Вертикальная структура природной геосистемы. Природные компоненты ландшафта и факторы, формирующие ландшафт.

Структура геосистемы - сложное, многоплановое понятие. Ее определяют как пространственно-временную организацию (упорядоченность), или как взаимное расположение частей и способы их соединения. Различают две системы внутренних связей в ПТК - вертикальную, т.е. межкомпонентную, и горизонтальную, т.е. меж­системную.

Итак, вертикальная структура геосистемы обусловлена наличием компонентов. Природные компоненты — составные части, формирующие ландшафтные комплексы. К основным природным компонентам ПТК относятся:массы пород, слагающих земную кору (литосферу); воздушные массы нижних слоев атмосферы (тропосферы); вода (гидросфера), представленная в ландшафтах в трех фазовых состояниях (жидком, твердом, парообразном); растительность, животные, почва.

В свою очередь, природные компоненты также обладают своими собственными свойствами, которые представлены:

• вещественными(механический, физический, химический состав);

• энергетическими(температура, потенциальная и кинетическая энергия гравитации, давление, биогенная энергия и т.д.);

• информационными(структура, пространственная и временная последовательность, взаимное расположение и связи).

Именно свойства природных компонентов определяют специфику взаимодействия компонентов в пределах ландшафтных геосистем. Одновременно они являются производными этих взаимодействий.

Природные компоненты обладают множеством самых разнообразных свойств, но они имеют далеко не одинаковое значение для организации и развития территориальных геосистем географической размерности. Наиболее активные и важные для выделения конкретного уровня организации ПТК свойства компонентов называются природными факторами.

Основными внешними энергетическими факторами, создающими первичную энергетическую основу функционирования ландшафтных геосистем, являются солнечная радиация, вращение Земли, тектонические движения, циркуляция атмосферы, внутриземное тепло и др.

В то же время, специфические особенности геосистем на более низком уровне определяются чаще всего литогенной основой, процессами в атмосфере, гидросфере, биосфере и педосфере, то есть свойствами внутренними, проявляющимися во взаимодействии природных компонентов.

Природные компоненты не могут существовать независимо друг от друга.Взаимная зависимость свойств природных компонентов в ландшафтах хорошо проявляется в их изменениях от места к месту по зонам и поясам, а на локальном уровне — по рельефу. Каждый из природных компонентов или их сочетание образует в ПТК особый геогоризонт. Геогоризонт – структурный элемент (под­система) вертикального профиля природной геосистемы, облада­ющий специфичной геомассой и сформированный определенным природным компонентом или (чаще) их сочетанием. Вертикальная структура геосистемы – это состав и вертикальные (радиальные) связи слагающих ее природных компонентов, представленных упо­рядоченной последовательностью геогоризонтов. Каждая элементарная геосистема обладает своей вертикаль­ной структурой.

 

6. Географическая (широтная) зональность и ее проявления в эпигеосфере. Привести примеры.

Под широтной (географической, ландшафтной) зональностью подразумевается закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов (геосистем) от экватора к полюсам. Первичная причина зональности - неравномерное распре­деление коротковолновой радиации Солнца по широте вследствие шарообразности Земли и изменения угла падения солнечных лучей на земную поверхность.

Важнейшие следствия неравномерного широтного распределе­ния тепла - зональность воздушных масс, циркуляции атмосферы и влагооборота. Под влиянием неравномерного нагрева, а также испарения с подстилающей поверхности формируются воздушные массы, различающиеся по своим температурным свойствам, влагосодержанию, плотности.

Зональность распределения солнечного тепла нашла свое выражение в традиционном представлении о тепловых поясах Земли.

С зональностью циркуляции атмосферы тесно связана зональ­ность влагооборота и увлажнения. Это отчетливо проявляется в распределении атмосферных осадков. Количество осадков само по себе не определяет условий увлаж­нения или влагообеспеченности природных процессов и ландшафта в целом. Наилучшим показателем потребности во влаге служит испаряемость, а показателем увлажненности территории - соотношение количества выпадающих осадков и испаряемости. Этот фактор определяется широтностью как термических условий, так и циркуляционных особенностей атмосферы. Если коэффициент увлажнения меньше единицы, то типичными зональными ландшафтами становятся степные и пустынные ландшафты. При коэффициенте увлажнения, равном или близком к единице, преобладают разные варианты лесо-лугово-степных ландшафтов.

 

7. Азональность и ее проявления в эпигеосфере (в т.ч., структурно-петрографический фактор, ярусность, барьерность на равнинах и в горах и др.).

Самое главное выражение азональной закономерности состоит в делении земной поверхности на материковые выступы и океанические впадины, т.е. на сушу и Мировой океан, а также в выделении горных и равнинных территорий и связанных с ними ландшафтных комплексов.

Азональность ландшафтных комплексов в горах проявляется вариациями широтной зональности, через спектры высотных ландшафтных поясов, характерных для той или иной широтной зоны.

Структурно-петрографические факторы и морфоструктурная дифференциация. Физико-географические следствия разнообразия петрографи­ческого состава пород, слагающих земную поверхность, чрезвычайно многообразны. Горные породы образуют субстрат ландшафта, они определяют состав минеральной массы почвы и ее важнейшие физико-химические и трофические свойства, состав элементов, участвующих в геохимическом круговороте, условия произрастания растительного покрова, не говоря уже о многих чертах рельефа, а также гидрографической сети.

Так, например, по песчаным террасам рек сосновые боры проникают в лесостепную и степную зоны, в связи с тем что пески, обладая лучшей способностью пропускать гравитационные воды атмосферных осадков в нижние горизонты почвогрунтов и худшей способностью к ее капиллярному поднятию, позволяют более эффективно использовать накопленную воду для биопродуцирования в ландшафтах.

Пестрота ландшафтов гор в большой степени обусловлена разнообразием горных пород в связи с геологическими структурами, к которым они приурочены. Важное значение имеют условия зале­гания пород, их минералогический состав, устойчивость к выветри­ванию, трещиноватость, растворимость и другие свойства. Качество подстилающей породы часто связано с орографией и, в целом, с морфорструктурой (крупными формами рельефа) поверхности Земли.

В связи с различным возрастом, этапами развития, генезисом разных гипсометрических уровней рельефа проявляется следующий азональный фактор - высотно-генетическая ярусность ландшафтов.

Ярусность равнинных и горных ландшафтов связана с возрастом, Ландшафтная ярусностъ — это выделение в ландшафтной структуре регионов высотно-генетических ступеней, зафиксированных в основных геоморфологических уровнях развития рельефа.

В горах кроме высотных поясов выделяются высотные ландшафтные ярусы. Так, изменения в горах при подъеме вверх прослеживаются не только в климате, но и в строении земной поверхности. Традиционное деление гор на низкие, средние и высокие отражает этапы формирования и связанные с ними особенности строения разновозрастных ступеней рельефа горных районов - разную экзогенную переработанность и расчлененность рельефа. Ярусность равнинных ландшафтов суши проявляется следующим образом: низменные, более молодые по сравнению с возвышенными равнины сложены обычно рыхлыми аккумулятивными отложениями; рельеф их характеризуется незначительной расчлененностью и слабой дренированностью, поэтому грунтовые воды находятся неглубоко от поверхности. В результате ландшафты низменных равнин часто заболочены или засолены.

На возвышенных равнинах преобладают денудационные процессы, поскольку они сильнее расчленены и лучше дренированы. Относительно молодые рыхлые отложения их имеют меньшую мощность по сравнению с одновозрастными отложениями низменных равнин, а грунтовые воды залегают более глубоко.

На равнинах обычно выделяются следующие ярусы: возвышенные (элювиальные); низменные (более молодые элювиальные) и низинные (преимущественно аккумулятивные). Таким образом, ярусность гор характеризуется обратным размещением высотно-возрастных ступеней рельефа по сравнению с ярусностью ландшафтов равнин. В горах верхний ярус занимают наиболее молодые ландшафты, а на равнинах, наоборот, более древние.

В связи с ярусным строением ландшафтной оболочки проявляется эффект барьерности - изменение атмосферной циркуляции и увлажненности на наветренных и подветренных территориях перед горами и возвышенностями, а также на склонах разной экспозиции.

С наветренной стороны перед горами и возвышенностями воздух начинает постепенно подниматься, обтекая барьер и формируя пояса повышенного по сравнению с широтно-зональной нормой выпадения осадков. С подветренной стороны поднятий, наоборот, господствуют нисходящие токи воздуха пониженной влажности и пониженным количеством атмосферных осадков, здесь формируются более сухие ландшафты «барьерной тени».

8. Высотная поясность и орографические факторы ландшафтной дифференциации. Привести примеры.

Важным фактором ландшафтной дифференциации после зональных и секторных изменений теплообеспеченности и увлажнения является высота суши над уровнем моря. Под действием этого фактора ландшафтная сфера приобретает ярусное строение: различным высотным ярусам характерны специфические классы ландшафтов.

Гипсометрическое положение сказывается уже в равнинных ландшафтах – при колебании абсолютной высоты в пределах первых сотен метров. До определенного предела возрастание высоты не вызывает в ландшафтах исчезновения типичных признаков «своей» зоны. Выше этого предела в них появляются черты, характерные соседней, более северной (для северного полушария) зоне, и по мере дальнейшего нарастания высот происходит смена ландшафтных поясов, до некоторой степени аналогичная последовательности расположения широтных ландшафтных зон. Эта закономерность носит название высотной поясности (или вертикальной зональности).

Высотная поясность – это закономерная смена ландшафтных зон (поясов) с высотой, т.е. по вертикали.

Причина высотной поясности – изменение теплового баланса с высотой. Природы температурных изменений по высоте и по широте имеет принципиально различный характер. Величина солнечной радиации с высотой не уменьшается, а увеличивается примерно на 10% с поднятием на каждые 1000 м. (изменение температуры на каждые 100м вверх достигает 0,6°С). Это обусловлено уменьшением мощности и плотности атмосферы и резким убыванием содержания водяного пара и пыли, а, следовательно, сокращением потерь радиации на поглощение и отражение в атмосфере. Однако, длинноволновое излучение земной поверхности растет с высотой еще быстрее, чем инсоляция. В результате радиационный баланс быстро уменьшается и температура воздуха падает. Вертикальный температурный градиент в сотни раз превышает горизонтальный (широтный) градиент, так что на протяжении нескольких км по вертикали можно наблюдать физико-географические изменения, равноценные перемещению с экватора в полярную зону.

Условия увлажнения также существенно изменяются по мере поднятия в горы, но эти изменения по своей направленности и интенсивности не совпадают с широтно-зональными. Влагосодержание воздуха с высотой сильно уменьшается. Выпадение осадков в горах обязано барьерному эффекту рельефа. Под влиянием горных барьеров происходит восходящее движение воздушных масс, усиливается конденсация влаги и количество осадков начинает возрастать, но лишь до определенного предела: по мере истощения запасов влаги увеличение осадков сменяется уменьшением. Уровень максимальных осадков очень изменчив, но обычно в сухих областях он выше, чем во влажных. Так, в Альпах он расположен на высоте около 2000 м, на Кавказе – 2400-3000 м, в Тянь-Шане – 3000-4000 м. Поскольку выпадение осадков в горах связано с накоплением и восхождением воздушных масс перед склонами хребтов, наветренные склоны могут получать влаги во много раз больше, чем подветренные. Распределение осадков в горах характеризуется исключительной пестротой в зависимости от орографических особенностей. Важную роль при этом играют: взаимное расположение хребтов; экранирующая роль одних хребтов по отношению к другим; экспозиция склонов; расчлененность рельефа.

Абсолютная высота, таким образом, играет лишь косвенную роль в увеличении количества осадков.

Между высотными поясами и широтными зонами, как правило, существует только чисто внешнее сходство – преимущественно в растительном покрове. Многим высотным поясам (например, альпийским лугам, высокогорным холодным пустыням Тибета и Восточного Памира) вообще невозможно найти широтно-зональные аналоги. Высотные пояса отличаются от широтных зон многими структурно-функциональными особенностями.

 

9. Понятие о ландшафте. Основные определения, свойства, признаки.

Ландшафт можно определить как генетически единую геосистему, однородную по зональным и азональным признакам и заключающую в себе специфический набор сопряженных локальных геосистем.

Для обособления самостоятельного ландшафта необходимы следующие основные условия:

1) территория, на которой формируется ландшафт, должна иметь однородный геологический фундамент;

2) после образования фундамента последующая история развития ландшафта на всем его пространстве должна была протекать одинаково (в единый ландшафт, например, нельзя объединять два участка, из которых один покрывался ледником, а другой нет, или один подвергался морской трансгрессии, а другой оставался вне её);

3) климат одинаков на всем пространстве ландшафта и при любых сменах климатических условий он остаётся однообразным (внутри ландшафта наблюдается лишь изменение местных климатов – по урочищам и микроклиматов – по фациям).

Учение о морфологической структуре ландшафтов было заложено Л. Г. Раменским (1938), затем развита и детально разработана Н. А. Солнцевым, создавшим основы новой методики изучения ландшафта.

Для каждого ландшафта характерна своя морфологическая структура (закономерное сочетание местностей, урочищ, фаций), отличная от морфоструктуры другого ландшафта. Следовательно, нельзя получить сведения о ландшафте в целом, не зная его морфологических частей.

Некоторые авторы отрицают наличие внутри ландшафта генетически обособленных частей – природных комплексов и выделяют структурные типологические единицы: тип местности, тип урочищ, тип фаций. Однако термин «тип» означает обобщенное понятие и не может относиться к конкретной единице. Если есть «тип» урочища, значит, и должны быть конкретные урочища с определенными внутренними свойствами.

К основным структурным подразделениям ландшафта относятся фация, урочище, местность.

Фация - это элементарная природная геосистема, формирующаяся на одном элементе мезоформы рельефа и характеризующаяся однородными геолого-геоморфологическими условиями, одним микроклиматом, одним типом и степенью увлажнения, одной почвенной разностью, одной растительной ассоциацией и единым зооценозом.

Более короткое определение - фация – это предельная категория геосистемной иерархии, которая характеризуется однородными условиями местоположения и местообитания и одним биоценозом.

Урочищем называется сопряжённая система фаций, объединённая общей направленностью физико-географических процессов и приуроченная к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате.

Именно урочище, формирующееся на одной мезоформе рельефа, является предельной единицей ландшафтного картирования.

Происхождение «местностей» - следующей единицы морфологической структуры ландшафта, связано с тем, что в пределах одного ландшафта геолого-геоморфологическая основа несколько варьирует, а потому и все урочища на каждом таком варианте приобретают свои специфические черты.

Местность— природный комплекс, структурно-генетически и функционально объединяющий внутри себя закономерно сопряженные и повторяющиеся в определенной последовательности природные комплексы ранга урочищ. Местности обычно соответствуют важнейшим элементам макроформ рельефа. На равнинах выделяют местности плакоров, придолинных склонов, надпойменно- террасовые, пойменные и др. Основным внешним диагностическим признаком для их выделения может быть приуроченность повторяющихся однотипных сочетаний урочищ на одном элементе макроформы рельефа.

В итоге, внутри ландшафта выделяются следующие локальные геосистемы:

фация - основная геосистема;

урочище - основная геосистема;

местность - промежуточная (необязательная) геосистема;

а также подурочище и надурочище - не всегда выделяемые, необязательные (промежуточные) геосистемы. Три последние выделяются в том случае, когда структура ландшафта достаточно сложна и не хватает элементов только в виде фаций и урочищ для структурирования пространства