 |
дифференциации земной поверхности
|
|
|
|
Иерархия ландшафтных геосистем или природных
Территориальных комплексов
Природные ландшафтные геосистемы бывают разных размерностей:
от ландшафтной оболочки до элементарного ПТК — фации.
Разница в их размерах — пять—семь порядков.
Взаимодействуя друг с другом, ПТК структурируются и организуются
в иерархическую систему соподчиненных ландшафтных
комплексов разного ранга. Каждый ПТК (геосистема) нижестоящего
ранга или таксона является структурным элементом ландшафтного
комплекса вышестоящего ранга (типа матрешки).
выделяются
три масштабных уровня организации геосистем: глобальный,
региональный и локальный. Каждый из этих иерархических уровней
содержит по несколько подуровней структурно-функциональной
организации геосистем. Причем каждому из организационных
уровней и подуровней геосистем свойственны свои характерные
пространственно-временные масштабы выраженности
Для разных ландшафтных комплексов свойственны соответствующего
масштаба и качества, не полностью замкнутые круговороты
вещества и энергии со своим характерным временем.
Незамкнутость, или открытость, круговоротов позволяет определенным
веществам и энергии накапливаться на одних уровнях
и типах организации геосистем и переходить на другие уровни
и другие геосистемы.
природные комплексы глобального уровня организации географической
оболочки: океаны и материки, географические пояса —
занимают площади в сотни и десятки миллионов квадратных километров,
а их трансформирующее влияние вверх простирается
до верхних слоев тропосферы (6—12 км).
Площади отдельных ландшафтов, относящихся к геосистемам
|
|
|
регионального уровня организации, составляют от десятков до
сотен квадратных километров, а их трансформирующее и системообразующее
взаимодействие с атмосферой составляет по вертикали
сотни метров. Возраст региональных ландшафтных геосистем
колеблется от первых десятков тысяч до миллионов лет.
У геосистем локальных размерностей, приуроченных к мезо-
формам рельефа, типа балок, оврагов, заболоченных западин,
моренных холмов, характерные размеры площади колеблются от сотен до первых тысяч квадратных метров, а возраст — от нескольких
сотен до нескольких тысяч лет. Интенсивность биогеохимических
круговоротов в локальных геосистемах колеблется от
I года до 100 лет.
Факторы и главные закономерности ландшафтной
дифференциации земной поверхности
Если формирование и обособление
ландшафтных геосистем глобального и регионального
уровней обусловлено мощными планетарно-астрономическими
факторами, внешними по отношению к ландшафтной оболочке,
то причины дифференциации ландшафтов на геосистемы локальных
уровней связаны, прежде всего, с внутренними факторами:
генезисом, функционированием и развитием.
Широтная зональность. Различия в поступлении солнечной радиации
к земной поверхности, связанные с планетарными свойствами
Земли (шарообразностью и вращением), как известно,
являются основным фактором, определяющим широтную дифференциацию
географической оболочки на тепловые, климатические,
ландшафтные или физико-географические пояса и зоны.
Поступление солнечной радиации уменьшается от экватора к полюсам.
где S — количество солнечной радиации, поступающее к земной
поверхности на конкретной широте; S0 — количество солнечной
радиации, поступающее на поверхность, перпендикулярную солнечным
лучам; а — широта местности.
Другим важнейшим фактором глобальной дифференциации
|
|
|
ландшафтной оболочки на ландшафтные зоны является увлажненность
территории, которая может характеризоваться соотношением
количества выпадающих осадков и испаряемости. Этот
фактор определяется широтностью как термических условий, так
и циркуляционных особенностей атмосферы
Соответственно главнейшей закономерностью дифференциации
ландшафтной оболочки является физико-географическая
широтная (горизонтальная) поясность, или зональность в рас-пределении ландшафтов, т. е. закономерная
смена ландшафтных зон
от экватора к полюсам
В горах горизонтальная зональность проявляется в спектре высотных
поясов (зон) от подножий к вершинам. Чем выше географическая
широта местности (таежная, тундровая зоны), тем спектр
высотных поясов короче: два-три высотных пояса. К экватору (зоны
субтропических лесов, саванн, экваториальных лесов) спектр
высотных поясов значительно шире — шесть—восемь высотных
поясов или зон
Азональная геолого-геоморфологическая дифференциация ландшафтной
оболочки. Геолого-геоморфологическая дифференциро-
ванность ландшафтов проявляется прежде всего в наличии на Земле
материковых выступов и океанических впадин, а также в выделении
горных и равнинных территорий и связанных с ними ландшафтных
комплексов. Главным фактором дифференциации ландшафтной
оболочки такого рода является эндогенная, внешняя к
ней, энергия Земли. Однако полностью азональных ландшафтов
не бывает, есть только вариации проявления широтной зональности
в них. В геосистемах гор она проявляется через спектры высотных
ландшафтных поясов, характерных для той или иной широтной
зоны.
Высотная поясность. Это еще одна из главнейших закономерностей
дифференциации наземных ландшафтов, проявляющаяся
наиболее ярко в горах. Непосредственной причиной ее является
уменьшение теплового баланса и соответственно температуры с
высотой.
от океанических побережий в глубь материков, связанное с интенсивностью
адвекции воздушных масс с океанов на материки и
соответственно увлажняемостью секторов, расположенных на разном
расстоянии от побережий и на разных побережьях.
Разница в отражательной
способности и теплоемкости вещества поверхности материков и
|
|
|
океанов ведет к формированию над ними воздушных масс с разными
свойствами (по температуре, давлению, влагосодержанию).
В результате между ними возникают градиенты давления, а следовательно,
и континентально-океанический перенос воздушных
масс, накладывающийся на общезональную циркуляцию атмосферы,
Хорошими количественными индикаторами
изменения степени континентальное™ различных секторов
являются уменьшение количества атмосферных осадков и увеличение
амплитуд суточных и сезонных температур при продвижении в
глубь материка.
К важным факторам секторной дифференциации континентальных
ландшафтов относятся морские течения, способные благодаря
высокой теплоемкости воды перераспределять огромные
количества тепловой энергии (1 000 — 3 000 МДж/м2) между прибрежными
районами материков и океанов.
В Евразии — наиболее крупном
материке — выделяются до шести—семи секторов.
Сектора: приокеанические, слабо и умеренно континентальные,
континентальные, резко континентальные и др. На других
материках обычно выделяются три-четыре сектора. Слабее всего
секторность выражена в экваториальных и полярных широтах.
Коэффициент континентальное
™ рассчитывается по следующей формуле:
Кк = (Аг + АС + 0.25Д,) 100/0,36я + 14,
где Ат — годовая амплитуда температуры воздуха; Ас — суточная
амплитуда температуры воздуха; Д, — недостаток относительной
влажности воздуха в самый сухой месяц; а — широта местности.
при
секторной дифференциации ведущим фактором становится увлажнение
территорий. Физико-географическая секторность сказывается
и на высотной поясности ландшафтов горных районов.
При этом в разных секторах от океанических к континентальным
закономерно меняется набор структур и гипсометрические уровни
расположения высотных поясов. Так, в приокеанических секторах
хорошо развит ландшафтный пояс альпийских лугов, замещающийся
в континентальных секторах горными тундрами.
Обобщая секторные закономерности дифференциации географической
|
|
|
оболочки, можно констатировать, что в приокеанических
секторах, получающих значительное количество осадков, зональные
контрасты ландшафтной структуры несколько сглажены.
Высотно-генетическая ярусность ландшафтов. Ярусность равнинных
и горных ландшафтов связана с возрастом, этапами развития,
генезисом разных гипсометрических уровней (ступеней или
поверхностей выравнивания) рельефа. Выделение этих уровней
обусловлено неравномерностью тектонических движений.
Закономерность: азональная ярусная геолого-геоморфологическая
дифференциация ландшафтов по высотно-генетическим ступеням.
Ландшафтная ярусностъ — это выделение в ландшафтной
структуре регионов высотно-генетических ступеней, зафиксированных
в основных геоморфологических уровнях развития рельефа.
Ярусность равнинных ландшафтов
суши проявляется следующим образом: низменные, более молодые
по сравнению с возвышенными равнины сложены обычно
рыхлыми аккумулятивными отложениями; рельеф их характеризуется
незначительной расчлененностью и слабой дренированно-
стью, поэтому грунтовые воды находятся неглубоко от поверхности.
В результате ландшафты низменных равнин часто заболочены
или засолены. На возвышенных равнинах преобладают денудационные
процессы, поскольку они сильнее расчленены и лучше
дренированы. Относительно молодые рыхлые отложения их имеют
меньшую мощность по сравнению с одновозрастными отложениями
низменных равнин, а грунтовые воды залегают более
глубоко.
На равнинах обычно выделяются следующие ярусы (рис. 3.7):
• возвышенные — преимущественно элювиальные ландшафты;
• низменные — преимущественно неоэлювиальные ландшафты
с элементами былого гидроморфизма;
• низинные — преимущественно полугидроморфные и гидро-
морфные ландшафты, в определенной степени интразональные.
Ландшафты возвышенных равнин — это преимущественно
древние элювиальные ландшафты, развивавшиеся на протяжении
большей части плейстоцена и в голоцене в элювиальном режиме.
Это типично зональные ландшафты плакоров.
как правило,
они приурочены к равнинам, абсолютные отметки которых
колеблются около 200 м.
Ландшафты низменные — это преимущественно ландшафты
неоэлювиальные. В недалеком геологическом прошлом — в верхнем
плейстоцене — они формировались как ландшафты суперак-
вальные и субаквальные на затапливаемых или подтапливаемых
низинах, т.е. в условиях грунтового, натечного и пойменного увлажнения
при господстве луговых, болотных и лугово-болотных
условий. Однако к началу голоцена они вышли из состояния супер-
|
|
|
и субаквальных и перешли в элювиальный режим развития.
Поэтому их и называют неоэлювиальными. Примерами таких ландшафтов могут служить лесостепные ландшафты
Окско-Донской и Ишимской равнин, степные и сухо-
степные ландшафты Причерноморской и Прикаспийской низменностей.
Для них характерно наличие следов былого гидроморфизма,
т. е. повышенной увлажненности
Высотные уровни низменных равнин, на которых формируются
такие ландшафты, колеблются около 100 м абсолютной высоты.
Низинные ландшафты приурочены к равнинам самого нижнего
высотного уровня суши. Их абсолютные высоты обычно колеблются
в пределах 50 м.
Обычно же низинные ландшафты приурочены
к обширным поймам, дельтам, заливаемым приморским низинам.
Для таких территорий характерно господство гидроморфных
и полугидроморфных ландшафтов. Важным фактором их формирования
и современного облика является грунтовое, натечное или
пойменное увлажнение.
Подобного рода ландшафты относятся к ин-
тразональным, так как мощным ведущим фактором, ответственным
за их организацию, является избыток воды.
В горах кроме высотных поясов выделяются и высотные ландшафтные
ярусы.
Традиционное деление гор на низкие, средние и высокие
отражает этапы формирования и связанные с ними особенности
строения разновозрастных ступеней рельефа горных районовВ первом приближении каждая из этих ступеней определяется неравномерной
во времени и пространстве интенсивностью тектонических
и экзогенных процессов, соответственно разной экзогенной
переработанностыо и расчлененностью рельефа, его общими
очертаниями.
Ярусность гор характеризуется как бы инверсией или обратным
размещением высотно-возрастных ступеней рельефа по сравнению
с ярусностью ландшафтов равнин. В горах верхний ярус
занимают наиболее молодые ландшафты, а на равнинах, наоборот,
более древние. Если это единый одновозрастной горный массив
или хребет, то морфогенетическая ландшафтная ярусность их
обусловлена, прежде всего, высотно-климатическими изменениями
и преобладающими экзогенными процессами.
Так, в молодых
высоких горах альпийского типа резко обособляется самый верхний
пояс хребтов с зубчатыми гребнями и острыми пирамидальными вершинами, окаймленными горно-ледниковыми цирками.
Это царство ландшафтов гляциально-нивальных горных пустынь.
Ниже располагается ярус со сравнительно пологими склонами,
мягкими формами рельефа, моренными отложениями. Этот ярус
создан прошлой деятельностью фирна и льда. Здесь получают развитие
ландшафты субальпийских и альпийских лугов. Еще ниже, в
среднегорье, начинают преобладать крутосклонные долины, созданные
в гумидном климате преимущественно глубинной эрозией
горных рек и ручьев. Здесь, если это не полярные широты,
формируются различные варианты горно-лесных ландшафтов
Высотную ярусность можно считать более общей закономерностью
по сравнению с высотной поясностью, так как она проявляется
и в горных, и в равнинных ландшафтах. Понятие ярусно-
сти включает в себя не только климатообразующую роль рельефа,
связанную с вертикальным температурным градиентом или барьерной
ролью горных хребтов, но и комплексную историко-гене-
тическую роль в формировании и развитии ландшафтов разных
ярусов.
Таким образом, в горах обычно выделяются следующие ландшафтные
ярусы:
• предгорий и низкогорий;
• среднегорий;
• высокогорий.
Иногда еще выделяют ярус межгорных котловин, которые характеризуются
особым климатом, рельефом и, естественно, особыми
ландшафтами.
Каждый высотный ярус включает обычно один—три высотно-
поясных зоны с фрагментами переходных зон, где в зависимости
от экспозиции и крутизны склонов могут чередоваться природные
комплексы смежных поясов.
Рассмотренные закономерности широтно-зональной, секторной,
ярусной и высотно-поясной дифференциации ландшафтной
сферы относятся к геосистемам крупнорегиональных уровней организации.
Эффекты барьерности. Важным следствием ярусного строения
ландшафтной оболочки является возникновение эффекта барьерности,
выраженного через характерные спектры предгорных и
склоновых ландшафтов. Факторы, непосредственно определяющие
выделение барьерных ландшафтов, — это изменения атмосферной
циркуляции и увлажняемости на наветренных и подветренных
территориях перед горами и возвышенностями, а также склонах
разной экспозиции.
С наветренной стороны перед горами и
возвышенностями воздух начинает постепенно подниматься, обтекая
барьер и формируя пояса повышенного по сравнению с
широтно-зональной нормой выпадения осадков. С подветренной
стороны поднятий, наоборот, господствуют нисходящие токи
воздуха уже пониженной влажности. Поэтому количество атмосферных
осадков здесь уменьшается и формируются более сухие
ландшафты ≪барьерной тени≫
Экспозиционные гидротермические различия склонов. Ориентация
склонов относительно сторон горизонта и направлений преобладающих
ветров тоже является важным фактором дифференциации
ландшафтов, но уже на мелкорегиональном и локальных
уровнях организации геосистем. Суть явления состоит в том, что в
результате взаимодействия геоморфологического (азонального) и
2. Ветровая, или циркуляционная, асимметрия склоновых ландшафтов
(рис. 3.10, б) прежде всего связана с разным поступлением
влаги на наветренные и подветренные склоны гор и возвышенностей.
Вещественный (литологический) состав. На локальном и мелких
региональных уровнях организации природной среды важными
факторами дифференциации ландшафтных комплексов могут
быть вещественный (литологический) состав и структура поверхностных
отложений. Горные породы образуют жесткую основу
структурной организации и субстрат ландшафта, определяют его
важные физико-химические и трофические свойства. Ландшафтно-геохимические закономерности дифференциации
ПТК. Физико-химические факторы перераспределения химических
элементов в ландшафтах водными потоками также определяют
ландшафтно-геохимические закономерности дифференциации
ландшафтных комплексов.
Однако в разных зональных и провинциальных гидротермических
условиях (температурный режим, количество осадков, ко-эффициент увлажнения) миграционная активность у разных химических
элементов заметно меняется. Перераспределение химических
элементов в ландшафтах может идти как вертикально по профилю
(горизонтам) почв и поверхностных отложений, с фильтрующимися
водами, так и горизонтально — поверхностными и внут-
рипочвенными (латеральными) водотоками, соединяющими сопряженные
от водоразделов до днищ долин или других понижений
геосистемы в ландшафтно-геохимические катены (цепочки).
