Основные способы декомпозиции (разделения вертикальной структуры геосистемы).

      Комментарии к записи Основные способы декомпозиции (разделения вертикальной структуры геосистемы). отключены

Основные способы декомпозиции (разделения вертикальной структуры геосистемы).

Геокомпонентный метод разделения вертикальной структуры. Классическим для ландшафтоведения разделением геосистем (ПТК) на составные части есть выделение в ней компонентов природы. Природные компоненты – это составные части, формирующие ландшафтные комплексы. Свойства компонентов, а кое-какие и сами, во многом являются производными их сотрудничества в ПТК.

  Любой из природных компонентов по словам А.Г.Исаченко (1991) «есть представителем определенных геосфер, слагающих географическую оболочку». Это горные породы (представители литосферы), поверхностные и грунтовые воды (гидросфера), воздушные веса (воздух), земля (педосфера), растительность, животные, микробы (представители биосферы). Все эти компоненты имеется материальные тела.

Не считая них, А.Г.Исаченко и другие исследователи как компонент природы разглядывают климат и рельеф. Имеется предложения компонентами геосистемы вычислять и совокупность продуктов людской деятельности, тесно связанных с природными элементами (такие как мелиоративные каналы, дороги и т.д.). Так, к примеру, к вертикальному строению ландшафта германские географы относят и деятельность по применению материала географической энергии – компонентов и оболочки вещества ландшафта: разработка нужных ископаемы, применение ресурсов воды и т.д.

Все природные компоненты по их происхождению, функциям и свойствам в ландшафтах объединяются в три системы: а) литогенная база (рельеф и геологические породы); нижняя часть воздуха (воздушное пространство тропосферы); гидросфера (вода) – это геома; б) животный мир и растительность – это биота; в) земля — биокосная система.

Ландшафтно-экологическому подходу более всего соответствует взоры Д.Л.Арманда и В.Б.Сочавы. В соответствии с ним, под компонентами природы (либо геокомпонентами), понимаются материальные тела природного происхождения, каковые отличаются между собой в основном физико-агрегатным (фазовым) состоянием вещества, наличием (либо отсутствием) форм органической судьбе, главными механизмами создания (образования), положением довольно земной поверхности и главными функциями в геосистеме.

Исходя из определения, к геокомпонентам не относятся климат и рельеф (так как это не материальные тела, а их особенности, каковые употребляются при анализе геосистем), не относятся кроме этого антропогенные объекты как тела неприродного происхождения (рассматриваются как внешний по отношению к геосистеме фактор). Вместе с тем поверхностные и грунтовые воды нужно разглядывать не как один геокомпонент (воды), а два различных, потому, что они значительно отличаются по своим функциям в геосистеме, положением на земной поверхности и механизмом образования. Как отдельные (независимые) рассматриваются и биотические компоненты – растительность, микроорганизмы и животный мир.

Так, геокомпонентами в ландшафтной экологии являются жёсткие веса земной коры, воздушные веса воздуха, поверхностные и грунтовые воды, земли, растительность, животные, микробы.

Геокомпоненты – это сложные тела. В каждом из них имеется вещества каковые делают функцию главной субстанции вторых компонентов. К примеру, под воздушными весами воздуха направляться осознавать не просто сумму (совокупность) газов, а сложную субстанцию, которая включает кроме этого пар, частички жёстких веществ, микробы. Эта особенность геокомпонентов придает им новые – эмерджентные свойства, которых нет в химически чистых и однородных веществах, каковые их образуют.

А.Г.Исаченко (1991) отмечает, что в системной организации веществ Почвы геокомпоненты занимают промежуточное положение между несложными дискретными телами (минералами, газами, почвенными агрегатами, организмами и т.д.) и геосистемами. Исходя из этого анализ вертикальной структуры геосистемы, представленной в виде геокомпонентов, будет действенным при обнаружении генетико-эволюционных закономерностей геосистемы.

Выделение элементов в геокомпонентной вертикальной структуре проводится разделением геокомпонентов на их более генетически однородные части. К примеру, для земель – это генетические горизонты; грунтовые воды различаются по типам пород, каковые их вмещают, потому, что их химические и другие характеристики генетически обусловлены изюминками водовмещающей толщи.

