Шпаргалка по "Ландшафт"

В эволюции природных геосистем участвуют процессы, с одной стороны, стимулированные изменяющейся внешней средой, а с другой - процессы саморазвития, спонтанные. Те и другие тесно переплетаются между собой и порой их трудно бывает отчленить друг от друга.

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

 

28. Влагооборот как одно из главных функциональных звеньев ландшафта.

Сложная система водных потоков пронизывает ландшафт подобно кровеносной системе. Посредством потоков влаги происходит основной минеральный обмен между блоками ландшафта. Перемещение влаги сопровождается формированием растворов, коллоидов, транспортировкой и аккумуляцией химических элементов, большинство геохимических реакций происходит в воде.

Внешние вещественные связи геосистемы осуществляются преимущественно через входные и выходные водные потоки. В водном балансе статью прихода составляют атмосферные осадки, а также вода, поступающая в почву за счет конденсации водяного пара. Поступающие осадки частично перехватываются поверхностью растительного покрова и испаряются с нее. Влага, попавшая на поверхность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком, испаряется и фильтруется в почвы и грунты.

Интенсивность влагооборота и его структура специфичны для разных ландшафтов и зависят от энергообеспеченности и количества осадков. Величина суммарною  стока служит показателем выходного потока влаги.

Обобщенным показателем внутриландшафтного влагооборота можно считать суммарное испарение. При наличии достаточного запаса влаги его интенсивность определяется энергоресурсами.

Во внутриландшафтном влагообороте основную роль играет биота. Кроны деревьев перехватывают до 20% и более годового количества осадков. Основная их часть испаряется, но некоторое количество стекает по стволам деревьев.

Что касается биотической составляющей влагооборота, то главным звеном является транспирация (испарения воды через листья).

Основная масса почвенной влаги, потребляемой растениями, транспирируется. В плакорных условиях наибольшее количество влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в 2 раза меньше широколиственный лес, в холодном климате транспирация резко снижается. В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхностных и грунтовых вод, транспирация может превосходить количество осадков.

 

29. Биогеохимический круговорот в ландшафтах. Формы детритогенеза.

 

В основе биогеохимического цикла - продукционный процесс, т.е. образование органического вещества первичными продуцентами - зелеными растениями, которые извлекают С02 из атмосферы, зольные элементы и азот - с водными растворами из почвы. Около половины создаваемого при фотосинтезе органического вещества окисляется до С02 при дыхании и возвращается в атмосферу. Оставшаяся фитомасса поступает в трофическую цепочку потребляется растительноядными животными или отмирает с последующим разрушением животными - сапрофагами. Конечные продукты минерализации возвращаются 
в атмосферу и почву.

Продуктивность экологической системы - это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое затем может быть использовано в качестве пищи. Продуктивность биоты определяется как географическими факторами, так и биологическими особенностями различных видов. Наибольшими запасами фитомассы характеризуется лесная растительность, которая накапливает живое вещество долгие годы.

Общая закономерность - у аналогичных жизненных форм 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.

Различают разные уровни продуцирования, на которых создаётся первичная и вторичная продукция. Первичная продукция – органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени. Существуют два уровня первичной продукции.

Валовая первичная продукция – это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением, включая траты и на дыхание.

Растения тратят на дыхание от 40 до 70% валовой продукции. Та часть валовой продукции, которая не израсходована на дыхание, называется чистой первичной продукцией. Она представляет собой величину прироста растений и эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Вторичная продукция уже не делится на два этих уровня, т.к. консументы и редуценты, увеличивают свою массу за счёт первичной продукции, т.е. используют ранее созданную продукцию.

Между первичной и вторичной продукцией существует огромный разрыв. Вторичная продукция на суше составляет менее 1% от первичной, за исключением степей и саванн.

Все живые компоненты геосистемы – продуценты, консументы и редуценты - составляют биомассу (живой вес) сообщества.

Их взаимоотношения складываются по правилу пирамиды энергии. На каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени, больше, чем на последующем. Пирамида энергии отражает законы расходования энергии в трофических цепях.

Детритогенез – процесс накопления в ландшафте неразложившихся и полуразложившихся остатков растений и животных и их разложение на вторичные и первичные составляющие. При недостатке тепла ежегодный опад не успевает разрушаться и происходит накопление 
мортмассы. С увеличением теплообеспеченности основная часть органических остатков переходит в гумус.

В характере биологического круговорота и продуцирования биомассы наблюдаются существенные внутриландшафтные различия между элювиальными и аккумулятивными фациями. При недостаточном атмосферном увлажнении и высокой теплообеспеченности в результате перераспределения влаги в ландшафте наблюдается большая контрастность в интенсивности биологического круговорота по местоположениям. В аккумулятивных фациях продуктивность, как правило, выше.

В условиях избыточного атмосферно увлажнения и низкой теплообеспеченности внутриландшафтное перераспределение влаги мало влияет на биологическую продуктивность и даже может привести к ее снижению, поскольку переувлажнение ухудшает термический режим и аэрацию.

30. Абиотическая миграция вещества в ландшафтах как часть геохимического круговорота.

 

Абиотические потоки вещества в ландшафте в значительной мере подчинены воздействию силы тяжести и в основном осуществляют внешние связи ландшафта. Абиотическая миграция однонаправлена и потому необратима. Миграция вещества в этом случае не имеет характера круговоротов. Абиотическая миграция вещества осуществляет латеральный перенос материала между ландшафтами и их частями и вынос вещества в Мировой океан. По сравнению с биогенным обменом участие абиотических потоков в системе внутренних связей в ландшафте значительно меньше.

Вещество литосферы мигрирует в ландшафте в двух основных формах: 1) в виде геохимически пассивных твердых продуктов денудации - обломочного материала, механических примесей в и в воздухе; 2) в виде водорастворимых веществ, т.е. ионов, подверженных перемещению с водными потоками и участвующих в геохимических реакциях.

По отношению к конкретной геосистеме различают входные и выходные абиогенные потоки.

Основные выходные абиогенным потоки:

1) Механический перенос  твердого материала.

Основной интегральный показатель механического выходного потока - твердый сток (сток взвешенных наносов). В распределении твердого стока обнаруживаются черты широтной зональности.

2) Дефляция.

Эоловые потоки наиболее интенсивны в аридных областях, атакже на распаханных землях. Глобальные масштабы дефляции оценить очень трудно, по некоторым оценкам они сопоставимы с твердым стоком и даже превосходят его. В отличие от твердого стока эоловая миграция не представляет собой полностью необратимого потока: частично поднятые ветром частицы грунта оседают в том же ландшафте.

Воздушные потоки играют существенную роль в миграции водорастворимых солей. С поверхности суши соли попадают в атмосферу с пылью, а также при испарении и транспирации. Главным поставщиком атмосферных ионов служат аридные ландшафты.

3) Вынос водорастворимых веществ.

Масса растворенных веществ, выносимых мировым речным стоком, почти на порядок меньше стока взвешенных наносов. Зональные различия ионного стока относительно невелики, т.к. в аридных областях речные воды содержат много солей, но объем их невелик, а гумидных наоборот - речной сток значителен, но воды слабоминерализованы. Ионный сток существенно повышается в областях распространения карбонатных и гипсоносных пород.

Глубинный подземный сток образуется в результате инфильтрации растворов в глубокие водоносные горизонты. Особенно важным фактором удаления растворимых веществ из ландшафта он служит в аридных областях, где речной сток невелик.

 

Потеря вещества из ландшафта может частично компенсироваться за счет входных потоков.

 

В целом для суши баланс вещества отрицателен, но существуют ландшафты с положительным балансом твердого материала. Прежде всего здесь нужно упомянуть о руслах и дельтах рек, в которых происходит отложение взвешенного материала. Затем механический перенос приводит к образованию предгорных шлейфов, конусов выноса. Для некоторых ландшафтов имеет значение эоловый привнос материала. Если рассматривать ландшафтную катену (функционально-динамическое сопряжение природных геосистем, последовательно сменяющих друг друга в направлении от местного водораздела к местному базису денудации), то в ее пределах преобладание входных потоков наблюдается в супераквальных фациях, они часто служат «геохимическими ловушками», накапливающими многие элементы.

Один из главных факторов поступления вещества в ландшафтную оболочку - вулканизм. Во время сильных извержений лава может покрывать территории в сотни км2. Кроме излияния лавы существуют выбросы обломочного материала, вулканического пепла. Ocaждение пепла сказывается на обширных пространствах. Это приводит к нарушению нормального функционирования ландшафта, и формирование геосистемы начинается как бы заново.

Для некоторых ландшафтов большое значение имеет эоловый привнос материала.

В глобальном балансе вещества некоторую роль играет поступление метеоритов и космической пыли.

Если обратиться к источникам поступления в ландшафты наиболее активной, водорастворимой части твёрдого вещества, то основным из них следует считать атмосферные осадки. С осадками выпадают растворенные в них соли. Причем количество их по зонам разное.

В аридных областях привнос солей извне может происходить и путём непосредственного осаждения в виде пылеватых частиц. Привнос идёт также с глубинным подземным и речным стоком.

В заключение отметим, что абиогенные потоки вещества по своим масштабам сильно уступают биогенным: суммарный вынос твёрдого материала реками Земли на порядок меньше ежегодной продукции живого вещества на суше, а суммарный ионный сток в 70 раз меньше. Помимо этого можно сделать следующие выводы:

1) В абиотических потоках доминирует латеральная составляющая, относящаяся к внешним связям геосистем, в биотических - вертикальная, относящаяся к внутренним связям.

2) Абиотические потоки разомкнуты, выходные потоки доминируют, что придает абиотической миграции однонаправленный характер и ведет к потере вещества. Биотические потоки квазизамкнутые, они имеют характер круговоротов и способствуют удержанию вещества в ландшафте, выполняя, таким образом, стабилизирующую функцию.

 

31.Энергообмен в ландшафте  и интенсивность функционирования.

Функционирование геосистем сопровождается поглощением, преобразованием, накоплением и высвобождением энергии.

Первичные потоки энергии поступают в ландшафт извне. Важнейший из них солнечная энергия Солнца. Она наиболее эффективна, т.к. способна превращаться в различные виды энергии, прежде всего в тепловую, а также в химическую и механическую. За счет солнечной энергии осуществляются внутренние обменные процессы, включая влагооборот и биологический кругооборот.

Поток суммарной радиации к поверхности суши составляет в среднем около 5600 МДж/м2 в год, а радиационный баланс примерно 2100 МДж/м2 в год. С потоком солнечной радиации связана пространственная и временная упорядоченность вещественного метаболизма в ландшафтах. Обеспеченность солнечной энергией определяет интенсивность функционирования ландшафта. На земной поверхности электромагнитное излучение Солнца в основном превращается в тепловую энергию, а затем в виде тепла уходит в космос.

Преобразование приходящей солнечной радиации начинается с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от характера поверхности ландшафта.

Так, альбедо свежевыпавшего снега составляет 0,80-0,95, тающего снега - 0,30-0,60, песков - 0,20-0,40, хвойного леса – 0,10-0,15. В результате наибольшую часть суммарной радиации теряют приполярные ландшафты (около 87%), затем тундровые (80%), а также пустынные и таежные (65%). Наименьшие потери радиации характерны для экваториальных лесов (Шубаев, 1977).

Подавляющая часть тепла, поглощаемого землей, затрачивается на испарение и на турбулентную отдачу пепла в атмосферу (влагооборот и нагревание воздуха). Соотношение двух частей различается по ландшафтам. В гумидных ландшафтах большая часть тепла расходуется на влагооборот, в аридных - на турбулентный поток тепла в атмосферу.