Общие принципы биогеохимической классификации ландшафтов.

      Комментарии к записи Общие принципы биогеохимической классификации ландшафтов. отключены

Общие принципы биогеохимической классификации ландшафтов.

В отличии от вторых биокосных компонентов географической оболочки- земель, кор выветривания, природных вод, функционирования особенности ландшафтов и главные строения определяет фотосинтез. Вследствие этого самые большие ландшафтные единицы выделяются по характеру фотосинтеза и, следовательно, по изюминкам образования живого вещества.

Главными параметрами, учитываемыми при биогеохимической классификации ландшафтов, являются общее число живого вещества в ландшафте (его биомасса Б) и годичная продукция (П), измеряемые в центнерах сухого вещества на гектар (ц/га). В формировании Б и П ведущую роль играются растения, зоомасса в большинстве случаев образовывает менее 1-2% (максимум — 4-10%). Вследствие этого, энергетическая роль животных если сравнивать с растениями мелка и при расчетах ею пренебрегают.

Соотношение П/Б разрешает выделять группы типов ландшафтов (лесные, тундровые, степные и т.д.), а соотношение логарифмов (К = lgП/ lgБ) — семейства в пределах типов ландшафтов (северная тайга, средняя тайга, южная тайга). Последний показатель (К) характеризует степень однородности ландшафта.

Группы типов ландшафтов в целом близки к классификационным единицам растительного покрова, принятым в геоботанике. Это соответствие в полной мере закономерно, потому что и в том и другом случае происходит классификация одного и того же — продуктов фотосинтеза, лишь исходя из различных параметров.

Все ландшафты подразделяют на 5 главных групп:

I — лесные,

II — степи, луга, саванны,

III — пустыни,

IV — тундры, верховые болота,

V — примитивные пустыни.

1. Лесные ландшафты (тропические леса, широколиственные леса, тайга). Для данной группы ландшафтов характерно накопление громадного количества биомассы (Б – от 500-1000 ц /га в северной тайге до 4500-5000 ц/га во тропических лесах), которая намного превышает ежегодную продукцию-(П — от 50 ц/га в северной тайге до 500- 300 ц/га во тропических лесах). Соотношение  Б/П образовывает nх10, а значение К равняется для влажных тропических лесов 0,64-0,65, широколиственных лесов — 0,59-0,60, тайги -0,53-0,55.

Преобладающая часть живого вещества в лесных ландшафтах расположена над поверхностью (масса стволов и листьев намного превышает массу корне). Организмы интенсивно преобразовывают внешнюю среду, создавая среду собственного обитания. Под пологом леса постоянно создаётся особенный микроклимат и изменяется состав воздуха (особенно это свойственно влажным тропическим лесам).

В лесных ландшафтах четко выражен центр, определяющий обычные изюминки этих ландшафтов.

Для лесных ландшафтов свойственны интенсивные прямые связи между землёй, корой выветривания, грунтовыми и поверхностными водами. Биокосные обратные связи проявляются в этих ландшафтах слабо.

Ландшафт отличается сложностью (многоэлементностью), громадной устойчивостью и биологической информативностью.

II. Травянистые ландшафты (степи, луга, саванны). Биомасса в этих ландшафтах в десять раз меньше, чем в лесных ландшафтов и не превышает 300-400 ц/га (от 150 ц/га в луговых степях до 400 ц/га в саваннах). Солидная ее часть сосредоточена в корнях (70-90%). Зоомасса в черноземных степях образовывает до 6% биомассы (для тайги данный показатель образовывает 0,01%).

Ежегодная продукция же степей велика (образовывает от 30 до 50% от биомассы), в отдельных случаях не уступает продукции лесных ландшафтов и образовывает от 50ц/га в сухих степях до 130 ц/га в луговых степях. Исходя из этого Б/П в десять раз меньше, чем в лесных ландшафтах. Коэффициент однородности типов ландшафта К равен 0,77-0,88 для черноземных и каштановых степей, 0,95-0,97 — в субтропических и тропических степях.

Запасы гумуса в 10-20 раз превышают запасы биомассы.

Роль организмов в создании среды собственного обитания, в частности микроклимата, незначительна, поскольку главная масса живого вещества сосредоточена в основном под поверхностью земли.

Прямые водные связи в степных ландшафтах не сильный, чем в лесных, в частности ослаблены связи земля — грунтовые воды, но ярко выражена обратная отрицательная сообщение земля-растительность. Роль водораздельного центра ослаблена, в речных равнинах появляется второй центр, довольно часто более серьёзный. появление прямых и Ослабление связей второго центра ведет к устойчивости системы и снижению самоорганизации если сравнивать с лесными ландшафтами.