В них геохимически выделяются ПТК диссипативные (рассеивающие)
или в ландшафтно-геохимической терминологии элювиальные
(автономные, автоморфные), из которых вещество преимущественно
выносится, и ПТК аттрактивные или аккумулятивные,
в которые химические вещества и мелкозем стягиваются,
преимущественно привносятся и накапливаются.
Элювиальные (диссипативные) ландшафты формируются на
возвышенных водоразделах и привершинных частях всхолмлений,
а характеризуются относительно пониженным плодородием почв
и повышенной дренированностью. Они обладают высокой потенциальной
и кинетической энергией миграции химических элементов
и мелкозема.
Аккумулятивные (аттрактивные — притягивающие) ПТК соответственно
формируются в депрессиях рельефа и характеризуются
относительно высоким плодородием почв и повышенной, а
часто и избыточной увлажненностью. Последнее связано как с
дополнительным притоком в них поверхностных вод со склонов и
водоразделов, так и с более близким к поверхности уровнем грунтовых
вод. Поэтому здесь типичны различные вариации гидромор-
фных ландшафтов. Для наземных супераквальных ПТК этого типа
в нормальных условиях функционирования характерна пониженная
потенциальная и кинетическая энергия миграции химических
элементов и мелкозема. Кроме двух основных, противоположных
по свойствам типов ПТК, на склоновых элементах рельефа формируются
различные транзитные геосистемы. Латеральными или
боковыми связями они соединяют между собой элювиальные ландшафты
возвышенных водоразделов и аккумулятивные ландшафтные
комплексы депрессий. Для них характерна высокая кинетическая
и потенциальная энергия миграции различных веществ и
соответственно высокая динамичность, эрозионная опасность и
неоднородность по увлажнению и плодородию почв. Причем на
пологовыпуклых верхних частях склонов могут выделяться переходные
трансэлювиальные, а на нижних — пологовогнутых их
частях — трансаккумулятивные ПТК (рис. 3.11).
В зависимости от зональных гидротермических условий, характера
поверхностных отложений, рельефа, уровней и химических
свойств грунтовых вод и поверхностного увлажнения в ландшафтах
формируются различные ландшафтно-геохимические барьеры
(ЛГХБ). На них могут накапливаться мелкозем, органика, химические
элементы и их соединения, что придает своеобразие ландшафтам,
приуроченным к участкам ЛГХБ и прилегающим территориям.
А.И.Перельман и другие выделяют такие типы и классы
ЛГХБ: механический, физико-химический и биохимический —
и, учитывая все большую роль в миграции вещества в ландшафтах
антропогенного фактора, выделяют еще и техногенные барьеры
[72, 73].
Физико-химические барьеры, имеющие большое значение для
миграции растворимых веществ, в свою очередь, подразделяются
на десять основных классов. В зависимости от окислительно-восстановительных
условий водной миграции (наличия свободного
кислорода) выделяются:
А — кислородный барьер, формирующийся в ландшафте при
резкой смене восстановительной среды (бескислородной) миграции
на окислительную;
Б — сероводородный барьер, формирующийся часто там, где
кислород, необходимый для разложения органики, отбирается
путем восстановления оксидов серы;
С — глеевый барьер, возникающий при резкой смене окислительной
среды на восстановительную. Он типичен в краевых частях
избыточно увлажненных, заболоченных ландшафтов.
В зависимости от кислотно-щелочных условий миграционной
среды выделяются:
Д — щелочной барьер, связанный с резким повышением рН
среды;
Е — кислый барьер, формирующийся в районе резкого снижения
величины рН.
Кроме того, выделяются в разной степени засоленые ландшафтные
комплексы, формирующиеся на испарительном барьере (F).
Они типичны для участков с близким к поверхности залеганием
грунтовых вод в аридных районах. Сорбционный (G), термодинамический
(Н), сульфатный (J) и карбонатный (К) барьеры также
оказывают влияние на дифференциацию ландшафтных комплексов.
Они определяют степень контрастности разделяемых ПТК.
|
|
|
