Воздействие климата на ландшафт реферат

Обновлено: 05.07.2024

И.С. Белюченко
Экология Краснодарского края (Региональная экология)
Учебное пособие. – Краснодар: КубГАУ, 2010. — 356 с.

8.3. Геохимия ландшафтов

8.3.2. Факторы формирования геохимических и элементарных ландшафтов

Широта и долгота местности, расстояние от морей, океанов, крупных внутренних водоемов, расположение ландшафта относительно крупных орографических преград и высота над уровнем моря относятся к факторам географического положения. В совокупности они определяют климат (К) территории, хотя их роль не исчерпывается только влиянием на климат. Другой независимый фактор — геологическое строение ландшафта (Г):литология, стратиграфия и тектоника, третий — рельеф (Р). Эти факторы являются независимыми переменными, и поэтому геохимический ландшафт (ГЛ) может рассматриваться как функция К, Г, Р: ГЛ=f (КГР). Данная зависимость тем сложнее, чем более мелкая таксономическая единица представлена в левой части уравнения (Перельман, 1975). Широта и долгота в значительной степени определяют тип климата и влияют на геохимические особенности ландшафта (влияние магнитного поля Земли, космического излучения на живое вещество, а через него и на биологический круговорот).

Удаленность от морей, океанов и крупных внутренних водоемов влияет не только на климат, но и на некоторые специфические особенности миграции. Океаны и моря служат источником морских (талассофильных) элементов, которые из морской воды поступают в атмосферу и с атмосферными осадками переносятся на континенты. В результате геохимические ландшафты побережий, особенно в районах преобладания морских ветров, относительно обогащены хлором, натрием, йодом, бромом и некоторыми другими талассофильными элементами. Влияние крупных внутренних водоемов (озер, рек), значительно меньше, но также играет существенную роль в миграции элементов.

Высокие горные хребты препятствуют поступлению в ландшафт редких талассофильных элементов (например, йода, количество которого во многих горных ландшафтах понижено, что способствует развитию эндемического зоба). От высоты над уровнем моря зависит вертикальная поясность климата и ландшафтов. С увеличением высоты местности над уровнем моря в ландшафте уменьшается количество свободного кислорода, дефицит которого в первую очередь отражается на людях и животных (горная болезнь). Увеличение интенсивности космического излучения с высотой также имеет геохимическое значение. Коротко остановимся на основных факторах, определяющих геохимию ландшафтов.

Климат. Независимым фактором формирования ландшафта является макроклимат. Микроклимат в значительной степени создается самим ландшафтом. Для формирования геохимического ландшафта наибольшее значение имеют количество атмосферных осадков и температура, в меньшей степени — ветер (особенно в аридном климате). Основное влияние на миграцию элементов в ландшафте климат оказывает не непосредственно через температуру, осадки и ветры, а косвенно — через живое вещество. Роль климата как геохимического фактора огромного масштаба прежде всего определяется его влиянием на биологический круговорот атомов. Чем теплее и влажнее климат, тем больше в ландшафте накапливается живого вещества, тем энергичнее минерализация органических веществ, активнее химическая работа воды и эффективнее миграция элементов в целом. Иными словами, климат является важнейшим фактором формирования ландшафтов, определяя размещение крупных таксономических единиц (типы, семейства, частично и классы) геохимических ландшафтов.

Геологическое строение. Изучая химический состав горных пород как фактор формирования ландшафта, следует учитывать не только валовое содержание в породах отдельных элемнтов, но и формы их соединений, в частности минеральный состав. Особенно важны подвижные компоненты, которые легко мигрируют, следовательно, оказывают в конкретный период наибольшее влияние на процессы, протекающие в ландшафте. К таким компонентам относятся органические соединения, растворимые соли, обменные катионы, некоторые минеральные коллоиды. Важным фактором миграции элементов является тектоника и особенно степень трещиноватости, крутизна падения пластов и разломы. При анализе причин геохимической специфики ландшафтов следует также учитывать особенности областей сноса, с размывом которых была связана аккумуляция осадков в пределах конкретной территории. Ландшафты, в образовании которых участвует комплекс различных, но близких в литологическом отношении горных пород, являются монолитными (ландшафты на гранитах, лёссах, известняках). Гетеролитные ландшафты сформировались на различных горных породах (ландшафты на гранитах с сульфидными жилами, на морене, подстилаемой известняками, на песках, подстилаемых суглинком и т.д.).