Элементами растительного и животного мира геосистемы обычно принимается ценопопуляция (совокупность особей одного вида в границах элементарной геосистемы). При  более детальном анализе вертикальной структуры геосистемы, данный уровень может оказаться недостаточным. Тогда популяции нужно поделить на разные группы и как элемент разглядывать совокупность особей одного вида определенной группы.

Как элементы возможно разглядывать экотипы растений. Как элементы при генетико-эволюционном анализе ценопопуляций возможно разглядывать совокупность видов, каковые относятся к одной флорогенетической группе либо  экоморфе определенного типа (экоморфа – это жизненная форма растений, обусловленная факторами окружающей среды – ксерофиты, мезофиты, гигофиты, псаммофиты и т.д.) либо к определенному систематическому таксону –  злаковые, бобовые и т.д. Принцип по которому популяции объединяются в группы  и в будущем рассматриваются как один элемент, зависит от задач исследования и конкретной цели.

Свойства природных компонентов: 1). Вещественные (механический, физический, состав); 2). Энергетические (температура, потенциальная и кинетическая энергия гравитации, давление, биогенная энергия и т.д.); 3). Информационно-организационные (структура, пространственная и временная последовательность, связи и взаимное расположение).

Как раз свойства природных компонентов определяют специфику сотрудничества компонентов в пределах ландшафтных геосистем. В один момент они являются производными этих сотрудничеств.

Природные компоненты владеют множеством самых разнообразных особенностей, но они имеют далеко не однообразное значение для развития и организации территориальных геосистем географической размерности. самые активные и ответственные для конкретного уровня организации ПТК, взаимодействующие особенности компонентов именуются природными факторами. Среди факторов выделяют ведущие для определенного уровня организации геосистем, и второстепенные, определяющие специфику геосистем вторых уровней.

Как раз они являются одними из главных обстоятельств, движущих сил, определяющих результаты и типы сотрудничества между природными компонентами, и структурно-функциональные изюминки ландшафтов (тип рельефа, климат, тип растительности и т.д.).

Влияние разных факторов на особенности природных компонентов в ландшафтных комплексах возможно представить следующими примерами.

Вещественный состав поверхностного слоя Почвы (граниты, базальты, глины, пески, вода, лед) воздействует на альбедо (характер растительности) и отражательную способность поверхности, что отражается на температурном режиме приземной атмосферы. Температурный режим, зависящий прежде всего, от радиационного баланса территории, также воздействует на водный режим и растительный покров в ландшафтах.

Состав водных масс и пород, тесно связанных с другими природными компонентами, к примеру, определяют химическое и видовое своеобразие земель, ландшафтов и растительности в целом на различных участках суши и океанов. По причине того, что любой природный компонент представляет собой особенную вещественную субстанцию, в зоне их большого и активного контакта, другими словами на поверхности Почвы, наблюдаются значительные градиенты по его свойствам и веществу.

Исходя из этого замечательными и активными ландшафтообразующими факторами смогут быть градиенты по его свойствам и веществу между компонентами (к примеру, теплоёмкости и разница температуры, отличие в химическом составе, отличие в увлажнении, отличие в инерционности процессов  и структур – другими словами растительность и литогенная основа; воздушные массы и литогенная основа; водные массы и литогенная основа). Эти градиенты и определяют функционирование и формирование ландшафтных комплексов.

Главными внешними энергетическими факторами, создающими первичную энергетическую базу функционирования ландшафтов, являются солнечная радиация, Луны и гравитационные силы Земли, внутриземное тепло.

Среди факторов выделяются ведущие, оказывающие главное влияние на организацию геосистем типа и определённого ранга и второстепенные, определяющие специфику геосистем вторых уровней.

Связи между компонентами ландшафта именуются вертикальными. Они входят в понятие «вертикальной структура ландшафта» как ее необходимые составные части. Изучение вертикальных связей стало причиной формированию представлений о моносистемной модели геосистемы.

Связи в геосистемах, в большинстве случаев, не весьма твёрдые и носят в основном вероятностный темперамент. Осуществляются они в виде разномасштабных круговоротов, связывающих между собой как отдельные компонентные звенья геосистем, так и сами геосистемы в единый планетарный ландшафтный комплекс (ландшафтную сферу). Причем круговороты в ландшафтах не совсем замкнуты, поскольку сами по себе они, являются звеньями более масштабных круговоротов, подпитываются из них веществом и энергией (громадной и небольшой круговороты воды, биогеохимические круговороты).

Связи в ландшафтах по их носителям делятся на следующие типы: 1) вещественные, энергетические и информационно-организационные; 2) обратные связи и прямые (выделяются по направленности действия; 3) хорошие и отрицательные связи (в зависимости от ответных реакций среды).

Вещественно-фазовый (геомассовый) метод разделения (декомпозиции) вертикальной структуры геосистемы. При анализе потоков веществ, их взаимопереходов и других форм сотрудничества более оправдана структуризация геосистем, которая исходит из того, что она является композицией состав) веществ, различающихся по фазовому состоянию, физическими изюминками, химическим составом.

Сотрудничества между потоками разных веществ отражают разные процессы в геосистеме (к примеру, продукционный, засоление земли и т.д.). И исходя из этого , разглядывая различные вещества как элементы геосистемы, возможно действенно изучить механизмы внутригеосистемных связей.

Вещественно-фазовый подход к структуризации природных совокупностей обширно употребляется в экологии. Особенно при имитационном моделировании экосистем. К примеру, способ системной динамики Дж. Форрестера.

В соответствии с этому способу элементами геосистемы являются вещества, локализованные в определенных физических телах. По терминологии способа системной динамики, такие элементы именуются резервуарами и главная их черта – это количество вещества в резервуаре. Как резервуары выделяются, к примеру, вода в корневом слое земли, вода в транспортно-скелетных органах растений либо азот в земле, азот в травянистых растениях и т.д.

Резервуары, между которыми осуществляются потоки вещества либо химических элементов (воды, азота), объединяются в более большие структурные единицы экосистемы – блоки либо субсистемы.

Подобный подход к структуризации элементарной геосистемы создал Н.Л.Беручашвили. Он связан с выделением в геосистеме геомасс.

Геомассы – это как следует разнородные тела, каковые характеризуются определенной массой, своеобразным функциональным назначением, и скоростью трансформации во времени и (либо) скоростью перемещения в пространстве. Таковыми, к примеру, являются аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы (массы мертвого органического вещества), литомассы, педомассы, гидромассы.

Геомассы отличаются от компонентов большей вещественной однородностью. К примеру, под педомассой понимается не земля, а лишь почвенный мелкозем вместе с гумусом, т.е. органо-минеральная смесь, куда не входят почвенная влага, почвенный воздушное пространство, скелетная часть земли, почвенные животные и корни растений. Под аэромассой имеется ввиду «сухой воздушное пространство», другими словами смесь атмосферных газов без пара и других примесей.

Аэромассы находятся не только в воздухе, они пронизывают все геокомпоненты. Подобно и гидромассы. Они сосредоточены не только в поверхностных и подземных водах, но и в других геокомпонентах.

Мортмассы не имеют аналогов среди геокомпонентов и являются мертвое органическое вещество, заключенное в сухостое, валежнике, в отмерших органах, трупах, экскриментах животных, отмерших микробах.

При вещественно-фазовой структуризации геосистемы геомассы направляться разглядывать как компоненты ее вертикального строения, отдельные части их смогут значительно отличаться по физическим, химическим и вторым показателям. К примеру, фитомасса представлена такими характерными частями, как зеленые листья растений, корни, транспортно-скелетные органы, генеративные органы, лишайники, мхи, микроогрганизмы.

Гидромасса кроме этого складывается из разных весов, отличающихся в основном тем, где они находятся ( другими словами размещены) – в воздухе, в земле, грунтовых водах. Исходя из этого при более детальном анализе геосистем геомассы разделяются на элементы в зависимости от агрегатного состояния, функционального назначения, состава, положением в вертикальном профиле геосистемы, метрических, объемных и других изюминок. Напомним, что степень детальности разделения геомасс на элементы определяется конкретными задачами ландшафтно-экологического анализа.

Не считая разделения геомасс на элементы Н.Л.Беручашвили внес предложение их классификацию. В созданной им таксономической схеме любая геомасса подразделяется на классы, типы, виды и роды.

самые крупные классификационные единицы – это классы. Они выделяются по агрегатному составу геомассы и своеобразным функционированием. Различают: аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы, педомассы, литомассы, гидромассы.

При дифференциации на типы педомасс за базу были забраны различия по механическому составу (глинистые, суглинистые, песчаные, и т.д.). Аэромассы, разделяются на типы по температурным параметрам, к примеру, криотермальные (температуры отрицательные), нанотермальные (0-50), микротермальные (5-100), мезотермальные (10-150) и т.д. Гидромассы – по содержанию жидкости (к примеру, избыточное содержание жидкости, оптимальное, недостаточное содержание жидкости) и по нахождению в других геомассах.

К примеру, атмосферные, снежные, в виде льда, в болотах, в землях и т.д. Литомассы – подразделяются по химическому составу и плотности. К примеру, карбонатные, силикатные и т.д.

Мортмассы  — по степени разложения. К примеру, сухостой, ветошь, валежник, торф, подстилка и т.д.

Роды геомасс различаются в пределах типов в основном на базе интенсивности процессов функционирования. Так, для лиственных типов фитомасс выделяются разные роды по содержанию жидкости в страницах. К примеру, гидрофитные, мезофитные и т.д. (К примеру, полное наименование рода будет таким – фитомасса листопадных мезофильных листьев).

Педомассы подразделяются на роды по содержанию гумуса (высоко-, средне-, малогумусовые). К примеру, педомасса суглинка среднего.

Наконец, виды геомасс выделяются в основном на базе метрических черт (к примеру, формы, размера, ориентации и т.д.) их элементов, определяющих последовательность небольших структурно-функциональных изюминок  геомасс. К примеру, фитомасса листопадных мезофильных с листьев с листовидной вытянутой формой маленьких размеров  и с субгоризонтальной ориентацией, либо педомасса среднего суглинка с элементами округлой формы маленьких размеров неизвестной ориентации.

Нужно подчернуть, что сокровище понятия геомассы не в том, что это какой-то особый и труднообъяснимый термин, обозначающий новое своеобразное «географическое вещество». Это обычная физическая масса (т.е. мера количества вещества) элементарной структурно-функциональной части геосистемы. Введение понятия геомассы не отрицает значения компонентов геосистемы в классическом их понимании.

Оно открывает новые возможности применения ландшафтных способов в ландшафтно-экологичских изучениях. Компонент геосистемы в простом понимании – это более сложное образование, чем геомасса. В нем присутствуют элементы всех геомасс, но одна из них преобладает и помогает его главным субстратом.

Предстоящее развитие концепции ландшафтоведения связано с выделением в ландшафта таких его частей, каковые воображали бы собой элементарные ячейки (блоки). Предполагается, что именно между ними осуществляется обмен энергией и веществом при функционировании геосистем. Так появился  геогоризонтный подход к разделению вертикального профиля геосистемы.

Пространственно-объемный (геогоризонтный) метод декомпозиции вертикальной структуры геосистемы. Изучения вертикальных вещества и потоков энергии в геосистеме, их динамических смен во времени связаны с созданием неоднородности геосистем по вертикали – ее ярусном строении. Некое представление о ярусном строении дает разделение геосистемы на геокомпоненты.

Но эти структурные единицы все-таки накладываются одна на другую. Помимо этого, они неоднородны по вертикали. Вместе с тем в геосистеме достаточно четко выделяются определенные слои, каковые однородны по составу геомасс.

В первый раз ярусы, слои в экосистеме выделил В.Шелфорд (1912) на базе биотических параметров. С более комплексных позиций к этому вопросу подошли братья Арнольди (1963) и особенности Ю.П.Бяллович (1947, 1960). Последний назвал такие слои хорогоризонтами, а позднее – биогоризонтами и выяснил их как элементарные – дальше не делимые по вертикали части биогеоценоза. В экологии ландшафтов и геофизике ландшафтов родные концепции в один момент разрабатывались в Германии, Грузии и Франции.

Приоритет тут в собственности Н.Л.Беручашвили, что в начале 70-х годов обосновал понятие геогоризонтов и создал методику их изучения. (1974, 1976). Ж.Ришар (1978) подобные единицы назвал хоплексолями. Г.Ноймастер, разбирая сотрудничества геотопов вблизи г. Лейпцига, выделил в вертикальном разрезе геотопа однородные слои.

Геогоризонтами (Н.Л.Беручашвили, а его школа данный вопрос создала основательнее вторых) именуются относительно однородные слои в пределах вертикального профиля геосистемы, каковые характеризуются соотношениями и специфическими наборами геомасс.

Главные из них – аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (т.е. приземный слой воздуха, пронизанный растениями), мортаэрогоризонт (т.е. с растительной ветошью), снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. Любой из перечисленных геогоризонтов возможно подразделен в зависимости от количественного соотношения геомасс на геогоризонты второго порядка. К примеру, в аэрофитогоризонте – это будут горизонты с корнями, транспортно-скелетными органами, травянистым ярусом, моховым покровом, а в педогоризонте – с различным содержанием почвенной жидкости и корней.

Главные отличия геогоризонтов от, к примеру, ярусов растительности либо генетических горизонтов земель, биогеогоризонтов содержится в следующем. 1). Геогоризонты – это комплексные образования, каковые складываются из геомасс (т.е. в состав геогоризонтов входят все замечаемые в том либо другом слое геосистемы компоненты). К примеру, в отличие от ярусов растений геогоризонты включают в себя как фитомассу, так и воздушные веса.

Более того, в зимний период в надземных геогоризонтах в виде шапок снега на кронах хвойных деревьев смогут наблюдаться и нивальные геомассы, а в дождливые дни – гидромассы, временно содержащиеся на поверхности листьев, веток и т.д.

2). При выделении геогоризонтов главное внимание уделяется не биологическим параметрам (в частности, физиологическим процессам), а ландшафтно-геофизическим чертям. Этим геогоризонты отличаются от выделяемых в биогеоценологии биогоризонтов.

3). Наряду с этим громадное значение имеет то, что геомассы и процессы изменяются от состояния к состоянию и вследствие этого смогут изменяться и геогоризонты. В то время как генетические горизонты и, например, ярусы растительности являются стабильными образованиями. (Потому, что ландшафтно-геофизические параметры испытывают большую динамику в течение года, соответственно изменяются и геогоризонты, в то время как генетические горизонты, например, ярусы растительности, являются стабильными образованиями).

4). При выделении геогоризонтов громадное значение имеет их роль в текущем функционировании ПТК. Исходя из этого время от времени генетические горизонты и ярусы растительности земли смогут объединятся в один горизонт, или дифференцироваться на различные геогоризонты.

Одним из фундаментальных особенностей геогоризонтов есть их состав, другими словами, из каких горных пород он состоит либо какие конкретно виды растений его слагают и какими фракционными частями (кроной, генеративными либо транспортно-скелетными органами) они входят в это геогоризонт.

Текстура – одна из наиболее значимых черт геогоризонта, от которой зависит не только пространственная организация и распределение геомасс, но и многие процессы функционирования. К примеру, проникновение солнечной радиации, перехват осадков и т.д.

Изучение текстуры не есть новым вопросом для географии. Так, структура земли в классическом понимании при ландшафтно-экологических изучениях может рассматриваться как текстура ее отдельных геогоризонтов. Текстура растительного покрова складывается из геометрии, фитометрии, архитектоники.

Этим вопросам посвящено много работ ботаников.

При ландшафтно-экологических изучениях текстура рассматривается, во-первых, с единых позиций (другими словами в совокупности единой классификации) и, во-вторых, комплексно. Так, к примеру, в почвенных горизонтах существует не только текстура педомасс которая возможно комковатой, глыбистой, зернистой и т. д.), но и текстура корней (к примеру, цилиндрическая с очень сильно изменяющемся диаметром, стержневая и т.д.), а также в некоторых случаях еще и текстура литомасс (к примеру, галечная в аллювиальных землях).

Текстура геогоризонтов зависит от следующих черт: 1) формы элементов геомасс; 2) размеров элементов; 3) ориентации элементов; 4) связанности элементов.

На базе сочетания этих черт строится классификация элементарных текстур. Под которой понимается текстура, сложенная элементами одного класса геомасс, имеющая тип связности и одну форму, не смотря на то, что размер и в особенности ориентация этих элементов смогут различаться друг от друга.

Из элементарных складываются составные текстуры. С ландшафтно-экологической точки зрения геогоризонты должны быть однородными и по биофизическим, эдафическим, ландшафтно-химическим показателям. При выделении геогоризонтов Н.Л.Беручашвили эти показатели не именует, не смотря на то, что по созданной им методике геогоризонты выделяются так детально, что имеется все основания вычислять их однородными не только по ландшафтно-геофизическим параметрам.

Синтез геогоризонтов в вертикальном профиле ПТК определяет его вертикальную структуру. Вертикальная структура ПТК описывается на основании мощности вертикального профиля (расстояния от самого верхнего до самого нижнего горизонтов) и состава (комплекта своеобразных для данного ПТК горизонтов). На базе этих показателей строится классификация вертикальных структур ПТК.

самая крупная классификационная единица – класс вертикальных структур – выделяется на базе того, какой класс геомасс определяет структуру ПТК в целом в данном состоянии. Выделяются следующие главные классы.

1. Фитогенные – связанные с главной ролью растительного покрова в формировании вертикальной структуры. Выделяются два подкласса: а) фактически фитогенные с активными фитомассами (т.е. с повышением, хотя бы малым, данной геомассы); б) фитоскелетные, обусловленные по большей части транспортно скелетными органами, находящимися в пассивном состоянии со стабильным либо уменьшающим числом фитомасс.

2. Постфитогенные (мортмассовые), связанные, по большей части, с мортмассой растений – ветошью, подстилкой, сухостоем и т.д. 3. Гидрогенные, со следующими подклассами: а) нивальные – с одним либо несколькими снежными горизонтами; б) криогенные – с одним либо несколькими мерзлыми горизонтами; в) фактически гидрогенные – с геогоризонтами с преобладанием гидромасс (к примеру, при наводнениях); г) болотные; д) ледниковые.

4. Педогенные – структура с главной ролью педомасс (к примеру, структура поля пшеницы по окончании ее уборки). 5. Литогенные – с доминированием в характере вертикальной структуры литомасс (к примеру, скальные, обвально-осыпные, пляжные). Частенько видятся переходные типы. К примеру, фитогенно-постфитогенные, фитогенно-литогенные и т.д.

В пределах этих классов по комплекту главных геомасс и геогоризонтов выделяются типы вертикальных структур. Более небольшие изюминки (мощность, напряжённость и сложность) являются основой разделения на виды и роды.

Вертикальная структура ПТК изменяется от состояния к состоянию. Наряду с этим часть геогоризонтов изменяется, а вторая остается постоянной. Вследствие этого выделяются инвариантные, квазиинвариантные и изменяющиеся геогоризонты.

Геогоризонтное направление (подход) и по сей день развивается . Оно далеко не исчерпало собственные ресурсы. Главным итогом работ за последнее десятилетие в рамках геогоризонтного подхода в ландшафтоведении есть совершенствование и возникновение идей геофизики ландшафта (экологической геофизики).

Продуктивным явилось введение понятия «состояние ПТК» и «тип его функционирования». Их объединение разрешило заметить потом, что во внутрисезонной динамике ландшафта существуют типически повторяющиеся состояния – необычные пространственно-временные структуры, названные Н.Л.Беручашвили «стексами».

Нужно подчернуть, что понятия «геомассы» и «геогоризонта» созданы применительно к элементарной геосистеме – фации и, следовательно, — к изучению первичных вертикальных связей в ландшафте. Потому, что геомассы и геогоризонты специфичны для различных фаций, установить их единую совокупность для ландшафта как целого фактически нереально, и исходя из этого классические компоненты  сохраняют собственный значение при структурно-функциональном изучении геосистем различных уровней.

Изучение вертикальной структуры (вертикальной морфологии) ландшафта есть предпосылкой изучения связей между компонентами, и обмена энергией и веществом между ними.

Система игры в рулетку Денежный метод


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: