Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Биомасса и биопродуктивность ландшафтов; коэффициент Ж



Биомасса и биопродуктивность ландшафтов; коэффициент Ж

Биота – совокупность всего живого и растительного. Считается, что именно биота – наиболее активный, критический компонент ландшафтов.

Активное влияние биоты на геосистемы стало примерно 570 млн. лет назад, с начала фанерозоя

На суше обитает 93% всех видов растений и животных

К роли живого вещества в ландшафтах относится 2 понятия: Биомасса(Б) – количество живого вещества, обитающего в данном месте( местообитании). Обычно измеряется в т на га.

Биопродуктивность(П)- количество живого вещества, которое производят живые организмы за год на единицу площади.

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

С образованием живого вещества понизилось качество информации

Отечественным геохимиком Перельманом установлены параметры Б и П, также предложены и соотношения между ежегодной продуктивностью и биомассой- коэффициент Ж

Коэффициент Ж = П/Б

Этот коэффициент разный для разных ландшафтов. Для лесных Ж= П*10, в степях и лугах Ж=П. Во всех ландшафтах по показателям Б и П преобладают растения(фитомасса), животные составляют обычно 1-2 %.

Известно, что по трофическим цепям вся биота делится на продуценты ,консументы и редуценты.

Существует закон трофической пирамиды: с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой ее уровень переходит в среднем не более 10 %.Остальные 90 % энергии рассеиваются в окружающую игру.

Органический мир представлен в ландшафте всегда сложным комплексом биогеоценозов.

Водные режимы природных геосистем

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, континентальных вод и ледяных покровов.

Их общий объём достигает 1,5 млрд км3. Это и есть водный потенциал нашей планеты.

Моря и океаны занимают 71% земной поверхности, что составляет 96,5 % общего объема гидросферы.

Одним из основных свойств воды как компонента географической среды является ее незаменимость.

Гидросфера проникает во все другие геосферы Земли и играет важнейшую роль в глобальных процессах обмена веществом и энергией.

Вода гидросферы играет важнейшую роль в глобальном цикле веществ, осуществляя эрозию и денудацию горных пород, перенос и отложение продуктов их разрушения.

Водные ресурсы суши – это пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах.

Основная часть вековых запасов пресных вод суши сконцентрирована в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии.

Наиболее активному антропогенному воздействию подвергаются внутренние поверхностные воды суши.

Вода является возобновляемым ресурсом

Реки – важнейший компонент гидросферы, основной источник пресных вод, потребляемых человечеством. Суммарный объем воды в реках мира составляет всего лишь 0,0002 % от общих запасов пресных вод суши.

Общие мировые запасы воды зависят от ее распределения по земному шару и от местных норм потребления.

Типы увлажнения:

Атмосферное

Сточное

Натечное

Грунтовое

Пойменное

Весь или преимущественный характер увлажнения поверхности ландшафтов в данном месте определяется таким показателем, как степень увлажнения.

Любое местообитания, характеризующееся по тем или иным условиям увлажнения, носит название гигротопа.

Основной критерий для разделения гигротопов - коэффициент атмосферного увлажнения, установленный А.А. Роде : К= r/E

По этому коэффициенту могут быть выделены следущие гигротопы:

Недостаточное увлажнения (сухой гигротоп) k<1

Нормальное увлажнение (свежий гигротоп) k>=1

Повышенное увлажнение (влажный) K>=1.5

Очень повышенное увлажнение (сырой)

Избыточное увлажнение (мокрый)

Геосистемы, характеризующиеся сухим гигротопом называются автоморфными, системы с влажным гигротопом - гидроморфными.

Вся совокупность процессов поступления влаги в геосистему, ее передвижения и расхода называется водным режимом геосистемы. Выделяется несколько типов водного режима:

1. Мерзлотный

2. Водозастойный

3. Промывной режим

4. Периодически промывной режим

5. Непромывной

6. Аридный режим

7. Выпотной

8. Дедуктивно-промывной

9. Паводковый режим

10. Амфибиальный режим

Таким образом, элементы гидросферы представлены в ландшафтах многообразными формами.

Время возникновения, возраст ландшафта

Время возникновения ландшафта - это дата, эпоха или период, начиная с которого ландшафт приобрел структуры, близкую к современной, и функционирует в рамках одного инварианта.

Сложную проблему составляет установление возраста ландшафта.

Появление нового ландшафт может быть обусловлено как внешними причинами, так и внутренним (саморазвитием)

Смены ландшафтов в процессе саморазвитие имеют более замедленный характер, они происходят путем постепенной перестройки старого ландшафта в результате накопления прогрессивных элементов и вытеснения консервативных и реликтовых элементов.

Провести резкую грань между старым и новым ландшафтом не всегда легко, тем более, что для этого требуются достаточно полные палеогеографические данные.

Глобальный коэффициент увлажнения: испарение и испаряемость: оптимальное увлажнение.

Коэффициент увлажнения- отношение годового количества осадков к годовой величине испаряемости для данного ландшафта, является показателем соотношением тепла и влаги.

Испарение- процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

Испаряемость - это количество воды, которое может испариться в данных климатических условиях, обязательно при допущении, что запасы влаги не ограничено.

На суше испарение меньше испаряемости. Широтные изменения осадков и испаряемости между собой не испаряются, они имеют противоположных характер.

Kу = r/E

E-испаряемость.

Тайга и тундра - Ку > 1

Лесостепь - 1-0,6

Степь - 0,6

Полупустыня - 0,3 - 0,12

Пустыни - <0,12

Превышение осадков над испаряемостью означает, что увлажнение избыточное. Они стекают по земной поверхности, заполняя впадину. Если осадки меньше испаряемости, значит увлажнение недостаточное, отсутствует лесная растительность, резко падает величина стока.

 

Городские ландшафты.

В городах происходит наиболее сильное преобразование природных ландшафтов, хотя важным моментом являются естественные элементы ландшафта. Например, в начальный период строительства Санкт-Петербурга наиболее характерной чертой его природной основы была сильно развитая гидрографическая сеть, начиная от относительно крупных рек (Фонтанка, Карповка, Мойка, Смоленка) и заканчивая многочисленными безымянными ручьями. С первых же лет эта сложная естественная система стала искусственно преобразовываться: засыпались мелкие природные водостоки и прорывались каналы по новым направлениям. Основные реки также преобразовывались, одеваясь гранитными набережными, в результате чего изменилась конфигурации их берегов и происходило благоустройство русел.

Преобразование городских ландшафтов происходит по законам ландшафтной архитектуры или, как ее еще называют, архитектуры открытых пространств.

Ландшафтная организация города, любого населенного места путем размещения озелененных территорий тесно увязывается с планировочной структурой города. Выделяют 6 основных типов городской планировочной структуры, сложившихся в зависимости от влияния природных условий, особенностей функционального значения города и истории развития данной территории.

1. Шахматная планировка- возникла при строительстве древних городов на пересечении дорог (Пекин, Киото). Практически правильная прямоугольная сетка плана "растет" до тех пор, пока ее не ограничат какие-либо природные объекты (реки, горы). К недостаткам относят неудобное продвижение у центру города от углов структуры.

2. Полосовидная (линейная),структура возникала естественным образом, если город строился вдоль реки (Волгоград), или когда горные хребты препятствовали развитию ( Неаполь, Сан-Франциско). С одной стороны, эта структура удобна для функционального зонирования города, с другой стороны, увеличивается время перемещения от окраин к центру, увеличивается монотонность пейзажей.

3. Радиально-кольцевая планировкаформируется на пересечении сухопутных трасс и водных артерий (Москва). Достоинствами данной планировки являются доступность продвижения к центру города из любой точки и возможность пространственного расширения. Однако разрастание города приводит к переуплотнению центра, возрастают экологические проблемы.

4. Многолучевая, или звездчатая, структура.Эта планировка решает проблему сохранения природы в районах с неплотной застройкой ( Великий Новгород, Париж, Екатеринбург). Лучами город как бы врастает в окружающее пространство.

5. Многоядерная (лепестковая) структураформируется, если существует не один, а несколько связанных между собой центров. Такую планировку имеют некоторые старинные города (Киев) и современные (Красноярск)

6. Иррегулярная планировочная структура.Она свойственна некоторым старинным городам Азии, Африки и Европы. Размещение частей города подчинено случайному расположению шахт, промышленных цехов и т.д.

Вопрос. Ландшафтные катены.

Латеральные вещественно- энергетические геосистемые связи образуют единсва в нутрии и снаружи ландшафта. Такие единства, сопряженные круговоротами, потоками веществ- парагенетические системы. Если она сформирована однонаправленным потоком- вектарная. В ней всегда можно увидеть направление. Такая векторная система способствует установлении направлении миграции веществ во всех компонентах ландшафта. Парагенетические системы могут быть разной размерности.

Ландшафтная катена- векторная парагенетическая система, представленная соединенных друг с другом природных геосистем, объединенных потоком веществ и энергии, от водораздела до местного базиса эрозии. Чаще базис- река, озеро.

Главный фактор катены- поверхностный, внутрипочвенный и грунтовый сток. Катена- каскадная геосистема, всегда имеет ряд ступеней или ярусов, перемещение веществ с верху вниз. Совокупность катен- бассейная система.

3 звена катены: элювиально- денудационный, транзитный, аккумулятивный.

Пример катены Центрального Казахстана: 1 надпойменно- терраовый ландафт, 2 полугидроморфные и гидроморфные ландшафты, днища речных долин 3 аквальные геосистемы.

Стоит отменить что в верхнем слое катены проявляется эрозия почвы,а в нижнем скопление химических загрязнителей.

 

Вопрос. Ландшафтный экотон.

 

Ландшафтный экотон- переходная полоса или зона между смежными природными геосистемами. Чем более контрастны геосистемы, тем ярче выражен экотон. Пример: берег моря, зона лесостепи. Они могут быть: локальные, региональные и даже планетарные.

В пределах экотонов большое разнообразие видового и ценотичекого разнообразия биоты- опушечный эффект.

Функции ландшафтного экотона:

1 буферная ф, гашение сигналов.

2 мембранная ф, избирательное пропускание.

3 трансляционная ф, транзит потоков

Ландшафтные ярусы. Плакор

Азональное геолого-геоморфологическое членение всей ланд­шафтной сферы Земли отражается в типологической классификации ландшафтов, а именно в том таксоне обшей классификации, который именуется как классы ландшафтов. Эта азональность проявляется в членении суши на горы и равнины, в разделении гор и равнин на ярусы.

Ландшафтная ярусность - это дифференциация (разделение) ландшафтной структры регионов на высотные генетические ступени в соответствии с основными геоморфологическими уровнями территорий. Ландшафтным ярусом соответствуют подклассы ландшафтов.

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

Возвышенные ландшафты — это древние элювиальные ланд­шафты, обычно это плакоры (пример — ландшафты Средне-Русской возвышенности).

Низменные ландшафты — обычно это неоэлювиальные ланд­шафты, сравнительно недавно вышедшие из состояния супераквальных (т. е. из положения средней и самой нижней части склонов - по отношению к водотокам и водоемам) и перешедшие в элювиальный режим (Причерноморская и Прикаспийская низменности).

Низинные ландшафты чаще всего приурочены к слабодрениро-ванным пространствам низменностей, дельтам и поймам. Здесь гос­подствуют гидроморфные и полугидроморфные ландшафты, в кото­рых преобладающими типами увлажнения является грунтовое, на­течное или пойменное. Низинные ландшафты нередко бывают интра-зональными, например Барабинская низменность на крайнем юге Западной Сибири, дельта Волги и Волто-Ахтубинская пойма.

Принципиально иначе выглядят ландшафтные ярусы в горах. Очевидно, что их можно исчерпывающе обозначить пределами таких таксонов, которые обычно хорошо выделены на географических, ландшафтных, гипсометрических картах и схемах:

- предгорный ярус;

- низкогорный ярус;

- высокогорный ярус;

- межгорно-котловинный ярус.

Интересно, что все обозначенные ландшафтные ярусы гор пре­красно сопоставимы с основными гидрогеологическими структурами Земли, например межгорно-котловинный.

Ярус сопоставим с межгорными впадинами, в пределах кото­рых чаще всего располагаются межгорные (замкнутые) артезианские бассейны; в пределах высокогорного ландшафтного яруса находятся структуры типа гидрогеологических массивов и т.д.

Говоря о литогенной основе (фундаменте) ландшафтов, необходимо отметить введенный Г.Н. Высоцким термин «плакор» (плакорные пространства). Термин характеризует приводораздельные возвы-шенно-равнинные территории с незначительным эрозионным расчленением, глубоким, как правило, залеганием грунтовых вод. С дневной поверхности эти пространства в большинстве случаев сложены суглинками. Термин «плакор» широко употребляется в ландшафтоведении Отметим, что плакор развивается лишь в условиях атмосферного увлажнения и часто выступает как эталон географической зональности.

 

Лесохозяйственные ландшафты

Лесистость всей Земли в среднем составляет 27%, а в доагрокультурную эпоху она составляла 70%. Лесистость суши РФ состав­ляет около 48% (по некоторым данным 51%). Леса всей территории бывшего СССР были подразделены на три группы государственного значения, а именно:

1) 15% - это леса заказников и национальных парков, водоох­ранные и почвозащитные леса, санитарно-экологические леса густо­населенных местностей, леса растительных зон. В этих лесах разре­шены только санитарные рубки и так называемые рубки ухода. Все леса этой группы представляют собой экологическую инфраструктуру, и их главная функция - природоохранная;

2) 7% - леса хозяйственно освоенных территорий. Сюда, помимо прочих, включены леса в бассейнах всех главных рек территорий Европейской части бывшего СССР и Центральной Азии (кроме лесов главных рек Европейской России, это также леса в бассейнах Днепра, Aмy -Дарьи, и др.). Это густонаселенные сельскохозяйственные районы, в некоторых лесное хозяйство ориентировано на сохранение и улучшение лесов. В них допустимы лишь выборочные рубки пород, достигших зрелости;

3) 78% - это леса промышленного значения, т. е. леса так называемого главного пользования. В Российской Федерации к ним относятся леса республик Коми и Карелии, Архангельской области, леса Сибири и Дальневосточного региона. В них разрешены сплошные промышленные рубки. Следовательно основная функция таких лесов - ресурсовоспроизводящая.

Необходимо отметить, что в отечественном ландшафтоведении лесоводство рассматривается прежде всего в соответствии с ландшафтно-экологической концепцией (работы Сукачева, Морозова). Разработана типология лесов, учитывающая состав древостоя и среду их произрастания, в частности:

- еловые леса на глинистых и тяжелосуглинистых почвах (рамени);

- широколиственные еловые леса на легкосуглинистых и среднесуглинистых почвах (сурамени);

- сосновые леса на песках и песчаных почвах (боры);

- дубовые леса на богатых суглинистых почвах, нередко карбонатных (дубравы);

- сосново-дубовые леса и лиственно-дубовые леса на суглинистых почвах, в том числе на лессовидных суглинках (судубравы).

Учтены и некоторые иные типологические особенности лесов.

Лесные местообитания (трофотопы) при их типологическом расчленении подразделены и с учетом такого фактора, как богатство почв питательными элементами. Здесь выделены олиготрофные, мезотрофные и метатрофные трофотопы.

Что касается лесов 1-й и 2-й групп (т.е. лесов, в которых разре-шены выборочные или сплошные промышленные рубки), то для них рекомендуются некоторые основные принципы рационального лесопользования, соблюдение которых необходимо и обязательно:

1) неистощимость, т. е. соблюдение правил расчетной лесосеки — такого объема вырубаемого ежегодно леса, который равен или не превышает ежегодного прироста древесины на данном предприятии;

2) непрерывность;

3) равномерность.

 

Основные понятия о динамике и устойчивости ландшафтов

Под состоянием природной геосистемы обычно понимают определенный типе структуры и функционирования, ограниченные некоторым отрезком времени. Отсюда логически следует, что динамика природной геосистемы – это смена ее состояний. Ясно, что антропогенная динамика геосистем обусловлена хозяйственной (в широком понимании – антропогенной) нагрузкой на нее: ускоренной эрозией и дефляцией почв, вторичным засолением почв на орошаемых участках в аридных регионах, дегрессией пастбищ, вырубкой лесов, заболачиванием и подтопление побережий водохранилищ, опустыниванием, евтрофикацией (загрязнением) природной среды.

В целом динамика природных режимов и восстановительных сукцессий – это виды стабилизирующей динамики ландшафта, остальные виды динамики ведут лишь к необратимому качественному изменению или даже разрушению ландшафта. Под устойчивостью ландшафта понимается его способность сохранять свою структуру и функционирование в режиме нормальных природных ритмов и в обстановке изменяющиеся внешней среды или под воздействием антропогенных нагрузок.

Устойчивость ландшафтной сферы, как и в целом геосистемы, подчиняется принципу относительности, в частности:

1) К одним нагрузкам ландшафты устойчивы, к другим нет;

2) Разным геосистемам (ландшафтам в том числе) своиственны потенциалы устойчивости к одним и тем же воздействиям. Характерный пример этого: верхние звенья степной катены лучше переносят загрязнение, чем нижние, а нижние лучше верхних переносят эрозию.

Установлено также, что относительно малая устойчивость к возмущающим внешним воздействиям характерно для многих реликтовых геосистем (например, для лесных массивов в степях). Такие реликты находятся в известной дисгармонии с окружающей их внешней средой. Не устойчивы и геосистемы на ранних стадиях своего формирования, например, только начинающие зарастать пески. В сравнении с такими системами намного более устойчивы климаксовые геосистемы.

Устойчивость ландшафтов во многом зависит от того, какой вид динамики у них преобладает. В частности, если господствует стабилизирующая динамика, устойчивость значительно повышается. Однако она сильно падает в тех случаях, когда динамический тренд (направление нагрузок) усугубляется наложением однонаправленных антропогенных нагрузок.

В этих случаях и происходит так называемый ландшафтный резонанс – явление усиления внутренних колебаний геосистемы внешними колебаниями. Весьма известный пример здесь – опустынивание Сахели (области на севере Африки), которое из за засухи усилилось также многолетним перевыпасом скота.

Различаются три основных механизма ландшафтной устойчивости.

1. Устойчивость инерционная – это такой механизм устойчивости, когда отсутствуют реакции на нагрузки до каких то определенных пороговых значений. Такой устойчивостью обладают преимущественно ландшафты в срединных частях природных зон, так называемые квазистационарные ландшафты.

2. Устойчивость резистенная (упругая). Она свойственна главным образом системам с мощным растительным покровом, потому что именно растительный покров прежде всего обеспечивает восстановительную сукцессию геосистемы.

3. Устойчивость адаптивная, или устойчивость приспособления (толерантности, терпимости, пластичности). Сущность этого механизма устойчивости в том, что геосистемы( и, следовательно, ландшафты), способны чутко приспосабливаться и к меняющимся условиям внешней среды, и к антропогенным нагрузкам, но в определенных рамках терпимости (толерантности).

Адаптивная, т.е. пластичная устойчивость определяется широтой диапазона между максимальным и минимальным значением факторов, в пределах которого ландшафт способен сохранять характерные для него структурные и функциональные особенности. Это положение соотносится с известным законом толерантности В. Шелфорда.

Чем менее разнообразна горизонтальная структура ландшафта, тем более слабы ее механизмы компенсации и, следовательно, тем слабее ее устойчивость. Очевидно и то, что локальные антропогенные нагрузки чаще всего не сказываются или почти не сказываются на крупных региональных иерархических единицах: провинциях, зонах и т.п.

 

Лесохозяйственные ландшафты

 

Лесистость суши РФ составляет около 48%. Леса всей территории бывшего СССР были разделены на три категории:

1. 15% это леса заказников и национальных парков, водоохранные и почвозащитные леса, санитарно-экологические леса густонаселенных местностей, леса растительных зон.

2. 7% леса хозяйственно освоенных территорий. Сюда включены леса в бассейнах главных рек территории европейской части бывшего СССР и центральной Азии.

3. 78% это леса промышленного значения, т.е. леса так называемого главного пользования. Основная функция ресурсовоспризводящая.

Типология лесов, учитывающая состав древостоя:

- Еловые леса на глинистых и тяжелосуглинистых почвах (рамени)

- широколиственные еловые леса на легко и среднесуглинистых почвах (сурамени)

- сосновые леса на песках и песчаных почвах (боры)

- дубовые леса на богатых суглинистых почвах, нередко карбонатных (дубравы)

- сосново-дубовые леса и лиственно-дубовые леса на суглинистых почвах (судубравы).

Для лесов 1 и 2 групп, то для них рекомендуются некоторые основные принципы рационального лесопользования, соблюдение которых необходимо и обязательно:

1. неистощимость, соблюдение правил расчетной лесосеки - такого объема вырубаемого ежегодно леса, который равен или не превышает ежегодного прироста древесины на данном предприятии.

2. непрерывность.

3. равномерность

два последних принципа обеспечивают длительную сохранность природной инфраструктуры лес.хоз. предприятий.

№35 Содержательные признаки и общие свойства системы

 

Основные содержательные признаки системы:

- система, есть определенная целостность, из чего, в частности, следует принципиальная не сводимость ее свойств к сумме свойств составляющих ее элементов и не выводимость из последних свойств целого.

- система иерархична по своей природе: каждый ее компонент в свою очередь может рассматриваться как система, а сама система представляет собой лишь один компонент более широкой системы.

- относительно описания системы справедлив принцип множественности описаний: для получения адекватного знания о системе требуется построение некоторого класса ее описаний, каждое из которых охватывает лишь определенные аспекты системы.

Можно утверждать, что для любой системы требуется три уровня описаний:

1. с точки зрения присущих ей внешних признаков.

2. с точки зрения внутреннего строения и вклада ее компонентов в формирование целостных свойств системы.

3. понимание данной системы как составной части более широкой системы.

Каждый из упомянутых уровней может дифференцироваться на более глубокие уровни. Все системы знания делятся на открытые и закрытые. Для закрытых систем ограниченно множество принадлежащих ей высказываний, в то время как для открытой системы не существует таких пределов. Закрытые системы – это аксиоматические построения.

Системы эмпирического характера – это преимущественно открытые системы( все науки о земле).

Суммативность означает, что изменение любого элемента системы зависит только от него самого. Изменение всей системы это сумма изменений ее элементов.

Свойством суммативности обладают некоторые этапы эмпирического исследования, а так же первые шаги теоретического построения.

Целостность объекта означает, что изменение любого элемента системы оказывает влияние на все другие элементы системы и приводит к изменению всей системы, и наоборот. Для открытых систем характерен переход от суммативности к целостности – систематизация знаний.

Противоположный процесс – это механизации. Он находит свое выражение в крутой ломке сложившихся теоретических представлений (парадигм). Новая парадигма более суммативна чем ее предшественница.

Можно упомянуть еще два аспекта относящихся к развитию систем знания:

1. централизация – процесс увеличения коэффициентов взаимодействия у части или определенного элемента системы

2. системам знания присущ иерархический принцип организации.

Большинство природных ландшафтов относятся к биоксным системам.

По степени сложности, «уровню организации живого» выделяют:

1. низший – до ландшафтный уровень, биоксные природные тела – подсистемы ландшафта: почвы, кора выветривания, континентальные отложения, поверхностные и грунтовые водя, приземная атмосфера.

2. ландшафт – это большая и сложная не равновесная динамическая система земной поверхности.

3. надландшафтный уровень, это биосфера земли в целом.

Важной характеристикой любой системы является структура, совокупность частей и связи между ними.

По роли в ландшафте связи делятся на прямые и обратные, а последствия на положительные и отрицательные.

К прямым связям относятся: влияние солнечной энергии, почвенных процессов на формирование коры выветривания, прямая связь чрезвычайно характерна для ландшафтов. Обратные связи: взаимодействие почва - растительность, растение – животное и тд.

Обратная связь положительна, когда результат процесса усиливает его, система развивается и все дальше уходит от начального состояния. Пример – засоление почв, при котором каждая новая порция соли, поступившая в почву, ухудшает условия жизни растений, способствует изреживанию растительного покрова.

При отрицательной обратной связи процессы ослабевают. Это способствует стабилизации системы. Благодаря обратной связи в ландшафте наблюдается саморегулирование.

 

№36 стадийность эволюции и саморазвитие геосистем

Всякий ландшафт имеет свое происхождение свой возраст и свою историю.

В ландшафтной оболочке есть два важных параметра – ландшафтное пространство и ландшафтный возраст. Каждая геосистема это историческое образование. Важные факторы обеспечивающие эволюцию геосистемы:

1. климатический

2. геолого-геоморфологический.

Можно утверждать, что эволюция природных ландшафтов – это их направленное, необратимое развитие, сопровождающееся качественными изменениями.

Посмотрим ход эволюции ландшафтной среды на территории нынешней Европейкой части России примерно за последние 20 тыс лет, т.е. в пределах голоценового времени.

На территории средне-русской возвышенности 18 – 20 тыс лет назад располагалась перегляциальная зона проходившая по периферии валдайского ледника. В настоящее время наблюдается климатический оптимум голоцена.

Продолжительность основных эпох голоцена:

- 10 – 7,7 тыс лет назад, ранний голоцен, бореальная эпоха; сухие холодные условия.

- 7,7 – 4 тыс лет назад, атлантическая эпоха, климатический оптимум.

- 4 – 2,5 тыс лет назад, суббореальная эпоха, небольшое похолодание, иссушение климата, бореальные леса сменились тайгой.

- 2,5 настоящее врем, субатлантическая эпоха.

Два типа изменения ландшафта, обратимые и не обратимые, к первым относятся сезонные изменения, которые в сущности не вносят ни каких изменений, а так же изменения катастрофического характера (землетрясения, наводнения, ураганы…) после которых ландшафт восстанавливается.

К необратимым Л.С. Берг отнес изменения после которых не происходит возврат к прежнему состоянию или приближенному к нему (поднятие и опускание уровня моря, воздействие человека, воздействие климата…).

То, что ландшафт Земли постоянно претерпевает существенные, необратимые изменения под влиянием внешних космических сил, сомнений нет. Важно другое – происходит ли саморазвитие ландшафта, прогрессивное изменение под действием внутренних противоречий.

Утверждения о саморазвитии можно найти в работах В.В.Докучаева, он показал, что развитие озера происходит неуклонно в определенном направлении, даже при постоянстве всех внешних условий.

Кроме факторов внешней среды, не менее важным является фактор спонтанного развития. Любая сложная система, какой бы она не была, обладает способностью к саморазвитию, т.е. она обладает спонтанностью. В ходе спонтанного развития геосистема обычно проходит ряд последовательных стадий:

1. зарождение геосистемы; возникновение новой литогенной основы.

2. становление геситемы; появление почв и растительного покрова, и в первую очередь пионерных группировок однолетних эксплерентных растений.

3. зрелость геосистемы; в это время появляются многолетние растения образующие устойчивые фитоценозы. Система находится в состоянии климакса.

4. отмирание геосистемы; в это время на месте ныне существующей геосистемы, зарождается новая, т.е. появляются свойства суммативности. Так может продолжаться до тех пор, пока целостные свойства снова не станут главными в системе.

Сущность процесса саморазвития хорошо показал В.Н. Сукачев. Он показал, что между компонентами геокомплекса существуют противоречия, которые служат источником его развития.