III. Пустыни. Для пустынных ландшафтов свойственны продуктивности и небольшие значения биомассы (от 10 до 100 ц/га и от 5 до 50 ц/га соответственно).

Прямые водные связи в этих ландшафтах существенно ослаблены, что определяет независимость друг от друга главных компонентов ландшафта, к примеру, элювиальных земель и грунтовых вод. Ведущую роль в ландшафте играются воздушные связи

Центр ландшафта выражен весьма слабо, живое вещество фактически не формирует среду собственного обитания. В целом пустынные ландшафты характеризуется мельчайшим разнообразием, устойчивостью и самоорганизацией.

IV. Тундры. Тундровые ландшафты характеризуются маленькими значениями биомассы (от 40 до 280 ц/га), приблизительно равной биомассе пустынь. Большинство биомассы сосредоточена в корнях (70-80%).

Продуктивность в тундре близка по значениям продуктивности сухих пустынь и степей (10-25 ц/га). Так, по ежегодной продукции и биомассе эта несколько ландшафтов близка к пустыням и сухим степям. По соотношению Б и П тундры близки к тайге (К = 0,56-0,60).

Свойство улучшать среду собственного обитания выражена слабо. По интенсивности прямых водных связей тундры ближе к лесной группе, а по значению обратных биокосных связей напоминают степи. Для развития ландшафта громадное значение имеют прямые воздушные связи.

Разнообразие, устойчивость и самоорганизация не сильный (как в пустынных ландшафтах).

V. Примитивно-пустынные ландшафты (такыры, шоры, скалы, покрытые лишайниками) распространены в разных климатических условиях, но громаднейшую площадь они занимают в полярных районах, высокогорьях и пустынях. Главную роль в БИКе примитивных пустынь играются водоросли и микробы, частично грибы и лишайники. Высшие растения отсутствуют либо их число ограничено. Биомасса весьма незначительна -1 -10 ц/га. Отношение Б:/П различно.

Организмы неглубоко попадают в толщу литосферы, мощность ландшафта маленькая. Разнообразие, устойчивость и самоорганизация низкие. Кое-какие примитивно-пустынные ландшафты возможно разглядывать как следствие деградации ландшафтов вторых групп под влиянием ухудшения условий существования организмов: понижения температуры, повышения сухости, возрастания засоленности.

При выделении ландшафтов более небольших таксономических рангов  — классов, ведущее значение получает химические различия природных вод. Так, выделяют следующие классы ландшафты: кислые, кальциевые, глеевые,  сернокислые, содовые сульфидные и другие. Но так как химизм вод в различных частях ландшафта неодинаков при выделении классов исходят из химических изюминок растворов горизонта А водораздельных (зональных) земель.

Кислые ландшафты господствуют в лесной и тундровой группах ландшафтов, но видятся кроме этого в горных лугах. Не свойственны они лишь для пустынь и степей.

В районах мокрого климата при формировании ландшафтов на бескарбонатных породах кислые продукты разложения растительных остатков в землях не смогут быть всецело нейтрализованы и верхние горизонты земель покупают кислую реакцию, рН  почвенного раствора понижается до 4. Это подзолистые, горно-луговые, бурые лесные, латеритные красноземные и другие земли. Грунтовые и речные воды смогут быть в этих ландшафтах нейтральными а также слабощелочными.

В кислой среде земель этих ландшафтов прекрасно мигрируют многие металлы, в особенности в комплексе с органическими соединениями. Исходя из этого в элювиальных землях начинается кислое выщелачивание и они обедняются подвижными элементами, каковые становятся дефицитными для животных и растений. Особенно характерен недостаток кальция.

Исходя из этого дикие и домашние животные в кислых ландшафтах довольно часто имеют малые размеры, хрупкий скелет (ломкость костей)  и болеют рахитом. Птицы несут мало яиц, скорлупа их узкая. В этих ландшафтах отмечается недостаток и других элементов: недостаток фтора в водах растолковывает широкое распространение кариозного процесса зубов, недочёт кобальта — малокровие домашних животных,  недочёт азота, фосфора, магния и калия — болезни растений и низкие урожаи.

Особенно громадный недостаток отмечается в кислых ландшафтах мокрых тайги и тропиков. Эти ландшафты, возможно, были ответственными центрами видообразования и в них формировались виды организмов, прекрасно приспособленные к дефициту и кислой среде биогенных элементов (чай, ель, трава кислица и др.). Одновременно с этим, в кислых ландшафтах отмечается избыток некоторых элементов (малоподвижных в кислой среде), оказывающих вредное влияние на организмы — марганец, водородный ион.

Кислые глеевые ландшафты обширно распространены в районах с мокрым климатом, бескарбонатными породами и равнинным рельефом. К ним относится большинство равнинной тундры, многие таежно-мерзлотные ландшафты Восточной Сибири, таежно-болотистые равнины Западной Сибири и Восточно-Европейской равнины, лесисто-болотистые низменности мокрых тропиков а также большая часть Амазонии. Во всех этих районах в землях развито сильное оглеение.

В восстановительных условиях этих ландшафтов легко мигрируют марганец и железо, в водах большое количество растворенных органических веществ, исходя из этого вода в озёрах и реках имеет тёмный и коричневый цвет.

Кроме кислорода в ландшафтах кислого глеевого класса дефицитны и другие биофильные элементы, но избыточны вода, водородный ион, местами марганец и железо. Недочёт свободного кислорода определяет низкие размеры биомассы (много ц/га) и продуктивности (до 40 ц/га). Но их соотношение (К=lgП/lgБ) остается родным к подобному показателю для таежных ландшафтов (0.55 — 0.54 ) ,что и разрешает относить кислые глеевые и  таежные ландшафты к одному типу.

Но условия судьбы для большинства организмов тут менее благоприятны, чем в обычных кислых ландшафтах.

Ландшафты кислого глеевого класса были обширно распространены в геологическом прошлом особенно в конце девона и в каменноугольном периоде, в палеогене. В то время на заболоченных тропических низменностях росли леса, остатки которых дали залежи угля узнаваемые во многих районах земного шара, среди них и у нас.

Занимательна неприятность влияния кислой глеевой среды на эволюцию судьбы на Земле. Установлено, что среди органических соединений, придающих воде чёрный цвет отысканы и вещества и канцерогены типа витаминов и многие другие физиологически активные соединения, каковые без сомнений должны были оказать влияние на образование новых видов.

Кальциевые ландшафты свойственны практически для всех типов ландшафтов, но они преобладают в черноземных степях. Земли в ландшафтах кальциевого класса содержат большое количество подвижного кальция в виде СаСО 2 либо обменного кальция. Исходя из этого продукты разложения органических остатков всецело нейтрализуются.

Земли имеют нейтральную либо слабощелочную реакцию, кислое выщелачивание отсутствует и катионогенные элементы малоподвижны. Мигрируют по большей части анионогенные элементы (к примеру, молибден). В таких ландшафтах организмы всецело обеспечены кальцием и заболеваний, которые связаны с его недостатком не отмечается.

Грунтовые и поверхностные воды этих ландшафтов не содержат растворенных коллоидов, поскольку кальций сильный коагулятор.

В своеобразных литологических условиях кальциевые ландшафты видятся время от времени и среди кислых ландшафтов (в тайге и в широколистных лесах), к примеру, в районах распространения известняков, мергелей, карбонатной морены. Биологический круговорот атомов тут постоянно протекает интенсивнее, чем в соседних кислых ландшафтах, продуктивность и биомасса выше.

Животные приобретают достаточное количество кальция — их размеры больше, скелет крепче, яйца имеют более толстую скорлупу, у улиток и других моллюсков более массивные раковины и т.д. Эти ландшафты характеризуются громадным плодородием земель. С этих районов начинались земледельческое освоение тайги, развитие культуры, рост населения (Пермское Приуралье,  окрестности города Каргополя в Архангельской области, Владимирское ополье и др.).

В пустынях и сухих степях кальциевые ландшафты свойственны для мелкосопочников, реже они видятся на равнинах. Очень возможно, что кальциевые ландшафты были центрами формирования кальциефильных родов и видов растений, каковые выделены ботаниками.

Ландшафты карбонатного глеевого класса видятся в болотах тундры, тайги, широколиственных и влажных тропических лесов, в плавнях и болотах рек степной территории и тугаях пустынь на участках распространения карбонатных пород, где в землях развито карбонатное оглеение.

Типоморфными элементами этих ландшафтов являются кальций. железо (Fe2+), местами марганец (Mn2+). Воды кроме этого содержат растворенное органическое вещество, не смотря на то, что и в меньших количествах, чем в кислых глеевых болотах. Дефицитным есть кислород.

Сернокислые ландшафты. Они появляются в районах близповерхностного окисления и залегания сульфидных руд, на пиритизированных сланцах и глинах, на серных месторождениях в вулканических районах. Эти ландшафты появляются и в следствии хозяйственной деятельности, к примеру, в районах металлургических комбинатов, перерабатывающих сульфидные руды.

