Загрузил salser

Функционирование и динамика ландшафтов - презентация

Реклама
Функционирование и
динамика ландшафта
Белорусский государственный университет
Минск, Беларусь
Идея о том, что ландшафты находятся в постоянном
развитии существует с середины 20в. Движущей силой
развития тогда считали: рельеф (Крашенинников),
климат и рельеф (Полынов), климат (Григорьев),
растительность (Гожев). Во 2-й половине 20в выяснено
наличие внешних и внутренних факторов развития,
обратимых и необратимых изменениях, признано
саморазвитие л-та (Берг, Солнцев, Григорьев).В конце
20в признано, что л-т находится в постоянном развитии,
основой которого составляют взаимосвязи между
компонентами и морфологическими частями, в процессе
чего осуществляется обмен веществом, энергией и
информацией.
Функционирование л-та
• Наличие взаимосвязей между компонентами
•
способствует вертикальному перемещению
вещества и энергии. Беручашвили предложил при
изучении фаций усложнить структуру компонентов и
выделять внутри них геомассы (аэромассы,
фитомассы, зоомассы, педомассы, гидромассы) и
геогоризонты (аэрогоризонт, аэрофитогоризонт,
мортаэрогоризонт, педогоризонт, литогоризонт).
Совокупность всех процессов перемещения, обмена
и трансформации вещества и энергии в л-те
называют функционированием. Этот сложный
интегральный процесс протекает благодаря ряду
элементарных процессов: физико-механических,
химических и биологических
Функционирование л-та
• Функционирование л-та осуществляется
в форме круговоротов (геохимического,
энергетического, биологического,
водного) с годичным циклом.
Перемещение вещества сопровождается
поглощением, трансформацией и
высвобождением энергии.
• Наиболее изучен водный круговорот
Круговорот воды в лесном л-те
Круговорот воды в лесном л-те
• В лесную экосистему поступает 700мм осадков, из них
450мм расходуются на испарение, 250мм на
поверхностный и подземный сток. Соотношение между
внутренним и внешним влагооборотом есть
коэффициент стока (0,35 для РБ), который
показывает, какая часть воды уходит за пределы л-та.
• Внутриландшафтный круговорот: 10% (70мм) воды
испаряется кронами деревьев, 380мм всасывается
корнями деревьев, участвует в фотоситезе и
испаряется в атмосферу. В растении остается около
0,75% воды.
Биогенный круговорот
• Первичные продуценты – наземные растения,
которые поглощают двуокись углерода из воздуха и с
помощью воды и тепла осуществляют фотосинтез, в
процессе которого выделяется кислород. Создаваемая
первичная продукция консервируется в растении и
частично потребляется растительноядными
животными (закон 10% Р.Уиттекера). На самом деле в
лесах животные потребляют 4-7% продукции, в
пустыне и тундре -2-3%, в степях и саваннах 10-15%.
90% энергии растительности уходит на выполнение
жизненных функций (рост, размножение). Круговорот
завершается отмиранием биомассы и возвращением в
атмосферу CO2 и в почву NO.
Биогенный круговорот
• Биологический метаболизм хар-тся запасами
•
фитомассы и величиной годичной первичной
продукции. Макс. Запасы фитомассы типичны
для лесной растительности, особенно
влажных субтропических и экваториальных
лесов (450-500т/га).
Максимальная продуктивность свойственна
лесостепным л-там (умеренный пояс 1013т/га/год), влажным субтропическим
лесам(24) и влажным экваториальным лесам
(30-40т/га/год)
Биогенный круговорот
• Важная функция биоты – газообмен с
•
атмосферой. Связывание СО2 в процессе
фотосинтеза сопровождается выделением О2,
значительная часть которого поступает в
атмосферу
В умеренном поясе максимальное кол-во О2
поступает в атмосферу из еловых таежных
лесов и тундровых экосистем
Энергетический круговорот
• Источник поступления энергии – солнечная
•
•
радиация. На тер.РБ радиационный баланс
составляет 1500-1800МДж/м2/год.Подавляющая
часть энергии затрачивается на испарение и нагрев
воздуха. На фотосинтез растения затрачивают от 1,5
(дождевые тропические леса) до 0,2% (в тундре,
степях и саваннах) солнечной радиации
В живой биомассе суши сосредоточено 5% годовой
суммарной солнечной радиации, но в темнохвойных
таежных и широколиственных лесах до 40%, в
экваториальных лесах – 24%
В торфе, гумусе тучных черноземов накоплено 1000
МДж/м2 энергии.
