Развитие ландшафта отличие развития от динамики

Динамика, развитие, эволюция ландшафтов

Изменчивость, устойчивость и динамика ландшафта. Изменчивость ландшафтов обусловлена многими причинами, она имеет сложную природу и выражается в принципиально различных формах. Прежде всего, следует различать в ландшафтах два основных типа изменений (по Л. С. Бергу) обратимые и необратимые. Изменения первого типа не приводят к качественному преобразованию ландшафта, они совершаются, как отметил В. Б. Сочава, в рамках одного инварианта, в отличие от изменений второго типа, которые ведут к трансформации структур, т. е. к смене ландшафтов. Все обратимые изменения ландшафта образуют его динамику, тогда как необратимые смены составляют сущность его развития. Инвариант — это совокупность возможных относительно обратимых состояний геосистемы, в пределах которой ее можно идентифицировать самой себе. Под состоянием геосистемы подразумевается упорядоченное соотношение параметров ее структуры и функций в определенный промежуток времени. Динамика (изменения) ландшафта связана с его устойчивостью: именно обратимые динамические смены указывают на способность ландшафта возвращаться к исходному состоянию, т. е. на его устойчивость. Под устойчивостью системы подразумевается ее способность сохранять структуру при воздействии возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения. Проблема устойчивости ландшафта приобретает важное практическое значение в связи с нарастающим техногенным «давлением». Ландшафт, как и любая геосистема, несомненно обладает устойчивостью в определенных пределах. Устойчивость не означает абсолютной стабильности, неподвижности. В саморегулировании геосистем особенно большую роль играет биота — важнейший стабилизирующий фактор благодаря ее мобильности, широкой приспособляемости к абиотическим факторам, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со специфическими режимами — световым, тепловым, водным, минеральным. Роль других компонентов в поддержании устойчивости неоднозначна и подчас противоречива. Климат и влагооборот быстро реагируют на входные воздействия и сами по себе крайне неустойчивы, но быстро восстанавливаются. Твердый фундамент — один из наиболее устойчивых компонентов, но в случае нарушения не способен восстанавливаться, и поэтому его нарушение ведет к необратимым изменениям в ландшафте. Стабильность твердого фундамента, таким образом, важная предпосылка устойчивости ландшафта. Степень устойчивости геосистем пропорциональна их рангу. Фации наименее устойчивы к внешним воздействиям и наименее долговечны. Ландшафт — система значительно более устойчивая, о чем наглядно свидетельствуют наблюдения над его реакцией на преднамеренное и непреднамеренное вторжение человека с его хозяйственной деятельностью. Динамика – это процесс движения, изменения, развития чего-либо под влиянием внешних или внутренних факторов. Природные геосистемы – системы динамичные. В них постоянно идут круговороты и взаимообмены вещества и энергии, а сами они являются транзитными звеньями крупномасштабных круговоротов. Круговороты не полностью замкнуты, поэтому, развиваясь, геосистемы постепенно претерпевают изменения. То есть динамика геосистем — это пространственно-временные изменения их состояния. При смене погодных условий, времени суток и года, разных по климатическим параметрам лет и многолетних периодов, связанных с циклами солнечной активности, геосистемы, изменяя структуру и функционирование (состояния), адаптивно подстраиваются к ним. Примеры состояний: а) зимние, летние; б) влажные; засушливые и т. п. Ритмичность — это закономерное чередование явлений через определенный промежуток времени (период) или в пространстве (дыхание, биопродуцирование, чередование форм рельефа в пространстве). То есть динамика функционирования — это в основном периодически повторяющиеся в определенной последовательности серии состояний геосистемы (суточных, сезонных, погодных и других), отличающихся спецификой структуры и функционирования. Бывают ритмы и с большей периодичностью — 11-летней, 30-летней, вековой и др. Различают ритмы кратковременные — в пределах суток (стексы), средневременные — в пределах года (погодные, сезонные, подсезонные состояния), долговременные.

Геологическое строение.
Центральную, большую часть Северной Америки занимает докембрийская Северо-Американская (Канадская) платформа (включающая также о. Гренландия без его северных и северо-восточных окраин), которая окаймляется складчатыми горными сооружениями .

Каспий. Происхождение, трансгрессия и регрессия, котловина. Динамика ихтиофауны
Происхождение Каспия связано с геологической судьбой древнего моря Тетис. 50-60 миллионов лет назад оно соединяло Атлантический и Тихий океаны и занимало участок нынешних Средиземного, Черного, Азовского, Каспийского морей. В результате с .

Демографическая ситуация
Численность постоянного населения области по оценке на начало января 2007 года составила 3177,4 тыс. человек. За 2006 год численность населения уменьшилась на 11,6 тыс. человек. Число родившихся по сравнению с аналогичным периодом прошлог .

Источник статьи: http://www.wonderlook.ru/places-628-1.html

Динамика ландшафтов

Динамика (от греческого dynamis – сила) – изменения обратимого характера, не приводящие к коренной перестройке структуры, т.е. «движение переменных состояний в пределах одного инварианта» (Мамай, 1992.

Смены состояний могут быть обратимыми при условии, что изменения параметров внешней среды не перешли через некоторое критическое значение, за пределами которого неизбежно нарушается равновесие в геосистеме и ломается механизм её саморегуляции. Саморегуляция – свойство ландшафтов в процессе функционирования сохранять на определённом уровне типичные состояния, режимы и связи между компонентами (Сочава, 1978). Механизмом саморегуляции служит характер интенсивности внутренних связей и образование новых. Таким образом, динамические изменения говорят об определённой способности геосистемы возвращаться к исходному состоянию, т.е.

В.Б. Сочава (1978) различает в динамике две стороны – преобразовательную и стабилизирующую. Преобразующая динамика геосистемы – процессы, накопление результатов которых ведёт к изменению структуры геосистемы (прогрессивному или регрессивному). Стабилизирующая динамика – процессы, на которых основаны саморегуляция и гомеостаз геосистем. Под саморегуляцией понимается приведение геосистемы в устойчивое состояние, обеспечение относительного равновесия всей геосистемы.