В большинстве случаев геохимические ландшафты сформировались на различных породах, поэтому в основу их выделения следует положить не отдельные типы горных пород, а геологические формации (комплексы пород, образовавшиеся в определенных структурно-фациальных зонах). Примером формации может служить флиш, широко распространенный во многих горных районах края. Флиш — серия осадочных образований, состоящая из чередующихся прослоек песчаников, глин, мергелей и некоторых других пород. Ландшафт не может сформироваться только на песчанике или на глине, он развивается на флише в целом. Для платформенных формаций характерно горизонтальное залегание пластов с преобладанием осадочных пород, отсутствием сульфидных жил и широким распространением карбонатных пород (известняков, доломитов и т.д.). В состав геосинклинальных формаций обычно входят осадочные, изверженные и метаморфические породы, а также руды металлов. Сложная тектоника и крутое падение пластов, сильная трещиноватость и частая смена пород благоприятствуют пестроте элементарных ландшафтов, широко представленных в системе Большого Кавказа. Вблизи рудных месторождений нередко наблюдается достаточно высокое содержание в породах редких металлов. Все это в комплексе и определяет пестроту геохимических условий ландшафтов отдельных территорий.

Геохимические особенности платформ, щитов и геосинклиналей имеют прямое отношение к химическому составу почв, осадков, подземных и поверхностных вод, а также к развитию различных организмов. В связи с этим геохимию каждого природного ландшафта необходимо рассматривать в связи с общими тектоническими и металлогеническими закономерностями. Пестроту элементарных ландшафтов, связанную с различием горных пород в условиях одного элемента мезорельефа (плоский водораздел, склон и т.д.), называют литологической комплексностью (Перельман, 1975).

Рельеф влияет на размещение элементарных ландшафтов, на соотношение механической и химической денудации, на водообмен и окислительно-восстановительные процессы, а также на степень гетеролитности ландшафта. Большое влияние на размещение элементарных ландшафтов оказывает через перераспределение атмосферных осадков и микрорельеф, создавая часто гидрологическую комплексность элементарных ландшафтов, особенно характерную для слабодренированных и недренированных равнин; широкое развитие гидрологических комплексов характерно для плоских аккумулятивных равнин; последующее эрозионное расчленение приводит к большему однообразию ландшафтов, соответствующих данным климатическим условиям. Комплексность элементарных ландшафтов в пределах одного элемента мезорельефа может быть вызвана деятельностью ветра (дефляционная комплексность) и текучей воды (эрозионная комплексность).

В высоких горах на одном склоне местами распространены нивальные, горно-луговые, лесные и степные ландшафты. Все эти ландшафты относятся к одному геохимическому ландшафту, так как их связывает между собой водная миграция определенной интенсивности (сток). На равнинах в один геохимический ландшафт входят различные типы элементарных ландшафтов (сухая степь на каштановых почвах – солончак). В горах различные типы элементарных ландшафтов характерны и для склонов, что на равнинах встречается редко. В целом в условиях Кавказа горный рельеф сильно усложняет строение геохимического ландшафта, увеличивает площадь его выявления и степень разнообразия.

Климат влияет на формирование внешнего облика ландшафта в зависимости от принадлежности его к той или иной климатической области. Кроме того, он непосредственно влияет прямо или косвенно на ландшафтный ресурс, многие геоморфологические, геохимические, биофизические и другие процессы, происходящие внутри ландшафта и определяющие его динамику. Причем воздействие климата на ландшафт проявляется в трёх направлениях: глобальном, зональном и провинциальном.

