Лекция № 8. Типы ландшафтов Земли. Воздействие техногенеза на природные ландшафты. Отличительные признаки ноосферы. Техногенез.

Основой для выделения типов ландшафтов выступают важнейшие глобальные различия в соотношениях тепла и влаги, обуславливающие режим поверхностных и грунтовых вод (в гидротермическом режиме ландшафтов), характер и направленность природных процессов, состав и структуру фито- и зооценозов. Конкретными классификационными признаками являются такие показатели как радиационный баланс, сумма активных температур (за период со средними суточными температурами выше 10⁰ С), коэффициент увлажнения, коэффициент континентальности.

Характерные черты ландшафтов каждого типа лучше всего выражены в центре его ареала. На периферии появляются признаки перехода к соседним типам. По этому признаку типы ландшафтов подразделяют на подтипы. Во многих типах ландшафтов выделяются 3 подтипа: северный, средний, южный.

Ярусные закономерности отражены в выделении классов и подклассов. Классы ландшафтов бывают равнинными и горными. В равнинном классе выделяют два подкласса - низменные и возвышенные; горные -, низко-, средне-, высокогорные.

На нижних ступенях ландшафтной классификации в качестве определяющего критерия выступает фундамент ландшафта - его петрографический состав, структурные особенности, формы рельефа. Это отражается в таксоне - вид ландшафта. Ландшафты одного вида характеризуются наибольшим числом общих признаков и максимальным сходством в генезисе, наборе компонентов, структуре и морфологии. Морфологическое строение служит одним из ведущих признаков при объединении конкретных ландшафтов в виды.

Проиллюстрируем весь классификационный ряд на примере:

Тип: ландшафты таежные умеренноконтинентальные восточноевропейские

подтип: южнотаежные

класс: равнинные

подкласс: возвышенные

вид: холмисто - моренные на цоколе из карбонатных палеозойских пород

А.Г. Исаченко выделяет следующие ландшафты:

1. Полярные и приполярные ландшафты

- полярные (арктические и антарктические) ледниковые ландшафты

- полярные (арктические и антарктические) внеледниковые ландшафты

- субарктические (тундровые) ландшафты

- бореально-субарктические континентальные ландшафты (лесотундровые)

- бореально-субарктические приокеанические (луговые и лесолуговые) ландшафты.

2. Бореальные и бореально-суббореальные ландшафты

- бореальные (таежные) ландшафты

- бореально-суббореальные (подтаежные) ландшафты

3. Суббореальные ландшафты (типичные и переходные к субтропическим)

- суббореальные гумидные (широколиственные) ландшафты

- суббореальные семигумидные (лесостепные)ландшафты

- суббореальные семиаридные (степные) ландшафты

- суббореальные аридные (полупустынные) ландшафты

- суббореальные экстрааридные (пустынные) ландшафты

- суббореальные южные гумидные (полусубтропические) ландшафты

- суббореальные южные семигумидные (лесостепные) ландшафты

- суббореальные южные экстрааридные (пустынные) ландшафты

4. Субтропические ландшафты

- субтропические гумидные (влажные лесные) ландшафты

- субтропические семигумидные и семиаридные ландшафты с зимними осадками (средиземноморские)

- субтропические семигумидные (лесостепные) ландшафты

- субтропические семигумидные (степные) ландшафты

- субтропические аридные (пустынные) ландшафты

- субтропические экстрааридные (пустынные) ландшафты

5. Тропические субэкваториальные ландшафты

- тропические экстрааридные (пустынные) ландшафты

- субэкваториально-тропические аридные (опустыненно-саванные) ландшафты

- субэкваториально-тропические семиаридные (типичные саванные) ландшафты

- субэкваториально-тропические семигумидные (влажносаванные, лесосаванные) ландшафты

- тропические гумидные (дождевые лесные) ландшафты

- субэкваториальные гумидные (переменно- влажные лесные) ландшафты

6. Экваториальные ландшафты

В качестве примера дадим характеристику двум типам ландшафтов: экваториальным и полярным ледниковым.

