Основные типы водного режима геосистем
Основы теории и методологии ландшафтоведения
Нет ничего практичнее хорошей теории. Ум и сердце науки это ее теория.
Теория – система обобщенных достоверных знаний в ходе исследования: включает в себя законы, закономерности, правила. Например, закон всемирного тяготения, теория относительности, закон прибавочной стоимости, закон сохранения массы и т.д.
Методология – наука о методах, совокупность принципов, концепций (принцип историзма, принцип целостности). Теория и методология науки взаимосвязаны.
ГЕОСИСТЕМНАЯ КОНЦЕПЦИЯ – МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА СОВРЕМЕННОГО ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ
Выходить «в поле» - для проведения экспедиционных исследований « с пустой головой», не подготовленным, не собрав основных сведений о регионе исследования – бесполезно! В то время как наша наука накопила большой опыт полевых экспедиционных исследований. Сначала нужно выбрать методологическую концепцию, главная в физической географии – геосистемная концепция.
Впервые термин геосистема в ландшафтоведении применил В. Б. Сочава в 1963 г. Несколько раньше в 1930 г. термин экосистема был применен англичанином Артуром Тенсли. Что такое понятие система - это совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность или единство. Здесь три основных ключевых слова: элементы, связи, целостность или единство. До середины XIX в. преобладали только исследования элементов. В наше время начинаются системные исследования природы в целом. Всеобщее учение – Системология появилось в 10 – 20-х годах XX века (одним из основоположников геосистемного учения был А. А. Богданов (1910-1920 гг.) – учение тектология, которая превосходила учение: Общая теория систем Людвига фон Берталанфи, австрийского биолога и философа, проживавшего с 1949 г. в США). Системное направление стало внедряться во все науки одновременно. В географии получило развитие геосистемное направление.
|
|
|
Природная геосистема – исторически сложившаяся пространственно обособленная совокупность взаимосвязанных природных компонентов, обеспечивающая их целостное функционирование морфологическую и динамическую организованность, относительную устойчивость. ПТК – природно-территориальный комплекс, т.е. синоним природной геосистемы. Геосистема состоит из отдельных компонентов (воды, почвы, растительности, литогенной основы, воздушной массы, животного мира). В то же время это открытая система.
Элементарная природная геосистема (моносистемная модель): РИС. По В. С. Преображенскому: относительно целостная модель; влияние геосистемы на среду; межкомпонентные связи; открытая система, может поставлять энергию и т.д. Добавить !
|
|
|
До введения термина геосистема широко использовался термин ПТК – природная система = ПТК (синонимы). Исторически сложившиеся образования.
Болота - геосистема открытая, подвержена влиянию стока.
Речная пойма – динамика свойственна только пойменным системам
Боровые надпойменные террасы –
Экосистема – от греческого ойкос – дом; экос – дом, неживая природа, живая природа – хозяин. Принципиальная модель экосистемы: биотические компоненты; живая природа – экосистемный подход – изучаем среду и кто в ней обитает. Если изучаем город – в центре ЧЕЛОВЕК !
Один и тот же объект природы может быть рассмотрен в качестве экосистемы и геосистемы – в зависимости от концепции исследования. Можно в равной степени изучать все компоненты природы, а можно оценить с позиции среды обитания в нем человека. Городской ландшафт – Геоэкосистема .
Геоматическая (геома) – это мертвая подсистема, она включает литогенную основу, воздушные массы, природные воды.
Биокосная – это почва, на половину мертвая, на половину живая.
Биотическая (биота) – растительность, животный мир – живые компоненты.
Важнейшим энергетическим фактором является: космический энергетический фактор – солнечная радиация.
|
|
|
Теллурические энергетические факторы – гравитация, внутриземное тепло.
ПРИРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Компонентная структура геосистем. Компонента – составляющая системы: литогенная основа, воздушные массы, природные воды, почва, растительность, животный мир. В последнее время кроме этого выделяется в качестве компонента снежный и ледовый покров – временная сезонная компонента для наших широт и постоянная для Арктики. Еще один компонент, мортмасса – мертвая органическая масса,степной войлок, лесной опад – очень динамичный компонент природной системы.
Подсистемы : литогенная основа, воздушные массы, природные воды, биокосная-сложное образование, система – почва + мортмасса; биота (растительность + животный мир). Все подсистемы объединяются процессами: минерализация органики и др. – продолжить ! Все процессы требуют энергии: космический энергетический фактор, теллурический энергетический фактор, гравитационный фактор. Внутриземное тепло влияет на развитие ландшафтов, но иначе чем солнечная радиация.
Как рассматриваются природные компоненты в ландшафтных исследованиях – как материальные тела ! Пространственная и временная организация вещества. Природные факторы – это взаимодействующие свойства природных компонентов.
|
|
|
Природные компоненты – основные составные части природных систем, взаимосвязанные между собою процессами обмена веществом, энергией и информацией.
Природные факторы – свойства, качественные и количественные особенности природных компонентов, определяющие характер их взаимодействия друг с другом. Примеры природных факторов – минералогический состав горных пород, характер залегания горных пород, плодородие почв, механический состав почв – важный фактор, оказывающий влияние на дифференциацию почвенного покрова.
ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ
Литогенная основа ландшафтных комплексов, или геосистем – это состав и структура горных пород, рельеф земной поверхности. ЛО через состав горных пород и рельеф задает жесткий каркас для формирующихся на ней природных комплексов.В одной природной зоне на разных по механическому составу породах формируется разная растительность. В лесной зоне умеренного пояса ПТК на глинистых исуглинистых почвах характеризуются еловыми лесами, а на песках – преобладанием сосновых лесов. Если глинистые породы в южнотаежной зоне окарбоначены, то здесь получают развитие хвойно-широколиственные леса.
Горные породы разного механического состава определяют различия в механическом составе почв (суглинистые, супесчаные, песчаные, щебнистые, карбонатные, кислые, слобощелочные и т.д.)
ЛО – геолого-геоморфологическая основа, зона гипергенеза – снизу ограничена горизонтом грунтовых вод. Входят горные породы только верхних слоев, кора выветривания. Нет количественных данных, не приводятся по разным регионам сведения о зонах гипергенеза.Пример по Зап. Сибири – уровень грунтовых вод не глубокий. А на юге Русской равнины, пример со Ставропольским плато: глубина залегания грунтовых вод в ландшафтах 70 – 100 м. Горные породы, слагающие зону гипергенеза, их структуры, рельеф – пластика поверхности земной коры. Литогенная основа очень разная по физико-географическим регионам.
Количество тепла получаемое на равнинах, на плакорных участках, зависит от зонального фактора, а на склоны водоразделов разных экспозиций приходится разное количество тепла: на северных склонах будет меньшее количество тепла и они (склоны) предваряют то, что можно встретить на северных местоположениях. А на южных склонах можно встретить только то, что располагается на южных местоположениях. Склоны северных экспозиций - широколиственные леса более севернее расположенной зоны широколиственных лесов. Пример, экспозиционная ассиметрия – в горах это важная закономерность. Все урочища и фации как бы друг друга компенсируют по запасам солнечного тепла. Закон вещественно-энергетической компенсации А. Л. Чижевского (1897 - 1964) и правило предварения В. В. Алехина (1882 - 1946), он впервые сказал, что в природе существует закон вещественной компенсации.
Основными внешними энергетическими факторами, создающими первичную энергетическую основу функционирования ландшафтных геосистем, являются солнечная радиация, гравитационные силы Земли и Луны, внутриземное тепло.
Среди факторов выделяются ведущие оказывающие основное влияние на организацию геосистем определенного ранга и типа, а также второстепенные, определяющие специфику геосистем других уровней.
МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ – ГЕОСИСТЕМА
Природные компоненты геосистем. Связи в природных компонентах.
В каждом компоненте рассматриваем: 1) материальное тело (вещественный состав); 2) организация, порядок размещения этого вещества; 3) энергетические свойства – связаны между собой энергетическими связями.
Продолжение характеристики литогенной основы………………………….
Литогенная основа – жесткий фундамент природного комплекса. Наиб. консервативный элемент. В вертикальном профиле геосистемы литогенная основа формирует особый горизонт – литогенный геогоризонт. Она обеспечивает вещественный состав растительности, почв, а также обеспечивает ионный сток, минеральную составляющую воздушных масс. Через литогенную основу в геосистему поступает энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность геосистемы. Самая главная энергетическая составляющая, находится в зависимости от высоты над у. м. – чем значительнее приподнят участок земли, тем больший запас потенциал гравитационной энергии. Если геосистема обладает большим количеством потенциальной энергии, тем менее стабильна геосистема, выше у данной геосистемы потенциальная опасность разрушения, более подвергнута она деструктивным изменениям.
РЕЛЬЕФ – важный компонент геосистемы. Разнообразие рельефа является мощнейшим фактором дифференциации геосистем. Именно рельеф дифференцирует природный ландшафт и создает условия для усложнения морфологической структуры ландшафта.
Высотная поясность в горах определяет увлажнение в природных комплексах.
Литогенная основа – наиболее инертный элемент ландшафтной оболочки, поэтому ее называют ведущим фактором, влияющим на структурно-функциональную организацию геосистем.
Атмосфера или воздушные массы приземной части тропосферы входят в ландшафт в качестве компонента. Самые важные кислород, углекислый газ, азот (важная составная часть белков и один из основных элементов питания растений) – обеспечивают процессы минерализации, окисление – функционирование геосистем. Дыхание растений обеспечивает кислород –, а углекислый газ обеспечивает процесс фотосинтеза, его отсутствие душит растения. Воздушные массы в геосистеме наиболее мобильный подвижный компонент – интегрирует ландшафт. Адвекция (перенос тепла и влаги) способствуют уравниванию условий в геосистеме. Пример влияния воздушных масс на перенос загрязняющих веществ: соли пустынь переносятся в Арктику и Антарктиду. От Чернобыля разнеслись радионуклеатиды на большое расстояние.
Воздушные массы могут выполнять интегрирующие геосистему процессы – перенос воздуха, тепла, влаги и т.д. Ветропотоки способны формировать мезо- и микроформы рельефа (барханы, дюны, западины выдувания и т.д.)и даже определять формы и характер растений (например, флагообразные,перекати-поле).
Эоловый фактор очень важен для интеграции природных систем на различных уровнях: локальном, региональном, глобальном. Энергетический фактор воздушных масс : формируются области повышенного и пониженного давления (Азорский максимум, Азиатский максимум и т.д.). Через воздушные массы поступает лучистая солнечная энергия, без последней биота существовать не может !
Воздушные массы как вещество динамичное, интегрирует природные комплексы, сглаживая переходы между геосистемами, усиливают континуальность ландшафтной оболочки.
Гидросфера или природная вода может быть представлена в геосистеме в нескольких фазах: жидкая, газообразная, твердая, тяжелая вода. Вода в твердом состоянии представляет собой особый компонент – снег + лед =нивально-гляциальный комплекс. Для Средней полосы Русской равнины это явление сезонное. Для северных регионов и горных – постоянное явление, может рассматриваться в качестве самостоятельного компонента. Вода благодаря ее свойствам, формирует множество разномасштабных круговоротов вещества и энергии, связывающих между собой разные природные комплексы и их компоненты в единые геосистемы.
Поверхностный сток – мощный фактор перераспределения вещества между геосистемами, а также формирования экзогенного рельефо- и литогенеза. Водными потоками осуществляются основные виды обмена и миграции химических элементов как между компонентами ландшлафтов, так и между самими ландшафтными комплексами, или геосистемами.
Природные воды – озера, реки – природные текучие воды, выплняют 2 функции: дифференцирующую и интегрирующую. Функции воды: в фотосинтезе, важный фактор процессов выветривания, химического выветривания, биологического выветривания, морозного выветривания.
Интегрирующая роль воды:
1. Перенос твердого вещества временными и постоянными водотоками.
2. Ионный сток – самое опасное явление (не только природное), в современных условиях (антропогенное). Химическое загрязнение водного бассейна (эвтрофикация).
3. В зависимости от неровностей рельефа подземные воды могут накапливаться или наоборот. А) Автоморфные геосистемы – вершины возвышенностей, приподнятые поверхности; б) Гидроморфные – на пониженных участках, натечные воды.
Типы увлажнения природной геосистемы :
1. Атмосферное увлажнение;
2. Грунтовое увлажнение – связано с выходом грунтовых вод, воды находятся в пределах ризосферы – в пределах корневых систем;
3. Натечное увлажнение – в речных долинах, половодья, паводки;
4. Пойменное увлажнение – особый тип увлажнения; Может быть промежуточное увлажнение натечное +атмосферное
5. Атмосферно-сточное увлажнение. Атмосферное+ натечное + грунтовое –
СТЕПЕНЬ УВЛАЖНЕНИЯ ГЕОСИСТЕМ
Гигротопы – местообитания по увлажненности
1. Сухой гигротоп – недостаточное увлажнение, аридные или семиаридные регионы. У нас не бывает сухих гигротопов , потому что достаточное атмосферное увлажнение.
2. Свежий гигротоп- степень увлажнения и тип увлажнения находятся во взаимосвязи. Нормальное увлажнение.
3. 3. Влажный гигротоп – повышенное увлажнение з а счет за счет дополнения к атмосферному увлажнению натечного увлажнения.
4. Сырой гигротоп – очень повышенное увлажнение за счет атмосферного +натечного+грунтового увлажнения (схема гигротопов). 5. Мокрый гигротоп – избыточное увлажнение.
В условиях различного водного режима в одной ландшафтной зоне формируются разные типы, подтипы и разновидности почв, растительности и т.п. Выделяют следующие типы увлажнения:
· · атмосферное;
· · сточное;
· · натечное;
· · грунтовое;
· · пойменное.
Характер увлажнения в данном месте также определяется степенью увлажнения. Местообитание, характеризующееся по условиям увлажнения, называется гидротопом (определенное количество влаги).
Основным критерием увлажнения служит значение коэффициента атмосферного увлажнения: k=r/E, где r - осадки, E - испарение. Выделяют следующие гидротопы (степени увлажнения):
· · недостаточное увлажнение (сухой гидротоп): k<1;
· · нормальное увлажнение (свежий гидротоп): k?1;
· · повышенное увлажнение (влажный гидротоп): k?1,5;
· · очень повышенное увлажнение (сырой гидротоп);
· · избыточное увлажнении (мокрый гидротоп).
Геосистемы, характеризующиеся сухим гидротопом (степи, полупустыни, пустыни) называются автоморфными; влажным гидротопом (средняя тайга, районы натечного увлажнения) - полугидроморфными; сырым или мокрым гидротопом (повышенное грунтовое или натечное увлажнение - тундра и др.) - гидроморфными.
Совокупность процессов поступления влаги в геосистему, ее передвижения и расхода называется водным режимом геосистемы. Выделяют следующие типы водного режима:
1. Мерзлотный - районы развития многолетней мерзлоты. Летом происходит оттаивание деятельного слоя (1-2 м). При этом образуется надмерзлотная верховодка.
2. Водозастойный - свойственен болотным геосистемам с атмосферным и грунтовым увлажнением.
3. Промывной - часть атмосферных осадков промывает почву и достигает грунтовых вод.
4. Периодически промывной - периодически происходит промывание почвы (влага достигает грунтовых вод) - в лесостепях, северных степях.
5. Непромывной - почвенная толща промачивается на 0,5-2,0 м, ниже располагается «мертвый горизонт».
6. Аридный - почвы сухие в течение года.
7. Выпотной - происходит капиллярное поднятие влаги от грунтовых вод к поверхности и испарение. При этом происходит образование солончаков.
8. Дестуктивно-выпотной - также происходит поднятие влаги, однако испарение не физическое, а через отсос влаги растениями. Во время дождей происходит промыв почвы (разнообразные полугидроморфные геосистемы -луга и др.).
9. Паводковый - характеризуется сезонным затоплением (во время половодья).
10. Амфибиальный - характерен для постоянно влажных геосистем - постоянно затопленные марши и плавни речных дельт, морские и озерные мелководья, мангровые сообщества.
Амфифиты - растения, прикрепляющиеся корнями к грунту водоема, а листьями и цветками расположенные над водой
Основные типы водного режима геосистем
1. Промывной режим (приход 100% влаги из атмосферы: расходование - 30 % испарение, 5% поверхностный сток, 10 % использование воды растительностью, деструкция + транспирация – 30%; 10 % внутрипочвенный сток, 15 % влаги поступает в грунтовые воды).
2. Непромывной режим -
3. Выпотной режим (в пустыне за счет почвенной влаги). Почва на вершине гривы формируется на песках. Пример, водного баланса солончаковой пустынной геосистемы. Важна оструктуренность почв. Если почва хорошо оструктурена, то эрозионные процессы ослаблены.
4. Полуболотный
Болотный
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 812; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!