Окисление сульфидов ведет к формированию сернокислого класса коры выветривания и образованию сернокислых грунтовых вод.

В районах работы металлургических комбинатов в воздух поступает сернистый газ, что, окисляясь до серного ангидрида и, соединяясь с водяными парами, дает серную кислоту. Исходя из этого в таких районах идут кислые дожди, понижается рН земель и вод. Это ведет к смерти рыба в маленьких реках, изреживанию растительного покрова.

Земли и континентальные отложения в сернокислых ландшафтах в большинстве случаев обогащены металлами. Особенности земель сказываются на биологическом круговороте и определяют фауны и специфический состав флоры этих ландшафтов. Так, к примеру, в коре березы растущей на солончаке в районе одного из медноколчеданных месторождений Южного Урала распознано повышенное содержание меди (0.06% против 0.009% на безрудных участках).

В растениях этих ландшафтов довольно часто увеличено содержание железа, цинка, других металлов и свинца. Соответственно и животные этих ландшафтов отличаются необычным химическим составом. Для существования в таких необыкновенных условиях (низкий рН, высокое содержание металлов) живые организмы должны быть приспособлены. Следовательно необычная химическая ситуация в сернокислых ландшафтов создала особенные условия эволюции.

Предполагают, что эти ландшафты являются особенными центрами видообразования, где отбор происходил на химической базе. Исходя из этого вероятно что кое-какие виды организмов с высоким содержанием меди, цинка, свинца, серебра, других металлов и золота появились как раз в таких сернокислых ландшафтах.

Соленоносные ландшафты распространены лишь в пустынях и занимают маленькие площади, где в течение долгого времени существует соленосная кора выветривания. Организмы тут поставлены в очень негативные условия, поскольку безводье сочетается с сильным засолением земель. Исходя из этого принадлежащие к данному классу ландшафты создают чувство крайней пустынности.

Один из таких районов, хребет в Ферганской равнине именуется кроме того Махаутаук, что переводится как «горы прокаженных».

Ландшафты содового класса обычны для саванн и лесостепи степей, где они в большинстве случаев видятся на террасах рек, плоских равнинах, в озерных котловинах. Часто это пятна площадью в сотни и десятки квадратных метров, каковые как оспины усеивают степные равнины. К этим ландшафтам относятся содовые озёра и солонцы, воды которых имеют рН более 8.5 и содержат соду.

В этих условиях легко мигрируют анионогенные элементы (кремний, молибден, селен и др.), многие малоподвижные металлы входят в состав растворимых анионов (иттрий, бериллий, цинк, скандий и т.д.). Катионогенные элементы — железо, кальций, магний, стронций, барий  фактически неподвижны. Исходя из этого организмы испытывают в этих ландшафтах  недостаток многих крайне важных элементов (особенно железа, магния и кальция) и действие повышенного содержания непривычных редких элементов.

Это дает основание предполагать, что в этих ландшафтах вероятно формирование новых видов на химической базе. К сожалению, эта неприятность практически не изучена.

Ландшафты сульфидных (сероводородных) классов свойственны для морских побережий, подтопленных солеными водами, для солончаков и пустынь и солёных озёр степей. Самый распространен соленосно-сульфидный класс, что известен практически во всех типах ландшафтов: от тундр до влажных тропиков и пустынь.

Самый обширно распространены  лесные соленосно-сульфидные болота — мангры — это иногда затопляемые морем болотистые низменности в пределах территории мокрых тропиков, где в землях начинается десульфуризация. За счет восстановления солей серной кислоты морской воды земля получает черный цвет и имеет запах сероводорода.

В следствии размыва красноземных и латеритных земель возвышенностей мангры обогащаются гидроокислами железа, каковые восстанавливаются в земле с образованием тёмного гидротроилита. Основной дефицитный элемент мангров — кислород, на что показывают воздушные корни растений.

Условия судьбы в манграх менее благоприятны, чем во влажном тропическом лесу, исходя из этого продуктивности и значения биомассы тут меньше (1200 ц/га и 100 ц/га), не смотря на то, что соотношение между продуктивностью и биомассой остается таким же, как во влажном тропическом лесу. Исходя из этого при всем своеобразии мангры относят к типу ландшафтов влажных тропических лесов.

КЛАССИФИКАЦИЯ СУСТАВОВ ПО СТРОЕНИЮ, ФОРМЕ, КОЛИЧЕСТВУ ОСЕЙ ОБЪЕМ ДВИЖЕНИЙ В СУСТАВАХ


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: