Ландшафтообразующие процессы: природные и антропогенные

Ландшафтообразующие процессы

Современный ландшафт является результатом взаимодействия природных и антропогенных (социально-экономических) процессов. Понимание хода этих процессов - главное условие оптимального использования природных ресурсов в интересах общества.

На функционирование ландшафта из числа природных процессов определяющее влияние оказывают климатические, геолого-геоморфологические, почвенные и биотические процессы, К числу социально- экономических процессов следует отнести технические (промышленность, транспорт), сельскохозяйственные и рекреационные. Очевидно, что характер ландшафта зависит от интенсивности использования территории..

Природные процессы это климат (Климат формирует общий характер ландшафта в зависимости«его географического положения, принадлежности к определенному кли­матическому поясу. Воздействие климата на ландшафт может был макро-, мезо-, микромасштабным. В зависимости от уровня, степени (масштаба) воздействия этого фактора и происходит дифференциация ландшафтной сферы суши Земли), выветривание

(Выветрива­ние это физическое разрушение и химическое изменение материала поверхности суши с образованием продуктов, находящихся в равнове­ сии с господствующими физико-химическими условиями ландшафта. То есть выветриванием представляет собой реакцию горных пород,оказавшихся обнаженными на земной поверхности, на новые условия в зоне стыка литосферы с атмосферой, гидросферой, криосферой и био­сферой. Выветривание в значительной степени зависит от климатая подчинено законам широтной зональности и высотной поясности. Раз­ личают два основных вида выветривания: физическое (механическое) и химическое. Физическое –изменение температуры, эксфолиация, т. е. процесс разлистовывания породы, идущий в направлении параллельном поверхности породы, процессы перекристаллизации, разбухание пород, участие растений; химическое – гидролиз и растворимость, катионный обмен, окисление). Почвообразующие процессы (Согласно же современным научным представлениям, почва это слой поверхностной, современной коры выветривания, является ре­зультатом развития комплекса процессов. Почва динамическая система, динамический компонент ланд­шафтной сферы, так как приобретает свои свойства постепенно под воз­действием разнообразных, меняющихся за время существования, усло­вий природной среды).

Склоновые процессы (Склоны являются наиболее распространенным и наиболее дина­мичным элементом рельефа материков. Они занимают примерно 90% поверхности суши, причем 60% это склоны с уклоном менее 10градусов. Про­цессы склонообразования оказывают непосредственное влияние на формирование и современное состояние ландшафта. Основные склонные процессы развивающиеся на равнинных территориях: а) выветривание; б) оползнеобразование; в) скольжение грунта, обусловленное морозными процессами; г) мерзлотное пучение грунта; д) солифлюкация(возникает при перенасыщении массы мелкозёма водой, вследствии чего оползни); е) тиксотропи;

Флювиальные процессы; Криогенные процесс; Эоловые процессы (ветер выполняет следующие функции, переносит атмосферную влагу, воздействует на растительность и моделирует поверхность суши); геохимические процессы; биотические процессы.

Антропогенные процессы. Строительство, земледелие, животноводство, лесное хозяйство, промышленность(шахты, дамбы, свалки) и многое другое.

13.Природные ландшафтообразующие процессы. Процессы связанные с климатом

Современный ландшафт является результатом взаимодействие природных и антропогенных (социально-экономических) процессов Понимание хода этих процессов - главное условие оптимального ис­пользования природных ресурсов в интересах общества.

На функционирование ландшафта из числа природных процес­сов определяющее влияние оказывают климатические, геолого-геомор­фологические, почвенные и биотические процессы. К числу социально-экономических процессов следует отнести технические (промышлен­ность, транспорт), сельскохозяйственные и рекреационные. Очевидно, что характер ландшафта зависит от интенсивности использования тер­ритории.

Природные ландшафтообразующие процессы Климат

Климат формирует общий характер ландшафта в зависимости от его географического положения, принадлежности к определенному кли­матическому поясу. Воздействие климата на ландшафт может быть макро-, мезо-, микромасштабным. В зависимости от уровня, степени (масштаба) воздействия этого фактора и происходит дифференциация ландшафтной сферы суши Земли.

1. Макроклимат представляет собой среднее многолетнее состоя­ние атмосферы, обусловленное энергетическим балансом Земли, общей циркуляцией атмосферы, зависящей от строения подстилающей по­верхности, и, в какой-то степени, от деятельности человека. Весь ком­плекс явлений общей циркуляции атмосферы, создающий макроклимат отдельных континентов и их территорий, носит общий, глобальный ха­рактер. Считается, что горизонтальный ареал влияния макроклимата достигает десятков тысяч квадратных километров. Верхняя граница ареала совпадает с границей тропосферы.

Формирование макроклиматических особенностей территорий является составляющей горизонтальных, пространственных взаимосвя­зей компонентов ландшафтной сферы, а именно: атмосферы, суши, океана. Влияние на макроклимат оказывают и процессы, происходящие в космосе.

Ведущее значение для развития климатических процессов в Евразии имеет Атлантический океан, являющийся важным источником пения на континент тепла и влаги. Области, не доступные или малодоступные влиянию океана, приобретают резко континентальные черты (например, области Средней и Восточной Сибири).

2. Мезоклиматом называют климатические условия определен-> |" региона, которые проявляются вследствие корректировки макро-1ИМйтических процессов различными компонентами ландшафта (так называемая, климатоформирующая роль подстилающей поверхности –рельефа почв, растительности, поверхностных вод, урбанизированных территорий и т.д.).

Степень участия различных компонентов ландшафта в формировании мезоклимата зависит от типа ландшафта. В горных районах основное влияние оказывает рельеф, он оттесняет на второй план действие биотических и социально-экономических факторов. В равнинном ландшафте ведущая роль принадлежит биотическим и климатическим I и компонентам и, в известной мере, социально-экономическим. Пространственное распространение мезоклиматических влияний выражено на площади от 1000 до 100 000 км², проявление по вертикали ограничено высотой до 1000-1500 M(Quitt, 1970).

3. Микроклимат определяют как режим погоды небольшой территории внутри ландшафта, для которой характерна однородная подстилающая поверхность. Это может быть склон с определенной экспозицией углом наклона и характером поверхности, поле сельскохозяйственной культуры и пр. Микроклиматом охватывается ареал размерами от нескольких квадратных метров до нескольких километров. Превышение высот крайних точек ландшафта по вертикали составляет 1,5-2,0 м.

Характер климатических процессов обусловливают следующие свойства атмосферы и факторы среды: температура и влажность воздуха облачность, солнечный свет, атмосферные осадки, скорость, сила и управление ветра, солнечное сияние, геолого-геоморфологические, биотические и почвенные особенности территории, определяющие испарение теплообмен, теплоемкость и температуру почвы.

14. Почвообразование как ландшафтообразующие процессы.

Почва и ее возникновение По определению В.В. Докучаева, почва представляет собой самостоятельное естественноисторическое тело природы, результат взаимодействия известных факторов среды в определенных временных и ■ морфологических условиях. То есть почва возникает в результате Воздействия живых и мертвых организмов и природных вод на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли.

Согласно же современным научным представлениям, почва это слой поверхностной, современной коры выветривания, является результатом развития комплекса процессов. То есть предполагается, что почва - сложноорганизованная гетерогенная органоминеральная биокосная, полифазная и полидисперсная, открытая саморазвивающаяся природная система

Почва динамическая система, динамический компонент ландшафтной сферы, так как приобретает свои свойства постепенно под воздействием разнообразных, меняющихся за время существования, условий природной среды.

Гетерогенность почвенного профиля означает его формирование длительное время в постоянно меняющихся биоклиматических условий территорий. В результате почва фиксирует своим составом, свойствами строением целый комплекс процессов, происходивших в среде за Время ее существования. Ярким примером этого положения является наличие в почвенном покрове таежной зоны Западной Сибири почв со вторым гумусовым горизонтом - реликтом степных условий этой тер-ритории в среднем голоцене (Гаджиев, 1984).

Образование почвы - сложный и длительный процесс, осуществляющийся и в современных условиях и могущий быть диагностированным определенными методами. Причем скорость почвообразовании зависит от комбинации в каждом конкретном случае биоклиматических, литологических и геоморфологических факторов. И.А. Соколом (1997) эту совокупность природных процессов назвал «литоморфопедогенезом», подразумевая, что образование почв идет одновременно с переформированием пород и рельефа территории.

Главную роль в формировании почвы играют соотношение влаги и тепла, характер биоценоза, литология материнской породы, возраст коры выветривания, уклон поверхности, характер миграции и аккумуляции продуктов выветривания и почвообразования. Почва формируется при условии преобладания почвообразовательных (биоаккумулятивных) процессов над денудацией (сносом). Это соотношение можно представить в следующем виде:

Р = Рр > Ор,

где Р - почва: Рр - почвообразовательный процесс, Ор - процес сноса материала.

В результате этого комплекса процессов, происходящих в ландшафте первичная, более или менее однородная кора выветривания расчленяется на так называемые генетические горизонты. Причем очень часто генетические горизонты предшествующих почв сохраняются. В ависимости от генетического типа почвообразования горизонты обладают различными свойствами и составом (структура, содержание и качество гумуса, физико-химические свойства и химический состав и пр.).

Зональность баланса тепла и влаги на каждом участке земной! поверхности и, как следствие, характер биогеоценозов предопределяю™ появление и распределение на Земле почв различных типов.

И.П. Герасимов и Н.Н. Розов предлагают следующую систему1 почв мира:

1. Арктическая и тундровая почвенные зоны, в которых почвообразовательные процессы ограничены маломощным деятельным слоем, осуществляются при незначительном участии микроорганизмов и| ведут к образованию арктических и тундровых почв. Арктические почвы формируются в условиях относительной сухости; маломощный почвенный покров не сплошной, со следами засоления; развита своеобразная полигональная трещинноватость. Тундровые почвы более влажны, торфянисты, поверхностно-глеевые.

2. Бореальная почвенная область, которая объединяет почвы субполярных лесов и лугов и мерзлотно-таежные почвы. Дерново-грубогумусные и дерново-торфянистые почвы субполярных лесов и лугов характерезуются большим объемом поступающей органической массы за счет отмирающих трав, накоплением гумуса и иллювиально-железисто-гумусовым процессом. Ареал мерзлотно-таежных почв совпадает с ареалом «вечной мерзлоты» и областью редкостойной лиственничной тайги В почвенном покрове наблюдаются криогенные процессы (криотурбации, мерзлотное вспучивание и др.). Подзолообразование протекает слабо.

3. В зоне подзолистых почв развиваются глеево-подзолистые почвы оподзоленные, подзолистые и дерново-подзолистые. Почвы формируются в условиях преобладания осадков над испарением; для них характерна глубокая выщелоченность массы от солей и резкая дифференциация профиля на генетические горизонты. Зона соответствует области распространения хвойных лесов. Дерново-подзолистые почвы образуются под смешанными лесами и характеризуются накоплением гумуса в верхнем горизонте, разложению и вымыванию которого препятствует кальций, биогенно аккумулируемый в листовом опаде.

4. Группа почв суббореального почвообразования представлена несколькими

зональными типами. В условиях гумидного климата формируются бурые лесные оподзоленные почвы и черноземовидные почвы прерий. Для степей характерны черноземы и каштановые почвы; Профиль этих почв из-за недостатка осадков слабо дифференцирован, переход между горизонтами постепенный; материнская порода и опад растений богат солями, что приводит к обогащению почвенного раствора электролитами; поглощающий комплекс насыщен Са2+. Ежегодно опад трав обеспечивает почву большим количеством растительных остатков, но их минерализация затруднена, так как деятельность бактерий ограничивается низкими зимними температурами и летним недостатком ком влаги.

В полупустынях и пустынях (аридные области суббореального пояса) развиваются светло-каштановые, бурые полупустынные и серобурые пустынные почвы. Почвы всегда маломощные, малогумусные, часто солонцеватые, сочетающиеся с солонцами, солончаками, пятнами такыров и массивами песков.

5. Субтропический пояс. Под влажными лесами субтропиков развиты желтоземы и красноземы. В переходных семиаридных областях появляются коричневые почвы ксерофитных лесов и кустарников, в аридных - серо-коричневые почвы и сероземы эфемеровых луго-степей, а также своеобразные красноцветные почвы субтропических пустынь.

6. Тропический пояс. Во влажных тропических областях на мощных древних корах выветривания в условиях обильного тепла и влаги формируются красно-желтые латеритные почвы; под лесами эти почвы часто оподзолены (так называемые, тропические подзолы); на основных породах (базальтах и др.) образуются темно окрашенные латерит ные почвы, отличающиеся высоким плодородием. В переменно влажных тропиках (саванна) развиты красные латеритные и коричнево-красные латеритизованные почвы; в сухих саваннах - красно-бурые почвы Пустынное тропическое почвообразование имеет много форм, среди них. в частности, песчаные, каменистые примитивные, засоленные пустынные почвы.

Географическая вертикальная зональность способствует выделению группы горных почв. Они формируются на склонах, начиная с высоты 500 м над уровнем моря, с относительным перепадом вертикального расчленения порядка 300 м (среднегорная, высокогорная зоны).

Различают: а) нормальную вертикальную поясность с закономерно сменяющими друг друга почвенными поясами в направлении от подножия гор к их вершинам; б) инверсионную вертикальную поясность, связанную с инверсией климата (в основном мезоклимата) в глубоких долинах.

Горные почвы формируются на хорошо аэрируемом водопроницаемом элювиальном и делювиальном материале. Особое значение для развития в горах почвообразования имеет перемещение масс по склону. Особенности горного почвообразования, в отличие от равнинного, состоят в сравнительно низких температурных условиях и в повышенном содержании влаги. Формирование вертикальных почвенных зон (генетических типов) связано с другими компонентами ландшафта, особенно с растительным покровом. Например, в горах аридных областей лесные почвы отсутствуют, и почвы горных пустынь непосредственно сменяют почвы горных степей. В гумидном климате горные лесные почвы переходят в почвы альпийских лугов и горные торфяники. Относительно однородны почвы высокогорий (2000-3000 метров абсолютной высоты), но и здесь достаточно четко выделяются следующие четыре группы почв:

1) горные тундровые почвы в арктическом и бореальном поясах с проявлением вечной мерзлоты;

2) почвы альпийских лугов во влажных областях бореального,

'''"•реального и субтропического поясов;

3) почвы горных степей в сухих областях бореального, суббореального и тропического поясов;

4) горные торфяники в тропическом поясе.

Эрозия почв

В случае преобладания процесса сноса почвенного материала над почвообразованием возникают нарушения почвенного профиля, вплоть до полного исчезновения генетических горизонтов. Эта фаза развития почвенного покрова участка означает деградацию ландшафта. Обычно различают эрозию естественную и ускоренную. При естественной темной эрозии снос верхней части профиля незначителен и обычно компенсируется восстановлением его биоаккумулятивными (почвообразовательными) процессами. В результате общая мощность профиля сохроняется. Почва остается в динамическом равновесии. Ускоренная эрозия - это процесс, при котором динамическое равновесие почвы нарушено, снос преобладает над почвообразованием. Это приводит к нарушению почвенного профиля. Ускоренная эрозия может быть вызвана Природными факторами (изменением климата - увеличением увлажненности; уничтожением естественного растительного покрова из-за пожаров). Однако ее основная причина в настоящее время заключается в хозяйственной деятельности человека.

Ускоренная эрозия проявляется в ландшафте в двух формах. Во-1-ых в уничтожении верхних горизонтов почв элювиальных и транспортных позиций и, во-вторых, в аккумуляции материала в подчиненных ландшафтах. В результате происходит загрязнение вод водоемов, их заиление. В зависимости от вида экзогенного геоморфологического фактора различают ускоренную водную эрозию и ветровую эрозию почвы - дефляцию (развевание).

Интенсивность водной эрозии неодинакова в различных ее фазах при плоскостном смыве, при линейной эрозии и овражной. Скорость развития водной эрозии определяется следующими факторами: типом почвы и состоянием растительного покрова, формой, крутизной склонов, удаленностью от водораздела.

Плоскостной смыв, то есть вынос мелких почвенных частиц поверхностным стоком воды, слагают два процесса: механическое воздействие водяных капель на поверхность почвы и смыв частиц почвы на значительных площадях. Важнейшим фактором механического воздействия является размер капель. Крупные капли при ливневых дождях обладают высокой кинетической энергией и усиливают эрозию. Кроме того капли при ударе о землю уплотняют почву и тем самым уменьшают ее способность к фильтрации.

Часто плоскостной смыв сопровождается фазой разделения ламинарного водного потока на турбулентные струйки и образованием глубоких и широких борозд на поверхности почвы. Плоскостной смыв почти полностью отсутствует на участках покрытых травянистой растительностью и незначителен в лесу. Однако он активно проявляется на обнаженных пахотных почвах, особенно если вспашка проводилась в направлении склона.

Аккумуляция стекающей по бороздам и канавкам масс поверхностных вод приводит к развитию линейной эрозии, разрушающей непрерывность почвенного покрова. При дальнейшем переуглублении промоин возникают овраги. В определенных условиях - задернение склонов - рост оврагов может приостановиться, В этом случае формируется плоское дно, выположенные склоны - возникает балка.

В результате воздействия водной эрозии на почвы дисперсный материал, сносимый с верхних частей склонов, скапливается у их подножья (делювий, пролювий), засыпает растительность, заносит дороги. Значительная часть мелкозема попадает в водотоки и водоемы, приводит к их обмелению и загрязнению и тем самым уменьшает возможность использования вод на хозяйственные нужды. С почвенными частицами, а также в виде истинных растворов с полей выносятся химические удобрения. Попадая в воды рек, удобрения изменяют их свойства, делают воду непригодной для употребления в производстве и быту. Одновременно нужно помнить, что поскольку поверхностные воды являются основным источником пополнения подземных вод, в том числе и межпластовых, то загрязнения проникают и в воды гидрогеологических горизонтов.

15. Флювиальные процессы

Гидрологическая геосистема

В некотором приближении склоны развиваются как открытые, саморегулируемые геосистемы, не зависящие в принципе от развития речной сети. Однако эволюция всей ландшафтной сферы суши в целом «висит от объема и характера материала поступающего со склонов. Это дает основания рассматривать склоновую геосистему и гидрологическую геосистему как геосистему более высокого ранга, в которой склоны и элементы речной сети взаимозависимы и взаимосвязаны.

На суше поверхностные текучие воды выступают как важнейшее Средство транспортировки различных материалов. Поэтому развитие Ландшафтной сферы, особенно рельефа, осадочных пород и почв стоит I прямой связи с интенсивностью флювиальных процессов.

Система круговорота воды в ландшафте

На поверхности Земли атмосферные осадки испаряются (испарение), стекают по поверхности, возвращаясь в океан (сток), или проучиваются в почво-грунты (инфильтрация). Сток и инфильтрация могут происходить не сразу после выпадения осадков, если они выпали в Твердом виде (снег), а задерживаться на поверхности. В ледниках атмосферная влага задерживается на поверхности материков иногда в течение нескольких тысяч лет (в Антарктиде 200 тыс. лет.)-

Основное звено в системе круговорота воды в природе образуют речные бассейны -.территории, ограниченные водоразделами. Под водоразделом понимается воображаемая линия, проведенная по наивысшим точкам между водосборами двух рек. Круговорот воды в пределах речного бассейна складывается из нескольких фаз.

Выпавшие атмосферные осадки частично перехватываются растениями, частично достигают поверхности почвы. Последние скапливаются в понижениях рельефа и затем либо физически испаряются либо образуют поверхностный сток, либо осачиваются в грунты Почвенная влага до известной степени. поглощается растениями транслирирует в атмосферу. Оставшаяся часть циркулирует в профиле вертикально (фильтрация, просачивание) в пределах зоны аэрации ил в направлении падения склона. В сухие периоды возможно такое явление, как полное израсходование запасов вод зоны аэрации на эва потранспирацию. Под эвапотранспирацией понимается общее количество влаги, транспирируемой растениями и физически испаряющейся с поверхности почвы. Свободная или гравитационная влага просачиваясь-пополняет запасы подземных вод (как грунтовых, так и межпластовых, глубинных вод), часть которых в виде напорных вод, то есть характер ризующихся высокой степенью пьезометрического давления в пластах,] может выйти на поверхность. Глубинные воды в условиях равнин (например, территория Западной Сибири) могут пройти значительные расстояния (тысячи километров) от области питания.

Текучие поверхностные воды и их деятельность в ландшафте

При сильных дождях или в условиях водонасыщения почвы вода, скапливающаяся в понижениях, начинает постепенно стекать по поверхности по направлению уклона местности. Как только слой текучей воды достигает определенной мощности, образуется ламинарный поток, деятельность которого вызывает поверхностный смыв почвы. При поверхностном (плоскостном) смыве движущаяся вода захватывает и перемещает мелкие частицы почвы и медкоземистый материале Смыв со склонов (эрозия) особенно характерен для аридных областей, где слаборазвитый растительный покров не препятствует ламинарному течению воды.

Эрозию почвы обусловливает ряд факторов:

а) интенсивность дождя;б) инфильтрационная способность почвы и зоны выветривания;в) длина и форма склона;г)шероховатость почвы;д) тип поверхностного стока; ж) химические и физические особенности среды, регулирующие процессы разрушения горных пород и определяющие степень сцепления почвы и продуктов выветривания.

Земная поверхность никогда не представляет собой идеально гладкой плоскости. Многочисленные неровности суши разделяют ламинарный поток на отдельные струйки, обладающие уже турбулентными свойствами. В результате их деятельности на склонах возникает система рытвин, разрушающих поверхность стока.

При дальнейшем углублении рытвин в продуктах выветривания и породах не закрепленных растительностью развиваются овраги. На дне оврага со временем формируется русло водного потока и развиваются элементы речной долины.

Водность потока увеличивается вниз по направлению течения, речное русло расширяется и углубляется за счет дополнительного водного питания с окружающих территорий. Этот процесс линейного воздействия текучей воды называется эрозией. Различают глубинную эрозию, когда водный поток углубляет русло, и боковую эрозию, ведущую к расширению долины.

Вода при движении транспортирует материал в виде:

а) растворенных веществ;б) дисперсий - мелкозернистого материала, взвешенного в воде;в) влекомых по дну наносов - крупнозернистых или тяжелых частиц, передвигаемых по дну волочением или перекатыванием.

Интенсивность эрозии определяют два основных фактора: эрозионная способность реки, зависящая от гидродинамики потоков (расхода воды, скорости ее течения, состояния продольного профиля русла), и устойчивость пород берегов и дна реки к размывающему действию воды. Таким образом, названные факторы и составляющие компоненты взаимосвязаны и взаимообусловлены и образуют единую открытую саморазвивающуюся геосистему - долину реки.

Эрозионная деятельность воды будет протекать тем энергичнее, чем крупнее материал перемещается потоком. Разрушительная работа текучих вод проявляется во внетропических областях, где со склонов геосистем в потоки поступает грубообломочный материал. Напротив же, в тропиках, где склоны образованы мощными толщами каолиновых и латеритных отложений, в реки поступает сильно выветрелый дисперсный материал - глины, суглинки, мелкий песок.

16. Криогенные процессы

Под термином «криосфера», предложенным А.Б. Добровольским в 1923 г., понимается та часть литосферы, температура которой длительное время сохраняется ниже нуля. Это области равнинных высоких широт и высокогорий, обладающих отрицательным тепловым балансом. Для криосферы (криолитозоны) характерны скопления твердых осадков, то есть снега, поверхностного и подземного льда. В пределах криосферы главную рельефообразующую роль играют криогенные и гляциальные (ледниковые) процессы.

Многолетняя мерзлота. В результате отрицательного теплового баланса" горные породы почти на четвертой части суши имеют постоянную температуру ниже 0°С. В этих областях в результате глубокого промерзания литосферы развивается своеобразная геосистема - многолетняя мерзлота, состоящая из твердой, жидкой и газообразной фаз. Эта система оказывает огромное и многообразное влияние на все природные процессы, протекающие в поверхностных горизонтах Земной коры. Система возникает при том условии, что горные породы в течение более двух лет имеют температуру ниже нуля градусов. Различают дна типа промерзания, по-разному сказывающихся на состоянии поверхносных образований:

1) эпигенетический тип, когда мерзлотный процесс достаточно резко накладывается на ранее образованный субстрат;

2) сингенетический тип, когда промерзание сопутствует уплотнению осадков по мере их накопления - тип синхронный осадконакоплению.

Оба типа отличаются друг от друга структурой мерзлотной толщи, особенно характером распределения подземного льда и, соответственно, распределением химических соединений. Эпигенетический тип Обнаруживает гетерогенную структуру, которая возникает при охлаждении с поверхности горных пород разного вида, возраста и свойств. При этом порода растрескивается под действием образующихся линз ВОДЫ, мигрирующей к фронту промерзания. Рыхлые массы сковываются подземным льдом. Подземный лед располагается обычно в верхних частях эпигенетической мерзлоты. У сингенетического типа, напротив подземный лед распределен почти равномерно по всей мерзлой толще. его объем значителен.

Характер пространственного распространения вечной мерзлоты В северном полушарии неодинаков. Различают: зону сплошной мерзлоты, зону прерывистой мерзлоты с островами талых грунтов и зону талых пород с островами мерзлоты.

В первой зоне мощность многолетнемерзлых пород составляет свыше 500 метров (часто свыше 1000 м), а их температура ниже -10°С. Во второй зоне мерзлота простирается до глубины 200-300 м, температура колеблется от минус 10° до 0°. В третьей зоне мерзлый слой составляет от нескольких метров до десятков метров и имеет температуру ниже 0°.

Ныне наблюдаемая многолетняя мерзлота начала формироваться в период плейстоцена. Ее существование и развитие в голоцене поддерживается современными климатическими условиями, из которых основное значение имеют отрицательные среднегодовые температуры, холодная, сухая и долгая зима, короткое лето и малое количество осадков. Распространение и мощность многолетней мерзлоты зависят также от комплекса геологических и геоморфологических факторов.

Эоловые процессы

Ветер представляет собой движение воздуха относительно земной поверхности. Главная причина, вызывающая ветер - это разница в величине атмосферного давления между двумя точками, линиями т поверхностями земного пространства.

Ветер выполняет в ландшафте следующие функции: перенос атмосферную влагу, воздействует на растительность и моделирует поверхность суши. В наибольшей степени эоловые процессы развиваются в областях со скудным растительным покровом, на засушливых территориях и в высокогорьях. Эоловый литоморфогенез территории, ее участка осуществляется стадийно и прерывисто в пространстве: ветровой эрозией породы, транспортом и эоловой аккумуляцией продуктов разрушения.

Ветровая эрозия проявляется прежде всего в дефляции, то есть в выносе из рыхлой породы наиболее диспергированных частиц и оба ломков (менее 1 мм в диаметре). Частицы, переносимые ветром, соприкасаясь с поверхностью, разрушают ее. Процесс называется корразией или абразией.

Дефляция создает эоловые впадины, достигающие при благоприятных условиях глубины до нескольких сотен метров.

Дефляция проявляется главным образом вблизи поверхности земли. Перенос частиц ветром связан с турбулентностью воздушного потока, в воздухе возникают вихревые движения, причем скорость вертикального перемещения частиц определяется их размерами. Уносимые воздушным вихрем частицы могут образовывать облака пыли, разрастающиеся постепенно до размеров черной бури. Такие бури, охватившие обширнейшие площади территории засушливой зоны СССР, наблюдались после распашки целинных земель Казахстана в 50-х и на Кубани н 60-70-х годах XIX века. Считается, что большая часть плейстоценовых лессовидных отложений южных регионов страны была сформирована этим способом.

При понижении силы и турбулентности воздушного потока происходит аккумуляция переносимого ветром материала. Возникают эоловые отложения. Различают два типа эоловой аккумуляции: лессовые "пюжения и навеянные пески. Между ними существует целый ряд переходных типов пород.

Лессовые (лессовидные) отложения представляют собой однородные суглинки-глины, содержащие карбонат кальция. Для них характерна отчетливая сортированность, преобладают частицы размером 0,05-0,01 мм. Для лессовых пород характерна вертикальная столбчатая теккстурность сложения, что обусловливает возникновение в зоне их распространения крутостенных оврагов.

Лессовые аккумуляции достигают значительной мощности (десятки и сотни метров). Лессовые породы широко распространены на территории лесостепной и степной зон страны, в том числе на юге Западной Сибири. Часто обнаруживаемые выходы погребенных гумусовых горизонтов почв указывают на прерывистость (разорванность во времени) седиментации.

Перевеянные пески формируются в результате аккумуляции дисперсного материала, сортированного в процессе эоловой транспортировки.

17. Геохимические процессы

Геохимия - наука, исследующая химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов, закономерности распределения их в различных сферах Земли (в том числе и в ландшафтах –геохимия ландшафта), поведение, сочетания и миграции элементов в Природных процессах. Основу взаимосвязи между отдельными частями ландшафта образует обмен веществом и энергией, или иными словами - круговорот химических элементов в ландшафтной сфере.

Геохимические исследования ландшафтов основываются на представлении об элементарном геохимическом ландшафте, под которым понимается однородным по всему комплексу свойств, процессов участок территории с определенным типом миграции химических элементов. Различают три основных, качественно различных, но взаимосвязанных типа геохимических ландшафтов

Рис. 13. Основные типы элементарных ландшафтов

уровень поверхностных вод;

- - - уровень подземных вод;

'=> - поступление веществ и энергии в ландшафт из атмосферы, грунтовых вод;

—>удаление веществ и энергии из ландшафта в атмосферу, в грунтовые и поверхностные воды.

Первый тип - элювиальный (геохимически независимый, автономный, субаэральный). Формируется на водоразделах под действие процессов, связанных только с атмосферными осадками и поступления веществ из атмосферы. Характеризуется образованием мощной коры выветривания.

Второй тип - пониженный (геохимически подчиненный, транспортно-элювиальный или транспортно-аккумулятивный, супераквальный). Представляет собой склоны повышенных элементов поверхности, днища долин рек, котловины.

Третий тип - аккумулятивный (геохимически зависимый, аккумулятивный или субаквальный) - дно океанов, морей и замкнутых бессточных озер.

Геохимические ландшафты формируются в соответствии с законами географической зональности (широтной) и высотной поясности.

Модели природных геохимических круговоротов

Природные круговороты вещества и химических элементов на Земле и своей основе имеют геологический субстрат - горные породы. Начальным звеном геохимического круговорота (цикла) состоящего из фаз разрушения горной породы, освобождения элемента, его транспортировки и вовлечения в цикл, является кристаллизация магматического тела (

Поднятые на поверхность глубинные, плотные массивнокристаллические породы выветриваются (разрушаются, трансформируются) под воздействием агентов атмосферы, биосферы и дезинтегрированные продукты разрушения подвергаются транспортировке и отложению. Вновь образовавшиеся рыхлые осадки в дальнейшем либо консолидируются (диагенез, метагенез, катагенез) либо вновь разрушаются. Причем в процессе разрушения (выветривания) осадочных горных пород химические элементы включаются в качестве питательных веществ для биоты в биологический круговорот. Геохимиче-ский цикл вторичных горных пород может идти и в другом направлении - метаморфизации.

Таким образом, геохимический круговорот веществ и химических элементов на Земле представляет собой открытую систему взаимосвязанных процессов. При этом эндогенные процессы обеспечиваются энергией «первичной» магмы земного ядра, а процессы, происходящие на дневной поверхности - солнечной энергией. Космическая пыль и метеориты вводят в геохимические процессы на Земле вещества из Вселенной.

Геохимический круговорот в известной мере является аналогом системы круговорота воды в ландшафте. Такая аналогия уместна и в отношении другой системы - «растительность - среда». Кажется, можно считать, что вся совокупность процессов обмена веществом между биотическими и абиотическими компонентами ландшафтной сферы Земли есть единая система биогеохимического круговорота вещества и элементов в ландшафте и в ландшафтной сфере планеты.

Рис. 16. Круговорот азота в ландшафте

К главным биогеохимическим циклам, объединяющим отдельные части ландшафтной сферы в единое целое, относятся циклы элементов-биофилов, и, в первую очередь, циклы углерода и азота

18. Биотические процессы

Биотические процессы в ландшафте определены жизнедеятельностью растительности и животных - главными компонентами большей части ландшафтов. В земной коре живые организмы обусловливают, по мнению академика В.И. Вернадского, практически все процессы миграции веществ и химических элементов. В 1934 году Вернадский писал: «...все бытие земной коры, по крайней мере 99% по весу массы ее вещества, в своих существенных....чертах обусловлено жизнью».

Геологический эффект деятельности каждого живого организма бесконечно мал. Однако этих величин в природе имеется бесконечно большое количество и действуют они практически в течение бесконеч­но большого промежутка времени. Поэтому результат этой деятельно­сти грандиозен. Геоэкология рассматривает в отличие от биологии не каждый отдельный организм, а, всю их совокупность на земной поверх­ности: как в точке пространства, так и в пространстве образованной данными точками. Двойственность объекта комплексных исследований определяет и сложность его изучения.

Совокупность живых организмов земной коры Вернадский на­звал живым веществом. В биологии биотические элементы ландшафта классифицируются следующим образом.

Продуценты - в основном, зеленые автотрофные организмы, вы­рабатывающие первичное живое вещество.

Консументы (потребители) - организмы, вырабатывающие вто­ричное живое вещество. Консументы, питаясь веществом, созданным автотрофами-продуцентами, высвобождают химические элементы и воз­вращают их в биохимический круговорот. Консументы делятся на груп­пы: первого порядка - растительноядные животные; второго и третьего порядка - плотоядные.

Биоредуценты - организмы, которые питаются отмершими рас­тениями и животными; из них наибольшее значение имеют следующие: организмы, осуществляющие разложение органического вещества, и организмы-преобразователи уже разложенного, вторичного органиче­ского вещества. Как отметил А.И. Перельман, энергетический эффект животных в ландшафте чрезвычайно мал из-за их небольшой массы, но функциональное значение огромно.

В качестве основной единицы биоты, то есть совокупности всех названных групп живых организмов, в ландшафте можно считать эко­систему. Экологической системой называют совокупность растений и животных, взаимосвязанных, между собой круговоротом вещества и энергии и условиями существования. То есть экосистема включает в себя и абиотические факторы среды (горные породы, рельеф, воздух, природные воду), и биотические элементы (см. рис. 2). Представленная схема, конечно, в полной мере не отражает всех взаимосвязей факторов и условий-природной среды (в том числе и исторических, палеовзаимо-действий), на все же даетчэбщее представление об их обусловленности и взаимовлиянии.

Наземные экосистемы можно объединить в пять главных гру в так называемые биохоры: 1) лес (древесный и кустарниковый); 2) преходная полоса от леса к степи (в умеренном поясе лесостепь); степь; 4) тундра; 5) пустыня. Компонентом наземных биохор считаются также и мигрирующие животные.

Экосистемы представляют собой целостные саморегулируемые материальные системы. В них взаимодействуют факторы, которые при относительно неизменных внешних условиях обеспечивают сохране­ние совокупности взаимоотношений различных организмов примерно на одном уровне.

Каждый тип биоты в пределах общего пространства предъявляет к окружающей среде определенные требования. Комплекс факторов среды, соответствующий определенным жизненным требованиям ви­дов называется их биотопом. Абиотическая часть среды в данной эко­системе обозначается как экотоп.

Определение экосистемы слагается не только из видов растений и животных, входящих в ее состав, и их распределения и количества, но и из характеристики процессов, протекающих в экосистеме. К числу таких процессов относится: 1) круговорот энергии (направление, коли­чество, регулярность и продолжительность потока энергии); 2) круго­ворот веществ; 3) создание трофической структуры, то есть особенно­сти циклов питания; 4) формирование биогенной структуры - характер,' интенсивность, стадия и время развития сообщества.

Экосистема нарушается или сокращается под воздействием внешних факторов. Причем наибольшие изменения связаны с деятель­ностью человеческого общества - антропогенеза, проявляющегося в самых различных формах. На месте природной степи возникает «окуль­туренная» степь; на месте леса - пастбища или посевы.

Значение биотических процессов в ландшафте

Основное значение биотических процессов в ландшафте состоит в преобразовании живыми организмами среды своего существования и в связывании и в создании запаса солнечной энергии в форме органического вещества. В результате биогеохимического круговорота веществ и элементов в ландшафте вещества многократно проходят через организм и многократно используются им. Круговорот интегрирует в едином процессе живые организмы, химические элементы и свойства экотопа. Организм в условиях конкретного экотопа развивается в соответствии «законом минимума» («законом Ю. Либиха», согласно которому развитие продуцентов (зеленых растений) определяется фактором (светом, теплом, питательными веществами и пр.) находящемся в системе в минимуме.

Основные проблемы, возникающие при исследовании структуры и функционирования экосистем, заключаются чаще всего в сложности взаимосвязей в системе и невозможности осуществить количественный учет процессов. Иными словами, связи между популяциями растений и животных, с одной стороны, и между популяциями и абиотической средой (экотопом), с другой, настолько сложны, что наши знания о них весьма приблизительны, носят качественный характер; поэтому одна из 'т.п сегодняшней науки - выяснение количественной стороны вопроса.. Именно такую задачу ставит перед исследователями относительно НОВЫЙ раздел науки - геофизика ландшафта. Сравнительное опережение другого раздела ландшафтоведения - геохимии ландшафта обязано первую очередь, развитию качественных, логических моделей, описывающих природу.

В ландшафте организм выполняет ряд геохимических функций. во первых, организмы регулируют газовый состав атмосферы: кислород в атмосфере имеет органическое происхождение. Любое изменение биоты в ландшафте влияет на концентрацию кислорода в воздухе. Во-вторых, организмы селективно поглощают из окружающей среды химические элементы и накапливают их в себе. Эта функция может быть опасной в загрязненном ландшафте, где в организмах аккумулируются вредные вещества. С другой стороны аккумуляция вредных веществ растениями способствует очистке почво-грунтов.

С жизнедеятельностью организмов тесно связан ряд химических Процессов определяющих поведение химических элементов и веществ | ландшафте. Это реакции окисления-восстановления среды, состав и свойства образующихся органических веществ.

Отвен на вопрос №19
Система биогеохимического круговорота веществ и химических элементов в ландшафте
круговорот элементов в почве
Геологический круговорот элементов
Атмосферные осадки, проникающие в обломочную породу, обусловливают растворение и передвижение растворимых продуктов выветривания. Быстрее всего и «а большее расстояние переносятся наиболее подвижные соединения. Соединения хлора и серы, отнесенные к наиболее подвижным, вымываются в форме солей с эквивалентным количеством оснований из следующего ряда. Неподвижность Si02 кварца относительная. Некоторая часть элементов, преимущественно наиболее подвижных, выносится в речную сеть и поступает в моря и океаны. Кроме того, реки несут взмученные частицы, полученные в результате размывания русел и смывания их с поверхности.

Весь этот материал откладывается на дне океанов (морей) частью непосредственно, частью после его переработки морскими организмами. В течение тысячелетий на дне океанов образуется мощная толща осадочных пород. По мере погребения новыми осадками ранее отложенные претерпевают глубокие изменения под влиянием возрастающего давления и температуры. В зависимости от степени изменения они переходят в различные метаморфические породы, и затем кристаллические сланцы. В последующем под влиянием тектонических процессов и морских регрессий отложенные на дне океанов (морей) породы могут выходить на дневную поверхность, подвергаться новому континентальному выветриванию. Тогда наступает новый цикл большого геологического круговорота.

Таким образом, большой геологический круговорот элементов слагается из процессов:

континентального выветривания горных пород, в результате которого образуются подвижные соединения;
переноса этих соединений с континентов в моря и океаны;
отложения на дне морей и океанов с последующим метаморфозом;
нового выхода морских осадочных и метаморфических пород на дневную поверхность.
Биологический круговорот элементов
Материнские горные породы, как правило, не содержат органическое вещество и азот. Элементы зольного питания более или менее равномерно рассеяны в их толще. С поселением растительности и началом почвообразования развивается процесс обогащения верхних горизонтов формируемой почвы органическим веществом, азотом и элементами зольного питания. Это обогащение осуществляется в процессе малого биологического круговорота элементов, который развивается на фоне большого геологического круговорота.

Биологический круговорот элементов состоит:

из поглощения растениями из атмосферы углерода и кислорода; из почвы - азота, водорода, кислорода, кальция, магния, калия, серы, фосфора, железа, алюминия и многих других элементов, необходимых для жизни растений;
использования поглощаемых элементов на построение растительных организмов;
в разложении отмерших растительных остатков и освобождении заключенных в них элементов;
вовлечении этих элементов в новый биологический круговорот развивающейся растительностью.

Ответ на вопрос №20
Ландшафтообразующие процессы — это факторы, принимающие участие в формировании ландшафтов, — тектонические процессы, климат, воды, процессы выветривания горных пород, ледяной покров и его работа. Основные природные ландшафтообразующие факторы подразделяются на зональные (климат, воды, почвы, растительность, животный мир) и азональные (геологическое строение и рельеф).Важный Ландшафтообразующий фактор — хозяйственная деятельность человека. Лесная и сельскохозяйственная сети могут быть средством для достижения улучшения ландшафта. Природные ландшафты в целом - саморегулирующиеся системы, стремящиеся к поддержанию стабильного состояния. Это достигается различными связями, из которых преобладают прямые и обратные, обеспечивающие простое саморегулирование - стабильное или близкое к нему состояние. Время перехода определенного ландшафта из одного состояния (сбалансированного) -в другое (новое равновесие), вызванное внешними причинами, в том числе хозяйственной деятельностью человека, определяется многими факторами и причинами.
Характер и внутренняя структура большинства современных ландшафтов в значительной мере зависят от плотности людских поселений и их хозяйственной деятельности. Наблюдается все возрастающая роль социально-экономических факторов и процессов (промышленных, сельскохозяйственных, транспортных, рекреационных) в формировании структуры ландшафтной сферы Земли, вступившей в период антропогенного развития. В отличие от природных ландшафтообразующих процессов социально-экономические факторы изменяют ландшафт намного быстрее.

Ответ на вопрос №21 Изменение рельефа и пород человеком
Рельеф образуется главным образом в результате длительного одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов.
Люди изменяют земную поверхность — в местах разработок полезных ископаемых появляются котлованы и насыпи пустых пород, сглаживается рельеф для строительства населенных пунктов, промышленных предприятий, прокладки дорог. Деятельность человека приводит к процессам затопления территорий, появлению карстовых процессов, провалов, оседанию горных пород, оползанию грунта и др.

Ответ на вопрос №22
Влияние человека на климат 1
Если международное сообщество не предпримет сейчас решительных шагов для того, чтобы приостановить процесс глобального потепления, то через 20 лет бороться с последствиями климатических изменений будет уже поздно, предупреждают британские экологи.
Чтобы избежать катастрофы, человечество должно не позднее 2025 г. остановить рост выбросов двуокиси углерода и найти способ сокращать их объем по крайней мере на 2,6% в год. В противном случае людям будет уже не под силу предотвратить всеобщую гибель.
Уже сейчас ясно, что глобальное потепление происходит гораздо быстрее, чем предполагалось несколько лет назад. Начавшееся в результате таяние льдов в Антарктике грозит обернуться повышением уровня Мирового океана на 12 м и затоплением огромных участков суши.
Анализ температуры тропосферы и стратосферы, которые являются верхними слоями атмосферы показывают, что их нагревание происходит значительно более медленно, чем нижних. Данный факт также подтверждает новую гипотезу о том, что на изменение климата планеты деятельность человека оказывает в настоящее время более сильной влияние, чем активность Солнца. При этом повышение солнечной активности оказывает заметное влияние на температуру тропосферы и стратосферы практически также, как и в прошлом.
Специалисты отмечают, что сейчас в научных публикациях уже мало кто принимает во внимание солнечную активность в качестве решающего фактора в изменении климата. При этом большинство ученых все чаще затрагивают темы негативного влияния современной промышленной деятельности на климат планеты Земля.

Ответ на вопрос №23
Главные типы ландшафта
типологическая единица в систематике ландшафтов. В Тип ландшафта входят ландшафты, имеющие общие черты генезиса, морфологической структуры и протекающих в них физико-географических процессов. Каждой географической зоне свойственны свои зональные Типы ландшафта: зоне тайги — таежные, лесостепи — лесостепные, зоне пустынь — пустынные; горным странам свойственны свои, специфические Типы ландшафта, обусловленные рельефом.
В качестве высшей таксономической ступени классификации предлагается считать тип ландшафтов. Основной критерий для разграничения типов ландшафтов — важнейшие глобальные различия в соотношениях тепла и влаги, в гидротермическом режиме ландшафтов. Конкретными классификационными признаками служат такие показатели, как радиационный баланс, сумма активных температур (за период с средними суточными температурами выше 10° С), коэффициент увлажнения и коэффициент континентальности по Н. Н. Иванову. Кроме того, следует учитывать средние и экстремальные температуры воздуха, количество осадков, величину испаряемости. Общность ландшафтов одного типа проявляется в водном балансе, современных геоморфологических и геохимических процессах, условиях жизни органического мира, его структуре, продуктивности, запасах биомассы, биологическом круговороте веществ, типе почвообразования. Очень важной характеристикой каждого типа ландшафтов служит сезонный ритм природных процессов. Наконец, каждому типу ландшафтов присуща своя высотно-поясная «надстройка», т.е. особый тип поясности.
Поскольку в основу выделения типов ландшафтов положены наиболее общие критерии теплообеспеченности и увлажнения, следует ожидать, что они будут связаны с определенными ландшафтными зонами и секторами. Можно сказать, что тип ландшафтов — это объединение ландшафтов, имеющих общие зонально-секторные черты в структуре, функционировании и динамике. По зональным признакам все типы можно сгруппировать в группы, или серии, которые представляют собой аналоги по теплообеспеченности, а по секторным — в ряды, представляющие аналоги типов по увлажнению (рис. 46). Номенклатура типов ландшафтов складывается соответственно из двух элементов: один указывает на положение в ряду теплообеспеченности (арктические и антарктические, субарктические, бореальные, суббореальные, субтропические и т.д.), другой — на положение в ряду увлажнения (от гумидных до экстрааридных).
24)