В ландшафте непрерывно возникают и накапливаются новые элементы, новые фации которые приводят к образованию нового ландшафта на месте прежнего. В свое время Б.Б. Полынов и Л.С. Берг обратили внимание на то, что в ландшафте представлены разновозрастные элементы. Полынов выделял в ландшафте элементы реликтовые, консервативные и прогрессивные. Реликтовые – элементы сохранившиеся от прошлых эпох. Консервативные наиболее полно соответствуют современным условиям и определяют современную структуру ландшафта. Прогрессивные элементы подчеркивают динамичность ландшафта и указывают на его тенденцию дальнейшего развития. А.Г. Исаченко – процесс саморазвития нередко воспринимается как следствие изменения в одном из компонентов. Обстоятельный анализ приводит к обратному выводу: изменение такого компонента является лишь следствием проявления процесса саморазвития ландшафта как целого.

Процесс саморазвития протекает относительно медленно, он редко выражен в чистом виде, на него наслаиваются изменения, вызываемые внешними факторами. Поступательные изменения ландшафтов усложняются благодаря наличию сезонных и других циклических смен, придающих процессу развития ландшафта циклический (замкнутый) характер. Каждый следующий цикл не является повторением предыдущего, так как в течении такого цикла накапливаются необратимые изменения.

Входе исторической эволюции не все компоненты одинаково быстро реагируют на изменения внешней среды, часть из них мобильны, а другие более инертны (консервативны). Поэтому в современных системах могут сохраняться реликтовые черты прошлых эпох ( пятнистость почвенного покрова в смешанных лесах, реликт предгляциальной эпохи).

И для вертикальной и для горизонтальной структуры природных систем характерна метахронность (это последовательная разновременность исторического формирования, разновидность его природных компонентов и его составляющих морфологических единиц). Пример метахромности горизонтальной структуры – наличие в степях среднерусской возвышенности субдоминантных овражных урочищ, появившихся 200-300 лет назад из - за распашки.

 

 

Сукцессия ландшафта.

Сукцессия ландшафта-термин первоначально был применен в геоботанике для обозначения смены временных, нестабильных растительных сообществ при формировании или разрешении устойчивого фитоценоза. Причины-как саморазвитие биогеоценозов, так и внешние природные и антропогенные факторы (рубки, пожары, вытаптывания и др.)

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 почка и растительный покров, в первую очередь –пионерные группировки однолетних эксплерентных растений (сорняки, «шакалы» растительного мира). Они готовят экотоп для более требовательных многолетних растений

3)зрелость геосистемы. Появляются многолетние растения. Они образуют устойчивые фитоценозы. Система находиться в состояние максимального равновесия, или климакса (термин введен Клеменсом). Примеры климаксовых систем: смешанные леса на моренной равнине, суглинках с дерновыми почвами, богато разнотравные степи на черноземах

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

Ярустность ландшафтов

Различают вертикальное (ярусное) и горизонтальное строение ландшафтов.

Ярусное строение характеризует вертикальное строение (сочетание взаимосвязанных геосфер).

Постоянная ярусная структура: наземные ландшафты, водные, ледовые.

Непостоянные с переменной ярусной структурой: водно-ледовые, земно-водные.

Горизонтальное (территориальное) строение: сочетание входящих в его состав ландшафтов более низкого таксономического уровня и отдельных ландшафтных элементов.

Биомасса и биопродуктивность ландшафтов; коэффициент Ж

Биота – совокупность всего живого и растительного. Считается, что именно биота – наиболее активный, критический компонент ландшафтов.

Активное влияние биоты на геосистемы стало примерно 570 млн. лет назад, с начала фанерозоя

На суше обитает 93% всех видов растений и животных

К роли живого вещества в ландшафтах относится 2 понятия: Биомасса(Б) – количество живого вещества, обитающего в данном месте( местообитании). Обычно измеряется в т на га.

Биопродуктивность(П)- количество живого вещества, которое производят живые организмы за год на единицу площади.

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

С образованием живого вещества понизилось качество информации

Отечественным геохимиком Перельманом установлены параметры Б и П, также предложены и соотношения между ежегодной продуктивностью и биомассой- коэффициент Ж

Коэффициент Ж = П/Б

Этот коэффициент разный для разных ландшафтов. Для лесных Ж= П*10, в степях и лугах Ж=П. Во всех ландшафтах по показателям Б и П преобладают растения(фитомасса), животные составляют обычно 1-2 %.






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 133; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.222 с.) Главная | Обратная связь