 |
некоторых типов ландшафтов земного шара
|
|
|
|
(5 часов: 15 баллов)
Исходный материал для задания: учебные пособия и специальные монографии: 1) «Почвы Московской области», 2) «Почвенно-экологические исследования в ландшафтах» (Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А., 2000), 3) «Ландшафты» (Исаченко А.Г., 1992).
Рис. 8. Родники играют важную роль в ландшафтах. Вода родников отражает генезис почв и ландшафтов: в зоне тайги она содержит много коллоидов железа, алюминия и кремния. Может содержать токсиканты и микробы, которые сорбированы на коллоидах Fe, Si, AL.
Порядок выполнения задания
По заданию преподавателя в рабочей тетради дать геоэкологическую (и геохимическую) характеристику нативным или антропогенно-преобразованным ландшафтам следующих природных зон Земли: тундры, тайги, лесостепи, степи (саванны), субтропиков и тропиков (по выбору). Объяснить состояние, структуру и специфику функционирования ландшафтов.
Вспомогательный материал для выполнения темы 4: краткая характеристика структурных элементов ландшафта. К ним относятся фации, урочища (подурочища) и местности. На крупно- и среднемасштабных ландшафтных картах обязательно выделяются урочища. Подурочища и местности выделяются по мере необходимости. Рассмотрим эти положения.
Урочища представляют собой сложно организованный природно-территориальный комплекс (ПТК), состоящий из группы смежных фаций (или их сочетаний), характерных для разных форм мезорельефа (или их элементов – вершины, склоны, днища долин…). В нативных (ненарушенных) ландшафтах урочища выделяются по видовому составу растительности – фитоценозов, приуроченных к разным типам местообитаний в зависимости от характера и степени увлажненности (сырые, влажные, сухие); экспозиции – южные, северные; крутизны склонов – крутые и пологие; разные типы почвообразующих пород и мезорельефа. Одно урочище отличается от другого набором и сложностью фаций (и подурочищ). Фации могут быть фоновые, второстепенные, доминантные и субдоминантные среди фоновых. Как правило, в географическом ландшафте выделяют урочища положительных и отрицательных форм рельефа – урочища вершин, выровненных поверхностей водоразделов междуречий, склонов, террас, пойм, дельт… урочища склонов разных экспозиций, урочища на карбонатных и «кислых» породах. Поскольку в дифференциации урочищ ведущая роль принадлежит рельефу и породам, то именно этим факторам и отводится определяющее значение при названии урочищ. Например: урочища моренных холмов и увалов с подзолистыми почвами под ельниками-черничниками зеленомошными; урочища межувалистых низин с болотными, дерново-глеевыми и болотно-подзолистыми почвами под осоковыми лугами и ельниками долгомошными.
|
|
|
Довольно четко различаются смежные урочища, формирующиеся на песках и глинах, на карбонатных и иных породах, предопределяющих разный режим увлажнения и химический состав почв и природных вод.
По степени сложности различают сложные и простые урочища. В простых каждый элемент мезорельефа занят только одной фацией. Взаиморасположение урочищ в ландшафте может быть пятнистым, мозаичным, полосчатым, кулисным, древовидным… Группы урочищ выделяют на водоразделах, склонах и пойменно-террасовых формах рельефа.
Местность – довольно крупный ПТК в ландшафте, особенности которого обусловлены комплексом мезоформ рельефа. Обособление местностей может быть вызвано различными причинами: эрозией и денудацией более древних пород, близким залеганием к поверхности пород иного генезиса, разной интенсивностью флювиальных (водных) потоков. Названия местностей: местности сырых и сухих оврагов, вскрывающих известняки; местность гривистой (прирусловой) поймы реки с иллювиальными почвами; урочища и фации местности столовых останцовых гор или плато; местности высоких моренных холмов среди болотных урочищ; местности карстовых полей (Каргополье, Архангельская область). Местности могут (как и фации) неоднократно повторяться в ландшафте. Это обстоятельство позволяет ограничиться подробным изучением в полевой период каждого ПТК и, затем, экстраполировать результаты изысканий на их аналоги.
|
|
|
Рис. 9. Садово-огородные ландшафты – один из видов культурных фаций.
Фация – это функционально целостный, элементарный ПТК, сформировавшийся на одинаковой породе одного элемента микрорельефа, в одинаковых условиях инсоляции, с одним фитоценозом и одной разновидностью почв. Однородность фитоценоза определяется набором ярусов и видов растений. Нередко и в однородном фитоценозе встречаются участки с новыми видами: участок осинника в дубраве, березняк с еловым подростом в смешанном лесу. В пределах одного мезорельефа, как правило, залегают 2-3 и более фаций. Смена фаций обусловлена изменением абсолютных отметок местности, уровней и склоновых форм рельефа, экспозиции склонов, гранулометрического состава почв и пород, глубины залегания грунтовых вод, близости водоемов и водотоков, изменением свойств почв и т.д.
Выделяют элювиальные (автономные), элювиально-аккумулятивные, супераквальные и гидроморфные фации. Внутри фации можно выделить парцеллы.
Названия: фация сосняка-брусничника со среднеподзолистой гумусово-железистой почвой боровой террасы р. Мезени; фация ивняка осоково-таволгового с пойменной дерново-глеевой почвой притеррасной поймы р. Сев. Двины.
Студенты самостоятельно выбирают и дают оценку одной из ландшафтных зон Земли: тундре, тайге, лесостепи, степи, пустыне - климату, рельефу, почвам…
Далее будут рассмотрены почвенно-геохимические барьеры миграции, позволяющие углубить информацию о ландшафтах. В частности, охарактеризовать водные потоки различных мигрантов в ландшафтах.
Почвенно-геохимические барьеры миграции
(теоретическая часть)
В почвах, в результате действия различных факторов и, прежде всего биотического, формируется комплексный геохимический барьер, который определяет наличие остальных барьеров: сорбционных, глеевых, карбонатно-кальциевого и др. Последний диагностируется в профилях почв аридных регионов, являющимся двусторонним щелочным и сорбционным барьером. Часто в жарких аридных регионах при близком залегании грунтовых вод возникают испарительные барьеры. От присутствия и свойств этих барьеров зависит экологическая устойчивость почв к засолению и осолонцеванию.
|
|
|
Особое значение приобретают геохимические барьеры в условиях техногенеза. Мощные техногенные потоки могут разрушать ландшафтно-геохимические барьеры, особенно биогеохимические, изменять всю геохимическую обстановку и вызывать коренную перестройку ландшафтно-геохимической структуры данной системы (М.А. Глазовская, 1988).
Показано, что в результате увеличивающейся техногенной нагрузки многие барьеры трансформируются. Например, для всех сорбционных барьеров характерна ограниченная ёмкость, которая зависит от ёмкости поглощения почв, рыхлых отложений и мощности сорбирующего слоя. Свежеосажденные аморфные многоводные гидроксиды действуют как сорбционный барьер, задерживающий V, Co, Cr, Ni и другие металлы. Однако, по мере старения осадков, дегидратации и кристаллизации оксидов их сорбционные свойства уменьшаются и исчезают, дальнейшая сорбция (если не идёт осаждение новых коллоидальных осадков гидроксида железа) прекращается.
На трансформацию геохимических барьеров обращает внимание также И.М. Яшин с соавт. (2008) на примере почв Лесной опытной дачи (ЛОД). В условиях таежной зоны, особенно при масштабной антропогенной нагрузке в крупных мегаполисах, отмечается изменение некоторых свойств почв и гидрохимического состава поверхностных природных вод, влияющих на экологическую безопасность населения и биоты. Не исключено, что, претерпевая деградацию, почвенные сорбционные барьеры функционируют в настоящее время уже и как источники экотоксикантов, которые были ранее на них сорбированы.
|
|
|
Теория геохимических барьеров является основой для научного обоснования мероприятий по организации различных систем искусственных техногенных барьеров, максимально ограничивающих и полностью исключающих распространение техногенных ореолов. Поэтому изучение геохимических барьеров имеет научный и практический интерес.