Абиотическая миграция вещества
• Эта миграция характеризует внешние связи л-
•
та, осуществляется по законам гравитации и
не имеет характера круговорота.
Осуществляется в виде: 1. выноса твердых
продуктов разрушения, 2. водорастворимых
веществ, 3. переноса вещества ветром
Вид 1.Степень интенсивности движения и
аккумуляции вещества зависит от структуры
элементарных л-ов (ЭЛ), рельефа, грунтов,
уровня распаханности и залесенности
Абиотическая миграция вещества
• В возвышенных л-тах РБ преобладают
процессы интенсивного разрушения и смыва
веществ(4,8-8,8мм/год), частичной
аккумуляции (15-40%) и выноса их в
соседние л-ты, чему способствует
значительная глубина расчленения рельефа
(10-15м), водоупорные грунты (коэффициент
фильтрации 0,05м/сут.), высокая (50-60%)
распаханность , господство элювиальных л-ов
(80%).
Абиотическая миграция вещества
• В средневысотных л-тах типичны
процессы слабого смыва(0,8мм/год),
транзита (57%) и частичной
аккумуляции (17%). Этому способствует
господство элювиальных ЭЛ (60%),
слабое расчленение рельефа ((2-3м),
высокий Кф песчаных грунтов (до
1м/сут.), высокая лесистость(30-50%).
Абиотическая миграция вещества
• Тип 2. Перемещение твердого вещества
•
водными потоками - модуль твердого стока
(Мт) в зоне смешанных лесов 10-20т/км2/год,
лесостепи – 150 т/км2/год. С тер. Суши
ежегодно выносится 22-28млрд т/год
твердого вещества
Мировой ионный сток составляет
дополнительно 2,5-5,5 млрд т/км2/год,
т.е.средний показатель модуля ионного стока
(Ми)=20,7т/км2/год
Абиотическая миграция вещества
• Тип 3. Воздушная миграция изучена
слабо. Максимальное внимание
уделяется миграции загрязняющих
веществ, особенно в трансграничных
областях, и в связи с потеплением
климата
Абиотическая миграция вещества
• В низменных л-тах: слабый транзит
(70%), вынос (21%пл.), аккумуляция
(12%) и инфильтрация, что
обусловлено господством
супераквальных л-ов (63,3%), слабым
расчленением рельефа (1-2м), высоким
Кф (>1м/сут.), высоким уровнем
залесенности (>50%)
Динамика ландшафта
• Обратимые изменения л-та, сопровождающие
•
суточные, сезонные и годовые
климатические изменения и не ведущие к
смене одного л-та другим, характеризуют его
динамику
Сочава считал, что динамика есть изменение
состояний л-та в пределах одного инварианта.
Инвариант - совокупность свойств л-та,
сохраняющимися неизменными в процессе
динамики (вертикальная или горизонтальная
структура л-та или их элементы – рельеф и др
Динамика ландшафта
• Состояние л-та – это элемент временной
•
структуры л-та. По мнению Исаченко,
состояние ПТК – это упорядоченное
соотношение параметров его структуры и
функций в определенный промежуток
времени. Состояние есть показатель
функционирования и динамики ПТК
Параметрами функционирования являются
тенденция (тренд), амплитуда и ритм
смен
Динамика ландшафта
Динамика ландшафта
• Состояния разделяются по их продолжительности:
кратковременные (суточные или стексы),
средневременные (до 1 года), длительновременные
(более 1 года)
• Устойчивость – (показатель динамики л-та)
способность сохранять структуру и характер
функционирования при изменяющихся условиях
внешней среды, включая антропогенные
воздействия. Механизм поддержания устойчивости –
саморегуляция, которая осуществляется благодаря
системе прямых и обратных связей. Важнейшим
фактором устойчивости л-та являются обратные
отрицательные связи, наличие которых
обеспечивается биотой
Эволюция ландшафта
• Необратимые смены л-та, сопровождающиеся
изменением инварианта, составляют сущность
развития или эволюции ПТК. Движущая сила этих
процессов – космические или тектонические факторы.
• По Мамай (2002) развитие л-та осуществляется в 3
фазы: 1. зарождения и становления,
2.устойчивого существования и развития,
3.смены
• Формирование нового л-та происходит на месте
прежнего, вступившего в фазу смены. Она хар-тся
процессами разрушения геомы и постепенно
переходит в фазу зарождения, которая хар-тся
формированием новой геомы и биоты
Эволюция ландшафта
• Фаза устойчивого существования длится десятки
тысяч лет, в течение которых формируется
структура, вертикальные и горизонтальные связи
ПТК
• В результате в л-те присутствуют разновозрастные
элементы – реликтовые (Геолог. отложения, формы
рельефа, погребенные почвы), консервативные
(современные свойства л-та), прогрессивные
(элементы, указывающие на тенденцию развития
ПТК – эрозионные формы рельефа, степные виды
растений в пойме Припяти и Горыни)
История формирования
ландшафтов в антропогене
• Зона широколиственно-хвойных лесов (т.е.тип л-та)
•
•
сформировалась на тер.РБ в плиоцене (N период). В
рельефе господствовали денудационные равнины с
абс.отметками <100м (равнинный класс л-та)
Наревский ледник преобразовал эту поверхность:
здесь стали преобладать зандровые равнины с
невысокими моренными образованиями и абсолютн.
отметками около 100м
В результате Березинского оледенения поверхность
приобрела трехъярусное строение: абс. Отм. 50-70м
занимали озерно-ледниковые и озерно-аллювиальн.
низины, 100м-зандровые равнины, >100м – морен.
возв-ти – т.е. заложена основа групп родов л-тов
История формирования ландшафтов
• Днепровский и сожский стадиальные ледники
сформировали литогенную основу родов л-тов
южной и центральной частей РБ, а поозерский ледник
– многих л-тов севера страны.
• Начиная с муравинского межледниковья стала
формироваться речная сеть и оживились эрозионные
процессы, что привело к формированию литогенной
основы видов л-тов . Этот процесс продолжался в
перигляциальной зоне поозерского ледника и
повсеместно - в голоцене.
• В голоцене сформировалась геома лессовых,
аллювиальных террасированных (1 надпоймен.терр.),
озерно-болотных, пойменных л-ов.
История формирования ландшафтов
• В голоцене на тер. РБ восстановилась зона
•
•
широколиственно-хвойных лесов и растительность
приобрела современный облик.
Возраст л-та – проблемный вопрос в науке, на него
есть разные точки зрения: 1. возраст л-та совпадает
с временем формирования литогенной основы л-та,
2. возраст л-та совпадает с временем заселения его
растительностью
Современная точка зрения: возраст л-та можно
оценить с учетом филогенетического и
онтогенетического подходов.Ф. подход позволяет
оценить возраст геологической основы, О.- нацелен
на учет времени формирования геомы и биоты.
Возраст ландшафтов
• С учетом филогенетического подхода
л-ты РБ разновозрастны и имеют
днепровский, сожский, поозерский или
голоценовый возраст
• С учетом онтогенетического подхода
все ландшафты страны имеют
голоценовый возраст
Озерно-болотный ландшафт. Столинский район
Спасибо
за внимание!
Скачать