Лекция №7 Природные факторы пространственной дифференциации ландшафтов

Основные факторы и закономерности пространственной дифференциации ландшафтов.

Дифференциация ландшафтной сферы на геосистемы различных порядков определяется неодинаковыми условиями ее развития в разных частях. Это обусловлено соотношением двух главнейших внешних по отношению к ландшафтной сфере энергетических факторов - лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. Оба фактора проявляются неравномерно как в пространстве, так и во времени. Их специфическое проявление в природе ландшафтной сферы и определяет важную географическую закономерность - зональность.

Радиационный и тепловой балансы существенно изменяются в зависимости от широты местности. Суммарная солнечная радиация над океаном ниже, а радиационный баланс выше, чем над сушей. Это связано с меньшей облачностью над сушей. На суше более высокие показатели поглощения солнечной энергии (альбедо). Она получает больше солнечного тепла, чем океан и больше отдает его в миро­вое пространство. Радиационный баланс поверхности океана больше, т.к. океан почти в 3 раза больше расходует тепла на испарение, нежели суша. Морские течения уносят и отдают это тепло внетропическим широтам. Летом и днем теплее суша, зимой и ночью – океан.

Широтная зональность.

Под широтной (географической, ландшафтной) зонально­стью подразумевается закономерное изменение физико-географиче­ских процессов, компонентов и комплексов (геосистем) от экватора к полюсам.

Поясное распределение солнечного тепла на земной поверх­ности определяет неравномерный нагрев (и плотность) атмосферного воздуха. Нижние слои атмосферы (тропосфера) в тропиках прогревается сильно от подсти­лающей поверхности, а в приполярных широтах слабо. Поэтому над полюсами (до высоты 4 км) располагаются области с повышенным давлением, а у экватора (до 8-10км) – теплое кольцо с пониженным давлением. За исключением приполярных и экваториальных широт, на всем остальном пространстве преобладает западный перенос воздуха.

Важнейшие следствия неравномерного широтного распределения тепла является зональность воздушных масс, циркуляция атмосферы и влагооборот. Под влиянием неравномерного нагрева, а также испарения с подстилающей поверхности формируются воздушные массы, различающиеся по своим температурным свойствам, влагосодержанию и плотности.

Выделяют четыре основных зональных типа воздушных масс:

1. Экваториальные (теплые и влажные);

2. Тропические (теплые и сухие);

3. Бореальные, или массы умеренных широт (прохладные и влажные);

4. Арктические, а в южном полушарии антарктические (холодные и относительно сухие).

Неодинаковый нагрев и вследст­вие этого различная плотность воздушных масс (разное атмосфер­ное давление) вызывают нарушение термодинамического равновесия в тропосфере и перемещение (циркуляцию) воздушных масс.

В результате откло­няющего действия вращения Земли в тропосфере образуется несколько циркуля­ционных зон. Основные из них соответствуют четырем зональным типам воздушных масс, поэтому в каждом полушарии их получается по четыре:

1. Экваториальная зона, общая для северного и юж­ного полушарий (низкое давление, штили, восходящие потоки возду­ха);

2. Тропическая (высокое давление, восточные ветры);

3. Умеренная (пониженное давление, западные ветры);

4. Полярная (пониженное давление, восточные ветры).

Кроме того, различают по три переходные зоны:

1. Субарктическую;

2. Субтропическую;

3. Субэкваториальную.

В переходных зонах типы циркуляции и воздушных масс сменяются по сезонам.

С зональностью циркуляции атмосферы тесно связана зональ­ность влагооборота и увлажнения. Это отчетливо проявляется в рас­пределении атмосферных осадков. Зональность распределения осадков имеет свою специфику, своеобразную ритмичность: три максимума (главный - на экваторе и два второстепенных в уме­ренных широтах) и четыре минимума (в полярных и тропических широтах).

Количество осадков само по себе не определяет условий увлажне­ния или влагообеспеченности природных процессов и ландшафта в целом. В степной зоне при 500 мм годовых осадков мы говорим о недостаточном увлажнении, а в тундре при 400 мм - об избы­точном. Чтобы судить об увлажнении, нужно знать не только количество влаги, ежегодно поступающей в геосистему, но и то количество, которое необходимо для ее оптимального функционирования. Наилучшим показателем потребности во влаге служит испаряемость, т. е. количество воды, которое может испариться с земной поверхности в данных климатических условиях при допущении, что запасы влаги не ограниченны. Испаряемость — величина теоретическая. Ее следует отличать от испарения, т. е. фактически испаряющейся влаги, величина которой ограничена количеством выпадающих осад­ков. На суше испарение всегда меньше испаряемости.

Отношение годового количества осад­ков к годовой величине испаряемости может служить показателем климатического увлажнения. Этот показатель впервые ввел Г. Н. Вы­соцкий. Еще в 1905 г. он использовал его для характеристики природ­ных зон европейской России. Впоследствии Н. Н. Ивановым были построены изолинии этого отношения, которое назвали коэффициентом увлажнения (К). Границы ландшафтных зон совпадают с определенными значениями К: в тайге и тундре он превышает 1, в лесостепи равен 1.0 - 0.6, в степи - 0.6 - 0.3, в полупустыне 0.3 - 0.12, в пустыне - менее 0.12.

Зональность выражается не только в среднем годовом количестве тепла и влаги, но и в их режиме, т. е. во внутригодовых изменениях. Общеизвестно, что экваториальная зона отличается наиболее ров­ным температурным режимом, для умеренных широт типичны четыре термических сезона и т. д. Разнообразны зональные типы режима осадков: в экваториальной зоне осадки выпадают более или менее равномерно, но с двумя максимумами, в субэкваториальных широтах резко выражен летний максимум, в средиземноморской зоне - зимний максимум, для умеренных широт характерно равномерное распределение с летним максимумом и т. д.

Климатическая зональность находит отражение во всех других географических явлениях - в процессах стока и гидрологическом режиме, в процессах заболачивания и формирования грунтовых вод, образования коры выветривания и почв, в миграции химических элементов, в органическом мире. Зональность отчетливо проявляется в поверхностной толще океана (Исаченко, 1991).

Широтная зональность выдержана не везде – только Россия, Канада и С. Африка.

Провинциальность - изменения ландшафта внутри географической зоны при движении от окраины матери­ка к его внутренней части. В основе провинциальности лежат долготно-климатические различия, как результат атмосферной циркуляции. Долготно-климатические различия, взаимо­действуя с геолого-геоморфологическими особенностями территории, находят отражение в почвах, растительности и других компонентах ландшафта. Дубовая лесостепь Русской равнины и березовая лесостепь Западно-Сибир­ской низменности представляют собой выражение про­винциальных изменений одного и того же лесостепного типа ландшафта. Таким же выражением провинциаль­ных различий лесостепного типа ландшафта служат рас­члененная оврагами Средне-Русская возвышенность и плоская, усеянная осиновыми кустами Окско-Донская равнина. В системе таксономических единиц провинциальность лучше всего раскрывается через физико-географические страны и физико-географические провинции (Мильков, 1960).

Секторность.

Сектор географический — долготный отрезок геогра­фического пояса, своеобразие природы которого опреде­ляется долготно-климатическими и геолого-орографическими внутрипоясными различиями (Мильков, 1960).

Ландшафтно-географические следствия континентально-океанической циркуляции воздушных масс чрезвычайно многообразны. Было замечено, что по мере удаления от океанических побережий в глубь материков происходит закономерная смена рас­тительных сообществ, животного населения, почвенных типов. В настоящее время принят термин секторность. Секторность - такая же всеобщая географическая закономерность, как и зональность. Между ними заметна некоторая аналогия. Однако если в широтно-зональной смене природных явлений важную роль играют как теплообеспеченность, так и увлажнение, то главным фактором секторности служит увлажнение. Запасы тепла изменяют­ся по долготе не столь существенно, хотя и эти изменения играют определенную роль в дифференциации физико-географических про­цессов.

Физико-географические секторы это крупные региональные единицы, простирающиеся в направлении близком к меридиональному и сменяющие один другого по долготе. Так, в Евразии насчитывается до семи секторов: влажный Приатлантический, Умеренно континентальный Восточноевропейский, резко континентальный Восточносибирско-Центральноазиатский, Муссонный Притихоокеанский и три других (преимущественно переходных). В каждом секторе зональность приобретает свою специфику. В приокеанических секторах зональные контрасты сглажены, для них характерен лесной спектр широтных зон от тайги до экваториальных лесов. Континентальный спектр зон отличается преобладающим развитием пустынь, полупустынь, степей. У тайги особые черты: многолетняя мерзлота, господство светлохвойных лиственничных лесов, отсутствие подзолистых почв и др. (Исаченко, 1989).

Высотная зональность.

С подъемом в горы уменьшается плотность воздуха, содержания в нем пыли, СО₂, водяных паров, а интенсивность солнечной радиации возрастает на 10% на 1км высоты. Усиливается длинноволновое (тепловое) из­лучение. Это вызывает падение температуры с высотой и ее резкие амплитуды при переходе из света в тень.

Структура вертикальной зональности (наборы или спектры зон) зависит от положения самой нижней зоны в том или ином географическом поясе и зоне, от высоты горной системы и древности флоры.

В переходных секторах в структуре вертикальной зональности обычно бывают представлены как гумидные, так и аридные типы ландшафтов.

Граница лесов – полярная на равнинах и верхняя в горах проходит примерно там, где сумма активных температур за период вегетации составляет 600-900^о. Различное ее положение в этих пределах связано с местными причинами: влажностью воздуха, продолжительностью светового дня и составом лесообразующих пород.

Количество осадков возрастает в горах до определенной высоты: в умеренных широтах и во влажных тропиках до 2000-3000 м, в сухих тропиках – до 4000 м. С высотой в 3-4 раза увеличивается поверхностный сток, улучшается дренаж. Увеличивается эрозия и в 5-10 раз возрастает твердый сток.

В горах флора и фауна в 2-5 раз богаче видами, чем на равнинах, число эндемиков достигает 30-50 %. Таким образом ставить знак равенства между вертикальной и равнинной зональностью нельзя.

В горных районах важнейшим фактором формирования ландшафтов является снижение величины теплового баланса поверхности суши по мере роста высоты места над уровнем моря. В результате формируются вертикальные географические зоны, похожие, но не аналогичные зонам на равнинах.

Азональность - распространение какого-либо природного явления вне связи с зональными особенностями данной территории. Следствия азональности — различия в климате, вод­ном режиме, почвах и органическом мире. (Снакин, 2001).

Азональные ландшафты — ландшафты, у которых в силу местных условий (особенности грунтов, увлажне­ния, топографического положения и т. д.) зональные воздействия проявляются слабо, (например, известняково-карстовые ландшафты, пойменные ландшафты, в ряде зон — ландшафты песков). Среди компонентов ландшаф­та азональность обычно обусловлена геологической структурой, тектоническим режимом, морфоструктурой рель­ефа и др. эндогенными факторами. Следует иметь в виду относительный характер азональных ландшафтов и их отдельных компонентов. Как ни своеобразны известняково-карстовые или пойменные ландшафты, но и их природа изменяется при движении с севера на юг. Вследствие этого некоторые исследователи высказывают сомнение в законности выделения азональных ландшафтов и азональных компонентов, считая зональными все ландшафты со всеми компонен­тами (Мильков, 1960).

Интразональность - распространение какого-либо географического явления или объектов на участках, образующих закономерные вкрапления в нескольких, реже в одной зоне, но нигде не преобладающих по площади (солончаки в пустыне и сте­пях), ландшафты речных пойм.

Географические пояса земного шара.

Характеристика экваториального, субэкваториального, тропического, субтропического, умеренного, субарктического, арктического, субантарктического, антарктического поясов.

Географический пояс – широтно-вытянутая территория, выделяемая по режиму тепла, господству воздушных масс, характеру циркуляции. Наиболее крупная таксономическая единица поверхности Земли. Каждый пояс отличается своим набором природных условий:

1. Особенностями формирования присущих каждому поясу основных воздушных масс;

2. Местом и ролью пояса в общей циркуляции атмосферы;

3. Структурой теплового баланса;

4. Структурой водного баланса и водным режимом;

5. Особенностями геоморфологических процессов;

6. Особенностями формирования почв и их типа;

7. Биогеографическими особенностями, в том числе типом растительности;

8. Особенностями структуры ландшафтов более низких рангов.

Географические пояса в целом имеют широтное направление, но вследствие, главным образом, неравномерного распределения суши и океана, размещение поясов во многих местах отклоняется от идеальной картины.