Цель настоящей самостоятельной работы бакалавров является изучение геохимических барьеров миграции и их экологическая оценка.
Для выполнения этой цели поставлены следующие задачи:
1. Ознакомиться с типами барьеров миграции и методами их оценки,
2. Знать особенности функционирования и сопряжения барьеров миграции в различных ландшафтах.
Глава 1. Геохимические барьеры: понятие, функции,
геоэкологическая оценка
1.1. Понятие о геохимических барьерах. Этот термин был предложен А.И. Перельманом в 1961 году для характеристики пространства, на котором происходит резкая смена геохимических условий миграции химических элементов, приводящая к их концентрации. Степень концентрации элементов в геохимических барьерах может достигать величин, представляющих промышленный интерес. Такие ландшафты всегда исключительно своеобразны, они отличаются особыми почвами и растительностью.
А.И. Перельман подразделяет барьеры на три основных класса: физико-химические, биогеохимические и механические. Однако, к настоящему времени детальная классификация разработана только для физико-химического класса барьеров, а точнее, для случая осаждения химических элементов, мигрирующих в ионной форме в водах с различными окислительно-восстановительными и щелочно-кислотными условиями (В.А. Алексеенко, 2000). Среди них в зависимости от причины, приводящей к осаждению из вод элементов, выделяют классы кислородных (A), сероводородных (B), глеевых (C), щелочных (D), кислых (E), испарительных (F), сорбционных (G) и термодинамических (H) барьеров. Концентрация элементов на каждом из этих барьеров зависит не только от его класса, но и от состава вод, поступающих к барьеру. Каждый вид барьера обозначается индексом, включающим символ барьера и класс вод.
Матричный принцип систематики позволяет выделять новые и прогнозировать не установленные виды концентрации химических элементов (Н.С. Касимов, А.И. Перельман, 1992).
При изучении геохимических барьеров главное внимание обращается не на участки устойчивого существования геохимических обстановок, а на места их смены, которые становятся самостоятельными объектами исследования (Н.С. Касимов, А.И. Перельман, 1992). Барьеры миграции позволяют полнее охарактеризовать функции почв и почвенного покрова в ландшафтах.
|
|
|
1.2. Геоэкологическое значение и функции геохимических барьеров
Рис. 10. Почвенно-геохимические барьеры миграции обеспечивают экологическую безопасность природных вод Камчатки, Сахалина, Чукотки, где в реках наблюдается масштабный нерест горбуши и жировка популяции
медведей.
Геохимические барьеры имеют огромное значение для биосферы. Различными авторами приводится множество примеров их влияния на окружающую природную среду. Например, огромный хозяйственный ущерб наносится в результате образования испарительных барьеров на сельскохозяйственных угодьях (так называемые «чистые» пары»), особенно связанные с содовым засолением, которое переходит в ранг мировых проблем; обмеление Аральского моря и засоление близлежащих ландшафтов (В.А. Алексеенко, 2000).
Показано, что химическое загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) увеличивается при наличии в профилях сорбционных барьеров миграции. Загрязнение уменьшается при развитии сезонного анаэробиозиса почв, их периодическом подкислении, формировании доступных для биоты органно-минеральных соединений и активной нисходящей миграции ВОВ.
Глеевые барьеры дополняют сорбционные, подготавливая и переводя, например, переходные металлы в активное химическое состояние: образуются закисные формы Fe, Mn, Cr и их коллоиды, которые являются весьма эффективными сорбентами. В почвах ЛОД наблюдаются процессы миграционного самоочищения, которые и обусловливают экологическую устойчивость почв. Отмечена фитосанитарная функция древесных насаждений, задерживающих аэральные продукты антропогенеза (И.М. Яшин и др., 2008).
Рис. 11. Леса поддерживают питание горных и равнинных рек.
1.3. Геохимические барьеры в почвах
Представления о важном значении геохимических барьеров для формирования аккумуляций химических элементов в почвах и почвообразующих породах были рассмотрены М.А. Глазовской. Она сформулировала концепцию ландшафтно-геохимических процессов. Почва – это один из самых информативных блоков ландшафтно-геохимической системы, её центральное ядро, в котором встречаются и взаимодействуют потоки вещества и энергии, связывающие все компоненты ландшафта в единое целое (М.А. Глазовская, 1988). Среди природных геохимических барьеров одно из первых мест занимают по распространённости комплексные аналоги. Даже в одной и той же части почвенного профиля возможно наложение двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов с образованием комплексных геохимических барьеров (Н.С. Касимов, А.И. Перельман, 1992). В зависимости от способа массопереноса различают фильтрационные и диффузионные барьеры. Первые характерны для элювиальных (подзолистых) почв, вторые формируются в застойных водах, при развитии глеевого процесса.
Почвы являются природными фильтрами для многих минеральных и органических загрязняющих веществ. Это замечательное свойство и создаёт главную опасность их загрязнения. Первый техногенный «удар» (наряду с
растительным покровом) принимают на себя верхние, самые ценные, обогащенные органическим веществом и корнеобитаемые горизонты почв.
Рис. 12. В аридных зонах Земли воды рек – источник жизни биоты.
Часть элементов, поступающих на поверхность почв с техногенными потоками, задерживается в верхнем горизонте. Состав и количество удерживаемых элементов зависят от содержания и состава гумуса, кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интенсивности биологического поглощения. Другая часть проникает внутрь почвенной толщи при нисходящем токе почвенной влаги, а также механическим путём за счет перемешивающей деятельности почвенной фауны. В пределах почвенного профиля техногенный поток веществ встречает еще ряд барьеров – различные иллювиальные горизонты: иллювиально-железисто-гумусовые, иллювиальные кольматированные, карбонатные, гипсовые, солонцовые, а также глеевые горизонты. О барьерных функциях иллювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв свидетельствует накопление в них ряда микроэлементов даже в условиях нормального геохимического фона, вне воздействия техногенных потоков.
Неотъемлемым геохимическим барьером в почвах является биогеохимический барьер. Его особенностьюявляется не только радикальное изменение состояний и форм миграции химических элементов, но и аккумуляция ими солнечной энергии в химических связях ВОВ и гумусе (Яшин и др., 2008).
Глеевые барьеры формируются в горизонтах почв и породах, в которых наблюдается резкая смена окислительной обстановки анаэробной (глеевой). Реализуется при наличии доступных форм органических веществ, анаэробных микроорганизмов и дефицита молекулярного кислорода. Показано, что в формировании глеевого барьера ведущая роль принадлежит гетеротрофным микроорганизмам: спороносным и неспороносным бактериям (Bac. cereus, Bac. Thuringiensis), грибам (Fusarium, Aspergillus, Penicillium), актиномицетам. Большая роль в восстановлении железа принадлежит микроорганизмам-кислотообразователям, многие микроорганизмы выделяют специфические хелатообразующие соединения, извлекающие трёхвалентное железо из кристаллических решеток гидроксидов и одновременно переводящие его в двухвалентные формы.
Рис. 13. Горные ландшафты Земли – зоны создания ледников и рек.
На глеевом барьере осаждаются анионы AsO43-, Fe(OH)3-, PO43-, a также селен. Здесь отмечается масштабная мобилизация и миграция ионов железа и марганца при активном участии ферментов микрофлоры и компонентов ВОВ. Основной механизм миграции на глеевом барьере – диффузия. При этом активно формируются коллоидные системы Si, Fe, Al, Mn..., которые сами являются активными сорбентами.
Глеегенез сопровождается процессами денитрификации, которая может идти химическим путём за счет окисления нитратами органического вещества или Fe2+ и Mn2+. Особенно эти процессы заметны в оглеенных пахотных почвах таежной зоны Земли, из которых за счет денитрификации теряется значительная часть вносимых азотных удобрений.
Сорбционные барьеры проявляются в почвах, почвообразующих породах и рыхлых корах выветривания, богатых коллоидами, вторичными минералами и гумусом. Эти вещества отличает очень развитая поверхность раздела фаз, которая и обусловливает их полифункциональность как сорбентов. Гумусовые соединения, глинистые минералы, гидроксиды кремния и марганца, имеющие отрицательный знак заряда, сорбируют из растворов положительно заряженные ионы, а также анионы по типу осадочной сорбции. Данный барьер может быть одно, и двусторонним.
Почвенный покров можно рассматривать как площадной сорбционный геохимический барьер, хранящий информацию о биосфере Земли.
Испарительные барьеры. На испарительных геохимических барьерах увеличение концентрации химических элементов происходит в результате процессов испарения. Наиболее распространены они в регионах с засушливым климатом, но встречаются и в чернозёмных степях и даже лесостепях. В сухие периоды их временное появление возможно даже в тайге и тундре. Однако в этом случае в дождливый период идёт промывание почв и аномальные концентрации химических элементов на испарительных барьерах могут исчезнуть. Типичным примером образования испарительного геохимического барьера может быть засоление почв в результате поднятия грунтовых вод выше уровня их капиллярного подъёма на поверхность. При поднявшемся уровне грунтовых вод часть их вместе с растворёнными в них солями по капиллярам достигает поверхности почв. С поверхности идёт атмосферное испарение вод, а растворённые соли накапливаются в почвах. Так происходит формирование испарительного геохимического барьера.
Глубина, с которой возможно капиллярное поднятие вод к поверхности, а, следовательно, и засоление почв, получила название критического уровня залегания грунтовых вод (Б.Б. Полынов). В.А. Ковда (1949) на основании обработки большого статистического материала установил приблизительную математическую зависимость критической глубины уровня залегания грунтовых вод от среднегодовой температуры. От неё зависят продолжительность и интенсивность формирования испарительного барьера.
Установленная зависимость имеет вид:
У = 170 + 8t ± 15 (1)
где У – критический уровень залегания грунтовых вод, см; t – число, соответствующее среднегодовой температуре, ºС.
Техногенные испарительные барьеры образуются в результате чрезмерного орошения почв, вызывающего подъём уровня грунтовых вод выше критического. Техногенный подъём уровня вод может быть связан с созданием водохранилищ, особенно в равнинных регионах, а также со сбросами сточных вод. Еще одной природной разновидностью рассматриваемых барьеров является засоление почв под влиянием солевого состава осадочных пород.
Щелочной барьер реализуется на участках, где кислая среда сменяется щелочной, слабощелочная – резкощелочной или сильнокислая – слабокислой, то есть при резком скачкообразном увеличении рН. В этих условиях из водных растворов на щелочных барьерах осаждаются многие минералы, относящиеся к карбонатам, гидроксидам, фосфатам, арсенатам, ванадатам, а также в карбонатном горизонте концентрируются Mo, Mn, Co, Pb, Sr. Формирование в почвах щелочного барьера связано с образованием кальцита и его модификации – арагонита. Это широко распространённый в ландшафтах процесс.
Кальций, поступающий в почвы, вовлекается в большей или меньшей степени в биологический круговорот. При разложении растительных остатков гетеротрофными организмами и при взаимодействии с образующейся углекислотой кальцит во влажном климате растворяется и поступает в виде бикарбоната кальция в воды поверхностного и внутрипочвенного стока, выщелачивается за пределы почвенного профиля. В менее влажном климате при не промывном режиме почв кальцит, растворяющийся в верхних, насыщенных углекислотой горизонтах, на некоторой глубине, при уменьшении содержания СО2 в почвенном воздухе и внутрипочвенном испарении влаги вновь выпадает в осадок и участвует в формировании иллювиального карбонатного горизонта. В зависимости от условий водного режима карбонатный горизонт формируется на различной глубине. Изменяется также форма новообразованного кальцита.
1.4. Параметры оценки почвенно-геохимических барьеров
К числу важнейших количественных параметров относится градиент барьера миграции. Он определяется по формуле А.И. Перельмана (1989):
G = dm/dl или G = (m1 – m2)/L (2)
где m1 – числовое выражение величины одного из показателей, определяющих изменение геохимической обстановки на барьере, установленное в миграционном потоке перед барьером. Им могут быть величины рН, t, P, Eh, количество химического элемента, растворённого в воде кислорода и т.д.; m2 - числовое выражение величины этого же показателя в миграционном потоке сразу же после барьера; L - мощность, ширина барьера. Контрастность барьера S (по А.И. Перельману), определяется по формуле:
S = m1/m2 (3)
О контрастности барьера можно судить и по контрастности образовавшихся геохимических аномалий в фациях и почвах ландшафтов:
К = Са/Сф (4)
где Са – среднее (абсолютное) содержание (%) изучаемого химического элемента в аномалии; Сф – фоновое содержание в ландшафте, %.
Для расчета концентрации элементов на барьере миграции (h) была предложена следующая формула:
h = k(C1 – C2)/(a1 – a2) (5)
где k – коэффициент, зависящий от «инертной» массы (почв, осадков и т.д.), на котором происходит накопление рассматриваемого вещества; С1, С2 – содержание рассматриваемого вещества в миграционном потоке (мг/м2) соответственно до и после барьера; а1, а2 – общее содержание всех веществ, мигрирующих в потоке (сухой остаток - мг/л) соответственно до и после барьера миграции.
В выражение (4) следует ввести параметр «L» – мощность, м. Иначе не ясно, в каком объеме (или массе слоя почвы) происходит аккумуляция мигранта(тов). Вместо коэффициента k более правильно использовать экспериментально диагностируемый параметр kмоб – коэффициент мобилизации (Яшин И.М, 1993). Он определяется с помощью модифицированного варианта метода сорбционных лизиметров (МСЛ).
1 .5. Геоэкологическая оценка геохимических барьеров
Геоэкологическая оценка геохимических барьеров включает расчет следующих параметров: масштаб миграции и градиента геохимического барьера, оценку средней линейной скорости миграции, обоснование «абиогенного поля» миграции элемента, диагностику коэффициентов мобилизации kмоб и kмиг миграции в геохимическом ландшафте (Л.Л. Шишов и др., 1998). Ведущая роль в биогенных (N, P, K, Ca) и биофильных (С, О, Н) элементов принадлежит биогеохимическому круговороту веществ в пределах конкретной экосистемы и геохимического ландшафта. Абиогенная миграция элементов в гумидных регионах Земли является непременным звеном в биогеохимических циклах, а её интенсивность и масштаб зависят от химических свойств элементов, гранулометрического и гумусового состава почв, формы миграции веществ, положения экосистемы в ландшафте и характера ландшафта (хвойный лес, луг в пойме, вырубка, гарь…). В ландшафтах тайги важнейшей движущей силой трансформационных превращений различных веществ выступают потоки водорастворимых органических веществ (ВОВ) с кислотными и комплексообразующими свойствами. Многие компоненты ВОВ выполняют аллелопатические функции, ингибируя развитие конкурентов в фации.
В почвенно-геохимической миграции веществ важную роль играет круговорот воды. Причем вода выступает связующим носителем не только между звеньями биогеохимического круговорота веществ, но и в геохимических циклах миграции. В циклах трансформации веществ важную роль играет зимний период и диффузия. Диффузионные процессы, в отличие от сорбции на барьерах миграции, приводит к рассеиванию ионов и молекул по всему объему почвенного горизонта и профиля. Поэтому важно знать процессы почвообразования и сгущения элементов, например в конкреции, пленки, примазки, в почвах подзолистого типа.
Рис. 14. Иллювиальные горизонты подзолов, развитых на двучленах, являются мощными сорбционными барьерами миграции в зоне тайги
(фото Яшина И.И., 2008). Лесная опытная дача РГАУ-МСХА.
Без аналитической диагностики, в частности, тяжелых металлов в указанных новообразованиях очень трудно сделать корректные выводы о перераспределении мигрантов в почвах. После диагностики ЭГЛ приступают к составлению легенды и пояснительной записки к геоэкологической карте.
РАЗРАБОТКА ЛЕГЕНДЫ К ЛАНДШАФТНОЙ КАРТЕ
И ПОДГОТОВКА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПАСКИ
Легенда к геоэкологической карте – это модель классификации региональных таксонов ландшафтов (проще говоря, ПТК – природно-территориальных комплексов). Специалисты после подготовки чистового варианта геоэкологической карты в камеральный период приступают к написанию отчета (или пояснительной записки) и разрабатывают легенду к карте. Данная работа довольно кропотливая и требует творческого подхода. Она включает в себя и элемент поиска - исследований. Легенда должна дать представление о структуре ПТК – вертикальной (ярусности) и горизонтальной (пространственной). Легенда должна быть лаконичной. Этого добиваются путем совмещения табличного и текстового вариантов легенды. Причем для каждого контура на карте необходимо дать такие характеристики: генезис и форма рельефа (микрорельефа), генезис и литология отложений, растительность, почвы и модуль техногенной нагрузки (количество загрязнителя (г, кг), выпадающего, в частности, из атмосферы на единицу площади, за единицу времени).
Работая над текстом легенды, подготавливают для контуров урочищ, фаций (в зависимости от масштаба съемки) и цветовую шкалу. Значки и штриховка имеют подчиненное значение. Значками, например, обозначают ПТК малых размеров (фации), не укладывающиеся в масштаб карты.
Нередко после подготовки бумажного (чистового) варианта геоэкологической карты выяснялось, что она перегружена и трудно читается. Это и понятно: ПТК – сложные природные комплексы и нужно научиться их четко характеризовать.
С появлением компьютерных технологий и ГИС указанные трудности были сняты. Сейчас создаются цифровые геоэкологические карты. Издается научный журнал «Геоэкология». Важное место при картировании отводится интерпретации полученных результатов ввиде легенды и пояснительной записки (отчета) к карте. В известной мере, подобная работа отличается умением анализировать и обобщать сведения о компонентах ландшафтов. Это творческая работа, связанная с умением четко и правильно излагать фактический материал. Ниже приводится примерная схема подготовки такого отчета.
Текст отчета (или пояснительной записки) к геоэкологической карте
Содержит пояснение к составленной карте (место проведения съемки, сложность и этапы полевых работ, характеристика урочищ: их структура, состояние и деградация), методы исследований и рекомендации рационального природопользования. Составление ландшафтной карты может дополнятся специальными почвенно-геохимическими, эко-токсикологическими и геофизическими исследованиями.
Напомним компоновку основных разделов отчета. Предисловие (формальные сведения о полевых экспедиционных изысканиях: где, когда и с какой целью проводились исследования, состав экспедиции, ее финансирование).
Введение. Рассматриваются кратко географические особенности изучаемой территории (координаты, приуроченность к побережью морей или эстуарию крупной северной реки, близость промышленного объекта…), координация работ, используемая картографическая основа, сроки экспедиции, назначение образцов на химический анализ.
Часть 1. Географическая характеристика территории. Здесь может быть представлена информация о геологии региона, климате, рельефе, растительности, почвах и водных источниках. При описании указанных компонентов ландшафтов должна прослеживаться их генетическая взаимосвязь. Обращается внимание на историю развития региона. В зависимости от наличия фактических материалов эти характеристики могут быть развернутыми или краткими.
Часть 2. Методы исследований. Если использовались новые и оригинальные методы, то их подробно освещают в отчете. В противном случае дается ссылка на использованные методики анализов.
Часть 3. Глава 1. Характеристика ПТК. В зависимости от наличия фактических данных этот раздел может быть кратким или подробным.
Глава 2,3,4 Излагается оценка ПТК: состояние, деградация, сведения об антропогенной изменчивости и загрязнении.
Заключение (или выводы). Делается анализ полученных результатов изысканий.
Далее следуют разделы «Литература» и «Приложения».
Литература
( по геохимии ландшафтов)
1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. 627 с.
2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1988. 328 с.
3. Касимов Н.С., Перельман А.И. О геохимии почв // Почвоведение. 1992. №2. С. 9-26.
4. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Гос. изд. геогр. литературы. 1961.
5. Яшин И.М., Раскатов В.А., Шишов Л.Л. Водная миграция химических элементов в почвенном покрове. М.: Изд-во МСХА. 2003. 316 с.
6. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. М.: МСХА. 560 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Учебные профили и карты-схемы
к заданиям
Рис. 15. Фрагмент топографической карты М 1:25 000.
Рис. 16. Режим речной системы. Природный и искусственный режимы реки на всем ее протяжении (блок-диаграмма).
1 – водный поток, регулируемый в эстуариях путем дренирования и сооружения плотины (контроль над паводками, регулирование судоходства); 2 – город, испытывающий постоянную потребность в воде, что ставит проблему очистки сточных и отработанных промышленных вод (при решении вопроса об удовлетворении городских нужд необходимо предусмотреть опасность истощения водоносного горизонта и поступления туда соленых вод); 3 – грунтовые воды в низинах, где необходимо предохранять от загрязнения аллювиальные отложения; 4 – интенсивное развитие сельского хозяйства в равнинной местности, где приходится использовать ирригацию и вносить удобрения в почву (следует учитывать возможность поступления некоторого количества удобрений в речную сеть); 5 – дорожное строительство, связанное с работой рудников (надо считаться с опасностью оползней); 6 – металлы, выщелачиваемые из рудных штабелей и отвалов, могут проникать в речную сеть (эта опасность существует при эксплуатации практически любого рудника); 7 – водохранилища и гидроэлектростанции (их сооружение вносит изменения в режим грунтовых вод, а нагрузка, создаваемая плотиной, может повлиять на устойчивость грунта); 8 – террасное земледелие на крутых склонах (может привести к эрозии почвы); 9 – лесонасаждения, благодаря которым сток на водосборной площади может уменьшаться; 10 – мелкие скважины (в результате их эксплуатации аллювий может быть обеднен грунтовыми водами); 11 – индустриальный комплекс, использующий чистые природные воды и возвращающий загрязненные, требующие тщательной очистки.
Рис. 17. Схема гипсометрического профиля.
| - потоки мигрантов |
| - уровень грунтовых вод (УГВ) |
| - подпитка УГВ |
Рис. 18. Схема геоморфологического профиля.
| - почвенный покров |
| - почвообразующие породы |
| - подстилающие породы |
Рис. 19. Схема ландшафтного профиля.
| - хвойная растительность |
| - многолетние злаки |
| - лиственные породы |
|
| - почвенный покров |
| - почвообразующие породы |
|
| - подстилающие породы |
|
| - потоки мигрантов |
|
| - уровень грунтовых вод (УГВ) |
|
| - подпитка УГВ |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с программой курса «Геоэкология» было подготовлено пособие, в котором изложены ключевые темы практических занятий, позволяющие заложить у студентов основы знаний о ландшафтах (природно-территориальных комплексах), их картировании на региональном уровне и загрязнении с учетом геохимических аспектов. Безусловно, задачи геоэкологии, как науки, значительно шире, но на данном этапе целесообразен выбранный нами подход. В последующем полученные знания помогут обучающимся глубже осмыслить экологические аспекты трансформации, загрязнения и рекультивации (восстановления) различных ландшафтов Земного шара. Совокупность методических приемов изучения ландшафтов показана с помощью системного анализа и комплексного подхода.
Выполнение практических заданий позволит студентам закрепить теоретический материал и подготовиться к летней учебной практике.
Таким образом, на практические работы и семинары будет затрачено 26 часов. Планируется провести 2 контрольные работы и коллоквиум. Максимум баллов за выполнение практических работ – 60. Экзамен – 30 баллов, 5 баллов – за написание реферата и 5 б
|
|
|