Возникновение и развитие ландшафтной сферы находятся в прямой зависимости от процессов влаго- и теплообмена между океаном и сушей, которые определяют макроклимат континентов и планеты в целом. Климатические факторы обусловливают и систему природных (ландшафтных) зон на земной поверхности. В пределах природной зоны (лесной, степной, пустынной и др.) особенно отчетливо проявляется взаимодействие между атмосферой и подстилающей поверхностью, её ландшафтом. Степень участия того или иного компонента ландшафта в формировании зонального климата (мезоклимата) зависит от типа ландшафта. В литературе часто можно встретить выражения: степной, таёжный, пустынный и другие климаты, характеризующиеся чертами, обусловленными зональными особенностями ландшафтов. Например, степной климат - сухой, с тёплым или жарким летом и ограниченным количеством атмосферных осадков — не более 450 мм в год. В формировании степных равнинных ландшафтов ведущая роль принадлежит географическому положению территории, её равнинному характеру рельефа и климату. В горных странах рельеф через климат также оказывает решающее влияние на формирование структуры ландшафтов.

Внутри конкретного участка ландшафта формируется микроклимат. Его трактуют как режим погоды небольшой территории ландшафта - фации, для которой характерна однородная подстилающая поверхность. Микроклимат, в зависимости от размеров фаций, охватывает ареал от нескольких десятков квадратных метров до нескольких квадратных километров, а по высоте его распределение редко превышает 2 м. Местные особенности микроклимата возникают под влиянием неровностей рельефа, характера растительного покрова. Известно, что сплошной травяной покров задерживает солнечную радиацию, но вместе с тем и задерживает тепловое излучение поверхности. Поэтому температура поверхности почвы под травяным покровом понижена, а амплитуды её колебания сглажены. Или, например, влажность воздуха в лесу выше, чем в открытом поле, так как лес испаряет меньше, чем сплошной травяной покров с той же площади. Повышенная влажность в лесном ландшафте — следствие замедленного обмена. Человек оказывает огромное воздействие на макро-, мезо- и микроклимат. Если первоначальное воздействие его на климат было сравнительно небольшим и отражалось лишь на приземном слое тропосферы (ограничивалось изменениями микроклимата), то в настоящее время вырубка лесов, строительство гигантских предприятий, сжигание ископаемого топлива, распашка огромных площадей приводят к изменению баланса солнечной радиации и химического состава атмосферы.

Наибольшее влияние на климат оказывают следующие современные изменения в ландшафтах: рост городских и урбанизированных территорий, сооружение искусственных водоёмов, создание антропогенных сельскохозяйственных ландшафтов, загрязнение океанов и морей. Загрязнение океана нарушает тепло-, влаго- и газообмен между атмосферой, океанами и материками. Достаточно сказать, что океан производит половину всего вырабатываемого на Земле кислорода. Причем все эти изменения часто имеют последствия, которые трудно предвидеть, так как настолько сложна система прямых и обратных связей в атмосфере.

Контрольные вопросы: 1. Понятие об атмосфере, погоде и климате. 2. Основные характеристики погоды и климата. 3. Климат и ландшафт.

Влияние климата

Климат оказывает большое влияние на все компоненты природы, на формирование ландшафта как природного явления и как среды обитания. Это верно применительно к любому ландшафту, но в пустыне типические черты климата особенно заметно сказываются на внешнем облике и поведении представителей органической жизни, ставят трудные задачи даже перед коренными жителями в их борьбе за существование. Для климата Средней Азии характерны относительно большая продолжительность солнечного сияния, засушливость и континентальность. Это объясняется ее географическим положением у северной границы субтропиков, вдали от океанов и внутри Евразийского материка, а также атмосферной циркуляцией, способствующей образованию преимущественно безоблачной или малооблачной погоды.

На равнинах Средней Азии продолжительность солнечного сияния высокая — 2500—3000 часов за год. Наиболее значителен этот показатель в летнее время (90% возможного) и меньше зимой (менее 50% возможного). Это, в свою очередь, сказывается на прямой солнечной радиации, например в районе Ташкента от 5 тыс. кал/ кв. см в декабре до 24,5 тыс. кал/кв. см в июле; при этом девять месяцев в году она не опускается ниже 10 тыс. кал/кв. см. Суммарная радиация достигает 120—160 ккал/кв. см за год. Высокие величины солнечной радиации позволяют рассматривать пустыни Средней Азии и Казахстана как район с высоким энергетическим потенциалом. Нужно отметить большое использование здесь солнечного света и тепла в сельском хозяйстве, строительной промышленности, быту.

Климат Средней Азии нередко делят на два периода: с середины мая до середины октября — теплый и сухой, остальная часть года — влажный и холодный. Последний охватывает конец осени, зиму и весну. В этот период сказывается влияние сибирского антициклона. Вытянутый по широте, он служит как бы ветроразделом: к северу господствуют ветры западные и юго-западные, к югу — восточные и северо-восточные. Средняя Азия находится к югу от оси антициклона, так что зимой и весной в ней господствуют восточные и северо-восточные ветры. Отсутствие горных преград на севере Туранской равнины позволяет холодным воздушным массам в зимнее время свободно проникать вплоть до предгорий Копетдага. Сближение холодных масс воздуха сибирского антициклона с теплыми массами, затекающими с Иранского нагорья, способствует образованию циклонов и выпадению осадков. Вторжение холодных масс воздуха в тыл циклонов приводит к резкому понижению температур и снегопадам.

В теплый влажный период преобладают ветры с Атлантики. Вместе с тем Средняя Азия в это время находится на северной окраине переднеазиатской термической депрессии и под воздействием высотного антициклона, расположенного над Северной Африкой. В совокупности эти факторы определяют устойчивые северные, северо-западные и западные ветры. Вторжения с севера, северо-запада и запада влажных воздушных масс возрастают почти вдвое, но понижений температуры не вызывают. Нижний слой воздуха прогревается от сильно нагретой земной поверхности, и облачность отсутствует. Несмотря на удаленность от океанов и горные преграды на юге, связь с океаническими бассейнами как источниками влаги не утеряна. Однако из-за особенностей циркуляции атмосферы и термического режима нижних слоев воздуха осадков выпадает мало — около 100 мм за год, в придельтовых областях Амударьи и Сырдарьи и к востоку от Каспия еще меньше — 75—80 мм. Значительно больше осадков выпадает на предгорных равнинах (200—250 мм за год) и в полупустынях Казахстана (200—300 мм).

Климат формирует общий характер ландшафта в зависимости от его географического положения, принадлежности к определенному климатическому поясу. Воздействие климата на ландшафт может быть макро-, мезо-, микромасштабным. В зависимости от уровня, степени (масштаба) воздействия этого фактора и происходит дифференциация ландшафтной сферы суши Земли. Макроклимат представляет собой среднее многолетнее состояние атмосферы, обусловленное энергетическим балансом Земли, общей циркуляцией атмосферы, зависящей от строения подстилающей поверхности, и, в какой-то степени, от деятельности человека. Мезоклиматом называют климатические условия определенного региона, которые проявляются вследствие корректировки макроклиматических процессов различными компонентами ландшафта (так называемая, климатоформирующая роль подстилающей поверхности - рельефа, почв, растительности, поверхностных вод, урбанизированных территорий и т.д.). Микроклимат определяют как режим погоды небольшой территории внутри ландшафта, для которой характерна однородная подстилающая поверхность. Климатообразующие процессы происходят при воздействии ряда географических факторов, основными из которых являются: 1) Географическая широта, определяющая зональность и сезонность в распределении приходящей к Земле солнечной радиации, а с нею и температуры воздуха, атмосферного давления и пр.; широта влияет на условия ветра и непосредственно, поскольку от неё зависит отклоняющая сила вращения Земли. 2) Высота над уровнем моря; 3) Распределение суши и моря 4) Орография. Горные хребты и массивы с различной экспозицией склонов создают крупные возмущения в распределении воздушных течений, температуры воздуха, облачности, осадков и пр. 5) Океанические течения. 6) Характер почв 7) Растительный покров 8) Снежный и ледовый покров. 9) Состав воздуха в основе климатического районирования Земли. Эти показатели определяют теплообмен и теплоемкость. Климатические пояса - обширные, достаточно однородные в климатическом отношении области земного шара, имеющие характер широтных или субширотных сплошных или прерывистых полос, отличающихся друг от друга: - интенсивностью нагревания солнечными лучами; - особенностями общей циркуляции атмосферы; - сезонной сменой воздушных масс. По Б.П.Алисову выделяются: - арктический и антарктический, умеренные, тропические, экваториальный пояса с господством в течение всего года одноименных воздушных масс; + переходные между ними субарктический и субантарктический, субтропические и субэкваториальные пояса. Иерархия геосистем.В структуре геосистем Земли имеется определенный размер, порядок масштабности и соподчиненности. Максимальный размер имеет геосистема планетного (планетарного) уровня. Форма земли, ее движение способствует тому, что в различных частях планетарной геосистемы поступление вещества и энергии в геосистемы более малого порядка происходит разнокачественно и неравномерно, что приводит к внутриземной дифференциации пространства. Таким образом, планетарная геосистема представляет собой целостное неделимое образование, которое, однако; состоит из ряда других более мелких геосистем (второго, третьего И.Т.д. порядков) - региональных, локальных (хорологических и топологических). То есть каждое выделяемое природное образование имеет определенные границы и индивидуальные черты, на основании чего и появляется возможность их разграничивать и определять (индуцировать и диагностировать). Пространственная дифференциация процесса обмена веществом и энергией между геосистемами в пределах планетарной системы образует сложную мозаику геосистем различных уровней.

27) простр-е закономерности распространения вечно и длительномерзлых пород в Зап Сиб. Главные пространственные закономерности распространения вечной мерзлоты в Западной Сибири проявляются в ее зональности. В регионе в направлении с севера на юг температура мерзлых пород постепенно повышается, а мощность уменьшается. Мощность вечной мерзлоты уменьшается с севера на юг от 250-400 м в зоне тундры до 50-100 м у южной ее границы (в зоне тайги). Региональной особенностью Западной Сибири является существование на ее территории глубоко залегающего слоя реликтовой вечной мерзлоты, еще не протаявшей со времени холодных эпох плейстоцена. Этот слой обнаруживается к югу от Полярного круга и прослеживается вплоть до 60ос.ш. При этом, от широты Полярного круга до широты 61-62о с.ш. он образует второй (нижний) слой вечной мерзлоты, залегающей на глубинах от 100-150 м (кровля слоя) до 300-350 м (подошва слоя). К югу от широты 61-62о с.ш., где современная вечная мерзлота отсутствует (за исключением аномальных условий), этот слой существует в виде изолированного глубоко залегающего слоя вечной мерзлоты с температурой близкой к 0о С. Слой залегает на глубинах от 150-200 м (кровля слоя) до 300-400 м (подошва слоя). Многолетнемерзлые породы занимают более половины территории Западной Сибири. Южная граница их распространения проходит в пределах 61-620 с.ш.. Отдельными очагами они встречаются южнее, в горных районах. Вдоль южной границы распространения многолетнемерзлые породы имеют редкоостровное распространение. Они залегают на безлесных участках, главным образом в торфяниках. Мерзлые породы отсутствуют под руслами крупных рек (Обь, Енисей, Таз и др.) и под глубокими (свыше 2 м) большими озерами. Криогенные процессы оказывают существенное влияние на объекты нефтегазового комплекса,. В первую очередь на линейные газо и нетепроводы. Происходит деградация вечномерзлых грунтов основания и полосы, прилегающей к газопроводу, осадка грунтов в результате теплового воздействия труб, выпучивание продуктопроводов, термоэрозионный размыв грунтов и солифлюкционное оползание их на склонах, термокарст в полосе, нарушенной при строительстве и непосредственно под продуктопроводами.

28) Сис биогеохим круговорота в-в. В отличие от энергии, которая однажды использованная организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы, вещества циркулируют в биосфере, что и называется биогеохимическими круговоротами. Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, около 40 нужны живым организмам. Наиболее важные для них и требующиеся в больших количествах: углерод, водород, кислород, азот. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и расходуется организмами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря деятельности азотофиксирующих бактерий и возвращается в неё другими бактериями. Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают нужные элементы, например, азот. Различают два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания (в том числе растворимые в воде питательные вещества) сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками. Геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещения морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь. Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы как самих этих растений, так и других организмов (как правило животных), которые поедают эти растения (консументы). Продукты распада органического вещества под действием деструкторов и микроорганизмов (бактерии, грибы, черви) вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вовлекаемых ими в потоки вещества. Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом. В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки.

Читайте также: