Внешние оболочки земли и их характеристика

Физические свойства Земли - форма, размеры, плотность и агрегатное состояние вещества в недрах. Планетарные формы рельефа земной поверхности (по гипсографической кривой).

Земной шар имеет форму геоида (сфероида). Радиус земли около 6400 км. Окружность по экватору около 40 тысяч км. Средняя плотность 5,52г/см³. (Масса земли 6*10²⁴ кг, объем 10¹² км³)

Земная кора и верхняя мантия находятся в твердом состоянии. Нижняя мантия находится одновременно в твердом и вязко-пластичном состоянии. Внешнее ядро жидкое. Внутреннее ядро твердое.

Гипсографическая кривая — интегральная функция распределения глубин океана и высот земной поверхности. Обычно изображается на координатной плоскости, где по вертикальной оси откладывается высота рельефа, а по горизонтальной — доля поверхности, высота рельефа которой больше указанной.

 

 

 3. Внутреннее строение Земли (ядро, мантия, земная кора, литосфера, астеносфера)

Земная кора - внешняя оболочка литосферы (см. рис. 3). Ее плотность примерно в два раза меньше, чем средняя плотность Земли, — 3 г/см3. 0-80км

От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. хорватским ученым Андреем Мохоровичичем (1857- 1936).

Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (земная кора и верхняя мантия). Мощность литосферы колеблется от 50 до 400 км.

Ниже литосферы располагается астеносфера — менее твердая и менее вязкая, но более пластичная оболочка с температурой 1200 °С. Она может пересекать границу Мохо, внедряясь в земную кору. Астеносфера — это источник вулканизма. В ней находятся очаги расплавленной магмы, которая внедряется в земную кору или изливается на земную поверхность. Мощность около 100 км 

Мантия располагается на глубине 33…2900 км и состоит из двух основных частей – верхней до глубины 400 км и нижней с подошвой ~ 2900 км. В мантии распространены ультраосновные породы. Верхняя мантия состоит из Si, Mg и Fe, из минералов преобладают форстерит и фаялит. В верхней мантии, находится астеносфера(от греч. «астянос» – слабый) – слой менее плотных и как бы «размягченных» пластичных горных пород. Считается, что в астеносфере 1…10 % вещества находится в расплавленном состоянии. Состояние астеносферы вязкое и более пластичное по сравнению с породами литосферы и подстилающей мантии. 

Внешнее ядро Земли имеет большую мощность, чем внутреннее (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. 2900-5150 км

Внутреннее ядро расположено в центре Земли, его радиус составляет около 1,2 тыс км. Температура ядра достигает 6 000 К, т. е. она выше, чем температура внешних слоев Солнца, а его плотность составляет 13 г/см3 (сравните: вода — 1 г/см3). Внутреннее ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии. 5150-6371 км

Тропосфера,

Стратосфера

мезосфера,

Термосфера,

Экзосфера.

 

Строение атмосферы:

Тропосфера - слой атмосферы у поверхности Земли до высоты 10- 15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха. Погода формируется в тропосфере.

Процессы, происходящие в тропосфере, имеют решающее значение для погоды и климата у земной поверхности. Солнечные лучи проходят через тропосферу и нагревают Землю.

Нагретая солнечными лучами Земля излучает тепло, которое накапливается в тропосфере. Углекислый газ, метан, а также пары воды удерживают тепло. Этот механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называют парниковым эффектом.

Поскольку источник тепла для атмосферы - Земля, температура воздуха с высотой понижается.

Стратосфера формируется над тропосферой до высоты 50-55 км.

Температура в ней в среднем растет с высотой. Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере, не образуя турбулентности.

Воздух стратосферы очень сухой, и поэтому облака редки. Образуются так называемые перламутровые облака.

Стратосфера очень важна для жизни на Земле. Именно в этом слое находится основное количество атмосферного озона, который поглощает сильное ультрафиолетовое излучение, вредное для жизни. Поглощая ультрафиолетовое излучение, озон нагревает стратосферу.

Мезосфера  распространена примерно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля.

Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развита турбулентность.

На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются особого рода облака, также освещаемые солнцем в ночные часы, их называют серебристыми.

Наиболее вероятно что они состоят из ледяных кристаллов.

Термосфера  - верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами, что обусловило ее название.

В ней различаются, однако, две части: ионосфера, простирающаяся от мезосферы до высот порядка тысячи километров,

и лежащая над ней внешняя часть - экзосфера, переходящая в земную корону. Воздух в термосфере 13 чрезвычайно разрежен.

Именно в термосфере лежат орбиты космических кораблей.

Гидросфера – водная оболочка, окружающая Землю.

В её состав входят воды в твердом, жидком и газообразном агрегатном состоянии.

 В виде жидкости  гидросфера покрывает 71 % поверхности планеты.

 Большая часть воды Земного шара приходится на Мировой океан, а на пресные воды – всего 2 %. Небольшое количество воды поступает из недр Земли.

 Испаряясь, вода поступает в атмосферу, конденсируется в облака, а при охлаждении выпадает в виде дождя, снега, или града, питая реки и, соответственно, Мировой океан. Часть воды содержится в твердом состоянии в виде горных и покровных ледников.

Биосфера – включает в себя всё живое на нашей планете (животный и растительный мир).

Она распространяется на гидросферу и, частично, на атмосферу и литосферу. Влияние биосферы на их формирование неоспоримо.

 Организмы видоизменяют состав атмосферы, образуют почвенный слой, формируют органогенные породы

Ноосфера (техносфера) – сфера деятельности человека.

В ХХ веке деятельность человека стала активным геологическим фактором (видоизменяется рельеф, искусственно вызываются землетрясения, меняется состав атмосферы и т. д.).

 

6. Геологические процессы (общая характеристика). Эндогенные и экзогенные.

Под геологическими процессами понимают процессы, вызывающие изменения в строении и составе земной коры. Геологические процессы подразделяются на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние). Экзогенные процессы — это геологические процессы, главным источником энергии которых является солнечное тепло. Главным источником энергии эндогенных процессов является внутренняя теплота Земли.

Подразделение геологических процессов на экзогенные и эндогенные условно, так как между ними нет резкой разницы, а напротив, имеется тесная связь. Однако для удобства изучения их такое деление необходимо. Под влиянием эндогенных процессов на поверхности Земли возникают горные хребты и впадины, происходят вулканические извержения, землетрясения, медленные поднятия и опускания суши, возникают разломы земной коры, образуются магматические и метаморфические породы.

Эндогенные процессы создают основные формы рельефа земной поверхности: горные возвышенности и впадины. Магматические и метаморфические породы образуются за счет эндогенных процессов, поэтому в поверхностных условиях они неустойчивы и быстро разрушаются под влиянием колебаний температуры, химического и размывающего действия воды, ветра, морского прибоя, ледников и организмов. Продукты разрушения горных пород, накапливаясь, образуют новые, более устойчивые в поверхностных условиях, осадочные породы.

Под влиянием эндогенных процессов участки земной коры могут погружаться. При этом толщи осадочных горных пород постепенно попадают в новые условия, характеризующиеся высокими давлением и температурой и иной химической обстановкой, под влиянием которых породы претерпевают изменения, носящие название метаморфизма, а также частично переплавляются, образуя магматический расплав; при застывании его образуются магматические породы. Таким путем непрерывно идет процесс перераспределения вещества Земли.

Сформировавшийся под влиянием эндогенных процессов рельеф земной поверхности подвергается действию экзогенных процессов и также претерпевает изменения. Горные породы, слагающие возвышенности, непрерывно разрушаются и продукты разрушения их под влиянием силы тяжести, текучих вод, ветра, ледников в конечном итоге сносятся и отлагаются в понижениях рельефа земной поверхности, особенно на дне морей, океанов, озер.