Экваториальные ландшафты отличаются наиболее высоким радиационным балансом (R» 3500 мДж / м² ) и постоянным обильным увлажнением (Q» 2000мм, испаряемость» 1000мм, Ку³ 2). Круглый год господствуют влажные экваториальные воздушные массы; засушливого периода нет. Основная часть радиационного баланса (» 2500 мДж / м² ) затрачивается на испарение, поэтому запаса тепла несколько ниже, чем в сухих субэкваториальных ландшафтах (St₁₀ = 9500¸1000⁰ С). Среднемесячная температура 26-28⁰ С, суточная амплитуда температур 10¸15⁰ , Кк=5¸6. Не менее половины осадков расходуется на сток (годовой сток>1000мм), развитая речная сеть. Благодаря сомкнутости экваториального леса, поверхностный сток и денудация значительно снижены. Энергичное химическое выветривание сформировало мощную (сотня метров) кору выветривания.

Экваториальные ландшафты представлены вечнозелеными лесами амазонского, центральноафриканского малайского и меланезийского типов. Характерные черты: многоярусность (до 5 древесных ярусов), богатейшей флористический состав, до 40000 видов, из них - 3000 древесных. Высота верхнего яруса 60-90 м. Характерны лианы, папоротники, растения паразиты, эпифитные орхидеи. Запасы фитомассы до 1000т/га и более, ежегодная продукция- 30-50 т/га, опад 10-25 т/га. Экваториальный лес потребляет около 2000кг/га химических элементов в год. Значительная часть этого количества возвращается с опадом и вновь вовлекается в круговорот.

При разложении органических остатков образуется большое количество углекислоты и фульвокислот, способствующих интенсивному выщелачиванию легкорастворимых солей и карбонатов. Почвы (красноземы или красно-желтые ферралитные) обогащены гидроокислами железа, алюминия и остаточным кремнием, но обеднены обменными основаниями и гумусом (4,5 –2,5 %), рН=3,0 –5,5.

Животный мир разнообразен. Много растительноядных и редуцентов. Очень много птиц. Основная масса животных сосредоточена в кронах. Наземных позвоночных сравнительно мало. Сезонная ритмика в функционировании экваториальных ландшафтов практически не выражена.

Полярные (арктические и антарктические) ледниковые ландшафты. Средняя мощность Антарктического ледникового щита 16000м (максимальная > 4000м), Гренландского- 2300м, Новой Земли 300-400м (максимум- 1000м).

Ледяные пустыни характеризуются отрицательным годовым радиационным балансом R= - (200¸400) мДж / м² . Средняя температура всех месяцев ниже 0⁰ С. Количество осадков от 30-50 мм (центр Антарктиды) до 400-500мм (на арктических островах Приантлантического сектора). Отмечается движение льда от центра к периферии. Постоянная жизнь фактически отсутствует. Лишь на небольших свободных ото льда участках (антарктических оазисах), занятых каменистыми россыпями, встречаются лишайниково-водорослевые группировки. Поверхности Антарктического покрова присущи своеобразная ярусность; прибрежная полоса; пологий ледниковый склон с сильными стоковыми потоками; высокогорное ледниковое плато.

В 1922-1923 гг. на лекциях в Сорбонне В.И.Вернадский обосновал биогеохимические явления как основу биосферы. Приняв за исходное биогеохимическую основу биосферы, французский математик и философ Ле-Руа в своих лекциях в Колледже де Франц в Париже в 1927 г. ввел понятие ноосферы, как современной стадии, геологически переживаемой биосферы. Ноосфера – это новое геологическое явление на нашей планете, когда главной геологической силой становиться человек. Силой своего разума и труда, для того чтобы обеспечить свое существование, человек перестраивает область своей жизни. В результате в ХХ веке все более резко химически и биологически меняются прибрежные части морей и океанов. Человек должен прилагать все больше усилий для того, чтобы сохранить для будущих поколений морские богатства. Кроме того, человеком производиться никогда не существовавшие в природе минеральные вещества (самородный алюминий) и синтезируются все новые органические соединения, а также создаются новые виды и расы животных, растений, бактерий. Ноосфера, как считал Вернадский – это последнее из многих состояний эволюции геосферы в геологической истории. Ход этого процесса только начинает выясняться. Ноосфера – это особый этап развития планеты, особая ее оболочка, в которой проявляется деятельность человеческого общества. Отличительные признаки ноосферы Первое существенное отличие ноосферы от биосферы – огромное ускорение миграции. Ноосфере свойственно механическая, физико-химическая и биогенная миграция веществ и энергии, но не они определяют ее своеобразие. Главную роль играет техногенная миграция. Ферсман назвал геохимическую деятельность человека техногенезом. Процессы техногенеза можно разбить на две группы: Унаследована от биосферы: биологический круговорот, круговорот воды, рассеяние элементов, распыление вещества; Процессы находятся в резком противоречии с природными условиями, например, металлическое состояние железа, никеля, и хрома. Человек уменьшает энтропию, ему приходится тратить много энергии, чтобы получить и содержать данные элементы в свободном состоянии. Техногенез – совокупность геохимических и геофизических процессов связанных с деятельностью человека и изменяющих геохимическую обстановку в биосфере. С точки зрения геохимии техногенез в себя включает: • Извлечение химических элементов из природной среды (литосферы, атмосферы, гидросферы) и их концентрация • Перегруппировка химических элементов, изменение химического состава соединений, в которые эти элементы входят, создание новых. • Рассеивание вовлеченных в техногенез элементов в окружающей среде. Влияние техногенных воздействий на природные системы (по Солнцеву) Техногенные воздействия Привнос веществ в ландшафтные геосистемы Изъятие веществ из ландшафтных геосистем геохимически активных, геохимически инертных Без нарушения геохимии литологического субстрата С изменением геохимии литологического субстрата Токсичные в малых концентрациях Нетоксичные в малых концентрациях Токсичные в больших концентрациях Нетоксичные в больших концентрациях Ухудшающих природную среду Инертные для природной среды Геохимический эффект существенно зависит от того изымается, привносится или подвергается местной транслокации или трансформации вещество в ландшафте. Техногенные воздействия могут быть: 1. по характеру • постоянным характером: - с постоянным модулем – влияние перерабатывающих предприятий, - с изменяющимся модулем – расширение или улучшение технологий на предприятии; • периодическим характером: - нерегулярный – повторные аварии нефтяных на скважинах, - регулярный – известкование или гипсование кислых почв; 2. по силе воздействия - сильные воздействия: связанные с мощным техногенным потоком вещества или энергии, вызывающие трансформацию ландшафтов с длинным периодом посттехногенного воздействия (Чернобыль); 3. по совместимости с современным направлением природных процессов: - совместимое, ускоряет их: техногенные модификации устойчивы (кислые атмосферные осадки, выпадающие на кислые подзолистые почвы, усиливают процесс оподзоливания; процесс устойчив и необратим для данных физико-географических условий); - несовместимое с современным направлением природных процессов: ландшафты или компоненты ландшафтов подвергаются воздействию, проявляют буферные свойства (кислые атмосферные осадки, выпадающие на почвы, содержащие много карбонатов, происходит нейтрализация осадков, пока не исчерпаются карбонаты). Последствия техногенных воздействий можно разделить на:

-Техногенные воздействия ----------- Последствия Положительные Отрицательные - -Необходимые

-Недопустимые

Каждая система обладает устойчивостью, в том числе и биосфера. Устойчивость – сопротивляемость внешним воздействиям и способность к восстановлению нарушенных этими воздействиями свойств природной среды. Устойчивость природных систем по отношению к техногенному воздействию определяется: 1. Характером техногенного воздействия; 2. Свойствами самих природных систем, т.е. их геохимической структурой и характером функционирования. Второе коренное отличие ноосферы от биосферы: техногенез ведет к уменьшению геохимической контрастности ноосферы. Результатом чего являются техногенные аномалии. Техногенные аномалии по охватываемой территории делят на: 1. Глобальные. Охватывают весь земной шар. Например, повышенное содержание углекислого газа в атмосфере. 2. Региональные. Распространяются на материки, страны, зоны, области, провинции. Например, применение минеральных удобрений и ядохимикатов. 3. Локальные. Связанные с конкретным заводом, рудником, городом. Например, повышенное содержание металла в почве и воде вокруг металлургических предприятий. Все техногенные аномалии по воздействию на окружающую среду (Перельман) делят на: a. Полезные – улучшающие природную среду b. Вредные – повышение концентрации токсичных веществ, ухудшение условий существования человека, растений и животных. c. Нейтральные - не оказывающие определенного воздействия на окружающую среду (золото в банках, алюминий железо в городах). Все техногенные аномалии по среде, в которой образовались, делят на: 1. Литохимические – в почвах, породах, строениях; 2. гидрогеохимические – в водах; 3. атмогеохимические – в атмосфере; 4. биогеохимические – в организмах: фито-, зоо-, антропо-. Третье отличие ноосферы от биосферы: техногенная миграция подчиняется социально-экономическим законам. Таким образом, для ноосферы характерно следующее: 1. Ноосфера образовалась и развивается в биосфере, другими словами, ноосфера – это биосфера, преобразующаяся под воздействием человека, изменяющего геохимию планеты и ее ландшафта. 2. Основная преобразующая геохимическая сила – человек. Деятельностью человека создан новый тип миграции химических элементов – техногенный. 3. Значительное ускорение миграции. 4. Уменьшение геохимической контрастности 5. Больший объем и разнообразие информации. 6. Ноосфера использует и расходует энергии, накопленную биосферой 7. Создаются новые типы ландшафта – культурный, техногенный, агроландшафт для которых возможно регулирование круговорота химических элементов. Оптимизация круговорота элементов непременное обязательное развитие химических элементов Переход биосферы в ноосферу Ноосфера зарождается в недрах биосферы и направлена на ее преобразование. Это преобразование предусматривает создание новых ландшафтов, в которых возникает и может существовать новый тип круговорота химических элементов, исключающий загрязнение окружающей среды. Такие ландшафты следует рассматривать как ландшафты ноосферы. В них должны быть сбалансированы все химические элементы, находящиеся в круговороте. Трансформация ландшафтов в процессе сельскохозяйственной деятельности человека, усиленная влиянием промышленности и городов, оказала существенное воздействие на сложившиеся природные потоки вещества и энергии. Наряду с позитивными изменениями в сельскохозяйственном производстве все сильнее проявляются негативные последствия, которые нередко превосходят экологически допустимые пределы, когда утрачивается способность экосистем к саморегуляции, что ведет к их разрушению. Наиболее общие закономерности трансформации геохимических ландшафтов связаны с изменением водного баланса освоенных территорий и почв, в особенности остепнения и опустынивания, усиление окислительных процессов в почвах. Выбросы повышенных концентраций диоксида углерода в атмосферу (на 10 – 12 % больше чем в доиндустриальную эпоху) способствуют усилению углекислотного выветривания минералов и почв с образованием растворов углекислых солей, а также к усилению процессов фотосинтеза и потеплению климата. Увеличение площадей водохранилищ приводит к распространению фильтрационных вод на глубину до сотни метров, а в стороны на десятки км. Как результат изменение водно-солевого режима почв, поднятие грунтовых вод (вторичное заболачивание и засоление). Постройка дренажных систем может привести к выносу многих миллионов тонн солей с дренажным стоком в реки и озера, где происходит повышение минерализации воды. В результате развития агроэкосистемы усиливается некомпенсированный биологический круговорот биогенных элементов, происходит отчуждение элементов с урожаем, возрастают направленные перемещения продукции на большие расстояния. На состояние ландшафтов оказывает огромное значение имеет применение удобрений, мелиорантов, ядохимикатов и т.д. Помимо непосредственного воздействия на увеличение емкости биологического круговорота, они оказывают и косвенное влияние через изменение рН, обменных процессов, усиление минерализации органического вещества, что приводит к вымыванию кальция и магния. Изменяется масштаб миграции питательных элементов вглубь по профилю, оттуда в грунтовые воды и водоемы. Что приводит к накоплению в воде токсичных соединений (сероводорода, этилена, метана) и недостатку растворенного кислорода, который расходуется на дыхание водорослей и окисление органического вещества, в результате гибели рыб и болезням людей, т.к. такая вода трудно поддается отчистке. Все выше перечисленное является следствием техногенеза. Вернадский выделил несколько признаков незагрязненных ландшафтов. Признаки незагрязненных ландшафтов: 1. Не понижается продуктивность системы. 2. Не сокращается информативность системы (сохраняется генофонд). 3. Не нарушаются газовые концентрации и окислительно-восстановительные функции, живое вещество, регулирующие геохимическое самоочищение системы. 4. Биохимический состав I и II продукции не изменяется настолько, чтобы вызывать нарушения жизненных функций в каком-либо из звеньев пищевых цепей не только данной системы, но и за ее пределами (отчуждение биологической продукции). Существует определенный комплекс совершенно объективных свойств природных ландшафтов, которые в той или иной мере предопределяют возможности их использования. Иногда эта возможность однозначна. Например, высокогорные хребты и вершины, если в них не содержатся месторождения полезных ископаемых можно использовать только в рекреационных цепях — для развития альпинизма горного туризма и при благоприятном рельефе - горнолыжного спорта. Иногда возможность использования ландшафта не столь однозначна в определенной социальной и экономической ситуации на территории какого-то ландшафта целесообразно развивать сельское хозяйство, выращивать хлеб, в другой обстановке приходится пренебречь этой возможностью и добывать уголь или электроэнергию. Здесь важно подчеркнуть именно то обстоятельство, что в самом строении ландшафта заложены свойства предопределяющие возможности его использования и, следовательно, направление техногенных воздействии человека. Отталкиваясь оттого, что это свойство предопределяет взаимодействие ландшафта с техникой оно может быть определено как технофильность ландшафта. Технофильность – это отношение ежегодной добычи элемента к его кларку в земной коре. Количество добываемых элементов далеко не одинаково, также как неодинаково их содержание в земной коре. Анализируя это свойство можно выстроить ландшафты в ряд, в котором всякий ландшафт может быть использован как предыдущие, но не как последующие. При построении этого ряда пришлось учитывать не только свойства ландшафта как таковые, но также отношение к ним диктуемое нормами жизни законодательством приоритетом природы перед человеком. Вероятные изменения ландшафтов Характер ландшафта Вероятные его изменения Уникальные и типичные ландшафты объявленные заповедниками, национальными парками, памятниками природы или архитектуры охраняемые государством Возможно использование только по назначению, система заповедников должна обеспечить базовое состояние ландшафта в перспективе Природные и антропогенные ландшафты от носящиеся к курортным зонам, зеленым зонам внутри и вокруг городов, рекреационным территориям, заказникам и охотничье-промысловым хозяйствам Инженерное обустройство и биологическая мелиорация ландшафта, обеспечивающая заданное качество его природной среды Ландшафты литогенная основа, которых содержит месторождения твердых полезных ископаемых Характер коренных изменении ландшафта определится составом и строением месторождении полезных ископаемых, содержащихся в них полезных компонентов и вскрышные пород, технологическими условиями отработки Ландшафты, почвенно-климатические условия которых благоприятны для получения биологической или гидроэнергетической продукции включая продукцию сельского, лесного и рыбного хозяйств Преобразования ландшафта определяются плановыми характеристиками в соответствии с выбранным вариантом его использовании. Нередки альтернативные возможности и интересы Ландшафты, которые целесообразно использовать для гражданского и промышленного строительства Коренные преобразования, вызванные подготовкой строительных площадок и перепланировкой (переустройством территории)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: