Лекция № 2. 1. Элементарные ландшафтно-геохимические системы (элементарные ландшафты)
Тема: ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1. Элементарные ландшафтно-геохимические системы (элементарные ландшафты).
2. Каскадные ландшафтно-геохимические системы.
По уровням организации и тесноте связей среди ландшафтно-геохимических систем выделяются элементарные и сложные (каскадные) системы.
1 Элементарные ландшафтно-геохимические системы (элементарные ландшафты)
Изучение земной поверхности привело к представлению о единицах, из которых построена эта поверхность, своего рода “атомах ландшафта”. Разные ученые давали им разные наименования. У Бориса Борисовича Полынова это был “элементарный ландшафт”, у И. В. Ларина — “микроландшафт”, у Л. С. Берга и Н. А. Солнцева — “фация”, у В.Н. Сукачева — “биогеоценоз”. М. А. Глазовская такие единицы называет “элементарными ландшафтно-геохимическими системами” (ЭЛГС) и считает, что их целостность обеспечивается более тесными внутренними миграционными связями, чем между соседними элементарными системами. В дальнейшем мы будет употреблять термин “элементарный ландшафт”, в качестве главного критерия выделения которого Б. Б. Полынов предложил однородность почвы. По Б. Б. Полынову (1953) — элементарный ландшафт в своем типичном проявлении должен представлять один определенный тип рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным растительным сообществом. Все эти условия создают определенную разность почвы и свидетельствуют об одинаковом на протяжении элементарного ландшафта развитии взаимодействия между горными породами и организмами.
Наименьшая площадь, на которой размещаются все части элементарного ландшафта, именуется площадью выявления. Чем сложнее элементарный ландшафт, чем интенсивнее в нем протекает миграция химических элементов, чем больше видовое и прочее разнообразие, т.е. чем больше в нем информации, тем больше и площадь выявления. Поэтому наименьшие площади выявления характерны для пустынь без высшей растительности (шоровые солончаки, такыры), а наибольшие — для лесных ландшафтов влажных тропиков с их огромным видовым разнообразием (биологической информацией). Площадь выявления — это важная константа, имеющая большое значение для классификации элементарных ландшафтов.
Под мощностью элементарного ландшафта понимается расстояние от его верхней до нижней границы. Верхняя граница находится в тропосфере и определяется зоной распространения пыли земного происхождения (из данного или соседнего ландшафта), обитания организмов. Нижней границей в ряде случаев является горизонт грунтовых вод (включительно). Мощность элементарного ландшафта колеблется в значительных пределах и в общем подчиняется тем же закономерностям, что и площадь выявления: чем разнообразнее элементарный ландшафт, т.е. чем больше в нем информации и чем она сложнее, тем больше и мощность (мощность мала на такыре и велика в экваториальном лесу).
Вследствие миграции химических элементов элементарный ландшафт неоднороден в вертикальном направлении, что создает радиальную геохимическую структуру (ярусы), характеризующуюся рядом ландшафтно-геохимических коэффициентов (R-анализ). Не все ярусы имеются в каждом элементарном ландшафте. В некоторых из них отсутствует водоносный горизонт (т.е. он находится за пределами ландшафта), в других он совмещен с почвой (поймы, некоторые болота), в третьих кора выветривания совмещена с почвой и т.д. Каждый ярус отличается от другого химическим составом. Более того, вертикальная дифференциация характерна и для отдельных ярусов. Так, горизонты одной и той же почвы обладают различным составом и различными физико-химическими условиями. Не менее дифференцирован и растительный покров, состоящий из ярусов (например, ярус мхов и ярус деревьев в тайге). Наиболее контрастна в вертикальном профиле ЭЛГС дифференциация подвижных форм химических элементов. Поэтому резкая дифференциация вещества и физико-химических условий по вертикали составляет характерную особенность элементарного ландшафта, его структуру.
По условиям миграции химических элементов Б.Б. Полынов выделил три основных элементарных ландшафта (рис. 1): элювиальный, супераквальный (надводный) и субаквальный (подводный).
| |
| Рис. 1 Основные типы элементарных ландшафтов (по Б.Б. Полынову с дополнениями М.А. Глазовской): 1 — поступление вещества в ландшафт (из атмосферы, грунтовых вод); 2 — удаление веществ из ландшафта в атмосферу, грунтовые и поверхностные воды [3] |
Элювиальный ландшафт приурочен к плоским водоразделам с глубоким залеганием грунтовых вод, не оказывающих заметного влияния на биологический круговорот вещества. Вещество и энергия в этом случае поступают из атмосферы и через атмосферу. Характерны прямые нисходящие водные связи. В элювиальных почвах происходит вмывание растворимых веществ и образование иллювиальных горизонтов. Каким бы плоским ни был водораздел, все же с него возможен смыв, в связи с чем в ходе своей истории почва постепенно теряет верхнюю часть горизонта А и почвообразовательные процессы глубже проникают в подстилающую породу. По образному выражению Б. Б. Полынова, “водораздельные почвы как бы разъедают эти водоразделы и снижают их превышение над базисом эрозии”. Если формирование ландшафтов продолжается в течение геологически длительного времени и вынос протекает непрерывно, то под почвой образуется мощная кора выветривания различного типа (латеритная, красноземная, каолиновая и т.д.). Элювиальные условия определяют жизненные формы организмов и их видовой состав.
Надводные (супераквальные) элементарные ландшафты отличаются близким залеганием грунтовых вод. Последние оказывают существенное влияние на ландшафт, т.к. поставляют различные вещества, вымытые из коры выветривания и почв водоразделов. В супераквальных ландшафтах возможно значительное накопление химических элементов, обладающих наибольшей миграционной способностью. Примером супераквальных ландшафтов служат солончаки с аккумуляциями сульфатов, соды, хлоридов, нитратов и других солей. Поступление извне ряда химических соединений оказывает глубокое влияние на интенсивность и направление химических реакций, на внешние формы, анатомию и физиологию организмов, их общую массу. В супераквальных ландшафтах преобладают обратные водные связи.
Для субаквальных (подводных) элементарных ландшафтов характерен принос материала с твердым и жидким боковым стоком: речной или озерный ил растет снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В субаквальных ландшафтах наблюдаются особые жизненные формы растений и животных и местами особые систематические группы. В водоемы поступают химические элементы с прилегающих водосборов, в первую очередь наиболее подвижные элементы, накопление которых типично для субаквальных ландшафтов. Местами поступает избыточное количество растворимых соединений, с которыми организмам приходится вести борьбу. Условия разложения остатков растений и животных в элювиальных и надводных ландшафтах различны; различны и получающиеся продукты (например, гумус и сапропель). Характерны обратные водные связи (положительные и отрицательные).
Продукты выветривания и почвообразования элювиального ландшафта поступают с поверхностным и подземным стоком в пониженные элементы рельефа и влияют на формирование надводных и подводных ландшафтов. Поэтому последние именуются подчиненными. Ландшафты водоразделов, напротив, менее зависят от надводных и подводных ландшафтов, так как не получают от них химических элементов с жидким или твердым стоком. Поэтому элювиальные ландшафты водоразделов называются также автономными, их почвы и растительность образуют центр всего ландшафта.
Независимость автономных ландшафтов от надводных и подводных весьма условна, так как поймы и водоемы оказывают определенное влияние на ландшафты водоразделов через циркуляцию водяных паров, распространение туманов, перенос ветром различных соединений, содержащихся в воздухе, миграцию флоры и фауны с прибрежных участков на водораздельные и т.д. Поэтому автономность водоразделов понимается именно в смысле отсутствия поступления жидкого и твердого стока от надводных и подводных ландшафтов. Таким образом, различия между автономными (элювиальными), надводными и подводными ландшафтами заключаются в характере аккумулятивных процессов и водных связей: в автономных аккумуляция связана с поступлением веществ из горных пород и атмосферы, а в надводных и подводных еще имеет место поступление из грунтовых и поверхностных вод. Для автономных ландшафтов характерны прямые нисходящие водные связи, для подчиненных – обратные.
Наряду с основными элементарными ландшафтами существуют многочисленные переходные формы, приуроченные к склонам, поймам рек и т.д. Помимо элювиальных (автономных) М. А. Глазовская различает трансэлювиальные (ландшафты верхних частей склонов), трансэлювиально-аккумулятивные (нижних частей склонов), элювиально-аккумулятивные (сухих ложбин), аккумулятивно-элювиальные (местных замкнутых понижений с глубоким уровнем грунтовых вод). Супераквальные ландшафты она делит на транссупераквальные и собственно супераквальные (замкнутых понижений со слабым водообменом), а субаквальные — на трансаквальные (реки, проточные озера) и аквальные (непроточные озера).
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник статьи: http://studopedia.su/10_37823_lektsiya—.html
Элементарный ландшафт группы по полынову
8.3. Элементарные ландшафты (фации)
Многие ученые в своих исследованиях выделяли наиболее мелкие географические единицы, но называли их по-разному: И.В. Ларин –
микроландшафт, Л.Г. Раменский – энтопий, В.Н. Сукачев – биогеоци- ноз, Л.С. Берг – фация, Б.Б. Полынов – элементарный ландшафт. Все эти названия обозначают географический объект, наиболее однородный и неделимый.
По Б.Б. Полынову (1956) элементарный ландшафт – это определен- ный элемент рельефа, сложенный одной горной породой или наносом и покрытый определенным растительным сообществом. Эти условия соз- дают определенную разность почв и свидетельствуют об одинаковом на протяжении элементарного ландшафта развитии взаимодействия между горными породами и организмами. Критерий для выделения элементар- ного ландшафта – однородность почвы. Этого же определения придер- живаются А.И Перельман и Н.С. Касимов (1999).
Характерная особенность элементарного ландшафта – отсутствие каких-либо внутренних причин, ограничивающих его размеры. Поэтому при отнесении какого-либо участка земной поверхности к элементарно-
му ландшафту необходимо учитывать возможность распространения данного элементарного ландшафта на значительно большей территории. Так элементарными ландшафтами являются такыр, пятно солончака, лу-
говая степь на лёссах и т.д., размеры которых могут колебаться от квад-
ратных метров до сотен и тысяч квадратных километров.
Наименьшая площадь, на которой размещаются все части элемен-
тарного ландшафта, называется площадью выявления. Чем сложнее элементарный ландшафт, чем интенсивнее в нем протекает миграция химических элементов, чем больше видовое и прочее разнообразие, тем больше и площадь выявления. Наименьшие площади выявления харак- терны для пустынь без высшей растительности, а наибольшие – для лесных ландшафтов влажных тропиков (Перельман, 1999).
Разнообразие элементарных ландшафтов на земной поверхности велико, но по условиям миграции химических элементов их можно объ-
единить в три главные большие группы:
1) элювиальные ландшафты;
2) субаквальные (подводные) ландшафты океанов, морей и конти-
3) супераквальные (надводные) ландшафты (рис. 57).
Элювиальные ландшафты формируются на повышенных элемен- тах рельефа при глубоком залегании грунтовых вод, не оказывающих влияние на почвы и растительность.
Вещества в элювиальный ландшафт поступают только из атмосфе- ры (осадки, пыль), боковой приток с поверхностными и грунтовыми во- дами отсутствует. Кора выветривания имеет остаточный характер; в
процессе своего образования она обедняется легкоподвижными элемен-
тами (промывание почвы).
Почвы элювиальных ландшафтов также в той или иной степени промыты от легкорастворимых соединений. В них на определенной
глубине формируется иллювиальные горизонты, в которых накаплива-
ются вымываемые из верхней части профиля вещества.
Рис. 57. Схема элементарных ландшафтов (по Б.Б. Полынову, 1956)
В элювиальных ландшафтах глубокое положение уровня грунто- вых вод и активный водообмен обусловливают господство окислитель- ной среды в почвах и коре выветривания. Окислительная среда облегча- ет вынос элементов, которые в такой среде образуют более растворимые соединения при высоких степенях окисления (S, As, Mо,V и др.), и за- трудняет вынос тех элементов, соединения которых малоподвижны в данной среде (Fe, Mn и др.).
Субаквальные (подводные) ландшафты делятся на две группы: субаквальных ландшафтов морей и океанов и континентальных субак- вальных ландшафтов.
Субаквальные, или водные, континентальные ландшафты тесно ге- нетически связаны с элювиальными ландшафтами, находящимися в бассейне водо- и солесбора. По комплексу условий миграции элементов
субаквальные ландшафты противоположны элювиальным.
Основной способ привноса веществ – с твердым и жидким стоком: донные почвы постоянно погребаются под новыми наносами, в которых накапливаются в основном элементы с наибольшей миграционной спо-
Плотность и геохимические особенности организмов водоемов в значительной мере определяются количеством поступающих в водоем
вод и составом растворенных в них веществ. Своеобразны в субакваль- ных ландшафтах процессы разложения органических остатков, идущие в анаэробных условиях и сопровождающиеся образованием сапропелей.
В зависимости от степени проточности водоема, богатства орга-
низмами в его придонном слое создаются окислительные или восстано-
вительные условия, последние существенно изменяют миграционную способность многих элементов.
Супераквальные (надводные) ландшафты формируются на пони-
женных элементах рельефа в условиях, где грунтовые воды близко под-
ходят к поверхности и по капиллярам могут подниматься до корнеоби- таемого слоя. Приток веществ в такие ландшафты происходит как из атмосферы, так и из соседних элювиальных ландшафтов с жидким и твердым стоком.
В супераквальных ландшафтах химический состав наносов, почв, золы растений зависит не только от подстилающих пород, но и, глав- ным образом, от химического состава грунтовых вод, формирующегося
в областях стока за счет выноса веществ из элювиальных ландшафтов.
В супераквальных ландшафтах часто растения находятся в услови-
ях избытка некоторых химических элементов, «сбрасываемых» из элю-
виальных ландшафтов, что сказывается на облике почв и на характере и сложении растительных сообществ. Так на жестких водах формируются богатые карбонатами луговые почвы с растительностью, изобилующей различными видами бобовых растений; на водах с избыточным содер- жанием кремния развиваются ландшафты низинных тростниковых или камышовых болот или зарослей хвоща – растений, потребляющих осо- бенно большое количество кремнезема, а среди низших растений здесь изобилуют диатомовые водоросли, кремниевые скелеты которых бук- вально переполняют верхние горизонты почв.
На формирование подводных и надводных ландшафтов влияют продукты выветривания и почвообразования элювиального ландшафта,
которые поступают с поверхностным и подземным стоком в понижен-
ные элементы рельефа. Поэтому такие ландшафты именуются подчи-
ненными. Элювиальные ландшафты водоразделов менее зависят от над- водных и подводных ландшафтов, так как не получают от них химиче- ских элементов с жидким и твердым стоком, поэтому они называются автономными, а их почвы и растительность образуют центр всего ландшафта (рис. 58). Тем не менее, независимость автономных ланд- шафтов весьма условна, так как поймы и водоемы оказывают опреде- ленное влияние на ландшафты водоразделов через циркуляцию водяных паров, распространение туманов, перенос ветром различных соедине- ний, содержащихся в воздухе, миграцию флоры и фауны с прибрежных участков на водораздельные и т.д. (Перельман, 1999).
Рис. 58. Геохимический ландшафт (Перельман, 1999)
Ф – наземный биоценоз; А – приземная атмосфера; П – почвы: а – элювиальная, б – супераквальная; И – ил; КВ – кора выветривания; ВГ – водоносный горизонт; КО – континентальные отложения; ПВ – поверхностные воды; связи: 1 – вод- ные, 2 – воздушные, 3 – биотические, 4 – биокостные, 5 – водные и воздушные, 6
– центр ландшафта, 7 – нижняя граница ландшафта, 8 – коренные породы
В зависимости от условий рельефа и водного режима М.А. Глазов- ская (2002) предложила выделить дополнительные группы элементар- ных ландшафтов (рис. 59).
Автономно-элювиальные ландшафты (Аэ) – приурочены к плоским водораздельным участкам. Привнос элементов идет из атмосферы, а
вынос – преимущественно в вертикальном направлении, боковой при-
ток элементов отсутствует.
Трансэлювиальные ландшафты (Тэ) – соответствуют выпуклым вершинам и верхним, более крутым, частям склонов. Привнос элемен-
тов происходит из атмосферы и с боковым твердым и жидким стоком,
вынос – в вертикальном направлении и по склону (осыпание, ополза-
Трансэлювиально-аккумулятивные ландшафты (Тэа) – приурочены к нижним частям вогнутых склонов и к пологим склонам. Это области
выноса и частичной аккумуляции продуктов жидкого и твердого стока.
Рис. 59. Схема распределения элементарных ландшафтов по рельефу
(по М.А. Глазовской, 2002)
АЭ – автономный элювиальный, ТЭ – трансэлювиальный,
ТЭА – трансэлювиально-аккумулятивный, ЭА – элювиально-аккумулятивный, SaqТ – транссупераквальный, AqТ – трансаквальный (река);
перенос веществ с влагой, просачивающейся сквозь толщу почв и рыхлых отло-
жений: 1 – в вертикальном направлении, 2 – в боковом, 3 – горизонт грунтовых вод с каймой капиллярно-подпертой влаги, 4 – перенос веществ в твердом виде
Элювиально-аккумулятивные ландшафты (Эа) – занимают пони- жения с хорошим дренажем и глубоким залеганием грунтовых вод (степные западины, замкнутые понижения), в отдельных случаях атмо- сферные воды могут смыкаться с грунтовыми (осадков мало, а перерас- пределение их по элементам рельефа выражено резко). Приносимые твердые вещества аккумулируются в таких ландшафтах, подвижные во- дорастворимые соединения могут задерживаться в почвенном профиле.
Аквальные ландшафты (Аq) – замкнутые бессточные водоемы. Трансаквальные ландшафты (Aqт) – реки и проточные озера. Супераквальные ландшафты (Saq) – ландшафты, связанные со
стоячими или слабопроточными водами.
Транссупераквальные ландшафты (Saqт) – ландшафты, на образо-
вание которых оказывают влияние проточные воды с активным водооб-
В условиях, где резко выражены сезонные изменения водного ре-
жима, выделяются промежуточные ряды фаций: ряд поемных фаций,
лиманный ряд фаций. При сильном колебании уровня грунтовых вод по сезонам года или в сухие и влажные годы многие ландшафты испыты- вают то супераквальный, то элювиальный режим (ландшафты надпой- менных речных и озерных террас, замкнутых понижений). Они могут выделяться в особый ряд промежуточных элювиально-супераквальных фаций.
Источник статьи: http://bookbk.net/book/126-landshaftovedenie-np-soboleva/42-83-yelementarnye-landshafty-facii.html