Таким образом, экзогенные процессы стремятся выровнять поверхность Земли, придать ей форму идеального геоида, однако благодаря тому, что наряду с экзогенными процессами непрерывно действуют и эндогенные, борьба между ними никогда не доходит до конца.

 

7. Выветривание, основные виды выветривания и их характеристика.

Выветривание (синоним - гипергенез) - это совокупность абиотических и биологических процессов разрушения и образования горных пород и слагающих их минералов под воздействием агентов атмосферы, биосферы, гидросферы в верхних слоях земной коры

В результате этих процессов образуется кора выветривания – вещественная часть литогенной основы. Мощность современной коры выветривания составляет от нескольких метров до десятков метров.

Физическое выветривание - это процесс разрушения (растрескивания, дробления) минералов под воздействием давления, возникающего за счет суточных и сезонных колебаний температуры (тепловое расширение и сжатие минералов, замерзание и оттаивание воды), механической деятельности ветра, потоков воды, корней растений.

 В результате увеличивается дисперсность и удельная поверхность пород, снижается их плотность

Химическое выветривание - процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и, в конечном итоге, новых пород. Химические реакции происходят при участии воды, углекислого газа, кислорода и других веществ. Вода растворяет вещества, содержащиеся в горных породах и минералах, при этом в раствор поступают катионы и анионы, изменяющие кислотно-щелочные условия. Это увеличивает растворяющую способность воды. Разложение минералов водой усиливается с повышением температуры и насыщением ее углекислым газом, который подкисляет реакцию среды. Гидролиз минералов, реагирующих с водой, приводит к образованию новых минералов. В преобразовании минералов в присутствии угольной кислоты большую роль играют реакции карбонатизации (образования карбонатов) и декарбонатизации (разрушения карбонатов).Реакции окисления-восстановления принимают активное участие в процессах гипергенеза. Красные, красно-бурые, желтые окраски кор выветривания обусловлены окисленными формами железа, марганца и других элементов. В восстановительных условиях преобладают сизые и серые тона. В ходе химического выветривания развивается элювиальный процесс - вынос с растворами ряда элементов за пределы коры выветривания. В первую очередь вымываются наиболее растворимые соединения, что обусловливает стадийность процесса выветривания.

 

Биологическое выветривание - процесс разрушения и изменения горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности.При биологическом выветривании механизмы процессов разрушения, изменения минералов и пород те же, что и при физическом и химическом выветривании.Однако интенсивность процессов существенно увеличивается, поскольку увеличивается агрессивность среды. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, янтарную, яблочную и др.). Нитрофикаторы образуют азотную кислоту, серобактерии - серную. В процессе разложения мертвых остатков растений и животных образуются агрессивные гумусовые кислоты - фульвокислоты, способные разрушать минералы. Многие виды бактерий, грибов, водоросли, лишайники могут усваивать элементы питания непосредственно из первичных минералов, разрушая их при этом. Именно таким является механизм первичного почвообразования. В верхней части коры выветривания процесс выветривания протекает совместно с процессом почвообразования и является неотъемлемой составной частью почвообразования, так же как почвообразование является неотъемлемой частью выветривания. Однако в более глубоких слоях за пределами почвенного профиля, а также в подводных ландшафтах выветривание выделяется как самостоятельный процесс. В этих слоях в процессах выветривания так же принимают участие микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

Перенос продуктов выветривания осуществляется геологическими агентами, действующими на поверхности земли (морские волны и течения, реки, ручьи, временные водные потоки, ледники, ветер).

Осадкообразование (седиментогенез) заключается в отложении материала разрушенных горных пород в озерах, морях и океанах.

В зависимости от вида осаждения различают:

-механические,

-коллоидные,

- химические,

- биохимическиеосадочные процессы и соответствующие им осадки.

Диагенетические процессы охватывают все явления преобразования осадков сразу же после их отложения и уплотнения.

Они выражаются, преимущественно, в обезвоживании гидрооксидов, раскристаллизации коллоидных осадков, замещении органических остатков карбонатами, минералами кремнезема, сульфидами железа и т. п.

Результатом этих процессов являются окаменение осадков (литификация ) и образование плотных осадочных горных пород.

Инфильтрационные процессы характеризуются выщелачиванием значительной части химических элементов грунтовыми водами, при просачивании сквозь толщу горных пород, с последующим образованием специфических низкотемпературных минеральных ассоциаций.

 

 

8. Кора выветривания, ее строение и состав в различных климатических зонах.

Многообразие кор выветривания формируется в соответствии со стадийностью процессов выветривания, минералогическим и химическим составом исходных горных пород.

 

 

Подразделяются по возрасту:

Формы мезорельефа

Формы мезорельефа складываются из различных элементов рельефа. Основными элементами рельефа являются его поверхности (субгоризонтальные и наклонные) и линии, которыми эти поверхности ограничены.

При расчленении территорий в системе междуречий выделяются следующие элементы рельефа - субгоризонтальные поверхности: вершины водоразделов, террасы, днища западин и котловин; наклонные поверхности: склоны разной крутизны, шельфы склонов, днища оврагов и балок (могут быть выположенными и наклонными), уступы и склоны террас.

Выделяют также линии рельефа, которыми эти поверхности ограничены (рис. 3.1).

Для определения степени вертикального и горизонтального расчленения рельефа используют легко читаемые по топографической карте условные линии в местах пересечения различных склонов - водораздельные и подошвенные линии, тальвеги и бровки (рис. 3.1).

Водораздельная линия проходит по наивысшим точкам двух противоположных склонов и является границей водораздела. Гори- зонтали на топографической карте в местах пересечения с водораздельной линией сильно изогнуты.

Подошвенная линия разделяет основание склонов и равнинные участки, служит границей смытых и намытых почв.

Тальвег представлен наиболее низкими частями дна оврагов, балок, русел рек. На топографических картах горизонтали в местах пересечения с линией тальвега сильно изогнуты.

Бровка - это линия резкого перегиба склона, она отделяет склоны, сильно отличающиеся крутизной. Расположены бровки по краям балок, оврагов, террас.

Береговая линия отделяет берег моря, реки, озера от поверхности суши.

Сочетания элементов рельефа образуют положительные формы мезорельефа - холмы, бугры, гривы, увалы, гряды, дюны, барханы, озы, камы, друмлины и отрицательные - балки, ложбины, лощины, овраги, карстовые понижения, промоины, западины, котловины (табл. 3.1, рис. 3.2, 3.3).

Геологическая деятельность рек. Образование и строение речных долин.

Генезис ландшафтов.

Понятие генезиса – оно из ключевых в ландшафтоведении, а генетический принцип – один из важнейших в физико-географическом районировании. Однако однозначной трактовки этого понятия пока не существует. Так Сукачев отказался от него в своем учении о биогеоценозах. Прокаев наоборот говорит о генетическом подходе выделения таксонов районирования как о ведущем. Сочава под генезисом ландшафта понимает все аспекты истории его развития и происходящих при этом трансформациях до становления его современной структуры то есть времени с которого начинает исчисляться возраст ландшафта. Исаченко считает генетический и исторический принципы синонимами. Однако именно смешение этих понятий и является причиной слабой разработанности проблемы генезиса в ландшафтоведении. Мильков под генезисом понимал способ возникновения ландшафтного комплекса обусловленный определенным видом процессов и факторов.

Отсюда выделяют генетические ряды и группы комплексов: климатогенный, тектогенный, вулканогенный, флювиального происхождения делящиеся на эрозионные и аккумулятивные, криогенные, эоловые (аккумулятивные и дефляционные), нивально-гляциальные, гидрогенные, литогенные, гидродинамические с группами абразионно-эрозионных и аккумулятивных, биогенные и антропогенные.

 

Динамика ландшафтов.

Любая геосистема подвержена постоянным изменениям, которые протекают во времени. Изменения эти носят разнообразный характер. Есть изменения направленные, которые приводят к перестройке структуры геосистемы, есть изменения, которые повторяются с различной скоростью – изо дня в день, из года в год. Нужно иметь в виду, что изменения происходят в определенном временном интервале.

Таким образом, в ландшафте происходят функциональные, пространственные и структурные изменения, которые называются его динамикой.

Динамика ландшафта – функциональные, пространственные и структурные изменения, происходящие в природно-территориальном комплексе.

Хорологическая динамика. Это динамика ареала, пространственное изменение границ ландшафтных комплексов. Примером хорологической динамики служит смещение природных зон. Например, непрерывные пространственные изменения претерпевает береговая линия морей, озер и рек; продвигается вперед или отступает кромка ледников; движется вверх к водоразделу незакрепленный овраг; постепенно продвигается на пойму реки овражно-балочный конус выноса; в русле реки смещаются вверх тесно связанные между собой перекаты и плесы.

Структурная динамика это изменение морфологического строения ландшафтного комплекса и взаимосвязей между слагающими его структурными частями.

 

 

Например, только что образованное озеро в горах или пруд в балке на равнине. Через несколько лет в водоемах появятся отмели и тростниково-камышовые заросли - новые структурные единицы в ранге фаций и урочищ.

В сложном балочном урочище вследствие активизации эрозионных и карстовых процессов образовались короткие боковые овраги и небольшие карстовые воронки. В данном случае балка как тип урочища сохранилась, но изменилась ее морфологическая структура за счет появления новых фаций - боковых оврагов и провальных воронок.

Перестройка в структуре часто бывает настолько значительной, что изменения в ландшафте выходит за рамки внутритиповых и один тип ландшафтного комплекса переходит я другой. Подобные межтиповые изменения можно проследить на примере западинных урочищ Окско-Донской низменной равнины. В годы, совпадающие с влажным климатическим циклом, когда повышается уровень грунтовых вод, в степных западинах Окско-Донской равнины часты неглубокие озера с характерной водной растительностью и обилием гнездящейся водоплавающей птицы. В более сухие периоды уровень грунтовых вод понижается, озера превращаются в кочкарные низинные болота.

Временная динамика объединяет в себе изменения в ландшафте связанные со временем, длительностью и характером ритмичности динамических проявлений. Различают три ее разновидности.

1. Динамика функционирования - моментальный (время наблюдения) срез процессов обмена веществом и энергией в ландшафтном комплексе. Это своего рода элементарная точка отсчета временной динамики ландшафта. Из сопоставления таких срезов времени в различные часы и дни наблюдений складываются наши общие представления о динамике ландшафта. Динамика функционирования ландшафта служит непосредственным объектом изучения физико-географических и биогеоценологических стационаров, метеорологических станций, а также высших учебных заведений.

2. Циклическая динамика - изменения в ландшафтном комплексе по замкнутому кругу в более или менее строго очерченные отрезки времени. Широко известные проявления циклический динамики - суточные, лунно-суточные и сезонные изменения в ландшафте.

а) Суточная динамика. Смена дня и ночи влечет за собой изменения в температуре, влажности и движении воздуха на протяжении суток. В наших широтах внутрисуточная смена погоды наглядно прослеживается летом в антициклональных условиях: солнечное и тихое утро - кучевые облака в полдень - грозы с порывами ветра во второй половине дня. Аналогичная картина, только другого масштаба и интенсивности, и притом круглый год, наблюдается в некоторых влажных тропических странах.

б) Лунно-суточная динамика - приливо-отливные изменения в ландшафте, вызванные суммарным притяжением Луны и Солнца. Так как сила притяжения Луны в 2,17 раза превосходит силу солнечного притяжения, продолжительность приливо-отливного цикла соответствует лунным суткам (24 ч 60 мин). Приливы в морях бывают полусуточными, суточными и смешанными. Наибольшей величины (до 15 - 18 м) они достигают у изрезанных побережий окраинных морей и океанских заливов. Приливная волна наблюдается также в устьях некоторых крупных рек. На р. Амазонке поророко - приливная волна высотой до 5м - с большой скоростью несется на 300 км вверх по реке.

в) Сезонная (годичная) динамика. Степень выраженности и факторы, ее обусловливающие, неодинаковы на разных широтах. Контрастны и хорошо выражены все четыре сезона года в умеренном поясе, на севере субтропиков и на юге полярного пояса. Определяющим ее фактором здесь служит изменение термических условий. В зоне тропических саванн ведущим фактором сезонной динамики становится изменение условий увлажнения. Для годичной динамики ландшафтов саванн характерно наличие двух резко контрастных сезонов - сухого и влажного. В зоне влажных тропических лесов температура воздуха и количество осадков мало меняются на протяжении года и выделение сезонов здесь теряет свой смысл.

Одним из важнейших методов изучения сезонной динамики ландшафтов служат фенологические наблюдения я составляемые на их основе календари природы. Фенологические наблюдения по четко продуманной программе - один из наиболее доступных методов изучения динамики ландшафтов.

3. Периодическая динамика - изменения ландшафта с повторением его состояний, напоминающим исходное, в сроки различной продолжительности. Наглядный пример периодической динамики - повторение тяжелых засух в лесостепных и степных районах или суровых малоснежных зим, вызывающих настолько серьезные нарушения в растительности и животном мире, что они сказываются на протяжении целого ряда последующих лет.

Распространенным видом проявления периодической динамики служат землетрясения и вулканические извержения, трансгрессии и регрессии морей, смена ледниковых эпох межледниковыми в четвертичный период. Все эти примеры характеризуют периодичность длительной во времени направленной динамики ландшафтных комплексов.

а) Флуктуирующая динамика - незначительные; колебательного характера изменения ландшафтного комплекса; синонимом флуктуирующей динамики мог бы служить термин пульсирующая динамика.

Проявления флуктуирующей динамики очень разнообразны. Прекрасный пример ее изменения из года в год - травостой злаковых степей. Постоянными в нем остаются многолетние дерновинные злаки - компоненты степного травостоя: ковыль, типчак, тонконог. Они не образуют сплошного задернения и междерновииные участки, голые в сухое лето, во влажные годы захватываются однолетниками - ингредиентами степного травостоя, придающими южной степи не свойственный ей красочный вид. В более северных разнотравно-луговых степях флуктуация выражается в том, что к постоянным ежегодным аспектам присоединяются аспекты эпизодические, наблюдающийся или во влажные, или в сухие годы. Такие эпизодические аспекты в степях Центрально-Черноземного заповедника образуют валериана русская, первоцвет весенний, ракитник русский, шалфей поникший, василек шероховатый и др.

Не менее отчетливо прослеживается флуктуирующая динамика на пойменных лугах. Ежегодный состав и урожайность пойменных лугов зависят от интенсивности аллювиального процесса - высоты и длительности половодья.

Направленная динамика, или развития, предполагает устойчивые, односторонне направленные изменения ландшафта с неоднократной сменой его состояний и трансформацией структур.

Развитие это необратимое, направленное, закономерное изменение материальных и идеальных объектов.

Любое развитие протекает не прямолинейно. По своей направленности развитие принято делить на прогрессивное и регрессивное. Первое из них предполагает движение от низшего к высшему, от простого к более сложному, второе - от высшего к низшему, от сложного к более простому. Регресс не означает простого возврата к старому. Как и все остальные тенденции или стадии развития, регресс представляет собой процесс качественного обновления систем, но с той специфической особенностью, что уровень организации новообразований менее высок, чем у исходных форм.

Прогрессивное развитие ландшафтного комплекса характеризуется нарастанием его биологической продуктивности с одновременным усложнением структуры и ростом стабильности. Таков ход развития типов ландшафта в направлении: пустыня - полупустыня - степь - лесостепь (саванна тропиков). Лесостепь - заключительная стадия прогрессивного ряда развития.

Регрессивным является развитие ландшафтов в направлениях: лес - болото; лесостепь - степь - полупустыня - пустыня (рис. 10).

В региональном аспекте прогрессивным следует считать развитие комплексов в сторону оптимума ландшафта. Один и тот же процесс в разных региональных условиях может определять различную направленность в развитии ландшафтных комплексов.

 

Устойчивость ландшафтов.

Устойчивость ландшафта — это способность ландшафта сохранять свою структуру и функционирование в режиме нормальных природных ритмов в пределах своего структурно-функционального инварианта и в обстановке изменяющейся внешней среды или под воздействием антропогенных нагрузок.

Устойчивостью природно-антропогенных ландшафтов называют их способность продолжать выполнение производительных, социально-экономических и экологических функций в заданных пределах, при сохранении биосферных функций.

В.И. Кирюшин выделяет экологическую, производительную социально-экономическую устойчивости агроландшафтов.

Экологическая устойчивость включает:

•физическую (устойчивость литогенной основы, противоэрозионную устойчивость, структурного состояния почв);

•биологическую (восстановление и защитные свойства растительности, устойчивость против вредных организмов);

•геохимическую (способность к самоочищению от загрязнения токсикантами, буферность, противостояние засолению);

•гидрогеологическая и гидрологическая (противостояние остепнению, опустыниванию, заболачиванию).

Производительная — устойчивость урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности пастбищ, качества продукции.

Социально-экономическая — рекреационная устойчивость, устойчивость экономических параметров производства.

Устойчивость геосистем подчиняется принципу относительности:

•к одним нагрузкам геосистема может быть устойчива, к другим нет;

•разные геосистемы обладают разным потенциалом устойчивости к одним и тем же воздействиям (пример: верхние звенья степной катены лучше переносят загрязнение, чем нижние, а нижние лучше переносят эрозию, чем верхние).

Относительно малая устойчивость к возмущающим внешним воздействиям характерна для геосистем реликтового характера (пример: островные леса в степи), находящихся в дисгармонии с внешней средой. Также неустойчивые геосистемы, находящиеся на ранних стадиях формирования (пример: только начинающие зарастать пески). Гораздо более устойчивы климаксные геосистемы.

Устойчивость ландшафтов во многом зависит от того, какой вид динамики у них преобладает. Господство стабилизирующей динамики значительно повышает устойчивость. Очень сильно падает устойчивость, если динамический тренд усугубляется наложением однонаправленных антропогенных нагрузок. В таком случае происходит ландшафтный резонанс — внутренние колебания системы усиливаются внешними колебаниями (например, опустынивание степей из-за засухи может усиливаться нерегулируемым выпасом скота).

Различают три основных механизма ландшафтной устойчивости:

1. Инерционная устойчивость — устойчивость геосистемы, отсутствие реакции на нагрузки до каких-то пороговых значений. Такой устойчивостью обладают квазистационарные ландшафты, в первую очередь расположенные в срединных частях природных зон.

2. Резистентная (упругая) устойчивость — связана с вос­становительными сукцессиями. Свойственна системам с мощным растительным покровом, так как именно он главным образом обес­печивает восстановительную сукцессию.

3. Адаптивная устойчивость — устойчивость приспособления, толерантность (терпимость, пластичность). Геосистема способна чутко приспосабливаться в изменяющимся условиям внешней среды и антропогенным нагрузкам, но в определенных рамках терпимости. Наибольшей адаптивной устойчивостью обладают экотоны. Закон толерантности В. Шёлфорда: адаптивная (пластичная) устойчивость определяется широтой диапазона между максимальным и минимальным значениями факторов, в пределах которого геосистема способна сохранять характерные для нее структурные и функциональные особенности.

В.И. Кирюшин предлагает различать три вида устойчивости природных экосистем:

структурно-статистическую,

функционально-динамическую и

буферность.

Под структурно-динамической устойчивостью понимается свойство экосистемы при возмущающих воздействиях сохранять состав и соотношение между отдельными структурными компонентами системы.

Функционально-динамическая устойчивость — свойство экосистемы сохранять стабильное функционирование, которое определяется устойчивостью и сбалансированностью отдельных звеньев биогеохимических потоков и биохимических циклов в целом.

 Буферность —- способность экосистемы к самовосстановлению структурных свойств и функциональных параметров, нарушенных в результате возмущающих воздействий.

Л.К. Казаков (2004) приводит следующие свойства природных компонентов, обусловливающие устойчивость ландшафтов к антропогенным нагрузкам:

•денудационный потенциал территории (относительные превышения и расчленённость) — чем он больше, тем меньше устойчивость геосистем к денудации, эрозии и механическим нагрузкам;

•уклоны поверхности — чем они больше, тем устойчивость ниже; при уклонах менее 1° устойчивость может снижаться из-за возможного переувлажнения и низкого самоочищения ландшафтов от загрязнения;

•мощность почвогрунтов — при снижении до 1,2 м и меньше устойчивость снижается;

•гигропотопы (увлажнённость) — максимальная устойчивость ландшафтов при умеренном увлажнении, в сухих и влажных условиях она падает;

•климат — максимальная устойчивость геосистем при оптимальном соотношении тепла и влаги (коэффициент увлажнения в пределах 1); при избытке тепла и влаги или недостатке устойчивость снижается, снижают устойчивость сильные ветры, бури и ураганы;

•почвы — максимальная устойчивость у почв с большой мощностью гумусового горизонта, высоким содержанием гумуса, высокой ёмкостью катионного обмена, высокой насыщенностью ППК кальцием и магнием;

•биота — чем более ёмкий и интенсивный круговорот веществ, чем выше степень проективного покрытия, тем выше устойчивость ПТК; лиственные породы более устойчивы, чем хвойные; лугово­степные виды трав, чем лесные;

ландшафты в целом — более устойчивы: а) с повышенным разнообразием и повторяемостью; б) более типичные для зоны или региона; в) трансаккумулятивные устойчивее трансэлювиальных; г) более высокого ранга.

Для сохранения устойчивости природно-антропогенных ландшафтов необходима система регулярных мероприятий, направленных на поддержание свойств ландшафта обеспечивающих выполнение им природных и социально-экономических функций (санитарные рубки леса, воспроизводство почвенного плодородия, лесомелиоративные мелиоративные и гидротехнические мероприятия и др.).

 

42. Характеристика основных природных зон мира: зона арктических и антарктических пустынь; зона тундры и лесотундры.
Климат арктической зоны холодный и сухой. Осадков выпадает 50-200 мм, температура июля +5 градусов Цельсия, безморозный период отсутствует. Почвы оттаивают на глубину 30-40 см. Среднегодовые температуры отрицательные - от -14 градусов до -18.

Растительность представлена мхами, лишайниками, различными видами водорослей. Высшие растения на водоразделах занимают менее 25% территории. Количество опада - в пределах 0,5 т/га. Значительные площади занимает голый грунт.

Почвы. Основным типом почв являются арктические, которые разделяют на два подтипа: арктические, пустынные и арктические типичные гумусовые. Профиль состоит из двух горизонтов - А и С, иногда с переходным горизонтом АС. Для арктических почв характерны: небольшая мощность почвенного профиля, в пределах 30-40 см, скелетность, отсутствие оглеения, связанное с небольшим количеством осадков и просыханием почв под сильных ветров.

Климат тундровой зоны характеризуется холодной зимой, коротким летом. Осадков выпадает от 400 мм на Кольском полуострове, до 150-250 мм в Восточной Сибири. Относительная влажность воздуха достигает 80-90%. Средняя годовая температура колеблется от -2 градусов Цельсия, до -14-16 градусов в Азиатской части. Это зона вечной мерзлоты.

Растительность арктической тундры характеризуется злаково-осоково-моховыми ценозами, а в понижениях - гипново-осоковыми ассоциациями на полигональных болотах. В типичной тундре господствуют мхи и лишайники.

Почвы тундровой зоны. Зональным типом почв являются тундровы