Биогеохимический круговорот (биогеоцикл).

Следующая ступень изучения функционирования геосистем – переход от анализа частных географических процессов к их синтезу и получение целостной картины жизнедеятельности природного комплекса. Как отмечает А.Г. Исаченко, это и есть наиболее трудная задача при изучении функционирования. «Аналитическое расчленение ландшафта само по себе еще не содержит объяснения принципов его функционирования. Функции ландшафта – это нечто большее, чем совокупность частных физико-механических, химических и биологических процессов. Физический смысл стока, например, очень элементарен – это всего лишь движение воды под действием силы тяжести. Однако географический смысл стока вовсе не сводится к простому закону механики. Сток – это одновременно процесс гидрологический, геоморфологический (как фактор преобразования рельефа), геохимический (как фактор миграции химических элементов) и географический в широком смысле слова, как звено всеобщего круговорота влаги и один из главных механизмов взаимодействия между всеми компонентами геосистем и между самими геосистемами» (Исаченко, 1979, с 140).

Им предлагается для этих целей исследование функциональных звеньев геосистемы, каждое из которых играет специфическую интегрирующую (системообразующую) роль: 1) круговорот и трансформация солнечной энергии; 2) однонаправленные гравигенные потоки; 3) влагооборот; 4) газооборот и газообмен; 5) биогенный метаболизм.

В конечном итоге, элементарные процессы функционирования переплетаются, интегрируются, образуя биогеохимические процессы, или биогеохимический круговорот – биогеоцикл.

Под биогеохимическим круговоротом понимается совокупность следующих взаимно связанных процессов: биохимический синтез и закрепление химических элементов в органическом веществе растений; превращение химических соединений в цепях питания микроорганизмов и животных; возврат элементов в атмосферу и почву в процессах жизнедеятельности живых организмов и при разложении органических остатков; новообразование почвенного органического вещества и его распад. Биологический круговорот протекает не изолированно, а на фоне и с участием абиотических процессов большого геологического круговорота. Сюда же относятся некоторые геохимические процессы: поступление химических элементов в ПТК с осадками, вымывание их из растений и поступление в почву и т.п.- Макунина, Рязанов, 1988.

Часть вещества выходит из круговорота и накапливается, но не навсегда, при определенных условиях оно вновь вступает в круговорот (гумус, торф и др.).

Сингенетические образования – продукты функционирования ландшафта.

Процессы перемещения и превращения вещества и энергии в геосистемах происходит посредством метаболизма и морфолитогенеза.

В результате биогеохимического круговорота ландшафт как функциональная система создает новое вещество – продукты функционорования. При этом велика роль живого вещества. Примерами нового вещества, создаваемого в процессе функционирования ландшафта, являются почвы, гумус, залежи торфа в болотах, органоминеральные образования в виде сапропелей в озерах, вивианита (фосфорно-железистых соединений) в понижениях речных долин, солей, болотных руд (лимонита) и др.

В разных типах ландшафтов продукты функционирования различны – это черта, специфичная для ландшафтов. Каждый ландшафт формирует свою почву, свою кору выветривания (лессовая, латеритная, элювиальная и др.), свои виды морфоскульптур, свои воды (разные по характеру и степени минерализации).

За счет взаимного расположения мезоформ рельефа образуется морфологическая структура ландшафта, которая также является продуктом функционирования ландшафта.

Таким образом, в процессе функционирования ландшафт самоорганизуется, сам создает свою структуру, при этом непрерывно воспроизводя вещества с новыми свойствами. Новые вещества, возникающие в процессе функционирования, называются сингенетическими образованиями ландшафта (торф, сапропель, почвы, соли и др.).

Каждый тип ландшафта существует в определенных гидротермических условиях, что приводит к образованию в нем специфических «продуктов» функционирования – сингенетических образований. Например, илы в озерах тайги лишены легкорастворимых солей, здесь накапливаются нерастворимые соли железа, марганца, наоборот, в аридных ландшафтах пустынь илы озер засолены хлоридами, сульфатами.

Способность ландшафтов создавать специфические вещества и свойства используется человеком для практических целей (размещение зон отдыха в сосновых лесах, богатых фитонцидами, использование болот как источника торфа, для сбора ягод и др.).

К числу новообразований ландшафта относятся и осадочные горные породы в качестве продукта морфолитогенеза. Однако процесс их формирования длительный, поэтому они несут на себе «печать» прошлого ландшафта, являются его «памятью». По составу отложений осадков можно судить о прошлых ландшафтных условиях, на этом основываются методы палеогеографии как науки и поиски полезных ископаемых (например, известно, что залежи угля связаны с отложениями каменноугольного, юрского, палеогенового периодов; залежи солей связаны с отложениями девона, перми, палеогена и пр.).