До тех пор, пока изменения не выходят за рамки существующего инварианта и имеют характер постепенного количественного накопления элементов новой структуры, они относятся к собственно динамике (Исаченко, 1991).

Деление изменений в ландшафте на обратимые и необратимые довольно условное, т.к. абсолютно обратимых изменений в природе не бывает: после каждого пройденного геосистемой цикла возвращение к прежнему состоянию происходит с большим или меньшим отклонением. Накопление отклонений подготавливает преобразование структуры ландшафта, т.е. является начальным звеном развития или эволюции ландшафта. Поэтому динамические изменения ландшафтов имеют ритмический и поступательный характер.

Динамика ландшафта обусловлена преимущественно, но не исключительно, внешними факторами и имеет в значительной степени ритмический характер. Суточный и сезонный ритмы связаны с планетарно-астрономическими причинами. Различные ритмы большей продолжительности: внутривековые и вековые ритмы – гелиогеофизические по происхождению, т.е. связаны с проявлениями солнечной активности, которые вызывают возмущения магнитного поля Земли и циркуляции атмосферы, а следовательно, колебания температуры и увлажнения.

Наиболее известны 11-летние, а также 22–23-летние ритмы этого типа, кроме того, намечаются ритмы в 26 месяцев, 3–4, 5–6, 80–90, 160–200 лет. Сверхвековой 1850-летний ритм обусловлен изменчивостью приливообразующих сил в зависимости от взаимного перемещения Земли, Солнца и Луны и выражается в планетарных колебаниях климата. Более продолжительные ритмы (21, 42–45, 90, 370 тыс. лет) объясняют колебаниями эксцентриситета земной орбиты и связывают с ними чередование ледниковых и межледниковых эпох. Геологические ритмы измеряются миллионами лет (Исаченко, 1991).

Различные ритмы проявляются в ландшафте совместно и одновременно, интерферируя, т.е. накладываясь один на другой. Это обстоятельство затушёвывает чёткость ритмов и затрудняет их расчленение.

Особый тип динамических изменений представляют восстановительные (сукцессионные) смены состояний геосистем после катастрофических внешних воздействий – вулканических извержений, землетрясений, ураганов, наводнений, пожаров, нашествий грызунов и т.п. Для геосистемы локального уровня подобные воздействия часто оказываются критическими, т.е. ведут к необратимым изменениям. Постоянные, но более или менее кратковременные нарушения, не затрагивающие инварианта, приводят к появлению различных переменных состояний фаций, или серийных фаций (Сочава, 1978). Серийные фации обычно недолговечны и представляют собой те или иные стадии формирования коренной структуры. В конечном счёте, пройдя ряд сукцессионных смен, они достигают эквифинального состояния, т.е. устойчивого динамического равновесия. Совокупность всех переменных (динамических) состояний фации, подчинённых одному инварианту, В.Б. Сочава называет эпифацией.

Таким образом, динамика ландшафта – не любые процессы и изменения, а лишь те, которые сопровождаются изменениями состояния его свойств, не приводя к изменениям его структуры.

Источник статьи: http://sci-lib.biz/landshaftovedenie/dinamika-landshaftov-34127.html

Понятие динамики ландшафтов, в чем она проявляется и как.

В последние годы в ходе решения научных за­дач, связанных с охраной природы, обнаружи­лась необходимость разделения понятий дина­мика и развитие (эволюция) ландшафта. Дина­мика – лишь одно из понятий, характеризую­щих происходящие в ландшафте изменения. Оно занимает срединное положение в цепочке понятий, отражающих различные типы измене­ния : «функционирование» – «динамика» – «эво­люция».

Под динамикой ландшафта понимают изме­нения ландшафта, не сопровождающиеся изме­нениями его структуры, т. е. происходящие в рамках единого инварианта, в ней выражается временная упорядоченность состояний ландшафта как его структурных элементов. Примерами динамиче­ских изменений служат серийные ряды фаций

Динамика часто проявляется в РИТМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ – повторе­ние во времени определенных процессов в ландшафтах или во всей географической оболочке.Ритмические процессы могут проходить в равные промежутки времени (например, сме­на дня и ночи, времен года) и приводят к из­менению состояния атмосферы, биоты и дру­гих компонентов. Здесь ритмические процессы являются элементом функционирования геоси­стем.

К ритмическим относят и процессы, повто­ряющиеся через неравные промежутки време­ни, например глобальные процессы поднятия и опускания суши, трансгрессии и регрессии морей, чередование ледниковых и межледни­ковых периодов. Такие процессы приводят к эволюции геосистем, ландшафтов.

Говорят о «циклических» и «периодических» ритмических процессах.

Анализ тенденций естественной и антропоген­ной динамики ландшафта-существенная часть прогноза его состояний в проектах и планах рационального использования природных ре­сурсов и охраны окружающей среды.

Ланд развивается под воздействием космических и тектонических сил, а также в проц саморазвития.саморазвитие протекает отн-но медленно и редко выражен в чистом виде. Развитие отчетливо проявляется в формир-ии новых морфолог частей- эроз промоины, очаги заболачивания. Возраст ланд отсчит со времени появления новой территории, но не с возрастом его геолог фундамента или с возрастом суши. Близко соприкосается понятие долговечности- продолжительность его существования, т е время в течении к-го он может сохранять осн черты своей структуры и функционирования. Долговечность различных элементов ланд неодинакова. зарождение нового ландшафта может быть обусловлена как внешними так и внутренними факторами. Экватор и субэкватор ланд отл-ся более стары чем умеренные.

21 Определение понятий «природно-антропогенные», «антропогенные», «культурные» ландшафты и др.

Прир-антроп ланд- ланд, стр-ра и функционир-е к-го заметно изменены социхоз деят-ю и этнокультурн традициями людей. Прир-антр ланд- наиб общий и широко исп-емый термин, безразмерный, означающий любые антропог трансформир ланд. Одни включают только антропог-модификац прир комплексы без хоз элементов, а др- стр-ра прир-антр ланд состоит из элементов матер культуры производ типа, науки, исск-ва. Могут быть изменения- трансформация одного или неск компонентов, перестройка вертик или гориз стр-ры, появление дополнит факторов формир-я и функ-я, умен-е разнооб-я и площади естест-но структ элементов ланд.

ЛАНДШАФТ АНТРОПОГЕННЫЙ – фор-ся в проц хоз деят-ти человека. Они имеют прир основу и подчиняются общ закон-ям развития природы, но в тоже время стр-ра, динамика и функционирование связано связана с хоз деят-ю человека. Фор-ся в рез-те целенапр хоз деят-ти человека либо в рез-те непреднамер антроп или техногенных воздействий. Выполняют ресурсовоспроизвод и средоформир ф-ии.

В процессе своего функционирования антропогенные ландшафты, подобно природным, про­должают участвовать в формировании газово­го состава атмосферы, круговорота воды, в процессах миграции элементов и т. д.

Прир-антроп отл-ся от антроп-1-св-на антропог трансформир-ть компонентов, 2- насыщено продуктами человеч труда, 3- имеют естеств и антропоген энергетич основу, 4- в трансф-ых ланд положит обратные связи преобладают над отриц, 5- хар-но изменение эволюц гибкости и пластичности.

По характеру последствий принято разли­чать ландшафты: культурный ландшафт –соз­нательно измененный хозяйственной деятель­ностью человека для удовлетворения своих потребностей, постоянно поддерживаемый че­ловеком в нужном для него состоянии, спо­собный одновременно продолжать выполнение функций воспроизводства здоровой среды. Противоположностью культурного выступает акультурный ландшафт,возникающий в ре­зультате нерациональной деятельности или не­благоприятных воздействий соседних ланд­шафтов. К акультурным относят ландшафты, утратившие способность выполнять функции воспроизводства здоровой среды. Крайним членом в этом ряду выступают деградиро­ванные ландшафты,потерявшие способность выполнять какую-либо функцию.Главные особенности культурного ландшафта с геоэко­логической позиции выражаются в следующем: а) гармонизация природной, социальной и производственной подсистем; б) оп­тимальное и устойчивое функционирование; в) минимизация деструктивных процессов; г) здоровая среда обитания; д) наличие постоянного мониторинга; е) антропогенная регуляция, охрана и уход; ж) высокое художественное достоинство пейзажного облика.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник статьи: http://vikidalka.ru/1-122799.html

Глава II. ДИНАМИКА И РАЗВИТИЕ ЛАНДШАФТА

Ландшафту, как всякой материальной системе, свойственно изменение, источником которого является борьба внутренних и внешних противоположностей. Изменение ландшафта, которое совершается в рамках единой структуры и не приводит к его качественному преобразованию, называется динамикой ландшафта. Изменение, которое сопряжено с появлением качественно новых связей и функций и в итоге с перестройкой структуры ландшафта, называется развитием (эволюцией) ландшафта. Динамические изменения характеризуются периодичностью и обратимостью, а эволюционные — направленностью и необратимостью. Такое деление изменений в ландшафте условно, так как абсолютно об­ратимых изменений в природе не бывает: после каждого ритмиче­ского изменения возвращение к прежнему состоянию происходит с большим или меньшим отклонением. Накопление «отклонений» подготавливает преобразование структуры и эволюцию ландшафта. Следовательно, движение (изменение) ландшафтов имеет ритми­ческий и поступательный характер. Изменения в ландшафте идут по отдельным ритмам, которые можно сравнить с витками спира­ли. Каждый новый виток продвигает природный территориальный комплекс в поступательном движении.

Динамические изменения в ландшафте вызываются совокуп­ностью процессов, протекающих внутри него благодаря устойчивости. Устойчивость ландшафта — свойство сохранять структуру и характер функционирования под влиянием внешних (природных и антропогенных) воздействий. Устойчивость — это период относительного покоя ландшафта, при котором наблюдает­ся обратимость процессов и временных изменений его структуры. Это позволило В.Б. Сочаве считать ландшафт саморегулирующейся системой. Саморегуляция —свойство ландшафта в процессе функ­ционирования сохранять на определенном уровне типичные состоя­ния, режимы и связи между компонентами. «Механизмом’ саморе­гуляции служит характер интенсивности внутренних связей и обра­зование новых.

Динамические изменения выражаются определенной направлен­ностью функционирования ландшафта и его морфологических час­тей. Перемещение, обмен и трансформация вещества и энергии в ландшафте и его морфологических частях носят цикличный харак­тер. Каждый цикл имеет свою продолжительность во времени. Вы­деляются суточные, сезонные и многолетние (разной продолжи­тельности) циклы. В период циклов осуществляется круговорот и трансформация солнечной энергии, влагооборот, газооборот и газообмен, миграция химических элементов, биологический мета­болизм и т.д. Например, могут быть ночные и дневные динамиче­ские фазы в суточном цикле, осенние, зимние, весенние и летние — в сезонном цикле и т.д. При этом ландшафт и его морфологические части приобретают свойства, которые зависят от динамической фа­зы того или иного цикла и выражаются в определенном состоянии. Эти состояния природных территориальных комплексов представ­ляют собой временную структуру ландшафта. Последняя обрати­ма во времени.

Суточные фазы природных процессов связаны с резкой сменой световых и зависящих от них термических условий, вызванных вращением Земли вокруг своей оси. Солнечная энергия — основа энергетического баланса природных комплексов — служит причи­ной целого ряда природных явлений. Изменение количества лучис­той энергии отражается на температуре и влажности воздуха, а через эти метеорологические элементы — и на других компонен­тах ландшафта.

