Биотические процессы в ландшафте.

Геохимические процессы в ландшафте.

Геохимия - наука, исследующая химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов, закономерности распределения их в различных сферах Земли (в том числе и в ландшафтах –геохимия ландшафта), поведение, сочетания и миграции элементов в Природных процессах. Основу взаимосвязи между отдельными частями ландшафта образует обмен веществом и энергией, или иными словами - круговорот химических элементов в ландшафтной сфере.

Геохимические исследования ландшафтов основываются на представлении об элементарном геохимическом ландшафте, под которым понимается однородным по всему комплексу свойств, процессов участок территории с определенным типом миграции химических элементов. Различают три основных, качественно различных, но взаимосвязанных типа геохимических ландшафтов:

Первый тип - элювиальный (геохимически независимый, автономный, субаэральный). Формируется на водоразделах под действие процессов, связанных только с атмосферными осадками и поступления веществ из атмосферы. Характеризуется образованием мощной коры выветривания.

Второй тип - пониженный (геохимически подчиненный, транспортно-элювиальный или транспортно-аккумулятивный, супераквальный). Представляет собой склоны повышенных элементов поверхности, днища долин рек, котловины.

Третий тип - аккумулятивный (геохимически зависимый, аккумулятивный или субаквальный) - дно океанов, морей и замкнутых бессточных озер.

Геохимические ландшафты формируются в соответствии с законами географической зональности (широтной) и высотной поясности.

Модели природных геохимических круговоротов

Природные круговороты вещества и химических элементов на Земле и своей основе имеют геологический субстрат - горные породы. Начальным звеном геохимического круговорота (цикла) состоящего из фаз разрушения горной породы, освобождения элемента, его транспортировки и вовлечения в цикл, является кристаллизация магматического тела (поднятые на поверхность глубинные, плотные массивнокристаллические породы выветриваются (разрушаются, трансформируются) под воздействием агентов атмосферы, биосферы и дезинтегрированные продукты разрушения подвергаются транспортировке и отложению. Вновь образовавшиеся рыхлые осадки в дальнейшем либо консолидируются (диагенез, метагенез, катагенез) либо вновь разрушаются. Причем в процессе разрушения (выветривания) осадочных горных пород химические элементы включаются в качестве питательных веществ для биоты в биологический круговорот. Геохимический цикл вторичных горных пород может идти и в другом направлении - метаморфизации.

Таким образом, геохимический круговорот веществ и химических элементов на Земле представляет собой открытую систему взаимосвязанных процессов. При этом эндогенные процессы обеспечиваются энергией «первичной» магмы земного ядра, а процессы, происходящие на дневной поверхности - солнечной энергией. Космическая пыль и метеориты вводят в геохимические процессы на Земле вещества из Вселенной.

Геохимический круговорот в известной мере является аналогом системы круговорота воды в ландшафте. Такая аналогия уместна и в отношении другой системы - «растительность - среда». Кажется, можно считать, что вся совокупность процессов обмена веществом между биотическими и абиотическими компонентами ландшафтной сферы Земли есть единая система биогеохимического круговорота вещества и элементов в ландшафте и в ландшафтной сфере планеты.

К главным биогеохимическим циклам, объединяющим отдельные части ландшафтной сферы в единое целое, относятся циклы элементов-биофилов, и, в первую очередь, циклы углерода и азота (+ схемы).

Биотические процессы в ландшафте.

Биотические процессы в ландшафте определены жизнедеятельностью растительности и животных - главными компонентами большей части ландшафтов. В земной коре живые организмы обусловливают, по мнению академика В.И. Вернадского, практически все процессы миграции веществ и химических элементов. Геологический эффект деятельности каждого живого организма бесконечно мал. Однако этих величин в природе имеется бесконечно большое количество и действуют они практически в течение бесконеч­но большого промежутка времени. Поэтому результат этой деятельно­сти грандиозен. Геоэкология рассматривает в отличие от биологии не каждый отдельный организм, а, всю их совокупность на земной поверх­ности: как в точке пространства, так и в пространстве образованной данными точками. Двойственность объекта комплексных исследований определяет и сложность его изучения.

Совокупность живых организмов земной коры Вернадский на­звал живым веществом. В биологии биотические элементы ландшафта классифицируются следующим образом.

Продуценты - в основном, зеленые автотрофные организмы, вы­рабатывающие первичное живое вещество.

Консументы (потребители) - организмы, вырабатывающие вто­ричное живое вещество. Консументы, питаясь веществом, созданным автотрофами-продуцентами, высвобождают химические элементы и воз­вращают их в биохимический круговорот. Консументы делятся на груп­пы: первого порядка - растительноядные животные; второго и третьего порядка - плотоядные.

Биоредуценты - организмы, которые питаются отмершими рас­тениями и животными; из них наибольшее значение имеют следующие: организмы, осуществляющие разложение органического вещества, и организмы-преобразователи уже разложенного, вторичного органиче­ского вещества. Как отметил А.И. Перельман, энергетический эффект животных в ландшафте чрезвычайно мал из-за их небольшой массы, но функциональное значение огромно.

В качестве основной единицы биоты, то есть совокупности всех названных групп живых организмов, в ландшафте можно считать эко­систему. Экологической системой называют совокупность растений и животных, взаимосвязанных, между собой круговоротом вещества и энергии и условиями существования. То есть экосистема включает в себя и абиотические факторы среды (горные породы, рельеф, воздух, природные воду), и биотические элементы. Представленная схема, конечно, в полной мере не отражает всех взаимосвязей факторов и условий-природной среды (в том числе и исторических, палеовзаимо-действий), на все же даетчэбщее представление об их обусловленности и взаимовлиянии.

Наземные экосистемы можно объединить в пять главных групп в так называемые биохоры: 1) лес (древесный и кустарниковый); 2) преходная полоса от леса к степи (в умеренном поясе лесостепь); степь; 4) тундра; 5) пустыня. Компонентом наземных биохор считаются также и мигрирующие животные.

Экосистемы представляют собой целостные саморегулируемые материальные системы. В них взаимодействуют факторы, которые при относительно неизменных внешних условиях обеспечивают сохране­ние совокупности взаимоотношений различных организмов примерно на одном уровне.

Каждый тип биоты в пределах общего пространства предъявляет к окружающей среде определенные требования. Комплекс факторов среды, соответствующий определенным жизненным требованиям ви­дов называется их биотопом. Абиотическая часть среды в данной эко­системе обозначается как экотоп.

Определение экосистемы слагается не только из видов растений и животных, входящих в ее состав, и их распределения и количества, но и из характеристики процессов, протекающих в экосистеме. К числу таких процессов относится: 1) круговорот энергии (направление, коли­чество, регулярность и продолжительность потока энергии); 2) круго­ворот веществ; 3) создание трофической структуры, то есть особенно­сти циклов питания; 4) формирование биогенной структуры - характер,' интенсивность, стадия и время развития сообщества.

Экосистема нарушается или сокращается под воздействием внешних факторов. Причем наибольшие изменения связаны с деятель­ностью человеческого общества - антропогенеза, проявляющегося в самых различных формах. На месте природной степи возникает «окуль­туренная» степь; на месте леса - пастбища или посевы.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: