Экотоны природных и антропогенных ландшафтов

Содержание:

 

1. Границы ландшафта. Экотоны природных и антропогенных ландшафтов…………………………………………………………………….….3
2. Устойчивость геосистем к техногенным воздействиям………………....5
3. Принципы качественной оценки геосистем. Методика качественной оценки геосистем………………………………………………………………….9

Список используемой литературы……………………………………………...12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Границы ландшафта. Экотоны природных и антропогенных ландшафтов.

Географическая оболочка Земли как планетарная система  обладает свойствами континуальности  и дискретности, т.е. она непрерывно-дискретна  по своему строению. Все территории, которые люди расчленяют географическими  границами, вместе с тем остаются и частями географического континуума. Эти границы проницаемы и не являются абсолютными.

Ландшафт — трехмерное тело с естественными границами  в пространстве по вертикали и  площади. Верхняя граница ландшафта, расположенная в воздушной среде (тропосфере), — неопределенная. Поиск  верхних границ ландшафта специалисты-географы не считают актуальным. К границам ландшафта относят приземный  слой воздуха над земной поверхностью мощностью до З0...50м. Примерно в 10-метровом слое над поверхностью ландшафта  распространен растительный покров. Выше внешние границы ландшафта  становятся расплывчатыми, хотя и прослеживается движение воздуха, перенос пыльцы, спор, полеты пернатых и насекомых. Пределы  ландшафта в атмосфере находятся  там, где его влияние на атмосферные  процессы исчезает, а климатические  различия по горизонтали между ландшафтами  сглажены.

Нижние границы ландшафта  в литосфере также не могут  быть резкими и определяются десятками  метров протяженности от поверхности  почвы в глубину. Горные породы служат фундаментом ландшафта и постепенно вовлекаются в круговорот веществ. Трансформация солнечной энергии, круговорот влаги, выветривание, геохимическая  деятельность организмов, сезонная ритмичность  процессов определяют глубину, до которой  прослеживается взаимодействие компонентов  ландшафта. Годовые колебания температуры  почвы распространяются до глубины 20...30 м. Свободный кислород проникает  в земную кору до уровня грунтовых  вод.

Мощность зоны окисления  пород — около 60 м. Корневые части  растений, микроорганизмы, беспозвоночные сосредоточены в почве. Грызуны, землерои, черви проникают до глубины 5...8 м. Глубина проникновения разных процессов функционирования ландшафта  в его твердый фундамент зависит  от строения и вещественного состава  верхней толщи литосферы.

Ландшафтная дифференциация обусловлена зональными и азональными  факторами. Зональность проявляется  в теплообеспеченности и увлажнении, т.е. проявляется в климате, азональность — в твердом фундаменте ландшафта. Этими компонентами и определяются ландшафтные границы. Смена ландшафтов в пространстве обусловлена постепенным  зональным изменением климата, высоты над уровнем моря, экспозицией  склона, изменением морфоструктуры или  коренных пород. По этим причинам происходят изменения всех компонентов ландшафта. Пределы их пространственных изменений  ограничены естественными границами  их распространения. Линейные границы  отвечают концепции дискретности геосистем, но дискретность в ландшафтной сфере  диалектически сочетается с континуальностью. Поэтому граница не может быть простой линией, а представляет собой  переходную полосу различной ширины. Переходы у разных компонентов проявляются  неодинаково. Например, климатические  границы — расплывчаты, а почвенные, растительности, геологические, морфологические  — относительно четкие.

Граница ландшафта складывается из границ отдельных пограничных  урочищ и имеет определенную ширину, условно ее рассматривают как  линию в масштабе карты. Ширина ландшафтных  границ варьирует в широких пределах. Четкие ландшафтные границы связаны  с азональными геолого-геоморфологическими  факторами и характеризуются  более частой изменчивостью в  пространстве, чем зональные. Поэтому  большинство ландшафтных границ имеет азональное происхождение. Многие границы обусловлены и зональными факторами.

2. Устойчивость геосистем к техногенным воздействиям.

Всякая геосистема приспособлена  к определенной природной среде  в рамках которой она устойчива  и нормально функционирует. Многие техногенные факторы, особенно так  называемые загрязнения не имеют  аналогов в природе и устойчивость геосистем к подобным возмущающим  факторам имеет специфический характер. Разнообразие техногенных воздействий  на геосистемы намного превосходит  набор возможных возмущений природного происхождения. Устойчивость геосистем  приходится рассматривать в отношении  каждого фактора в отдельно, так  что число возможных ситуаций оказывается весьма значительным. В  каждой конкретной ситуации механизмы  устойчивости и ее порог имеют  свои особенности, и в каждом конкретном случае следует искать «слабое звено» и стабилизирующие факторы.

В механизме устойчивости геосистем против техногенных нагрузок роль отдельных компонентов, процессов  или свойств может оказаться  неоднозначной и даже противоречивой. Так, с точки зрения противодействия  техногенному химическому загрязнению  благоприятными внутренними факторами  следует считать интенсивный  сток и большую скорость ветра. Но те же факторы благоприятствуют эрозии и дефляции, т.е. определяют неустойчивость геосистемы к механическому воздействию. Критерии устойчивости к химическому  и механическому воздействию  в значительной степени исключают  друг друга. Даже такой общепризнанный стабилизирующий фактор, как растительный покров, может играть при химическом загрязнении отрицательную роль, поскольку способен аккумулировать вредные соединения и элементы.

Один из аспектов этой проблемы – устойчивость геосистем к загрязнению  биохимически активными техногенными веществами (пестицидами, нефтепродуктами) – обстоятельно исследован М.А.Глазовской и ее сотрудниками (1983). В данном случае устойчивость определяется условиями разложения, рассеяния и удаления привнесенных в геосистему веществ. В свою очередь, условия разложения зависят от количества поступающей солнечной энергии и особо ее ультрафиолетовой части как катализатора фотохимических реакций, от гидротермического режима почв (с которым связана микробиологическая деятельность), окислительно-восстановительных и щелочных условий почв и вод. В целом перечисленные факторы изменяются зонально, и соответственно скорость самоочищения уменьшается на территории СНГ с севера на юг. Однако локальные закономерности более сложны: многие морфологические структурные части ландшафта (например, болота) играют роль геохимических барьеров, или своего рода ловушек, способных накапливать загрязняющие вещества.

Что касается интенсивности  выноса продуктов техногенеза, то она  зависит от величины стока, водопроницаемости  почвогрунтов, уклонов поверхности  и дренированности территории, ветрового  режима (скорости и направления ветра, температурные инверсии, штили).

Иные сочетания свойств  геосистем и иные структурные  особенности определяют степень  устойчивости к механическим нагрузкам, вырубке, пожарам, выпасу и т.д. Эрозионная устойчивость, например, зависит от расчлененности рельефа, интенсивности  снеготаяния и осадков, физических свойств почвогрунтов. Устойчивость к рекреационным нагрузкам в  первую очередь  зависит от устойчивости напочвенного покрова к вытаптыванию, а также от устойчивости древостоев к загрязнению воздуха.

 Вряд ли возможно  найти единый показатель «интегральной»  устойчивости геосистем к техногенному  воздействию. Можно, однако, указать  некоторые наиболее общие критерии, имеющие силу в большинстве  случаев. Это, прежде всего,  высокая интенсивность функционирования  и сбалансированность функций  геосистемы, включая биологическую  продуктивность и возобновимость растительного покрова. В свою очередь эти качества определяются оптимальным соотношением тепла и влаги. Основными факторами неустойчивости геосистем являются недостаток тепла и влаги, гравитационная и тепловая (в условиях многолетнемерзлых пород) неустойчивость  твердого фундамента. В этих условиях (как впрочем, и в более благоприятных) важным стабилизирующим фактором служит растительный покров, но он относится к числу наиболее уязвимых компонентов, и его устойчивость (возобновимость) находится также в прямой зависимости от соотношения тепла и влаги.

Эти общие критерии устойчивости (и неустойчивости) должны конкретизироваться не только применительно к различным  формам и факторам воздействия, но и  к различным уровням и типам  геосистем. Иначе говоря, при анализе  устойчивости геосистем к техногенным  воздействиям необходимо опираться  на региональные и локальные ландшафтно-географические закономерности, на таксономию и классификацию  геосистем. Устойчивость геосистем  в зависимости от конкретной задачи исследования можно рассматривать  на зональном, собственно ландшафтном  и фациальном уровнях.

При самых широких сравнениях отчетливо выявляются различия в  устойчивости ландшафтов различных  типов. Так, тундровые ландшафты  очень неустойчивы ко всяким техногенным  нагрузкам. Дефицит тепла определяет низкую активность биогеохимических процессов  и медленную самоочищаемость  от промышленных выбросов. Мерзлотный водоупор препятствует инфильтрации, а растительный покров легко разрушается  при механическом воздействии и  очень чувствителен к сернистому ангидриду и другим атмосферным  загрязнителям. Неустойчивость растительного  покрова служит причиной нарушения  теплового равновесия в приповерхностном слое многолетнемерзлой толщи, что  ведет к просадкам, термокарсту  и т.д.

Таежные ландшафты в целом  более устойчивы, чем тундровые, благодаря большей теплообеспеченности  и мощному растительному покрову. Обильный сток благоприятствует удалению водорастворимых техногенных веществ. Однако биогеохимический круговорот еще  довольно замедленный, микробиологическая активность слабая. Существенным отрицательным  фактором служит сильная заболоченность. Устойчивость к механическим и другим нагрузкам резко ослабляется  при сведении лесного покрова.

В пустынных ландшафтах интенсивная  солнечная радиация способствует быстрому самоочищению от органических загрязнителей, но вынос продуктов техногенеза  замедлен из-за недостатка влаги, и  эти продукты легко накапливаются  на геохимических барьерах – понижениях, впадинах. Растительность пустынь устойчива  к тяжелым металлам и способна накапливать их, тем самым, содействуя аккумуляции их в ландшафтах. Легкая ранимость растительности обусловливает  неустойчивость ландшафтов к механическим нагрузкам, создаваемым выпасом, передвижением  транспортных средств и т.д. Минерализованность почвогрунтов и грунтовых вод  – фактор неустойчивости к ирригации.

При более детальном анализе  в пределах каждого типа может  быть обнаружено большое разнообразие условий, связанное со спецификой отдельных  ландшафтов и их видов. Например, в  восточноевропейской тайге различная  устойчивость к техногенным загрязнениям присуща возвышенным зандровым  равнинам, холмисто-моренным возвышенностям, низменным заболоченным глинистым  равнинам, карстовым плато и т.д. Наконец, дальнейшая конкретизация  требует учета морфологического строения ландшафта. Так, в пределах таежных холмисто-моренных ландшафтов наблюдается большая контрастность  урочищ и фаций по их устойчивости к различным воздействиям. От геохимической  сопряженности фаций зависит  перераспределение внутри ландшафта  различных техногенных загрязнителей. Наличие геохимических барьеров способствует очищению плакорных и склоновых (автономных) фаций, но обусловливает формирование очагов аккумуляции в местных депрессиях, водоемах, болотах. С другой стороны, «благополучные» в этом отношении вершинные и склоновые фации неустойчивы к механическим нагрузкам (распашке, инженерному освоению рекреации).

3. Принципы качественной оценки геосистем. Методика качественной оценки геосистем.

Структура и функционирование целостных систем положены в основу следующих принципов моделирования  геосистем:

 Принцип структурной неоднородности и однородности. Нетождественность частей целого обусловливает неоднородность компонентов геосистемы. Собственно говоря, наличие структуры связано с дифференцированностью и неоднородностью частей целого. Представления об однородности структурных компонентов геосистемы, которыми часто пользуются исследователи, являются результатом идеализации неоднородных по некоторым параметрам реальных частей системы. Реальная однородность всегда конкретна, то есть содержит в себе неоднородность. Учет реальных неоднородностей и умелое использование идеализированного представления об однородности приносит хорошие результаты в географических исследованиях.

Принцип иерархичности. Одной из основных особенностей географических систем является их иерархичность — свойство делимости на относительно обособленные, но соподчиненные между собой, подсистемы различного ранга. Иерархия ГС обладает, в свою очередь, рядом свойств: 1) вертикальной декомпозицией; 2) приоритетом действий подсистем верхнего уровня; 3) зависимостью функционирования и развития подсистем нижних уровней.

Принцип организованности географических систем. Этот принцип тесно связан с принципом иерархичности. Структура определяется организованностью, упорядоченностью системы. Мерой упорядоченности служит высота уровня негэнтропии. Мерой дезорганизованности, беспорядка ГС является энтропия. Процесс развития геосистем, с одной стороны, ведет к увеличению неоднородности компонентов, усложнению иерархии, повышению организованности в системе, что соответствует уменьшению энтропии (увеличению негэнтропии). С другой стороны, естественный процесс неизбежно сопровождается выравниванием различных потенциалов между компонентами ГС, увеличением их однородности, понижением уровня организации, чему соответствует увеличение энтропии (понижение негэнтропии) геосистем. В замкнутых геосистемах, где отсутствуют исходные величины, процесс имеет одну направленность — в сторону возрастания энтропии. При этом уменьшается количество энергии, участвующей в работе ГС, происходит выравнивание различий внутри системы и разрушение ее иерархической организации. Это противоречие приводит к тому, что в открытых геосистемах отрабатывается устойчивая структура, все более четко обособляющая себя в пространстве.

Принцип территориальности предполагает учет зависимости функционирования и развития геосистем от размещения ее элементов на территории (в пространстве). Функционирование и развитие геосистемы зависит от многих других определяющих факторов, однако территориальная (пространственная) принадлежность ГС обусловливается также зависимостью ее функционирования от размещения ее элементов.