Суточная ритмичность свойственна процессам выветривания, разрушения и перемещения горных пород. Изменение движения воздуха в ландшафте зависит также от смен в режиме инсоляции. Испарение и конденсация влаги, выделение и поглощение кисло­рода и углекислого газа растениями и животными, жизненные функции живых организмов и другие процессы подчинены суточ­ным ритмам. Изменения, характерные для всех компонентов ланд­шафта и более мелких ПТК, имеют определенные динамические фазы и соответствующие им суточные состояния структуры комп­лексов. Все это предопределяет суточный характер функциониро­вания ПТК. Н.Л. Беручашвили суточные состояния структуры и особенности функционирования ПТК предложил называть стексами. Закономерную смену стексов на протяжении суток он име­нует поведением геосистем (ландшафта, урочища, фации).

Сезонные циклы в динамике природных явлений связаны с по­ложением Земли относительно Солнца и наклоном земной оси. Это обусловливает различия в поступлении солнечной энергии по сезонам года. Процессы, которые определяют сезонную структуру, функционирование ландшафтов и их морфологических частей, зависят от количества солнечной энергии и характера направлен­ности ее изменений. Летом, когда количество энергии максималь­ное в ландшафте, процессы протекают интенсивно. Зимой, наобо­рот, минимальный энергетический запас приводит к затуханию функций ландшафта и даже к их прекращению. Весной и осенью ландшафты получают одинаковое количество солнечной энергии, но весной изменения идут в сторону ее увеличения, а осенью — в сторону уменьшения. Сезонные изменения на компонентах ланд­шафта проявляются резче, чем суточные. Они выражаются не толь­ко в определенной последовательности от сезона к сезону, но и в средней продолжительности.

Продолжительность суточных и сезонных фаз не постоянная величина, она колеблется в зависимости от изменений солнечной активности. Колебания солнечной активности создают условия для динамики ландшафта по многолетним циклам.

Вопросы динамики лучше разработаны применительно к мор­фологическим единицам ландшафта, которые доступны стационар­ному исследованию (геохимические и геофизические процессы).

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЛАНДШАФТАХ

Идеи В.И. Вернадского о взаимодействии и взаимообусловлен­ности организмов и среды, об их геохимической взаимосвязи полу­чили дальнейшее развитие и географическую трактовку в учении о геохимии ландшафтов, созданном Б.Б. Полыновым. Согласно Б.Б. Полынову, геохимический ландшафт — участок земной поверх­ности, отличающийся особенностями миграции химических эле­ментов, которые вызваны комплексом взаимосвязанных и взаимо­обусловленных природных факторов и процессов. Водоразделы, склоны, долины, водоемы — это не отдельные, изолированные друг от друга участки земной поверхности, а части, взаимосвязанные между собой в едином процессе миграции и сопряжения хими­ческих элементов.

Геохимический ландшафт — тот же географический ландшафт, но рассматриваемый под углом зрения миграции химических элементов.

Геохимическое изучение ландшафта имеет ряд аспектов при­кладного значения, в частности, в проведении поисков полезных ископаемых, в решении вопросов, связанных с охраной природных комплексов от химического загрязнения, здравоохранением, сельским хозяйством, организацией культурных ландшафтов.

Применяя сопряженный анализ продуктов выветривания горных пород, почв, растительности, поверхностных и грунтовых вод, можно определить элементы, мигрирующие и накапливающиеся в ландшафте, их качественное и количественное соотношение в отдельных разновидностях. Основным источником вещества для ландшафта служат лито-, гидро- и атмосфера. Известно 104 химических элемента и более 40 элементарных частиц. Опреде­ление среднего химического состава литосферы начато в конце Х1Хв. американским ученым Ф.У. Кларком. По предложению А.Е. Ферсмана единица среднего содержания элемента получила название кларка. Подсчеты А.Е. Ферсмана и А.П. Виноградова показали, что в литосфере наиболее распространены кислород — 47 % ее веса, кремний — 29,5, алюминий — 8, железо — 4,65, каль­ций — 2,9, натрий — 2,5, калий — 2,5, магний — 1,87. Эта группа элементов (более 99 %) имеет высокие кларки и образует основ­ную массу горных пород, почв, вод и организмов. Все остальные элементы составляют менее 1 % земной коры. Они делятся на редкие (кларки меньше 0,01 %) и рассеянные (обладают очень низ­кими кларками и не способны к концентрации — радий, кадмий, ин­дий и др.). Тем не менее редкие и рассеянные элементы играют исключительную роль в образовании горных пород, месторождений полезных ископаемых и жизненных процессах, протекающих в биосфере. Элементы, активно мигрирующие в почвах и природных водах и определяющие характерные черты ландшафта, получили название типоморфных. Главные из них—81, А1,Н, Ха, С, С^М^ЗО^.

Миграция типоморфных элементов накладывает яркий отпеча­ток на почвы и местные воды, растительный покров и связывает все «черты ландшафта» между собой крепкой обратимой связью. Так, в черноземных степях типоморфным элементом является кальций, характерный для местных вод, почв и коры выветрива­ния, всегда богатых СаСО₃, организмов (высокое содержание Ca определяет прочность скелета и т.д.); в таежных болотах — Fe; в солончаках — Nа, Cl, S и т.д.

Познание миграции и накопления химических элементов при различных физико-географических условиях — важнейший аспект при изучении химических свойств ландшафта и его составных частей. Миграция химических элементов —это то общее, что связы­вает компоненты ландшафта.

Развивая идеи Б.Б. Полынова о многообразии миграций, А.И. Перельман в зависимости от формы движения материи, с которой связано перемещение атомов, предложил разделить миг­рацию на виды: механическую, физико-химическую (водная и воздушная), биогенную и техногенную.

Механическая миграция подчиняется законам механики — перемещение материальных систем от мест более высоких к мес­там более низким. Соответственно этому происходит механическая и химическая дифференциация элементов и их содержаний в коре выветривания, их миграция и аккумуляция. Механическая мигра­ция зависит прежде всего от величины частиц минералов и пород, их плотности, скорости движения вод, ветра. Географический ареал миграции химических элементов тем шире, чем они подвиж­нее и чем благоприятнее географические, физико-химические и биологические условия их перемещения. Наиболее широким ареа­лом аккумуляции характеризуются типы кремнезема и полутор­ных окислов железа, алюминия, наиболее узким — нитраты, хлори­ды и сульфаты, приуроченные главным образом к засушливым областям. Промежуточное положение занимают карбонаты каль­ция, магния и натрия. Ведущим фактором как в образовании гео­химической однородности, так и геохимической контрастности в пределах одной и той же ландшафтной зоны является рельеф. В условиях расчлененного рельефа механическая денудация значи­тельно опережает химическую.

Физико-химическая миграция определяется законами физики и химии и осуществляется в природных водах или атмосфере. Большинство химических элементов мигрирует в водных растворах в виде ионов, зависящих от растворимости солей, pH, окислитель­но-восстановительного потенциала. С перечисленными процессами связано формирование вторичных минералов и различных типов коры выветривания. Геохимические процессы обусловливают щелочно-кислотные свойства водных растворов в ландшафте, сте­пень минерализации и ионный состав почвенных, грунтовых, речных, озерных вод, состав обменных катионов в почве, соотношение между выносом и накоплением в ней гумусовых веществ и т.д.

Важным геохимическим показателем различных природных зон служат типоморфные элементы, они определяют химические свойст­ва растворов. В тундре химические процессы ослаблены, первичные материалы мало изменяются. С типоморфными элементами Н и Ре связана высокая кислотность почвенных растворов. В тайге геохи­мические процессы протекают при активной роли органических (гумусовых) кислот, преобладает нисходящее движение раство­ров, интенсивно выносятся кальций, магний, натрий и другие элементы, образуется сиаллитная (от Si и Аl) кора выветривания, состоящая главным образом из смеси гидритов SiO₂, Аl₂O₃, Fe₂О₃ и их производных — алюмо- и ферросиликатов. Основной типоморфный ион в тайге Н обусловливает кислую среду, недо­статок кальция в почвах. В степной зоне наблюдается чередование нисходящих и восходящих токов в почвогрунте, типоморфным элементом является кальций, который определяет нейтральную или слабощелочную реакцию почвенных растворов и т.п. Таким образом, гидрохимической миграции присуща широтная зональ­ность.

Воздушная миграция химических элементов в ландшафте так­же велика, элементы поступают в осадки за счет растворения газов воздуха, приноса солей из моря, растворения солей и пыли континентального, вулканического происхождения и др. Для изучения миграции и распределения газов важна количествен­ная химическая характеристика их состава.

В природных условиях происхождение отдельных компонентов газа может быть различным, поэтому все классификации носят условный характер. Кроме газов, в атмосфере имеются примеси в виде аэрозолей, аэропланктона, фитонцидов, эфирных соеди­нений, парообразной и конденсированной воды и других соедине­ний. На миграцию элементов в газовой фазе влияют температура, лучистая энергия и вызываемая ею ионизация атомов. Некоторые газы (СО₂, O₂, Н₂, N₂), мигрируя в биосфере, участвуют в процес­сах био- и фотосинтеза, входят в состав органического вещества животных и растений и часть своего миграционного пути прохо­дят вместе с ними. Несомненное воздействие на миграцию газов оказывает деятельность человека (посевы растений, разработка месторождений полезных ископаемых, сжигание топлива и т.д.), которая искусственно изменяет состав и формы миграции.

Особая роль в обмене веществ и превращении энергии внутри ландшафта принадлежит постоянно действующей и могуществен­ной биогенной миграции. Биогенная миграция определяется двумя противоположными и взаимосвязанными процессами. Первый — образование живого вещества, второй — разрушение органического вещества с переводом органических соединений в минеральные. Живое вещество образуется в результате фотосинтеза (вода раз­лагается на кислород, выделяющийся в окружающую среду, и во­дород, идущий на восстановление углекислого газа и синтез органических соединений). Фотосинтез, осуществляемый в био­сфере высшими и низшими растениями за счет использования сол­нечной энергии, производит ежегодно в океане 2,7 10 т органиче­ского вещества и на суше — 3,1 10 т (всего 5,8 10 т/год). В совокупности эти процессы и образуют малый биологический кру­говорот, который является ведущим в почвообразовании и разви­тии ландшафта.

По уровню концентрации какого-либо химического элемента, с которым сопряжены биохимические условия развития организ­мов, их рост и другие биологические особенности, выделяют био­химические провинции: 1) зональные, приуроченные к определен­ным зонам, и 2) интерзональные. Первые отражают недостаток отдельных химических элементов в пределах определенной зоны и связанные с ними биохимические эндемии; вторые — избыток химических элементов в среде и организмах, обусловленный образованием первичных или вторичных ореолов рассеяния вокруг рудных тел и месторождений, аккумуляцией солей и другими причинами.

Техногенная миграция связана с деятельностью человека и представляет наиболее сложный вид миграции. Воздействие чело­века на природу началось с примитивных форм и возрастало по мере развития производительных сил. Во многих случаях оно превосходит значение некоторых естественных геологических и биологических факторов, постоянно влияющих на преобразование природных и создание культурных (техногенных) ландшаф­тов.

В разных ландшафтах соотношение видов миграции химиче­ских элементов неодинаково. Например, в степных и таежных ландшафтах главной является биогенная миграция, хотя и в них протекают физико-химические и механические процессы.

В зависимости от вида миграции А.И. Перельман (1975) выде­лил три основных ряда ПТК — геохимических ландшафтов.

1. Абиогенные ландшафты, для которых характерна только механическая и физико-химическая миграция.

2. Биогенные ландшафты с ведущим значением биогенной миграции и подчиненной ролью физико-механических и механи­ческих процессов.

3. Культурные ландшафты, своеобразие которых определяется техногенной миграцией, хотя в них развиваются и все остальные виды миграции.

К главным задачам физики ландшафта относятся выявление закономерностей развития потоков вещества и энергии, балан­совая оценка ПТК. Геофизика ландшафта изучает физические процессы, протекающие в неживой и живой природе. Вследствие этого особое место в геофизике ландшафта приобретает метод балан­сов, позволяющий учитывать баланс вещества и энергии отдельных компонентов ПТК применительно к различным типам природ­ной среды. Метод балансов в физической географии рассматривался А.А. Григорьевым (1934, 1954, 1970), М.И. Будыко (1956,1977), Д.Л. Армандом (1975).

^Балансом, по определению Д.Л. Арманда, называются сопостав­ляемые перечни всех видов вещества или энергии за период наблю­дений: 1) вошедших разными способами в ПТК и 2) вышедших из него. Разность между приходной и расходной частью баланса назы­вается сальдо или балансовой разностью . Метод балансов позволяет оценивать количество различных форм вещества и энер­гии, поступающих в ландшафт и выходящих из него, прослежи­вать динамику суточных и годовых циклов, анализировать распре­деление потоков вещества и энергии по разным каналам.

Практическое значение метода балансов весьма велико. Баланс облегчает поиски путей воздействия на процесс и способов изме­нения его в нужном направлении. Имея перед собой роспись статей баланса, легко видеть, на какие из них можно и стоит влиять, так как роль их в балансе велика. Например, при изучении измене­ния снежного покрова в пределах ПТК определяются количествен­но все процессы, на которые он распадется (снегопады, дожди, перевеивание и таяние снега и т.д.). Составив баланс этих процес­сов, узнают: 1) их направление (идет накопление или убыль сне­га) ; 2) структуру процесса (в результате чего произошло измене­ние) ; 3) соотношение между статьями (что влияет сильнее и что слабее).

Основанное на методе балансов физико-географическое иссле­дование протекает в таком порядке: 1) составляется предвари­тельный список статей прихода и расхода; 2) выясняются и нано­сятся на карту профиль, ареалы, сроки действующих факторов и т.п. ; 3) количественно измеряется каждый фактор и соответ­ствующие величины проставляются в каждой статье баланса;

4) подсчитываются приходная и расходная части и выясняется тенденция изменения системы.

В ландшафтоведении наиболее применимы и разработаны ме­тоды составления следующих балансов: радиационного, теплового, водного, биомассы, хотя практически можно рассчитать балансо­вое уравнение для любого вещества.

Балансы радиационный и тепловой позволяют взять на учет первопричины всех физико-географических процессов. Методы расчета составляющих радиационного и теплового балансов разра­ботаны М.И. Будыко. Радиационный баланс задерживается земной поверхностью, преимущественно растительностью и почвой, и пре­образуется ими в другие виды энергии. Она определяется по фор­муле: (Q + Q`) (1 — А) — Е<sub>эф</sub> = R, где Q, Q`— прямая и рассеян­ная радиация; А — альбедо; Е_эф — эффективное излучение; R — радиационный баланс — поглощенная энергия. Пути преобразова­ния поглощенной энергии с небольшой долей участия внутриземного тепла прослеживаются при помощи составления теплового баланса подстилающей поверхности: R + J ± Р ± L_е— Ееф = В, где I— внутриземное тепло; Р — расход энергии на турбулентный обмен; L — скрытая теплота испарения; е — испарившаяся или сконденсированная влага; Е_эф — энергия, израсходованная на фо­тосинтез; В — остаточный член, в данном случае обмен теплом с почвой.

Перечисленные составляющие в отдельные сезоны и время суток могут менять свои знаки. При отрицательном знаке поток тепла направляется из атмосферы на землю, а вместо испарения происходит конденсация. Соотношение между Р/Ь : изменяется в широких пределах в зависимости от характера ландшафта. На­пример, во влажных тропических и субтропических лесах этот показатель имеет низкие значения, а на болотах, где происходит интенсивная адвекция тепла и водяного пара, может становить­ся отрицательной величиной. Особая часть расхода приходящей радиации идет на фотосинтез. Эта статья в балансе незначительна (—2 %), но роль ее неизмерима. Достаточно отметить, что за счет ее из углекислого раза освободился почти весь кислород атмо­сферы.

Распределение солнечной радиации на земной поверхности подчинено основной географической закономерности — зональ­ности — провинциальности. Этой же закономерности подчиняется радиационный баланс. Однако разные по свойствам компоненты и ПТК существенно отличаются радиационными и тепловыми условиями. Различие тепловых условий компонентов в большой степени зависит от их альбедо. Наибольшее количество радиацион­ного тепла поглощается пологом молодого пойменного леса (75 %), что объясняется высокой оптической плотностью расти­тельного покрова вследствие двухъярусного строения древостоя. Даже на небольших ПТК в результате разнообразия подстилающей поверхности и форм рельефа радиационные и тепловые условия существенно изменяются от места к месту.

Метод водного баланса в физике ландшафта занимает видное место. Особенности водного баланса определяются климатически­ми условиями, характером литогенной основы, почвенного и рас­тительного покрова ПТК и другими факторами. Водный баланс ландшафта целиком слагается из адвекций, т.е. из горизонтальных перемещений влаги: воздушной, поверхностной и грунтовой: |а| + |S| + |U| = |∆W|, где а — разность между приносом и выносом воды из пределов ландшафта по воздуху (в виде паров и обла­ков) ; S — то же поверхностным стоком; U— то же грунтовым сто­ком. В зимнее время прибавляется еще перенос снега ветром в пределы или за пределы ПТК; ΔW — изменение содержания влаги в ландшафте. Если за многолетний период оно не равно 0, можно вести речь о прогрессирующем увлажнении или иссушении ланд­шафта.

Для ландшафтоведа представляет интерес водный баланс деятельного слоя земной поверхности: r— f — е = r— (U +S) — (е`+ е) = 0, где r —осадки; f — суммарный сток; е — физическое испарение; t — транспирация. Если правая часть уравнения не равна 0, а равна ΔW, это свидетельствует о динамике ландшафта преимущественно годовой или сезонной.

Оптимальная структура водного баланса ландшафтов — важ­ное звено в повышении их биологической продуктивности. В лесо­степной зоне оптимальную структуру водного баланса, соответ­ствующую высокой биологической продуктивности в данных ус­ловиях обеспечения теплом и влагой, имеют дубовые леса и лугово-разнотравные степи, так как поверхностный сток ничтожно мал и все осадки расходуются на увлажнение почвенного покро­ва и испарение.

На изменение водного баланса ПТК существенное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. Так, при зяблевой вспашке по сравнению со стерней и озимью снижается поверх­ностный сток и увеличивается накопление влаги в почве. Стерня и озимь в отдельные весны теряют до 90 % влагозапасов, накоп­ленных за зиму. Весенний сток с зяби в 2,5 раза меньше, а с озими на 10 % больше, чем со стерни.

Баланс биомассы, когда желательно определить ее участие в ландшафте или кормовую ценность, составляют в сыром весе или в сухом виде. Если этого недостаточно, организмы сжигают и взвешивают зольные остатки. Для определения энергии, содер­жащейся в биомассе, баланс исчисляют в калориях, выделяющихся при сжигании каждого отдельного организма. Например, балансо­вое уравнение древесной части леса имеет две статьи прихода: долговременный прирост (древесина) n и сезонный (листья) l; три статьи расхода: опад и поедание с, потери на дыхании d и опад листьев р. Ввиду сезонного характера облиствения балан­совая разность может быть различной, если брать баланс за разные периоды года. Величины n, 1, с, d и р в течение года меняются. В общем случае баланс биомассы древесной части леса таков: n + l — с — и — р = ± Δm, где Δm может быть как положитель­ным (растущий лес), так и отрицательным (умирающий, перестойный). Продуктивность растительности зависит от солнеч­ной энергии, тепла, СО₂, воды и элементов минерального питания. Эти факторы должны находиться в соответствии друг с другом. Если один из факторов ограничен, то изобилие другого может привести даже к отрицательным последствиям и в конечном счете к снижению образования биомассы. Установление относительно­го равновесия перечисленных факторов — непременное условие повышения продуктивности ПТК. Чтобы установить количествен­ные соотношения между продуктивностью растительности и ресур­сами тепла и влаги определенного ПТК, А.А. Григорьев и М.И. Будыко (1965) предложили использовать показатели радиационного баланса за год (R), атмосферных осадков за год (r) и радиацион­ный индекс сухости (R/Lr), где L — скрытая теплота испарения. Продуктивность растительности зависит как от абсолютных значе­ний R и r , так и от величины R/Lr.

Позднее в работах Д.Л. Арманда, Н.И. Базилевич, А.Е. Родина, Н.Н. Розова, С.М. Зубова и других были использованы дополни­тельные параметры, что позволило составить детальные карты распределения фитомассы, годичного прироста фитоценозов, ем­кости и типов химизма биологического круговорота в раститель­ном покрове природных зон земного шара и СССР.

В последнее время изучение состояния природно-территориальных комплексов базируется на концепции пространственно-вре­менного анализа и синтеза ПТК. Это единственная концепция, при помощи которой можно исследовать по единой методике разные компоненты, разные ПТК и их состояние не только путем стационарных, но и экспедиционных исследований.

Методика ландшафтно-геофизических исследований сводит­ся к выделению вертикальной структуры и функционирования ПТК. Суть ее в том, что первоначально в изучаемом ПТК вы­деляют геогоризонты. Под геогоризонтами подразумеваются сравнительно однородные слои, характеризующиеся целым рядом ландшафтно-геофизических признаков, из которых наиболее важны специфичный набор и соотношение геомасс (фито-, аэро-, гидромассы и т.п.). Основными характеристиками вертикальной структуры являются ее мощность, сложность, напряженность, сос­тав геомасс и геогоризонтов. Ландшафтно-геофизические парамет­ры позволяют сравнивать отдельные ПТК. Исследование функцио­нирования, т.е. процессов обмена и преобразования вещества и энергии в ПТК, производится главным образом при стационарных наблюдениях, когда изучаются трансформация солнечной энергии, энергии, связанной с силой тяжести, влагооборот, биогеоцикл и т.д. Например, интенсивность суммарной радиации, а также величина радиационного баланса турбулентного теплообмена меняются по вертикальному профилю фации в зависимости от содержания отдельных геомасс. Биогеоцикл — это процессы обмена и транс­формации вещества, связанные с биогенным компонентом и мерт­вым органическим веществом. Методика исследования процессов функционирования базируется на отраслевых дисциплинах и ме­тодах балансовых уравнений.

При изучении состояний ПТК в качестве основного объекта необходимо рассматривать стексы — суточное состояние структу­ры и функционирования ПТК. Одними из важнейших показателей выделения стексов являются количественные. При этом одни гео­массы следует рассматривать как ведущие, а другие — как ведомые, так как они определяют состояние остальных геомасс, а вмес­те с последними — интенсивность функционирования. Так, к ведущим относятся аэро-, гидро-, фитомассы и др. Набор гео гори­зонтов служит показателем, позволяющим уверенно различать стексы.

Наиболее крупная единица — классы стексов — выделяются на основе характера входных воздействий. Например, солярные, гидрогенные и др. В пределах классов обособляются типы и под­типы стексов. При характеристике этих единиц основное значение имеет детализация входных воздействий и их результатов (напри­мер, фитогенные — связанные с доминирующей ролью раститель­ного покрова в формировании вертикальной структуры),

Имея ландшафтную карту, при помощи буквенного индекса можно создать динамические карты, показывающие изменение распространения тех или иных состояний ПТК того или иного фи­зико-географического региона во времени. Такие карты позволят составить прогноз .изменения состояний ландшафта и ландшафтно-геофизических характеристик в интересующий момент, а их срав­нение за длительный период даст возможность охарактеризовать степень изменения ПТК человеком.

Изменение структуры ландшафта, что ведет к смене одного ландшафта другим, обусловлено внешними и внутренними факто­рами, действующими, как правило, одновременно. К внешним причинам развития ландшафта относятся космические, текто­нические, антропотехногенные, эволюционные, связанные с эволю­цией ПТК более высокого ранга. Внутренние причины — это проти­воречивые взаимодействия компонентов в процессе функциониро­вания ландшафта. Сущность внутренних противоречий состоит в стремлении компонентов к достижению равновесия и в то же вре­мя—в неизбежном его нарушении. Например, в процессе взаимо­действия растительности с абиотическими компонентами растения стремятся приспособиться к среде, но своей жизнедеятельностью эту среду постоянно меняют. Внутренние противоречивые взаимо­отношения компонентов представляют движущую силу самораз­вития ландшафта. Саморазвитие — это поступательное прогрес­сивное »самоизменение», которое определяется внутренними про­тиворечиями. При этом влияние внешних факторов всегда опосре­довано через внутренние источники.

Механизм развития ландшафта состоит в постепенном коли­чественном накоплении элементов новой структуры, включая и новые морфологические единицы, что, в конце концов, приводит к качественной смене, т.е. к превращению одного ландшафта в другой. Например, в структуре холмисто4моренно-бзерного ланд­шафта преобладают урочища моренных холмов и гряд с еловыми кустарничково-зеленомошными и зеленомошно-черничными ле­сами, урочища котловин с мелкоосоковыми лугами и урочища увалистых и платообразных междуречий с пашнями и злаковыми лугами. Со временем в ландшафте появляются новые урочища балок и оврагов со злаковыми лугами, которые начинают влиять на развитие основных урочищ, изменяя гидрологический режим и растительность. В результате этого в ландшафте основными уро­чищами становятся урочища моренных холмов и гряд с широко­лиственно-еловыми зеленомошно-кисличными и широколиствен­но-сосновыми орляковыми лесами, а также урочища увалистых междуречий с пашнями и широколиственно-еловыми зеленомош­но-кисличными лесами. Постепенно холмисто-моренно-озерный ландшафт превращается в холмисто-моренно-эрозионный.

Развитие ландшафтов и их морфологических частей обычно постепенное. Время, за которое изменяется структура, зависит от ранга ПТК. Наиболее быстро развиваются фации и самое дли­тельное время необходимо для полного замещения структуры в ландшафтах. Но возможна и быстрая смена структуры в резуль­тате каких-либо катастрофических природных или техногенных процессов. На скорость развития ПТК существенное влияние ока­зывает динамика, которая усложняет его обратимыми процесса­ми, что в определенной мере сказывается на медленном изменении поступательных необратимых процессов. Кроме того, внешние факторы не всегда совпадают с характером внутреннего раз­вития. Это служит причиной отклонения от нормы, т.е. наблюдает­ся ускорение, замедление или даже уничтожение процессов нор­мального развития. В связи с этим вопрос об изучении развития ландшафтов разработан слабо.

Часто при изучении ландшафта анализируется его морфологи­ческая структура. Б.Б. Полынов установил, что в каждом ланд­шафте представлены разновозрастные элементы: реликтовые, консервативные и прогрессивные. Реликтовые элементы сохра­нились от прошлых эпох и проливают свет на предшествующую историю развития ландшафта. Они часто встречаются в строении ландшафтообразующих компонентов и создают урочища и фации, отличающиеся от остальных морфологических единиц. Так, древ­ние эоловые формы рельефа или термокарстовые западины в ланд­шафтах Белоруссии — реликтовые элементы литосферы. Урочища и фации, которые сформировались на этих формах рельефа, обла­дают своеобразной растительностью, гидрологическим режимом и т.д., что выделяет их среди иных урочищ и фаций ландшафта. На территории республики также встречаются реликтовые эле­менты флоры и фауны — карликовая березка, морошка, степные виды грызунов и др. Они влияют на структуру биоценозов, созда­вая тем самым особые природные комплексы. Среди других реликтовых элементов следует назвать ископаемые почвенные горизонты, погребенные формы рельефа, химический состав горных пород. Консервативные элементы находятся в полном соот­ветствии с современными природными условиями. Они встречаются не только в компонентах ландшафта, но и составляют большинство морфологических единиц, определяя морфологическую структуру ландшафта. Прогрессивные элементы подчеркивают особенности развития ландшафта, отражают зарождающиеся в нем изменения и указывают на тенденцию развития. Соотношение этих групп элементов в каждом конкретном ландшафте дает представление о направлении его развития, генезисе и возрасте.

Генезис ландшафта — совокупность процессов, обусловивших его возникновение и современное динамическое состояние. Возникновение ландшафтов обычно связывают с ведущими факто­рами их формирования — с теми, которые вызывают смену одного ландшафта другим; Возникновение и формирование современных ландшафтов устанавливается с помощью палеогеографических, ар­хеологических и исторических методов, путем анализа морфологи­ческой структуры и процессов, которые характерны для ландшафта. При этом интервал времени, подвергающийся исследованию, дол­жен быть таковым, чтобы выявить те процессы и их последствия, которые непосредственно обусловили пространственную структуру и другие свойства современных ландшафтов.

Чтобы понимать характер развития ландшафтов, необходимо четко представлять его возраст. Возраст ландшафтов — отрезок времени, с начала которого и до наших дней ландшафт функциони­рует в условиях одной структуры. Установить возраст ландшафта и время его возникновения — сложная и неопределенная пробле­ма. Большинство ландшафтов возникает и исчезает в процессе нормального развития. Новое всегда рождается внутри старого. Длительное время считалось, что возраст ландшафта определяется возрастом образования геологических пород, на которых он сфор­мировался. А.Г. Исаченко подверг критике это положение, так как время формирования геологических отложений характеризует возраст только пород, на которых развивается ландшафт. В подав­ляющем большинстве случаев современные ландшафты намного моложе того фундамента, на котором возникли. А.Г. Исаченко отметил, что возраст ландшафта исчисляется с того момента, ког­да сформировался его соответствующий зональный тип.

Источник статьи: http://poisk-ru.ru/s16422t4.html