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


Пространственная и временная организация ландшафтов



Понятие «организация» – совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого. Вландшафтоведении – это вопросы структуры ландшафта и его функционирования, т. е. изменений, обеспечивающих устойчивость.

Различают пространственную, временную и пространственно-временную организацию ландшафтов.

Пространственная организация. Она может быть горизонтальной и вертикальной.

Горизонтальную организацию начинают изучать с рассмотрения морфологической структурыландшафтов. Для этого рассматривают комплексы более низкого ранга, чем ландшафт: фации, подурочиша, урочища, местность. Пространственная организация комплексов включает: сочетание фаций, подурочищ, типов урочищ и местностей, пропорции площадей, закономерности чередования, неравенство и группы комплексов, характер их границ и соседство, связи между комплексами низшего ранга. Выявляют характерные черты горизонтальной структуры, зависящие от сформировавших их условий: зональные, азональные, пойменные, террасовые, моренные и т.д. Устанавливают воздействие осадков на внутриландшафтные процессы: поверхностный, внутрипочвенный, грунтовый сток и связанное с ним перемещение вещества. Представление об иерархии в горизонтальной структуре и горизонтальных связях между комплексами помогает раскрыть механизм формирования и возможности сохранения и управления организацией ландшафтов. Учитывая направления связей в моделях с односторонним или двусторонним перемещением вещества, можно объяснить и упорядочить комбинации горизонтальной территориальной организации ландшафтов, их границ и границ, выполняющих функции мембран или барьеров (частью или полностью). Горизонтальную систему внутренних связей природных комплексов в ландшафтоведении определяют как межсистемную, характеризующую взаимное расположение частей и способы их соединения.

Вертикальная организация ландшафтов выражается в ярусном расположении компонентов в соответствии с плотностью слагающего их вещества. Контактное взаимопроникновение и взаимодействие атмосферы, гидросферы, литосферы и биоты обеспечило формирование производного компонента – почв. В механизмах вертикальной организации ландшафтов большое значение имеют круговороты веществ и энергии, вертикальные потоки тепла и влаги, движение почвенных растворов, миграция органики и т.д.

Временная организация ландшафтов. Существование пространственных элементов ландшафта распространяется и на время. Изменения в ландшафте происходят с некоторой устойчивой повторяемостью, ритмичносгью и цикличностью. У человека создается впечатление постоянства объекта, хотя часть его состояний изменяется ежедневно и ежечасно (внутрисуточные изменения). Ландшафт как сложное образование формируется за счет связей и процессов. Совокупность устойчиво повторяющихся процессов перемещения обмена и трансформации вещества и энергии, связей и состояний называют функционированием.

При расчленении всех временных изменений, происходящих в ландшафте и с ландшафтом, выделяют три временные группы: краткопериодичные (функционирование), среднепериодичные (динамика), длиннопериодичные (эволюция). Разномасштабные процес сы и явления: функционирование, динамика, эволюция, объединяются общим понятием «изменение».

Ф у н к ц и о н и р о в а н и е л а н д ш а ф т а – это природный процесс, который складывается из множества элементарных процессов механической, физической, химической, биологической природы.

В краткопериодичной размерности, длительностью от суток до года включительно, отмечают переходы одного состояния в другое: дневного в ночное, осеннего в зимнее и т.д. Во временную организацию механизма функционирования ландшафта включены пять составляющих: влагооборот, трансформация солнечной энергии, перенос твердых масс, движение воздушных масс, био- и геохимический цикл.

В функционировании, наряду с простым протоколированием состояний отдельных элементов, требуются обобщающие взаимосвязи процессов, характеризующих функционирование в увязке с космическими ритмами. При такой классификации временной организации будут выражены космические и планетарные циклы, ритмы, биотическая активность и человеческая деятельность.

Д и н а м и к а л а н д ш а ф т а – это вторая группа понятий во временной размерности организации ландшафтов. С одной стороны, динамика перекрывается функционированием, т. к. высокочастотные колебания до года включительно относятся к функционированию. Более длительные временные колебания – многолетние, вековые уже ближе к эволюции, хотя и не тождественны ей. Масштаб динамической смены находится в интервале от десятков до 500...600 лет. В период динамических изменений закладываются связи будущих коренных трансформаций ландшафта. Динамика – изменения обратимого характера, не приводящие к коренной перестройке структуры, выражается в смене состоя­ний геосистемы в рамках одного инварианта (инвариант – неиз­менность по отношению к какому-либо преобразованию). Напри­мер, эволюционный процесс мелководного озерного ландшафта, постепенно преобразующий его в болотный, не зависит от суточ­ных изменений или сезонных циклов. Если эволюционный про­цесс ландшафта принять за основную тенденцию развития, то ди­намичные изменения — это отклонения от общей тенденции. Ди­намика ландшафта в основном обусловлена внешними фактора­ми, и ей присуща ритмичность.

Динамика ландшафтов связана с планетарно-астрономическими причинами. Сезонные, внутривековые и вековые ритмы связа­ны с солнечной активностью, вызывают возмущения магнитного поля Земли и циркуляцию атмосферы, определяющую колебания температуры и увлажнения.

Динамика ландшафтов имеет близкое отношение к эволюции. Сверхвековой 1850-летний ритм объясняется изменчивостью приливообразующих сил, зависящих от взаимного расположения Земли, Солнца и Луны, и выражается в планетарных колебаниях кли­мата. Ритмы продолжительностью 21, 42...45, 90, 370 тыс. лет свя­заны с колебаниями эксцентриситета земной орбиты, а также с чередованием ледниковых и межледниковых эпох.

Динамика ландшафта связана с его устойчивостью. Так, многолетние обратимые динамичные смены состояний ландшафта указывают на его способность возвращаться в исходное состояние, т. е. на устойчивость. В процессе динамичной смены состояний ландшафт может оставаться «самим собой» до тех пор, пока его устойчивость не будет нарушена внешними или внутренними причинами. К внешним причинам относятся: период климатических изменений, биологических циклов, тектонических движений, изменения уровня моря, воздействие человека.

Устойчивость – способность системы сохранять свои парамет­ры при воздействии или возвращаться в прежнее состояние после нарушения структуры. Ландшафт, как любая геосистема, обладает устойчивостью в допустимых пределах, которые пока еще не уста­новлены, а механизм устойчивости полностью еще не изучен. Ус­тойчивость – не статическое состояние системы, а колебания вокруг некоторого среднего состояния. Чем шире природный диа­пазон состояний ландшафта, тем меньше вероятность необрати­мой трансформации после возмущающих воздействий. Аномальным, разрушающим воздействиям противостоят внут­ренние механизмы саморегулирования ландшафта, в результате эффект внешних воздействий ослабляется, поглощается или га­сится.

Важнейшим стабилизирующим фактором в саморегулировании ландшафтов является биота. Она легко приспосабливается к раз­личным условиям, мобильна и легко восстанавливается. Интен­сивные биологические круговороты и биологическая продуктив­ность – одно из главных условий устойчивости ландшафтов. Рас­тительный покров поддерживает гравитационное равновесие в ландшафте, препятствует денудации. В механизме саморегулиро­вания ландшафта биоте принадлежит ведущая роль.

Наиболее устойчивым компонентом ландшафта является твер­дый фундамент, однако в случае нарушения он не способен вос­станавливаться. Его стабильность – важная предпосылка устойчи­вости ландшафта.

Любой ландшафт в процессе своего развития подвергается воз­действиям, и его устойчивость имеет свои пределы. Порог устой­чивости, выраженный через сохранение ландшафтом своих пара­метров и свойств, и критические величины воздействий выясняют в каждом конкретном случае.

общие критерии природной устойчивости геосистем: высокая организованность, интенсивное фун­кционирование и сбалансированность функций геосистем, вклю­чая биологическую продуктивность и возобновимость раститель­ного покрова. Эти качества определяются оптимальным соотно­шением тепла и влаги, развитостью почвенного по­крова, плодородием почв.

Так, тундровые ландшафты с недостатком тепла имеют слабо­развитые почвы, неустойчивые к техногенным нагрузкам – сильно ранимы и очень медленно восстанавливаются. Дефицит тепла оп­ределяет низкую активность биохимических процессов, медлен­ную самоочищаемость от промышленных выбросов. При разру­шении растительного и почвенного покровов нарушается тепло­вое равновесие многолетнемерзлых пород, что вызывает просад­ки, разрушения фундаментов сооружений и т. п.

Таежные ландшафты более устойчивы из-за лучшей обеспеченности теплом и, благодаря более мощному растительному по­крову, здесь формируются не очень плодородные под­золистые почвы, но отзывчивые на высокую культуру земледелия. Их интенсивный влагооборот способствует удалению подвижных форм загрязняющих веществ, но биологический круговорот в них еще медленный. Устойчивость геосистем в этой зоне понижена также из-за заболоченности и сведения лесного покрова.

Высокой устойчивостью обладают ландшафты степной зоны, где наблюдается наиболее благоприятное (для условий России) соотношение тепла и влаги. Здесь под пологом мощной степной травянистой растительности в естественных условиях образова­лись одни из самых плодородных почв – черноземы. Высокая биохимическая активность степных ландшафтов способствует их довольно интенсивному самоочищению. широкомасштабная распашка черноземных почв существенно понизила их устойчивость: происходит интенсивная выработка гу­муса, являющегося фактором устойчивости, повсеместно развилась водная и ветровая эрозия, ухудшаются свойства почв при многократных об­работках, особенно с применением тяжелой техники, происходит уплотнение почв. Орошение большими нормами, с высокой ин­тенсивностью искусственного дождя также ухудшает свойства по­чв, так как вымывание питательных веществ приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию.

В пустынных ландшафтах интенсивная солнечная радиация ус­коряет биохимические процессы, в частности разложение отмер­ших растительных остатков и органических загрязнителей, но не­достаток влаги уменьшает вынос продуктов разложения, в том числе и загрязняющих веществ. Растительность здесь бедная, био­логическая продуктивность невелика, вследствие этого почвы – ма­ломощные и, как и в тундровой зоне, сильно ранимы, поэто­му пустынные ландшафты малоустойчивы. Повысить их устойчи­вость может орошение, но без соблюдения рекомендуемых норм происходят большие потери воды из каналов. связанное с этим дополнительное дренирова­ние территории интенсифицирует гидрохимические потоки, что приводит к вторичному засолению земель, загрязнению и истоще­нию рек. Все это делает ландшафты неустойчивыми.

Водные мелиорации (орошение и осушение) повышают устой­чивость геосистем, приводя к оптимуму соотношение тепла и влаги, но они являются сильным возмущающим фактором: при превышении рекомендуемых норм могут привести к противоположному ре­зультату.

Устойчивость геосистем зависит от внутренней неоднороднос­ти свойств компонентов: разнообразный состав луговых трав делает луг более устойчивым при разных погодных условиях, чем искусственный сенокос с меньшим видовым разнообразием. Вы­раженный микрорельеф и вариация водно-физических свойств почв также повышают устойчивость и почвенного и растительного покровов: в сухие периоды года продуцирование биомассы лучше в понижениях, а во влажные – на микровозвышениях.

Устойчивость геосистемы растет с повышением ее ранга – наименее устойчивой является фация, наименьшая геосистема, характеризуемая однородными условиями месторас­положения и местообитания, одним биоценозом. Фации сильнее всего откликаются на изменение внешних природных усло­вий и на деятельность человека. Радикально их изменяют при природопользовании. Более крупные геосистемы в меньшей степени подвержены изменениям.

 

Э в о л ю ц и я л а н д ш а ф т о в. В своем развитии ландшафт проходил две главные стадии: формирования и эволюционного развития. Первая протекала в период образования геологического фундамента при тектонических процессах, регрессии моря или таяния материкового ледяного покрова. На новый геологический фундамент воздействовали солнечная радиация, атмосферные осадки, поверхностные воды, развивался растительный и животный мир. Этот период был периодом молодости ландшафта с несложившейся структурой: неразвиты биоценозы и почвы, слабо расчленен рельеф, не выражена гидрографическая сеть. Постепенно компоненты ландшафта приходили в соответствие друг с другом и с общими зонально-азональными условиями развития. С этого момента он приобрел черты устойчивой структуры и перешел во вторую стадию – медленной эволюции.

Индикатором возраста современных ландшафтов служит почва. Почвенный профиль – это своего рода память ландшафта, свидетельствующая о факторах почвообразования в течение времени, на протяжении которого формировалась данная почва. Для образования почвы требуется от нескольких сотен до нескольких тысяч лет – это время можно приблизительно считать возрастом существования современных ландшафтов. В целом важен не возраст ландшафта, а тенденции и закономерности его развития, необходимые для разработки прогноза его поведения.

Пространственно-временная организация.

При освоении ландшафтов увязывают особенности природного комплекса с пространственной организацией хозяйственных мероприятий, проектируют организацию самих ландшафтов в зависимости от вида использования их земель и проведения необходимых мероприятий.

Развитие ландшафтов.

Всем ландшафтам свойственен непрерывный процесс направленных изменений, они незаметны на глаз. Человек фиксирует только цикличные смены различных состояний ландшафта. В конце же любого цикла или изменения структуры ландшафта после нехарактерного воздействия ландшафт возвращается в исходное состояние с некоторым необратимым сдвигом и остатком. Например, в результате эрозионных процессов с поверхностным стоком смывается почва, выносятся минеральные и органические вещества, деформируются русла рек, развивается овражная сеть, увеличиваются запасы ила в озерах и торфа в болотах, аллювиальных отложений – на поймах, зарастают озера и т.д. Эти процессы имеют определенную направленность и ритмичность, усиливаясь или ослабляясь сезонно или в многолетнем цикле.

Завершающее состояние ландшафта отличается от исходного продолжительностью цикла, которая может быть несоизмерима с долговечностью ландшафта: чем длительнее цикл, тем сильнее отличие. За один геологический цикл (век, эпоха, период) на одной и той же территории ландшафты могут многократно сменяться.

К причинам развития и трансформации ландшафтов относят: внешние космические воздействия, тектонические движения, изменения солнечной активности, перемещение полюсов Земли, изменения климата или рельефа.

Ландшафт может постепенно саморазвиваться и без вмешательства внешних факторов, эту способность отмечал еще В. В. Докучаев. Так, озеро при постоянстве внешних условий постепенно мелеет (расход воды на испарение превышает ее приход) и в итоге неизбежно исчезает, т. е. превращается в комплекс другого типа – болото.

Движущая сила процесса саморазвития ландшафта – внутренние противоречия взаимодействующих компо нентов, стремящихся прийти в соответствие между собой, т. е. к равновесию, которое будет временным, так как сами же компоненты его неизбежно нарушат. Например, биота, как самый активный компонент ландшафта, стремясь адаптироваться к абиотической среде, вносит в эту среду изменения, постоянно перестраиваясь, приспосабливаясь к ею же измененным условиям, и в результате постепенно перестраивается вся система. Внутренние противоречия существуют не только между биотой и абиотическими компонентами, но и между другими компонентами и процессами (например, между стоком и испарением воды).

Процесс саморазвития ландшафта протекает относительно медленно, на него накладываются внешние воздействия, способные обратить вспять саморазвитие ландшафта или прекратить в случае катастрофических нарушений – прекратить. Например, в результате катастрофических движений материковых льдов или морских трансгрессий исчезли многие ландшафты.

Диалектический механизм развития ландшафта обеспечивает постепенное количественное накопление элементов новой структуры и вытеснение элементов старой структуры, что приводит к качественному скачку – смене ландшафта. Современные устойчивые тенденции и закономерности развития ландшафта создают предпосылки для разработки прогноза его дальнейшего поведения.






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 353; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.09 с.) Главная | Обратная связь