Лекция № 5 Парагенетические геосистемы

Кроме ландшафтных геосистем морфоструктурного типа, которые выделяются по относительной повторяемости морфологических структур элементов и генетической однородности, существуют еще и геосистемы, организованные на градиентной или функционально-динамической основе. В результате существования латеральных связей, образованных вещественно-энергетическими потоками, формируются совокупности геосистем, которые как бы рассекают ландшафтные границы, объединяя морфоструктурные части разных природных комплексов в единое целое. Территориально сопряженные морфоструктурные природные комплексы, объединенные на градиентной (динамической) основе латеральными вещественно-энергетическими потоками, формируют парагенетические ландшафтные геосистемы. Парагенетическими геосистемами называются устойчивые геосистемные сопряжения, сформированные и объединенные однонаправленными вещественно-энергетическими потоками. Они представляют собой структурно-функциональные звенья, обеспечивающие разномасштабные круговороты в географической оболочке. Например, овражно-балочная система включает ПТК водосборного понижения, прибалочные склоны, балку, овраг, врезанный в балку, конус выноса. Все эти ПТК (урочища, подурочища, фации) образованы и объединены потоком воды и рыхлого вещества, которые сбрасываются с водораздела в долину реки или озерную котловину (местное понижение или «базис эрозии»). Поток сформировался за счет разницы (градиента) потенциальной гравитационной энергии, заключенной в рельефе водоразделов и днища местного понижения. Он является наземным звеном в глобальном или региональном круговоротах воды в природе. Сложные парагенетические геосистемы, сформированные однонаправленными потоками вещества и энергии, состоят как бы из нескольких ступеней, поэтому их называют каскадными и векторными. Они являются звеньями в разной степени разомкнутых круговоротов воды и других веществ, а также и энергии в географической оболочке. Парагенетические геосистемы бывают разной размерности (локальной, региональной и даже планетарной). Например, мегасистемы «материки-океаны»: Атлантико-Евразиатская или Дальневосточно-Тихоокеанская. Эти парагенетические геосистемы образованы в первом случае западным переносом воздушных масс, во втором - муссонной циркуляцией, характерной для восточных побережий материков в умеренном поясе. Парагенетические геосистемы бывают не только разных масштабов, но и типов. Ландшафтные катены - ряды сопряженных по элементам рельефа природных комплексов от водоразделов до местных или региональных базисов эрозии, объединенных однонаправленными латеральными связями в единую парагенетическую систему (Николаев В.А., 1990). Например, сопряжение фаций - от автоморфных (элювиальных) на вершине холма до супераквальных и субаквальных (аккумулятивных) в понижениях у подножий холма, объединенных латеральными связями. В ландшафтно-геохимической терминологии - это геохимический ландшафт (векторная геосистема). В почвоведении термин «катена» (цепь) обозначает почвенное сопряжение на склонах (почвенная катена). В ландшафтной катене объединяющей является система факторов - поверхностного, внутрипочвенного и грунтового жидкого, твердого и ионного стока. В ландшафтных катенах разнородные геокомплексы своими частями как бы нанизаны на единый стержень вещественно-энергетического потока. Сопряженный ряд элементарных ландшафтов (по В.В. Полынову и М.А. Г л азовской) или фаций - ландшафтная катена (по В.А. Николаеву): 1 - поступление вещества в геосистему из атмосферы, грунтовых вод; 2 - вынос вещества из геосистемы в атмосферу, грунтовые воды с поверхностным стоком. Каждому ландшафту или физико-географическому району свойственны определенные типы катен. В пределах катены обычно можно выделить три звена, приуроченных к разным ярусам или ступеням рельефа: элювиально-денудационное (самое верхнее), транзитное промежуточное, аккумулятивное (самое нижнее). Именно они и определяют каскадное строение катен. Итак, ландшафтная катена как векторная, каскадная геосистема характеризуется определенным направлением смены свойств составляющих ее геосистемных звеньев. Верхние звенья катен характеризуются зональной солярной энергетикой, денудацией (совокупность процессов сноса и удаления с возвышенности продуктов выветривания горных пород с последующим накоплением их в понижениях рельефа), элювиальными процессами (при которых продукты выветривания остаются на месте своего образования), атмосферным увлажнением, а при сельскохозяйственном использовании эрозионной опасностью и нехваткой плодородия. Средние звенья катен - транзитные, с солярно-экспозиционной и гравитационной энергетиками, атмосферно-сточным увлажнением. Они характеризуются повышенной эрозионной опасностью и обедненностью почв элементами питания растений. Нижние звенья катен - солярная энергетика плюс энергетика привнесенных биогенов, увлажнение атмосферно-натечное, часто и грунтовое, повышенное плодородие и опасность антропогенного загрязнения. Сопряжения из нескольких урочищ, местностей, ландшафтов формируют ландшафтные катены регионального уровня, например, от водоразделов Большого Кавказа до Черного моря или водораздела Приволжской возвышенности до Волгоградского водохранилища. При антропогенных воздействиях различные звенья ландшафтных катен по-разному реагируют на антропогенные нагрузки. В результате в зонах влияния формируются природно-антропогенные ландшафтно-экологические катены разных типов. Например, при использовании ландшафтов под пашню почвы верхних звеньев катены особенно склонового (транзитного) звена, почвы могут интенсивно эродировать, а в нижнем (аккумулятивном) звене, наоборот, накапливается перемещенный из верхних геокомплексов мелкозем и элементы минерального питания растений, а также загрязнители. Это следует учитывать при планировании хозяйственной деятельности и охране природы. Ландшафтные геополя - сферы вещественно-энергетического влияния одних геосистем на другие тоже являются своеобразными парагенетическими геосистемами. Любые тела, в том числе геосистемы, обладают большим или меньшим по площади и интенсивности влиянием на смежные геосистемы полем (локальные, региональные, глобальные). Например, геополя имеют озерные водоемы, моря, океаны. Проявляются они в бризовой и муссонной циркуляции, температурных условиях в прибрежных районах, в уровнях грунтовых вод, приливно-отливных явлениях и др. Барьерное влияние гор на циркуляцию атмосферы проявляется как у наветренных подножий гор, так и за горным барьером, в циркуляционной тени. Ландшафтные геополя локальной размерности есть у урочища оврага, что проявляется в дренированности, прилегающих ПТК. У островного широколиственного леска или березового колка в лесостепи геополе фиксируется в накоплении снега с наветренной стороны, лучшем увлажнении и охлаждении приземного воздуха прилегающих территорий, рассеивании семян. Поля могут быть различной природы: геофизической, геохимической, гидрогеологической, биогенной. Примеры: горный барьер - геофизическое поле (барьерная тень или орографическое обострение осадков). Березовый колок и даже отдельный куст в лесостепной и степной зонах тоже создают в ветровой и солярной тени свои геофизические поля. Геохимическое поле имеют солончак или осушенные солончаковые участки днищ соленых водоемов в аридных зонах (Аральского моря, озера Баскунчак), промышленные предприятия с дымовыми выбросами и золоотвалы. Биогенные поля природных лесных «микрорезерватов» среди пахотных земель могут проявляться в увеличении количества насекомых-опылителей, птиц, более интенсивном рассеивании семян. При проектировании хозяйственных объектов следует учитывать, что различные геополя накладываются друг на друга и влияют на смежные геосистемы. Например, геополя водохранилищ и каналов взаимодействуют с полями гидрогеологических пространств подтопления на расстояниях от сотен метров до десятков км (Каракумский канал - поле до 50 км). Города и промышленные предприятия создают вокруг себя геохимические и геофизические поля. Геохимические поля крупных городов хорошо прослеживаются в радиусе 15-20 км вокруг городов, а по отдельным загрязнителям и в значительно большем радиусе. Геохимическое поле тепловых электростанций фиксируется вокруг них в радиусе от 5 до 30 км и более. Тепловое поле Москвы приводит к более раннему (на 1-2 недели) сходу снега в ближайших пригородах Москвы, чем в более удаленных местностях. С учетом полей влияния проводится экологическое зонирование промышленных территорий, проектируются мелиоративные системы полезащитных лесонасаждений, осушительные, дренажные, обводнительные и т.д. Обычно сила воздействия, а, следовательно, и напряженность полей ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния от геосистем, формирующих эти поля. Когда вокруг мощных природных или антропогенных тел или геосистем, как специфических вещественно-энергетических ядер, формируются системы полей высокого напряжения существенно изменяющих смежные ландшафты выделяются так называемые нуклеарные парагенетические геосистемы (по А.Ю. Ретеюму и В.А. Николаеву). Нуклеарная геосистема состоит из ландшафтного или антропогенного ядра с большим вещественно-энергетическим потенциалом и пограничных слоев (географических полей) его окружающих, соединенных между собой латеральными связями. Наиболее яркими примерами парагенетических систем такого типа могут быть: вулкан и окружающие его лавовые и пепельные поля со сформировавшимися на них специфическими ландшафтными комплексами; рудные тела с полями их геохимических аномалий; города, промышленные узлы, карьеры для добычи полезных ископаемых с их полями воздействий на смежные природные и хозяйственные системы. Если ядро нуклеарных геосистем обладает особо мощным антропогенным воздействием на прилегающие ландшафты (например, Магнитогорск, Норильск, мощные ГРЭС, аварийная Чернобыльская АЭС), то такие нуклеарные геотехнические системы называют импактными. (Характерный пример - Чернобыльская АЭС с зоной радиоактивного загрязнения) Систематические наблюдения за состоянием природной среды в таких зонах сильного (ударного - импактного) воздействия называются импактным мониторингом. Ландшафтный экотон - еще один тип парагенетических геосистем, формирующихся в зонах наиболее интенсивного изменения свойств территориально сопряженных геокомплексов, при переходе от одного из них к другому. Экотоны - это геосистемы пограничных территорий. Для них характерные повышенные градиенты между свойствами контактирующих геосистем и скорости их изменения, а также большее разнообразие структур по сравнению с формирующими их геосистемами. Термин экотон (греческое ойкос - дом, среда, тон - напряжение) Ландшафтный экотон - это переходная полоса, пограничная зона территориально контактирующих природных геосистем, в которой особенно активно осуществляется латеральный перенос вещества, энергии, информации между смежными геосистемами. Чем контрастнее контактирующие геосистемы, тем больше градиенты между ними и ярче выражен экотон. Примерами экотонов разных масштабов могут быть: а) лесная опушка - контакт лесной и луговой, лесотундра - переходный геокомплекс между лесной и тундровой зонами, лесостепь (лесная и степная зоны); субтропики - переход от тропического к умеренному поясам; б) морской берег - контакт суши и моря; в) наконец, вся ландшафтная оболочка - контакт литосферы и атмосферы, где в условиях напряженного круговорота веществ и энергии зародилась жизнь (оболочка сгущения жизни, по В.И. Вернадскому). То есть экотоны тоже могут быть различного геосистемного ранга - локальные, региональные и даже планетарное. Именно экотонные зоны оказываются благоприятными для резкого увеличения видового и ценотического разнообразия биоты – «краевой (опушечный) эффект». Экотонные геокомплексы освоены обычно лучше, так как благоприятны для поселения, активного труда и отдыха человека. Поэтому при проектировании зоны контакта природных геосистем, особенно контрастных, оцениваются как наиболее ценные для строительства рекреационных объектов (домов отдыха, туристических баз), организации охотничьих угодий. В то же время при проектировании хозяйственной деятельности в этих зонах следует учитывать повышенную вероятность и силу развития опасных природных явлений, связанных с большими градиентами и интенсивностью идущих, а порой и обостряющихся здесь процессов (в предгорных районах - землетрясения, наводнения, сели и т.д.). Таким образом, при хозяйственной оценке ландшафтной структуры регионов, должны учитываться не только отдельные виды и типы ландшафтов, но и свойства их катенарных сопряжении и пограничных экотонных зон, то есть пространственно динамичных природных комплексов. Поэтому в ландшафтоведении изучаются геосистемы как генетически и морфоструктурно-однородные (например, фации), так и всевозможные парагенетические, в которых территориально сопряжены и связаны латеральными потоками вещества и энергии разнородные геосистемы

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: