтам свойственны морфогенез и литогенез, или морфолитогенез.

ландшафт природный геосистема



2.1 Морфологическая структура ландшафта. Монодоминантные и полидоминантные ландшафты

Ландшафт - сложная природная геосистема (природно-территориальный комплекс), состоящая из сопряженных генетически и функционально (т.е. потоками вещества и энергии) более мелких природных геосистем - урочищ, подурочищ, фаций.

Все они закономерно чередуются в пространстве, образуя его территориальную морфологическую структуру. Ландшафт обычно бывает связан с одним генетическим типом рельефа, одной морфоструктурой, определенным местным климатом.

Например, ландшафт степных и солонцово-солончаковых долин, приуроченных к грабенам (в Казахстане).

Морфологическая структура ландшафта - состав формиру-ющих его природных геосистем локальной размерности, именуемых морфологическими единицами, а также характер их взаиморасположения, генетических и функциональных связей.

Роль различных морфологических единиц в структуре ландшафта неоднозначна.

Выделяют доминантные (господствующие) урочища, субдоминантные (подчиненные) урочища, редкие урочища и уникальные урочища. Бывают ландшафты, в которых господствует лишь один вид урочищ, а остальные виды субдоминантны и редки.

Такие ландшафты называются монодоминантными. Им свойственна пятнистая или дендритовая текстура (см. ниже). Бывают и полидоминантные ландшафты, содержащие не менее двух содоминирующих урочищ. Им свойственна полосчатая, концентрическая, ячеистая или мелкопятнистая текстура.

Каждому ландшафту свойственна определенная территориальная организованность, своя упорядоченность размещения морфологических единиц.

Как правило, она определяется особенностями расчленения рельефа, иногда неоднородностью геологического строения местности, различиями в гидротопах. Смена в пространстве одного вида морфологической структуры другим есть показатель смены одного ландшафта другим.

Территориальная организованность ландшафта называется его текстурой или рисунком ландшафта. На равнинах наиболее характерны следующие виды текстур:

· пятнистые;

· полосчатые (гривистая равнина);

· дендритовые (эрозионно-расчлененная равнина);

· радиально-дендритовые (на эрозионно-расчлененных куполах);

· ячеистые (в песчаных развеваемых пустынях);

· веерные (на конусах выноса предгорий) и др.

Горизонтальная структура ландшафта - состав слагающих его морфологических единиц, их территориальная организация (текстура), их взаимные вещественные и энергетические связи.

2.2 Связи природных компонентов в ландшафте

Все природные компоненты образуют вертикальную структуру природной геосистемы. Вертикальная структура природной геосистемы - состав и взаимосвязь слагающих ее природных компонентов, представленных упорядоченной последовательностью (стратификацией) горизонтов.

Геогоризонт - структурный элемент вертикального профиля геосистемы, сформированный тем или иным природным компонентом в совокупности с другими природными компонентами.

Используя связи между природными компонентами в вертикальной структуре геосистемы можно через легко доступные для изучения природные компоненты - индикаторы (обычно растительность и рельеф) реконструировать остальные (скрытые) природные компоненты - индикаты (почвы, почвообразующие породы, грунтовые воды - их глубину и минерализацию). Этот метод получил название ландшафтной индикации.

Метаболизм природной геосистемы - вещественно-энергетический обмен между природными компонентами внутри природной геосистемы. Природные компоненты объединены в единую геосистему вещественными, энергетическими и информационными связями. Связи между природными компонентами в геосистеме могут быть прямыми и обратными.

Прямая связь - воздействие одного природного компонента на другой или воздействие внешних факторов на систему в целом.

Обратная связь - реакция природных компонентов или природной геосистемы в целом на прямую связь. Обратная связь может быть положительной и отрицательной.

При положительной обратной связи природные компоненты или природная геосистема в целом под влиянием прямого воздействия воспринимают это воздействие и реагируют на него согласно с ним. При этом фактор прямого воздействия может еще усилиться.

Такое воздействие может вызвать цепную реакцию изменений (например, опустынивание Сахели, вызванной засухой в 1970-1980-е годы).

При отрицательной обратной связи природные компоненты и природная геосистема в целом в ответ на прямое воздействие стремится защитить себя от этого воздействия, отторгнуть его.

Пример: образование конвективных облаков, осадки и понижение температуры воздуха во второй половине дня при сильной жаре в первой половине.

Отрицательная связь способствует устойчивости геосистемы. Особенно полезны для геосистемы развитые обратные связи при сильном антропогенном воздействии.

2.3 Проблемы устойчивости ландшафта. Механизмы саморегуляции

Устойчивость ландшафта - способность ландшафта сохранять свою структуру и функционирование в режиме нормальных природных ритмов и в обстановке изменяющейся внешней среды или под воздействием антропогенных нагрузок.

Устойчивость природных геосистем подчиняется принципу относительности:

1) к одним нагрузкам геосистема может быть устойчива, к другим нет;

2) разные геосистемы обладают разным потенциалом устойчивости к одним и тем же воздействиям.

Относительная малая устойчивость к внешним воздействиям характерна для геосистем реликтового характера (пример: островные леса в степи), находящиеся в дисгармонии с внешней средой.

Также неустойчивы геосистемы, находящиеся на ранних стадиях формирования (пример: только начинающие зарастать пески). Гораздо более устойчивы климаксовые геосистемы.

Устойчивость ландшафтов во многом зависит от того, какой вид динамики у них преобладает. Господство стабилизирующей динамики значительно повышает устойчивость.

Устойчивость очень сильно падает, если динамический тренд усугубляется наложением однонаправленных антропогенных нагрузок.

В таком случае происходит ландшафтный резонанс - внутренние колебания системы усиливаются внешними колебаниями (например, опустынивание Сахели из-за засухи усиливалось перевыпасом скота). Различают три основных механизма ландшафтной устойчивости:

1. Инерционная устойчивость - устойчивость геосистемы, отсутствие реакции на нагрузки до каких-то пороговых значений. Такой устойчивостью обладают квазистационарные ландшафты, в первую очередь расположенные в срединных частях природных зон.

2. Резистентная (упругая) устойчивость - связана с восстановительными сукцессиями. Свойственна системам с мощным растительным покровом, т.к. именно он главным образом обеспечивает восстановительную сукцессию.

3. Адаптивная устойчивость - устойчивость приспособления, толерантность (терпимость, пластичность). Геосистема способна чутко приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды и антропогенным нагрузкам, но в определенным рамках терпимости. Наибольшей адаптивной устойчивостью обладают экотоны. Закон толерантности: адаптивная (пластичная) устойчивость определяется широтой диапазона между максимальным и минимальным значениями факторов, в пределах которого геосистема способна сохранять характерные для нее структурные и функциональные особенности.

Чем меньше разнообразие горизонтальной структуры геосистемы, тем более слабы ее механизмы компенсации, тем слабее ее устойчивость. Поэтому локальные антропогенные нарушения обычно не сказываются или почти не сказываются на ландшафтных провинциях, зонах и т.п.

2.4 Динамика природной геосистемы. Антропогенная динамика ландшафта. Пороговые нагрузки. Обратные связи. Цепная реакция различных ландшафтов

Природные геосистемы постоянно изменяются. Любая геосистема в своей структуре и функционировании изменяется адаптивно, т.е. подстраивается к новым условиям.

Пример: приуроченность цветения большинства растений в средней полосе к периоду после таяния снега. Часто при адаптации к разным условиям одна и та же геосистема может быть представлена различными вариантами своей вертикальной и горизонтальной структуры, т.е. система меняет свои состояния.

Состояние природной геосистемы - определенный тип ее структуры и функционирования, ограниченный некоторым отрезком времени. Динамика природной геосистемы - смена ее состояний. Различают несколько видов ландшафтной динамики:

1. Динамика природных ритмов. Ритмика природной геосистемы - повторяемость в определенной последовательности различных ее состояний, отличающихся спецификой структуры и функционирования. Эти состояния периодически повторяются, т.е. ритмика геосистемы - обратимые изменения. Существует иерархия динамических состояний природных геосистем: многовековые, вековые, 30-летние, 11-летник, квазидвухлетние, годичные, сезонные, суточные. Ландшафтные ритмы с различными характерными временами накладываются друг на друга.

2. Динамика ландшафтных трендов. Ландшафтный тренд - современные направленные изменения природной геосистемы (например, заболачивание, осолончакование, опустынивание). Тренд - есть реакция системы на изменения внешней среды (климатические, неотектонические, гидрологические) или следствие спонтанного развития геосистемы. Тренд - современный срез ландшафтной эволюции, ее современное звено.

3. Динамика природных катастроф. К природным катастрофам относятся лавины, сели, обвалы, ураганы, извержения вулканов, наводнения, лесные пожары и т.п. Динамика природных катастроф происходит в сравнительно сжатые отрезки времени и влечет за собой разрушение или полное уничтожение биоты и почвенного покрова, некоторые изменения литогенной основы.

4. Динамика восстановительной сукцессии. После природной катастрофы ландшафт в течение нескольких десятков и даже сотен лет восстанавливает свою вертикальную и горизонтальную структуру. Этот процесс называется восстановительной сукцессией, а период, в течение которого он длится - периодом релаксации.

Ландшафтная сукцессия - стадийные изменения природной геосистемы, возникающие вследствие природных или антропогенных нарушений и направленные на ее восстановление, приведение ее в относительно устойчивое (климаксовое) состояние. Характерное время природной геосистемы - время, необходимое для прохождения природной геосистемой серии состояний с возвратом к условно исходному состоянию.

5. Антропогенная динамика геосистем. Такая динамика обусловлена хозяйственной нагрузкой на геосистему - ускоренной эрозией и дефляцией почв, вторичным засолением почв на орошаемых участках в аридных условиях, дигрессией пастбищ, вырубкой лесов, заболачиванием подтопленных побережий водохранилищ, опустыниванием, загрязнением среды. Как правило, антропогенная динамика ведет к разрушению геосистем.

Динамика природных ритмов и восстановительных сукцессий являются видами стабилизирующей динамики ландшафта, остальные виды динамики ведут к необратимому качественному изменению или даже разрушению ландшафта.



ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАНДШАФТНЫХ СТРУКТУР

3.1 Зональность, секторность и провинциальность в ландшафтной дифференциации суши. Эдафические варианты ландшафта

Ландшафтная структура природных регионов, материков и земной суши в целом характеризуется определенной пространственной организацией.

Основными факторами, определяющими ландшафтную дифференциацию суши являются климатический и геолого-геоморфологический.

Природная зональность - одна из основных закономерностей ландшафтной дифференциации суши, связанная с климатическими различиями физико-географических поясов, зон и подзон. В соответствии с этой закономерностью в классификации ландшафтов выделяются разряды, типы и подтипы.

Ландшафтная зона (на равнине) - пространство с господством определенного зонального типа ландшафтов (таежного, лесостепного и т.д.). Природные зоны на равнинах называются широтными, или точнее - горизонтальными.

Зональный тип ландшафта - ландшафт, сформированный в автономных (элювиальных, плакорных) условиях, т.е. под влиянием атмосферного увлажнения и зональных термических ресурсов.

Наряду с зональными типами ландшафта, могут встречаться всевозможные интразональные ландшафты, обусловленные либо повышенным грунтовым увлажнением, либо особыми эдафическими условиями.

Интразональные ландшафты также зональны (например, зональность болот в Западной Сибири).

В горах горизонтальная природная зональность трансформируется в вертикальную (высотную) зональность.

Высотная зональность в горах во многом зависит от положения горной страны в пределах той или иной горизонтальной природной зоны.

Секторность ландшафтной сферы обусловлена взаимодействием океанов и материков, адвекцией воздушных масс с океанов на континенты.

Ею определяется степень континентальности климата, количество осадков, соотношение тепла и влаги, т.е.гидротермический режим региона. В зависимости от близости и удаленности суши от океана выделяют несколько физико-географических секторов. В Евразии:

· западный приокеанический;

· слабоконтинентальный;

· умеренно континентальный;

· континентальный;

· резкоконтинентальный;

· крайнеконтинентальный;

· восточный приоканический.

В приокеанических секторах зональные контрасты ландшафтной структуры несколько сглажены. На всем протяжении от тайги до экватора господствуют различные типы лесных ландшафтов.

В континентальных секторах, напротив, ландшафтные контрасты выражены хорошо (тайга - лесостепь - степь - полупустыня - пустыня).

Физико-географическая секторность отражена в таком классификационном таксоне типологической классификации ландшафтов, как подразряд.

В каждом ландшафтном разряде выделяют подразряды - умеренноконтинентальный, резконтинентальный. Так в пределах одной и той же природной зоны, от сектора к сектору, по мере нарастания степени континентальности изменяются типы ландшафтов.

Пример: различные по континентальности типы степей Евразии.

Ландшафтная провинциальность обусловлена геолого-геоморфологическими особенностями территории.

Физико-географическая провинция - часть ландшафтной зоны, обособленная в пределах морфоструктуры высокого порядка.

3.2 Ландшафтные ярусы и экспозиционная асимметрия ландшафтов на равнинах и в горах

Ландшафтная ярусность - дифференциация ландшафтной структуры регионов на высотные генетические ступени в соответствии с основными геоморфологическими уровнями территории. Ландшафтным ярусам соответствуют подклассы ландшафтов.

На равнинах ландшафтные ярусы представлены в основном тремя уровнями: возвышенным, низменным и низинным.

Возвышенные ландшафты - древние элювиальные ландшафты (например, ландшафты

Среднерусской возвышенности). Низменные ландшафты - обычно неоэлювиальные ландшафты, недавно вышедшие из состояния супераквальных и субаквальных и перешли в элювиальный режим (Причерноморская низменность).

Низинные ландшафты обычно приурочены к поймам, дельтам или к слабодренированным низменностям. В их пределах господствуют гидроморфные и полугидроморфные ландшафты (грунтовое, натечное или пойменное увлажнение).

Часто низинные ландшафты интразональны. Примеры: Волго-Ахтубинская пойма и дельта Волги.

В горах выделяют следующие ландшафтные яруся:

· предгорный;

· низкогорный;

· высокогорный;

· межгорно-котловинный.

Экспозиционная ландшафтная асимметрия - следствие совместного влияния на ландшафты суши геолого-геоморфологического и климатического факторов.

Отклонения склоновых ландшафтов от типично зональных связаны со своеобразием вводно-теплового (гидротермического) режима склоновых поверхностей, речных долин, холмов, балок и других положительных и отрицательных форм рельефа, вызванного их разным расположением по отношению к сторонам света и господствующим ветровым потокам.

На уровне региональных геосистем выделяют макроэкспозицию (экспозицию макросклонов), а на уровне локальных геосистем - местную экспозицию (экспозицию склонов мезоформ рельефа).

Существует два основных типа экспозиции склонов - инсоляционная и циркуляционная экспозиция.

Ориентация склонов относительно сторон света определяет продолжительность и интенсивность солнечного облучения склоновых ландшафтов в разные сезоны года.

Такая экспозиция является инсоляционной. От нее зависит радиационный баланс, термический режим склоновых ландшафтов. По степени инсоляционной обеспеченности в северном полушарии на первом месте стоят южные склоны, потом западные, потом восточные, потом северные.

Ориентация склонов относительно направления господствующих воздушных потоков называется циркуляционной (ветровой) экспозицией.

Различают наветренные и подветренные склоны. Часто проявляется барьерный эффект макроформ рельефа. С воздушными потоками происходит привнос не только влаги, но и тепла (холода). Поэтому циркуляционная экспозиция определяет не только водный, но и тепловой режим склоновых ландшафтов.

Неравномерный приход тепла и влаги на склоны разной экспозиции приводит к возникновению экспозиционной асимметрии.

Экспозиционная ландшафтная асимметрия - разнородность склоновых природных геосистем (склоновых ландшафтных структур) мезо- и макроформ рельефа, обусловленная неодинаковым поступлением тепла и влаги на склоны разной экспозиции.

На локальном геосистемном уровне (в урочищах и подурочищах) наиболее ярко проявляется инсоляционная экспозиционная асимметрия. Асимметрия макроэкспозиций обычно включает и инсоляционную, и циркуляционную составляющие.

3.3 Литогенная основа. Ее роль в структуре и функционировании ландшафта

Литогенная основа ландшафта или геолого-геоморфологическая основа - приповерхностная часть земной коры, находящаяся в пределах зоны выветривания (преобразования горных пород под воздействием самого ландшафта). Литогенная основа - горные породы и рельеф дневной поверхности, слагаемый ими.

Свойства литогенной основы:

1. Вещественные свойства: состав горных пород. Влияет на минеральное питание растений, на состав твердой фазы воздушных масс.

2. Энергетические свойства. Горючие полезные ископаемые являются продуктом функционирования ландшафта - накопление биогенной энергии. Эта энергия реализуется в виде экзогенных гравитационных процессов. Внутренняя энергия Земли реализуется при извержении вулканов.

3. Информационные свойства: неоднородность горных пород, тектонических структур, а также расчлененность (пластика) рельефа влияют на дифференцирование геосистем и пространства.

Одним из примеров передачи информации от рельефа к геосистемам является правило предварения: на равнинах плакорные местообитания характеризуются растительностью данной природной зоны (подзоны), в то же время местообитаниям склонов северной экспозиции свойственна растительность более северной зоны (подзоны), а местообитаниям склонов южной экспозиции - растительность более южной зоны (подзоны).

Плакор - приводораздельная возвышенно-равнинная территория с незначительным эрозионным расчленением, глубоким залеганием грунтовых вод и сложенная с поверхности суглинистыми отложениями.

Плакор развивается в условиях только атмосферного увлажнения.

Правило предварения - проявление закона компенсации веществ и энергии: если одна геосистема характеризуется недостаточным поступлением вещественно-энергетических ресурсов из внешней среды, то пространственно противостоящая ей система получает соответственно большее количество тех же ресурсов (пространственный аспект); если геосистема получает меньше веществ и энергии в какой-то промежуток времени по сравнению с многолетней нормой, то в другой отрезок времени оно восполняется соответствующим избытком поступления тех же веществ и энергии.

3.4 Биота и ее роль в структуре и функционировании ландшафта

Биота - совокупность растительности и животного мира. Биота - самый активный компонент ландшафта.

Влияние биоты на природные геосистемы стало существенным около 570 млн. лет назад, когда начался фанерозой (эра явной жизни). Стал активно идти биохимический процесс фотосинтеза.

С этого времени природные геосистемы существенно изменились под воздействием биоты: содержание кислорода в воздухе увеличилось в 1000 раз, сформировалась почва, кора выветривания и т.д.

93% всех видов растений и животных обитает на суше. Биомасса - количество живого вещества, обитающего в данном месте.

Биомасса обычно измеряется в т/га. Биомасса земного шара составляет 2 трлн. Т сухого живого вещества, из них 98% - биомасса наземных растений.

Биопродуктивность - количество живого вещества, которое производят живые организмы (главным образом, зеленые растения) за год на единицу площади.

Биопродуктивность земного шара составляет 170 млрд. т сухой массы в год. Из них 25-27% - водоросли, 35-37% - леса суши, 25-30% травянистые, кустарниковые сообщества степей, саванн и пустынь.

По трофическим (пищевым) цепям биота делится на продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты - зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют неорганическое вещество в органическое.

Консументы - живые организмы, не производящие органическое вещество, но потребляющие в пищу продуцентов.

Различают консументов 1, 2, 3-го порядков.

Редуценты - главным образом микроорганизмы, разлагающие отмершее органическое вещество на минеральные составляющие.

Закон пирамиды энергии, или закон трофической пирамиды (правило 10%): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии.

В этом законе в биоте реализуется 2-ой закон термодинамики. Остальные 90% диссипируются (рассеиваются) в окружающую среду.

Так или иначе минеральные вещества снова оказываются в почве и используются растениями для питания.

Таким образом, осуществляется малый биологический круговорот. Этот круговорот частично разомкнут, так как часть веществ выбывает из круговорота на долгое время, например, органические вещества, образующие гумус.

В настоящее время в год расходуется столько энергии, сколько было накоплено биотой за 370 млн. лет. При таких темпах использования полезных ископаемых биогенной энергии хватит на 4,5 тыс.лет.

Факторы жизни растений:

· свет;

· тепло;

· вода;

· воздух;

· элементы минерального питания.

Согласно закону незаменимости, для жизни растений необходимо наличие всех этих пяти факторов.

По закону минимума (закону Либиха) биопродуктивность растений в наибольшей степени зависит от того фактора, который находится в минимуме.

3.5 Типы и степени увлажнения. Водные режимы природной геосистемы. Трофотопы. Эдафотоп

В условиях различного водного режима в одной ландшафтной зоне формируются разные типы, подтипы и разновидности почв, растительности и т.п. Выделяют следующие типы увлажнения:

· атмосферное;

· сточное;

· натечное;

· грунтовое;

· пойменное.

Характер увлажнения в данном месте также определяется степенью увлажнения. Местообитание, характеризующееся по условиям увлажнения, называется гидротопом (определенное количество влаги).

Основным критерием увлажнения служит значение коэффициента атмосферного увлажнения: k=r/E, где r - осадки, E - испарение. Выделяют следующие гидротопы (степени увлажнения):

· недостаточное увлажнение (сухой гидротоп): k<1;

· нормальное увлажнение (свежий гидротоп): k?1;

· повышенное увлажнение (влажный гидротоп): k?1,5;

· очень повышенное увлажнение (сырой гидротоп);

· избыточное увлажнении (мокрый гидротоп).

Геосистемы, характеризующиеся сухим гидротопом (степи, полупустыни, пустыни) называются автоморфными; влажным гидротопом (средняя тайга, районы натечного увлажнения) - полугидроморфными; сырым или мокрым гидротопом (повышенное грунтовое или натечное увлажнение - тундра и др.) - гидроморфными.

Совокупность процессов поступления влаги в геосистему, ее передвижения и расхода называется водным режимом геосистемы. Выделяют следующие типы водного режима:

1. Мерзлотный - районы развития многолетней мерзлоты. Летом происходит оттаивание деятельного слоя (1-2 м). При этом образуется надмерзлотная верховодка.

2. Водозастойный - свойственен болотным геосистемам с атмосферным и грунтовым увлажнением.

3. Промывной - часть атмосферных осадков промывает почву и достигает грунтовых вод.

4. Периодически промывной - периодически происходит промывание почвы (влага достигает грунтовых вод) - в лесостепях, северных степях.

5. Непромывной - почвенная толща промачивается на 0,5-2,0 м, ниже располагается «мертвый горизонт».

6. Аридный - почвы сухие в течение года.

7. Выпотной - происходит капиллярное поднятие влаги от грунтовых вод к поверхности и испарение. При этом происходит образование солончаков.

8. Десуктивно-выпотной - также происходит поднятие влаги, однако испарение не физическое, а через отсос влаги растениями. Во время дождей происходит промыв почвы (разнообразные полугидроморфные геосистемы -луга и др.).

9. Паводковый - характеризуется сезонным затоплением (во время половодья).

10. Амфибиальный - характерен для постоянно влажных геосистем - постоянно затопленные марши и плавни речных дельт, морские и озерные мелководья, мангровые сообщества.

Амфифиты - растения, прикрепляющиеся корнями к грунту водоема, а листьями и цветками расположенные над водой.

Местообитание, характеризуемое по плодородию почвы, называется трофотопом. На территории бывшего СССР различают следующие основные типы трофотопов лесных ландшафтов:

1. Олиготрофные (бедные питательными элементами, главным образом Са): песчаные почвы и грунты, на которых развиваются только неприхотливые сосновые леса (боры-беломошники).

2. Мезотрофные (несколько большее плодородие) - ельники на дерново-подзолистых почвах на покровных суглинках и морене.

3. Эвтрофные (богатые питательными элементами) - хвойно-широколиственные и широколиственные леса на серых лесных почвах, подстилаемых лессовидными суглинками.

4. Мегатрофные (очень богатые питательными элементами) - дубравы на дерново-карбонатных почвах, пойменные дубравы на аллювиальных дерново-карбонатных почвах.

Местообитание, характеризуемое по физико-химическим свойствам почв и грунтов, называется эдафотопом. Существуют песчаные, каменистые, глинистые эдафотопы.

С эдафотопами связано большое многообразие условий местообитания. Плакоры сложены суглинками - для них характерен спелитогенный эдафотоп, обеспечивающий классическое представление данной природной зоны.

Для супесчаных почв характерен псаммогенный эдафотоп, для каменистых почв - петрогенный эдафотоп, для засоленных - галогенный эдафотоп. Природная зона характеризуется мозаичностью местообитаний. Но только один эдафотоп является зональным, остальные - эдафические варианты.

3.6 Элювиальные, трансэлювиальные, трансаккумулятивные и супераквальные природные геосистемы. Их режимы и энергетика

По характеру миграции вещества, степени дренированности, увлажненности ландшафтоведы-геохимики различают следующие фации:

· Элювиальные автоморфные АЭ.

· Трансэлювиальные (склоновые) ТЭ.

· Трансаккумулятивные (подножья склонов) ТА.

· Аккумулятивные супераквальные Saq.

· Аккумулятивные аквальные и субаквальные Aq (озера), трансаквальные AqT (реки).

Элювиальные фации располагаются на приподнятых водораздельных (плакорных) местоположениях, где грунтовые воды залегают настолько глубоко, что не оказывают влияние на почвообразование и растительный покров.

Вещество попадает сюда только из атмосферы, но расход его происходит и путем стока, и путем выноса вглубь нисходящими токами влаги.

Для таких условий характерно выщелачивание верхних горизонтов почвы и образование иллювиального горизонта на некоторой глубине.

Почвообразовательный процесс все глубже проникает в породу, формируется кора выветривания. Растения обеднены питательными веществами.

Трансэлювиальные и трансаккумулятивные фации являются переходными.

Супераквальные фации формируются в местоположениях с близким залеганием грунтовых вод. Последние поднимаются к поверхности, вместе с ними поступают различные растворенные соединения.

Вследствие этого верхние горизонты обогащаются химическими элементами, обладающими наибольшей миграционной способностью (например, солончаки). Кроме этого, вещество поступает с вышележащих элювиальных, трансэлювиальных и трансаккумулятивных местоположений.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все природные компоненты находятся в тесной взаимосвязи, образуя путем взаимодействия ландшафтные (природно-территориальные) комплексы разной категории и масштаба.

В переводе с немецкого языка «ландшафт» означает «местность». По Ф. Н. Милькову: «Физико-географический ландшафт есть совокупность взаимообусловленных и взаимосвязанных сложных физико-географических процессов элементов природы, предстающих перед нами в образе тех или иных исторически сложившихся, находящихся в непрерывном развитии и воздействии человеческого общества, пространственных группировок».

По Л. С. Бергу «Природный ландшафт есть область, в которой характер рельефа, климата, растительного и почвенного покрова сливается в единое гармоническое целое, типически повторяющееся на протяжении известной зоны земли».

Также ландшафт рассматривается как территориально ограниченный участок земной поверхности, характеризующийся генетическим единством и тесной взаимосвязью слагающих его компонентов.

Ландшафт - одно из фундаментальных понятий современной географии, в основе которого лежит идея о взаимосвязи и взаимообусловленности всех природных явлений земной поверхности.

Формы рельефа, горные породы, климаты, поверхностные и подземные воды, почвы и сообщества организмов взаимосвязаны как в своих пространственных изменениях, так и в историческом развитии. Они образуют не случайные сочетания, а закономерные природные территориальные комплексы, иначе - географические комплексы, или геосистемы (Исаченко, 1996).

Первый, самый нижний уровень образуют геосистемы, формирование которых связано с местными факторами, имеющими небольшой радиус действия, например с отдельными элементами рельефа. К нему, прежде всего, относится фация - элементарная, неделимая географическая единица, т. е. однородная геосистема.

Для фации характерны расположение в пределах одного элемента рельефа. Фации группируются в более сложные территориальные системы разных локальных уровней (урочища, местности), которые при дальнейшей последовательной интеграции достигают принципиально нового уровня - регионального.

Региональные системы - ландшафты, ландшафтные провинции, области, зоны, секторы и др. - формируются в результате влияния факторов с более широким радиусом действия: неравномерного (по широте) распределения на земной поверхности солнечной радиации и тектонических движений, создающих многообразные структуры земной коры и формы макрорельефа (материковые выступы и океанические впадины, горы и равнины, возвышенности и низменности и т. д.).

Следовательно, ландшафт - это территориальная интеграция локальных геосистем, создающих его характерный внутренний узор, или морфологию.

Целостность ландшафта обусловлена потоками вещества и энергии, которые объединяют и компоненты ландшафта, и его морфологические части (фации, урочища и др.) в единую систему. Всю совокупность процессов обмена и преобразования энергии и вещества в ландшафте называют функционированием ландшафта.

Ландшафт непрерывно изменяется. Самый типичный и хорошо известный пример - это сезонные ритмы. До тех пор пока подобные изменения повторяются из года в год, структура ландшафта остается неизменной.

Такие динамические изменения, или динамика ландшафта, подчеркивают устойчивость ландшафта, т. к. свидетельствуют о его способности возвращаться к прежнему состоянию.

От динамики следует отличать эволюционные, направленные, необратимые изменения, которые составляют сущность развития ландшафта и выражаются в перестройке его структуры.

Устойчивость структуры ландшафта относительна. Ландшафт развивается непрерывно, но с разной скоростью, и нужен более или менее длительный срок, чтобы его трансформация стала заметной.

Развитие ландшафта может стимулироваться как внешними причинами (тектоническими движениями, глобальными климатическими изменениями), так и внутренними (саморазвитием, в механизме которого особую роль играет эволюция растительного покрова и его взаимодействие с абиотическими компонентами).



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. - М., 1991. - 366 с.

2. Куракова Л.И. Современные ландшафты и хозяйственная деятельность. - М., 1983. - 160 с.

3. Макунина А.А., Рязанов П.Н. Функционирование и оптимизация ландшафтов. - М., 1988. - 135 с.

4. Мамай И.И. Динамика ландшафтов. - М., 1992. - 168 с.

5. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. - М., 1990. - 336 с.

6. Николаев В.А. Проблемы регионального ландшафтоведения. - М., 1979. - 160 с.

7. Николаев В.А. Ландшафтоведение: семинарские и практические занятия. - М., 2000. - 94 с.

Размещено на Allbest.ru