8. Природные воды и сток в ландшафтах.

Природные воды как компонент ландшафта представлены крайне многообразными формами и находятся в непрерывном круговороте, переходя из одного состояния в другое. В.И. Вернандский разработал их классификацию с учетом физ. Состояния (газообразная, жидкая, твердая вода), концентрации солей (пресные, соленые, рассольные), хар-ра водовместилищ ( воды озерные, болотные, речные).

Разнообразие природных вод тесно связано с ландшафтом. В каждом ландшафте наблюдается закономерный набор водных скоплений (текучих вод, озер, болот, грунтовых вод) и все их свойства (режим, интенсивность круговорота, минерализация и др.) зависят от соотношения зональных и азональных условий, от внутреннего строения самого ландшафта, от состава его компонентов.

Иногда в пределах географической оболочки выделяют гляциосферу, криосферу.

Водными потоками под влиянием гравитационных сил переносится определенная часть твердого вещества от одной геосистемы к другой, идет миграция хим. Элементов как по вертикали, так и по горизонтали.

Важнейшей характеристикой природных вод в функционировании геосистем является их сток. Поверхностный сток – мощный фактор перераспределения вещества между геосистемами. Он благоприятствует интеграции геосистем, поддерживает их открытый характер. Водная миграция химических элементов приводит к удалению некоторых из них или, напротив, к накоплению в почвах.

Сток осуществляет линейную эрозию и плоскостной смыв. Транспортируя смытые частицы, сток перераспределяет и дифференцирует материал не только по механическому, но и по химическому составу. Водный сток – основной фактор формирования различных типов поверхностных отложений – аллювия, пролювия, делювия. С помощью воды происходит физическое и химическое выветривание горных пород в ландшафте, формируется кора выветривания.

Сток природных вод служит звеном еще более сложного процесса – влагооборота. Влагооборот является замкнутым процессом водообмена между водным пространством (гидросферой), воздухом (атмосферой) и земной корой (литосферой).

Природные воды признаны компонентом критическим, играющим одновременно как дифференцирующую, так и интегрирующую роль в ландшафтной оболочке, придают геосистемам открытый характер.

Литогенная основа + воздушные массы природных вод = геома (подсистема ландшафта).

9. Значение биоты для формирования и функционирования ландшафта.

Влияние биоты на природные геосистемы стало существенным около 570 млн. лет назад, когда начался фанерозой (эра явной жизни). Стал активно идти биохимический процесс фотосинтеза. С этого времени природные геосистемы существенно изменились под воздействием биоты: содержание кислорода в воздухе увеличилось в 1000 раз, сформировалась почва, кора выветривания и т.д.

93% всех видов растений и животных обитает на суше. Биомасса – количество живого вещества, обитающего в данном месте. Биомасса обычно измеряется в т/га. Биомасса земного шара составляет 2 трлн. Т сухого живого вещества, из них 98% - биомасса наземных растений. Биопродуктивность – количество живого вещества, которое производят живые организмы (главным образом, зеленые растения) за год на единицу площади. Биопродуктивность земного шара составляет 170 млрд. т сухой массы в год. Из них 25-27% - водоросли, 35-37% - леса суши, 25-30% травянистые, кустарниковые сообщества степей, саванн и пустынь.

По трофическим (пищевым) цепям биота делится на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты – зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют неорганическое вещество в органическое. Консументы – живые организмы, не производящие органическое вещество, но потребляющие в пищу продуцентов. Различают консументов 1, 2, 3-го порядков. Редуценты – главным образом микроорганизмы, разлагающие отмершее органическое вещество на минеральные составляющие.

Закон пирамиды энергии, или закон трофической пирамиды (правило 10%): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии. В этом законе в биоте реализуется 2-ой закон термодинамики. Остальные 90% диссипируются (рассеиваются) в окружающую среду. Так или иначе минеральные вещества снова оказываются в почве и используются растениями для питания. Таким образом, осуществляется малый биологический круговорот. Этот круговорот частично разомкнут, так как часть веществ выбывает из круговорота на долгое время, например, органические вещества, образующие гумус. В настоящее время в год расходуется столько энергии, сколько было накоплено биотой за 370 млн. лет. При таких темпах использования полезных ископаемых биогенной энергии хватит на 4,5 тыс.лет.

Факторы жизни растений: свет; тепло; вода; воздух; элементы минерального питания.

Согласно закону незаменимости, для жизни растений необходимо наличие всех этих пяти факторов. По закону минимума (закону Либиха) биопродуктивность растений в наибольшей степени зависит от того фактора, который находится в минимуме.

Типы и степени увлажнения. Водные режимы природной геосистемы. Трофотопы. Эдафотоп. 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): ke1; повышенное увлажнение (влажный гидротоп): ke1,5; 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. Десуктивно-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.

Местообитание, характеризуемое по плодородию почвы, называется трофотопом. На территории бывшего СССР различают следующие основные типы трофотопов лесных ландшафтов:

1. Олиготрофные(бедные питательными элементами, главным образом Са): песчаные почвы и грунты, на которых развиваются только неприхотливые сосновые леса (боры-беломошники).

2. Мезотрофные(несколько большее плодородие) – ельники на дерново-подзолистых почвах на покровных суглинках и морене.

3. Эвтрофные(богатые питательными элементами) – хвойно-широколиственные и широколиственные леса на серых лесных почвах, подстилаемых лессовидными суглинками.

4. Мегатрофные(очень богатые питательными элементами) – дубравы на дерново-карбонатных почвах, пойменные дубравы на аллювиальных дерново-карбонатных почвах.

Местообитание, характеризуемое по физико-химическим свойствам почв и грунтов, называется эдафотопом. Существуют песчаные, каменистые, глинистые эдафотопы. С эдафотопами связано большое многообразие условий местообитания. Плакоры сложены суглинками – для них характерен спелитогенный эдафотоп, обеспечивающий классическое представление данной природной зоны. Для супесчаных почв характерен псаммогенный эдафотоп, для каменистых почв – петрогенный эдафотоп, для засоленных – галогенный эдафотоп. Природная зона характеризуется мозаичностью местообитаний. Но только один эдафотоп является зональным, остальные – эдафические варианты.