8. Ландшафты
8.3. Геохимия ландшафтов
8.3.2. Факторы формирования геохимических и элементарных ландшафтов
Широта и долгота местности, расстояние от морей, океанов, крупных внутренних водоемов, расположение ландшафта относительно крупных орографических преград и высота над уровнем моря относятся к факторам географического положения. В совокупности они определяют климат (К) территории, хотя их роль не исчерпывается только влиянием на климат. Другой независимый фактор – геологическое строение ландшафта (Г):литология, стратиграфия и тектоника, третий – рельеф (Р). Эти факторы являются независимыми переменными, и поэтому геохимический ландшафт (ГЛ) может рассматриваться как функция К, Г, Р: ГЛ=f (КГР). Данная зависимость тем сложнее, чем более мелкая таксономическая единица представлена в левой части уравнения (Перельман, 1975). Широта и долгота в значительной степени определяют тип климата и влияют на геохимические особенности ландшафта (влияние магнитного поля Земли, космического излучения на живое вещество, а через него и на биологический круговорот).
Удаленность от морей, океанов и крупных внутренних водоемов влияет не только на климат, но и на некоторые специфические особенности миграции. Океаны и моря служат источником морских (талассофильных) элементов, которые из морской воды поступают в атмосферу и с атмосферными осадками переносятся на континенты. В результате геохимические ландшафты побережий, особенно в районах преобладания морских ветров, относительно обогащены хлором, натрием, йодом, бромом и некоторыми другими талассофильными элементами. Влияние крупных внутренних водоемов (озер, рек), значительно меньше, но также играет существенную роль в миграции элементов.
Высокие горные хребты препятствуют поступлению в ландшафт редких талассофильных элементов (например, йода, количество которого во многих горных ландшафтах понижено, что способствует развитию эндемического зоба). От высоты над уровнем моря зависит вертикальная поясность климата и ландшафтов. С увеличением высоты местности над уровнем моря в ландшафте уменьшается количество свободного кислорода, дефицит которого в первую очередь отражается на людях и животных (горная болезнь). Увеличение интенсивности космического излучения с высотой также имеет геохимическое значение. Коротко остановимся на основных факторах, определяющих геохимию ландшафтов.
Климат. Независимым фактором формирования ландшафта является макроклимат. Микроклимат в значительной степени создается самим ландшафтом. Для формирования геохимического ландшафта наибольшее значение имеют количество атмосферных осадков и температура, в меньшей степени – ветер (особенно в аридном климате). Основное влияние на миграцию элементов в ландшафте климат оказывает не непосредственно через температуру, осадки и ветры, а косвенно – через живое вещество. Роль климата как геохимического фактора огромного масштаба прежде всего определяется его влиянием на биологический круговорот атомов. Чем теплее и влажнее климат, тем больше в ландшафте накапливается живого вещества, тем энергичнее минерализация органических веществ, активнее химическая работа воды и эффективнее миграция элементов в целом. Иными словами, климат является важнейшим фактором формирования ландшафтов, определяя размещение крупных таксономических единиц (типы, семейства, частично и классы) геохимических ландшафтов.
Поскольку ландшафт выступает как саморегулирующаяся система, то даже небольшое изменение макроклиматических условий может вызвать перестройку внутри ландшафта, не затрагивающую его систематического положения. Ландшафт обладает относительной самостоятельностью, «сопротивляется» изменению внешних условий, сохраняет свою структуру, и потому в ряде случаев наблюдается несовпадение климатических и ландшафтных границ (Перельман, 1973, 1975).
Геологическое строение. Изучая химический состав горных пород как фактор формирования ландшафта, следует учитывать не только валовое содержание в породах отдельных элемнтов, но и формы их соединений, в частности минеральный состав. Особенно важны подвижные компоненты, которые легко мигрируют, следовательно, оказывают в конкретный период наибольшее влияние на процессы, протекающие в ландшафте. К таким компонентам относятся органические соединения, растворимые соли, обменные катионы, некоторые минеральные коллоиды. Важным фактором миграции элементов является тектоника и особенно степень трещиноватости, крутизна падения пластов и разломы. При анализе причин геохимической специфики ландшафтов следует также учитывать особенности областей сноса, с размывом которых была связана аккумуляция осадков в пределах конкретной территории. Ландшафты, в образовании которых участвует комплекс различных, но близких в литологическом отношении горных пород, являются монолитными (ландшафты на гранитах, лёссах, известняках). Гетеролитные ландшафты сформировались на различных горных породах (ландшафты на гранитах с сульфидными жилами, на морене, подстилаемой известняками, на песках, подстилаемых суглинком и т.д.).
В большинстве случаев геохимические ландшафты сформировались на различных породах, поэтому в основу их выделения следует положить не отдельные типы горных пород, а геологические формации (комплексы пород, образовавшиеся в определенных структурно-фациальных зонах). Примером формации может служить флиш, широко распространенный во многих горных районах края. Флиш – серия осадочных образований, состоящая из чередующихся прослоек песчаников, глин, мергелей и некоторых других пород. Ландшафт не может сформироваться только на песчанике или на глине, он развивается на флише в целом. Для платформенных формаций характерно горизонтальное залегание пластов с преобладанием осадочных пород, отсутствием сульфидных жил и широким распространением карбонатных пород (известняков, доломитов и т.д.). В состав геосинклинальных формаций обычно входят осадочные, изверженные и метаморфические породы, а также руды металлов. Сложная тектоника и крутое падение пластов, сильная трещиноватость и частая смена пород благоприятствуют пестроте элементарных ландшафтов, широко представленных в системе Большого Кавказа. Вблизи рудных месторождений нередко наблюдается достаточно высокое содержание в породах редких металлов. Все это в комплексе и определяет пестроту геохимических условий ландшафтов отдельных территорий.
Геохимические особенности платформ, щитов и геосинклиналей имеют прямое отношение к химическому составу почв, осадков, подземных и поверхностных вод, а также к развитию различных организмов. В связи с этим геохимию каждого природного ландшафта необходимо рассматривать в связи с общими тектоническими и металлогеническими закономерностями. Пестроту элементарных ландшафтов, связанную с различием горных пород в условиях одного элемента мезорельефа (плоский водораздел, склон и т.д.), называют литологической комплексностью (Перельман, 1975).
Рельеф влияет на размещение элементарных ландшафтов, на соотношение механической и химической денудации, на водообмен и окислительно-восстановительные процессы, а также на степень гетеролитности ландшафта. Большое влияние на размещение элементарных ландшафтов оказывает через перераспределение атмосферных осадков и микрорельеф, создавая часто гидрологическую комплексность элементарных ландшафтов, особенно характерную для слабодренированных и недренированных равнин; широкое развитие гидрологических комплексов характерно для плоских аккумулятивных равнин; последующее эрозионное расчленение приводит к большему однообразию ландшафтов, соответствующих данным климатическим условиям. Комплексность элементарных ландшафтов в пределах одного элемента мезорельефа может быть вызвана деятельностью ветра (дефляционная комплексность) и текучей воды (эрозионная комплексность).
В высоких горах на одном склоне местами распространены нивальные, горно-луговые, лесные и степные ландшафты. Все эти ландшафты относятся к одному геохимическому ландшафту, так как их связывает между собой водная миграция определенной интенсивности (сток). На равнинах в один геохимический ландшафт входят различные типы элементарных ландшафтов (сухая степь на каштановых почвах – солончак). В горах различные типы элементарных ландшафтов характерны и для склонов, что на равнинах встречается редко. В целом в условиях Кавказа горный рельеф сильно усложняет строение геохимического ландшафта, увеличивает площадь его выявления и степень разнообразия.
Источник статьи: http://ekolog.org/books/50/10_3_2.htm
4.2. Компоненты ландшафта и ландшафтообразующие факторы
В вертикальном срезе любого ландшафта прослеживаются части всех сфер географической оболочки: литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы и педосферы. Фрагменты этих сфер называют природными географическими компонентами или компонентами геосистем.
Совокупность компонентов литосферы, атмосферы и гидросферы часто называют геомой, а биосферы – биотой. Каждый из компонентов обычно расчленяется на элементы, характеризующие их отдельные свойства. Всякий компонент геосистемы – это довольно сложное тело. Например: вода – это не химически чистая (дистиллированная) вода, а сложные растворы и взвеси, которые вода образует в реальной природной обстановке благодаря взаимодействию с другими компонентами. Твёрдое вещество литосферы – первичные горные породы в зоне гипергенеза подвергаются механическому и химическому выветриванию, насыщаются водой, атмосферными газами и живым веществом. Особенность географических компонентов состоит в том, что в каждом из них присутствует вещество всех остальных компонентов и это придаёт им новые свойства, которыми не могло бы обладать химически чистое и физически однородное вещество. Так, влажный воздух отличается от сухого, а природные растворы от химически чистой воды.
По отношению к геосистемам географические компоненты служат структурными частями их вертикальной (радиальной, ярусной) структуры, поскольку им присуще упорядоченное, ярусное расположение внутри геосистемы.
Различным природным телам характерны свои структурные уровни организации. Так, изучение живых систем возможно на нескольких усложняющихся уровнях: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, ценотическом. Рассмотрим отдельные географические компоненты.
Геологический фундамент. Основой, на которой формируется ландшафт, является геологический фундамент. В определении ландшафта подразумевается, что он имеет однородный геологический фундамент. Однородность по литологическому составу и характеру залегания горных пород – понятие относительное. Часто геологический фундамент опущен на значительную глубину (300–1500 м) и поэтому породы его не оказывают влияния на ландшафты. Довольно часто наиболее существенно воздействуют на ландшафт геологические отложения четвертичного периода – конечно-моренные, водно-ледниковые и древнеаллювиальные отложения. Все они разнообразны в литологическом отношении, имеют сложную контурность. Особой пестротой отличается четвертичная толща вблизи речных долин, вскрывающих более древние породы по сравнению с породами водоразделов. В пределах ландшафта геологические породы обладают относительным геологическим единством, единообразием литологии. В горных условиях, где на дневную поверхность выходят более древние породы, фундамент одного ландшафта может быть образован комплексом пород. Комплексность пород приводит к увеличению набора ПТК.
Массы твёрдой земной коры различны по генезису. Они могут быть представлены аллювиальными, пролювиальными, делювиальными, флювиогляциальными, моренными, эоловыми и другими отложениями.
Рельеф земной поверхности тесно связан с геологическим строением. В рельефе существуют свои территориальные градации: мегарельеф, макро-, мезо-, микрорельеф. Однако различие между этими категориями рельефа и уровнями иерархии геосистем не всегда легко установить. Важнее различать морфоструктуры и морфоскульптуры, которые могут быть сопоставимы соответственно с региональными и локальными геосистемами. Ландшафт приурочен к самостоятельной морфоструктуре, т.е. ему соответствует определённый геоморфологический комплекс, который связан с определённым геологическим фундаментом и однотипным характером геоморфологических процессов. Таким образом, твёрдый фундамент ландшафта – это определённая морфоструктура, приуроченная к одной геологической формации. При оконтуривании ландшафта первостепенное значение имеет генетический тип рельефа. Однако типам рельефа, как и типам четвертичных отложений, свойственна комплексность форм. Поэтому важно, чтобы рельеф был одновозрастным и сформировался в однотипных условиях, под воздействием одного и того же фактора (водно-ледниковой деятельности, речной аккумуляции, эрозионо-денудационных процессов). Особая примета ландшафта – его локализация в границах определённой морфоструктуры, чем обеспечивается оротектоническое единство геосистемы (Николаев, 2000). Ландшафт не всегда отождествляется с территорией, занимаемой однотипным геолого-геоморфологическим фундаментом. Ландшафты могут быть разными, что связано с широтно-зональными, долготно-зональными различиями климата.
Климат. Как отмечает А.Г. Исаченко, компонентом ландшафта считается определённая совокупность свойств и процессов атмосферы, которая и называется климатом. Климатические особенности являются функцией таких показателей, как: поступления солнечной радиации, температуры и влажности воздуха, количества атмосферных осадков, направления и скорости ветра. При этом первостепенное значение имеют процессы циркуляции воздушных масс, обусловливающие провинциальные особенности климата. Совокупность свойств и процессов атмосферы называется климатом. Принято выделять климатические категории: макроклимат, собственно климат, местный климат (мезоклимат), микроклимат.
За основную климатологическую единицу ландшафта С.П. Хромов принял климат ландшафта; климат урочища (особая локальная вариация климата ландшафта) понимается как местный климат, а климат фации – как микроклимат. Под макроклиматом следует понимать климат географической зоны, области. Фация (от лат. facies – лицо, облик) – это простейший ПТК, на протяжении которого сохраняется один литологический состав, однородный характер рельефа, увлажнения, микроклимата, почв и один биогеоценоз. Синонимом этого термина является «геотоп».
Полное представление о климате складывается из двух составляющих: 1) фонового климата, отражающего общие региональные черты климата, определяемые географическим положением ландшафта за счёт своеобразия получаемой инсоляции, атмосферной циркуляции, гипсометрического положения и 2) совокупности локальных климатов (мезо- и микроклимата), присущих различным урочищам и фациям.
В элементах климата очень хорошо проявляется континуальность эпигеосферы. Все климатические показатели изменяются постепенно и в пределах ландшафта варьируют в некотором диапазоне. Пока не установлены пределы возможных территориальных колебаний температуры воздуха, количества осадков, других элементов климата в границах одного ландшафта. Наблюдений по фоновому климату – совокупности показателей климата урочищ – чаще всего нет. По этим причинам климатические показатели редко используются для определения границ ландшафта.
Гидросфера. Важную роль в формировании ландшафтов играют воды. Они являются неотъемлемой частью гидросферы. Вода (гидросфера) в ландшафте представлена крайне разнообразными формами и находится в постоянном круговороте, переходя из одного состояния в другое. В.И. Вернадский природные воды рассматривал как своеобразные минералы. Он разработал их классификацию с учётом физического состояния (вода газообразная, жидкая, твёрдая); концентрации в ней солей (воды пресные, солёные, рассольные); характера водовместилищ (воды озёрные, речные, болотные и т.д.); химического состава растворённых веществ. Зональность грунтовых вод отмечена в 1914 г. П.В. Оттоцким – учеником В.В. Докучаева. Установлено влияние зональных факторов климата на формирование грунтовых вод, термического режима, минерализацию, ионный состав. Проявление закономерностей глубины залегания грунтовых вод менее очевидно – оно маскируется рельефом, литологией пород, глубиной вреза речной сети. Однако зеркало грунтовых вод в пределах разных зон, но одинаковых по положению в рельефе закономерно понижается с возрастанием сухости климата от тундры к пустыне.
В тундре грунтовые воды имеют незначительную минерализацию, гидрокарбонатно-кремнезёмный ионной состав и высокое содержание органических веществ.
В тайге грунтовые воды получают обильное атмосферное питание, глубина их залегания невелика, воды пресные, гидрокарбонатно-кальциевые и кремнезёмные со значительным количеством органических веществ. Температура вод и в тундре, и в тайге низкая, в местах многолетнемерзлотных пород – отрицательная, грунтовые воды находятся в твёрдой фазе.
В лесостепи, степи питание грунтовых вод сокращается, а расход на испарение и сток – возрастает, в связи с этим увеличивается глубина их залегания и минерализация (3–5 мг/л), ионный состав изменяется от гидрокарбонатно-кальциевого на сульфатно-натриевый, а содержание органических веществ ничтожно.
В пустынях, полупустынях атмосферное питание грунтовых вод ослабевает ещё больше. Воды тёплые, усиленно расходуются на испарение, имеют хлоридно-сульфатный, хлоридно-натриевый состав ионов.
В тропиках, субтропиках грунтовые воды обильно питаются, они пресные и тёплые, состав ионов кремнеземный, гидрокарбонатный.
Всё разнообразие природных вод тесно связано с ландшафтом. В каждом ландшафте наблюдается закономерный набор водных скоплений (текучих вод, озёр, болот, грунтовых вод, почвенных вод) и все их свойства – режим, интенсивность круговорота, минерализация, химический состав – зависят от соотношения зональных и азональных условий, от внутреннего строения самого ландшафта, состава его компонентов. Деятельность текучих, паводковых вод, вод поверхностного стока влияет на формирование и облик ландшафтов.
Биота представлена совокупностью растительных, животных организмов и микроорганизмов. Не всегда прослеживается тесная связь ландшафтов с каким-либо одним растительным сообществом. В одном и том же ландшафте встречаются сообщества различных типов растительности. Так, в каждом ландшафте таёжной зоны существует растительность лесного, болотного, лугового, а иногда и тундрового типа. Следовательно, каждый ландшафт характеризуется закономерным сочетанием различных растительных сообществ. Территории ландшафта соответствует определённый геоботанический район.
Взаимосвязь животного мира и ландшафтов находится в стадии разработки. Зоогеографы установили, что границы сообщества животных всегда совпадают с теми или иными природными ландшафтными границами или с границами антропогенно-территориальных комплексов.
В пределах фации, которой свойственна наибольшая однородность, растительность, животный мир, микроорганизмы образуют взаимообусловленную совокупность, называемую биоценозом. В урочищах и ландшафтах количественный и качественный состав биоценозов и их связь со средой усложняются.
Почвы, почвенный покров – важный компонент ПТК. Наибольшей простотой почвенного покрова характеризуется фация, почвенный покров всех других ПТК неоднородный, комплексный. В пределах одного ландшафта наблюдается сочетание нескольких типов и подтипов почв. Например: под широколиственными лесами низкогорий Приморья на склонах гор выделяются несколько подтипов бурых лесных почв: типичные, оподзоленные, оглеенные. Попытки деления компонентов ландшафта на «ведущие» и «ведомые», или на «сильные» и «слабые»
Так, по мнению А.Г. Солнцева (1960), компоненты ПТК по мере снижения их значимости для геосистем можно выстроить в следующий ряд: геологическое строение – литология – рельеф – климат – воды – почвы – растительность – животный мир. Эта точка зрения не бесспорна. В.Б. Сочава считал, что тепло, влага и биота – «критические компоненты» геосистемы, т.к. они определяют энергетику и динамику. А.А. Крауклис (1979) выделяет три группы компонентов по их специфическим функциям в геосистеме: 1) инертные (минеральный субстрат и рельеф); 2) лабильные (воздушные и водные массы), выполняющие обменные и транзитные функции; 3) активные (биота) как фактор саморегуляции, восстановления, стабилизации геосистемы.
Существует и другое мнение: компоненты не могут рассматриваться как определяющие факторы формирования ландшафта. Такими факторами следует считать неравномерный приток солнечной радиации, вращение Земли, тектонические движения, циркуляцию атмосферы. Правильнее было бы говорить об энергетических факторах, определяющих зональность и азональность ландшафтов.
Источник статьи: http://sci-book.com/landshaftovedenie/komponentyi-landshafta-landshaftoobrazuyuschie-34107.html
