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


ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ЛАНДШАФТОВ



 

4.1. Круговорот воды в ландшафте

 

Под функционированием ландшафта А.Г. Исаченко (1991) понимает совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме. Функционирование ландшафта слагается из множества элементарных процессов, имеющих физико-механическую, химическую природу (например, падение капель дождя, растворение газов в воде, испарение, фотосинтез, разложение органической массы микроорганизмами). Все географические процессы могут быть в конечном счете сведены к подобным элементарным процессам. Однако в реальности эти процессы связаны с отдельными формами движения, переплетаются и переходят друг в друга. С точки зрения географа, их расчленение искусственно и условно. Например, сток не сводится к простым законам механики. Сток – это одновременно процесс гидротехнический, геоморфологический, геохимический. Он является лишь звеном сложного и комплексного процесса влагооборота. Влагооборот – важная составная часть механизма взаимодействия между компонентами геосистемы и между самими геосистемами, его можно определить как одно из главных функциональных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен, или геохимический круговорот. Сочетание влагооборота и минерального обмена (вместе с газообменом) сопровождается поглощением, трансформацией и высвобождением энергии. С энергообменом тесно связан массообмен, который также следует рассматривать как особое функциональное звено ландшафта.

В ландшафтной сфере Земли под влиянием солнечной радиации происходит постоянный процесс перехода одного состояния воды в другое и её обращение. В природе вода совершает большой и малый круговорот. Водяные пары, поднимающиеся с поверхности океана, большей частью конденсируются и возвращаются в виде атмосферных осадков в океан (малый круговорот). Часть же их переносится воздушным потоком на сушу, и круговорот воды становится сложнее – большим. Достигнув поверхности земли, атмосферные осадки частично испаряются снова в атмосферу, просачиваются и образуют подземные потоки воды, стекают по поверхности (реки), возвращаются обратно в океан. Процесс испарения воды и выпадения осадков на сушу повторяется постоянно и идёт в направлении от океана – снова в океан, завершая свой большой круг.

Полное обновление воды в океане происходит в среднем за 3000 лет, в проточных озёрах за десятки лет, в реках – через каждые 12 суток, а в атмосфере – через каждые 9 суток (Неклюдова, 1976).

Основное звено в системе круговорота воды в ландшафтах суши образуют речные бассейны – территории, с которых вода стекает в отдельную реку или речную систему.

Речной сток – обобщённое понятие, так как вода поступает в реку путём поверхностного стока с площади её водосборного бассейна. Каждая крупная и средняя по длине река (более 100 км) образует речную систему, то есть совокупность рек определённой территории, сливающихся вместе и выносящих воды своего речного бассейна в виде общего потока. Густота речной сети на конкретной территории определяется рельефными и климатическими факторами. Речной сток характеризуется расходом реки, объёмом, модулем и коэффициентом стока. Поступление воды в реки называют их питанием. Различают четыре источника питания: дождевые, талые снеговые, талые ледниковые и грунтовые воды. С питанием рек связан и их режим, то есть различные уровни воды в течение года. По источникам питания и внутригодовому распределению стока реки подразделяются на 12 типов: экваториальный, тропический, умеренно морской и т.д. Реки умеренно континентального типа имеют летом и осенью дождевое и грунтовое питание, зимой – только грунтовое, а весной – за счёт таяния снега и дождя.

Речной сток – один из определяющих ландшафтообразующих факторов, который зависит от климата. Чем больше количество атмосферных осадков и меньше испаряемость, тем выше увлажнение территории, значительнее сток. Это влияние климата на сток сказывается и через другие компоненты ландшафта (почвы, растительность, рельеф). Уменьшают сток и служат его регулятором – озёра.

Озёраландшафтный комплекс, характеризующийся как внутренние водоёмы суши. Размеры, форма, глубина, длина, площадь водной поверхности и т.д. зависят от происхождения котловин. Водная масса озёр накапливается различными путями: от выпадения осадков на их поверхность, от речного и грунтового стока. Расход составляют испарение, поверхностный и подземный сток из озера. Некоторые крупные озёра являются остатками бывших в недалёком геологическом прошлом морей. Такие озёра называются реликтовыми (оз. Балхаш). Озёра делятся по качеству и количеству растворённых в воде солей на пресные, солоноватые и солёные. Каждое озеро представляет собой своеобразный природный комплекс, в котором хорошо прослеживаются взаимные связи компонентов. Количественные изменения (зарастание, заполнение неорганическими наносами) вызывают переход озера в другое качество – постепенное его превращение в сушу или болото.

Болото – избыточно увлажнённый ландшафт суши, имеющий слой торфа не менее 0,3 м. При меньшей мощности торфа или его отсутствии избыточно увлажнённые территории относятся к заболоченным землям. Процесс заболачивания заключается в накоплении в почве органического вещества в виде торфа и в оглеении минеральной части почвы – горизонта В. Болота образуются в условиях постоянного или периодического переувлажнения почвогрунтов в итоге заполнения почвенных пор водой, что создаёт условия для протекания анаэробных процессов (при недостатке кислорода воздуха). При активной деятельности анаэробных бактерий окисные соединения железа переходят в закисные, красно-бурый цвет почвенного горизонта В переходит в сизый или зеленовато-серый, формируется оглееный горизонт. В верхних же частях почвы накапливаются органические вещества. За вегетационный период растительные остатки не успевают полностью минерализоваться, и значительная часть их отлагается в почве в виде торфа – скоплений остатков растений, подвергшихся не полному разложению.

Болотные ландшафты занимают около 10% территории России. Особенно много их в тундровой и лесной (таёжной) зонах. В лесостепной зоне они встречаются в основном по долинам рек, в степях и пустынях умеренных широт болота распространены только в поймах крупных рек.

Ежегодный запас обращающейся в ландшафтах влаги составляют атмосферные осадки – жидкие и твёрдые, а также вода, поступающая в почву за счёт конденсации водяного пара. Часть осадков перехватывается поверхностью растительного покрова и, испаряясь с неё, возвращается в атмосферу. Влага, выпавшая на поверхность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком и теряется через физическое испарение, остальное количество фильтруется в почвогрунты и образует наиболее активную часть внутреннего влагооборота. Относительно небольшая доля расходуется на абиотические процессы в почве, часть влаги уходит с подземным стоком. При иссушении почвенная влага поднимается по капиллярам и пополняет поток испарения. Однако в большинстве ландшафтов почвенные запасы влаги в основном высасываются корнями растений и вовлекаются в продуктивный процесс.

Интенсивность влагооборота и его структура специфичны для разных ландшафтов и зависят, прежде всего, от энергообеспеченности и количества осадков, подчиняясь зональным и азональным закономерностям. В таблице 5 (Исаченко А.Г.,1991) приведены величины основных элементов водного баланса для некоторых типов ландшафтов.

По данным таблицы 5 можно судить о соотношении внутренних и внешних потоков влаги и интенсивности внутреннего влагооборота. Величина суммарного поверхностного и подземного стока служит показателем выходного потока влаги. Приход влаги извне сбалансирован с её расходом на сток, поступление осадков в ландшафт количественно равно годовому стоку. Суммарное испарение определяется энергоресурсами. Пик внутреннего оборота влаги приходится на экваториальную зону, к полюсам он снижается. Соотношения между внешним и внутренним влагооборотом выражаются коэффициентом стока, с усилением аридности доля внутреннего оборота растёт.

Таблица 5

Основные элементы водного баланса для некоторых

типов ландшафтов в различных зонах

(среднегодовые показатели; Исаченко А.Г.,1991)

 

Ландшафты Осадки, мм Испарение, мм Сток, мм Коэффициент стока
Тундровые восточноевропейские 0,60
Северо-таежные восточноевропейские 0,50
Широколиственные западноевропейские 0,30
Широколиственные восточноевропейские 0,20
Лесостепные восточноевропейские 0,15
Лесостепные западносибирские 0,04
Степные северные восточноевропейские 0,12
Субтропические влажные лесные восточноазиатские 0,50
Пустынные тропические североафриканские < 10 < 10 < 1 < 0,01
Саванные опустыненные североафриканские 0,04
Саванные влажные североафриканские 0,20
Влажные экваториальные центральноафриканские 0,35
Влажные экваториальные амазонские 0,50

 

Во внутриландшафтном влагообороте основную роль играет биота, особенно лесные сообщества. Кроны деревьев перехватывают до 20% и более годового количества осадков (сосняки 150 мм, экваториальные леса – до 500 мм). Основная их часть испаряется, некоторое количество стекает по стволам деревьев, но главное звено биологического круговорота – транспирация. На единицу продуцируемой фитомассы (в сухой массе) расходуется в среднем около 400 масс ед. воды – в холодном и влажном климате меньше, в жарком и сухом – больше (например, у лиственницы – 260, сосны – 300, берёзы – 320, дуба – 340, у растений пустынь до 1000-1500). Основная масса почвенной влаги, потребляемой растениями, транспирируется. В плакорных условиях наибольшее количество влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в 2 раза меньше – суббореальный широколиственный лес; в холодном климате транспирация резко снижается. В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхности или грунтовых вод, транспирация может превосходить количество осадков.

В ландшафтах с развитым растительным покровом транспирация намного превышает физическое испарение, и подавляющая часть влаги поступает в атмосферу через транспирацию. Например, в экваториальных лесах годовая величина транспирации составляет 1350 мм, а испарение с поверхности почвы – всего лишь 25 мм. Растительность способствует сокращению поверхностного стока.

 

4.2. Продуцирование биомассы в ландшафте

Малый биологический круговорот – это одно из главных звеньев функционирования ландшафтов. В основе его лежит продукционный процесс, т.е. образование органического вещества зелёными растениями, которые извлекают двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот из почвы.

Продуктивность биоты определяется, прежде всего, географическими факторами и биологическими особенностями различных видов. Наибольшими запасами фитомассы характеризуется лесная растительность, которая способна накапливать живое вещество в течение многих десятилетий и даже столетий. Максимальные запасы присущи лесам из долгоживущей секвойи вечнозелёной. Общей закономерностью для всех жизненных форм (древесных, травянистых и др.) является то, что запасы биомассы тем больше, чем выше теплообеспеченность и чем ближе к оптимуму соотношение тепла и влаги. При достаточном количестве влаги продуктивность возрастает от высоких широт к низким в соответствии с ростом энергообеспеченности. В одинаковых термических условиях наибольшая продуктивность наблюдается при оптимальном соотношении тепла и влаги. Максимальная биологическая продуктивность присуща экваториальным ландшафтам. Заметно меньше она во влажных (лесных) субтропиках.

Среди суббореальных ландшафтов наивысшей продуктивностью выделяются луговые степи, им несколько уступают широколиственные леса. Самая низкая продуктивность присуща ландшафтам с резким дефицитом тепла (полярным) или влаги (пустынным).

Некоторое представление биологического звена функционирования ландшафтов даёт таблица 6 (Исаченко А.Г. (1991)).

 

Таблица 6






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 90; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.092 с.) Главная | Обратная связь