ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.09.2020
Просмотров: 1387
Скачиваний: 5
1. Экология ландшафтов как наука. Объект и предемет. Цель и основные задачи экологии ландшафтов. Место в системе наук.
Термин ландшафтная экология (экология ландшафтов, геоэкология) был введен К.Троллем в 1939 г., чтобы отразить целесообразность объединения двух подходов – «горизонтального», состоящего в изучении взаимодействия природных явлений (главным образом по материалам аэрофотосъемки), и «вертикального», заключающегося в изучении взаимоотношений между явлениями в рамках определенного экотопа, экосистемы.
Экология ландшафта: 1) пограничная наука, развивающаяся на стыке двух весьма интегрированных наук – географии (ландшафтоведения) и биологии (экологии); 2) оперирует в своей деятельности широким спектром понятий ландшафтоведения и экологии; 3) расширенно трактует свои задачи, оперируя в исследованиях разными уровнями организации живого (выше популяционного) и разными масштабами географического пространства.
Экологию ландшафта можно определить как пограничную область исследования, которая изучает территориальные единства (ландшафты, геосистемы) как целостные образования, в экологическом и геосистемном аспектах.
Объектом исследования ландшафтной экологии служат ландшафты, рассматриваемые как полиструктурные и поликомпонентные природные (и природно-антропогенные) образования.
К. Тролль (1950) считал, что главной целью данного научного направления является функциональный анализ ландшафта, и подчеркивал важность таких исследований в практике.
Ключевыми методами познания в экологии ландшафта стали – сравнительно-географический анализ, картографирование, классификация, ординация, районирование, сопоставление структуры, функционирования и динамики ландшафтов (геосистем), интерполяция и экстраполяция ландшафтной информации и др.
Ландшафтно-экологический анализ охватывает все компоненты природной среды. Поэтому экология ландшафтов, имея собственную теорию, методы и сферу приложения, в значительной степени опирается на теорию и практику смежных географических наук. Кроме ландшафтоведения, это география почв (катенарный подход, зонально-провинциальная дифференциация почвенного покрова, почвенно-географическое картографирование и др.), биогеография (география растений, геоботаника), геоморфология (водосборные бассейны, склоновые процессы), гидрология суши (гидрохимия, учение о стоке), климатология (микроклимат, водный и тепловой баланс, радиация, температура, осадки, испарение и др.), картография (экологическое картографирование, географические информационные системы), геохимия ландшафта (геохимический ландшафт, миграция и распространение химических элементов и др.), геофизика ландшафта (продуктивность ландшафта и др.).
В системе естественных наук экология ландшафта как пограничная наука занимает особое место по множественности и тесноте связей с другими фундаментальными науками и прежде всего с геологией, почвоведением, биологией, химией, физикой.
2. Содержание и соотношение основных понятий и терминов экологии ландшафтов: природно-территориальный комплекс, геосистема, экосистема, биогеоценоз.
Ландшафт– это реальный, конкретный, неповторимый природный объект, имеет географическое название и положение на карте.
ПТК (природно-территориальный комплекс) – это (единое целое) исторически сложившиеся территориально устойчивых совокупность взаимосвязанных природных компонентов, характеризующиеся определенной организованностью и способностью функционировать как единое целое продуцируя вещество (реальная сущность). ПТК в географии – основное понятие.
Геосистема – это система географических компонентов (почва, растения, воды и другие) взаимообусловленных своем размещении и развивающихся как единое целое (системная сущность).
Экосистема– это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
Биогеоценоз — это исторически сложившееся сообщество организмов разных видов (биоценоз), тесно связанных между собой и с окружающей их неживой природой (биотоп)обменом веществ и энергии.
3. Геокомпонентный способ разделения вертикальной структуры ландшафта. Основные подсистемы: геома, биота, биокосная подсистемы.
Вертикальная организация ландшафтов. Она выражается в ярусном расположении компонентов в соответствии с плотностью слагающего их вещества. Контактное взаимопроникновение и взаимодействие атмосферы, гидросферы и литосферы обеспечило формирование производного компонента — почв. Взаимосвязь между компонентами географической оболочки (литосферой, атмосферой, гидросферой, почвой и биотой) в пределах конкретных ландшафтов изучают уже давно Природные компоненты – составные части, формирующие ланд¬шафты. Свойства компонентов и отдельные из компонентов во многом являются производными их взаимодействия в ПТК.
К основным природным географическим компонентам относятся:
• массы твердой земной коры (литосферы);
• массы поверхностных и под¬земных вод (гидросфера), находящиеся в ландшафтах в трех фазовыхсостояниях (жидком, твердом и парообразном);
• воздушные массы ни¬жних слоев атмосферы (тропосферы);
• растительность, животные, ми¬кроорганизмы, органоминеральное тело – почва.
Все природные компоненты по их происхождению, свойствам и функциям в ландшафтах объединяются в три подсистемы (Казаков, 2007):
1) геома – включает в себя литогенную основу (горные породы, ре¬льеф), воздух нижней части атмосферы, воды;
2) биота – растительность и животный мир;
3) биокосная подсистема – почвы.
Тесная взаимосвязь географических компонентов прослеживается и в пространстве, и во времени. Если один компонент геосистемы из¬менятся, то и другие компоненты обязательно перестроятся и придут в соответствие друг с другом. Например, при изменении климата про¬изойдут изменения в гидросфере, биоте, почвах, рельефе. Поскольку каждому компоненту в ответной реакции свойственна определенная инертность, то скорость их перестройки будет разной.
Таким образом, геокомпонентами в ландшафтной экологии являются твердые массы земной коры, воздушные массы атмосферы, поверхностные и грунтовые воды, почвы, растительность, животные, микроорганизмы.
4. Вещественно-фазовый (геомассовый) и пространственно-объемный (геогоризонтный) подход к выделению вертикальной структуры ландшафта.
Вещественно-фазовый (геомассовый) способ разделения (декомпозиции) вертикальной структуры геосистемы. При анализе потоков веществ, их взаимопереходов и других форм взаимодействия более оправдана структуризация геосистем, которая исходит из того, что она представляет собой композицию состав) веществ, различающихся по фазовому состоянию, физическими особенностями, химическим составом. Взаимодействия между потоками различных веществ отражают различные процессы в геосистеме (например, продукционный, засоление почвы и т.д.). И поэтому , рассматривая разные вещества как элементы геосистемы, можно эффективно исследовать механизмы внутригеосистемных связей.
Подобный подход к структуризации элементарной геосистемы разработал Н.Л.Беручашвили. Он связан с выделением в геосистеме геомасс.
Геомассы – это качественно разнородные тела, которые характеризуются определенной массой, специфическим функциональным назначением, а также скоростью изменения во времени и (или) скоростью перемещения в пространстве. Таковыми, например, являются аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы (массы мертвого органического вещества), литомассы, педомассы, гидромассы.
Геомассы отличаются от компонентов большей вещественной однородностью. Например, под педомассой понимается не почва, а только почвенный мелкозем вместе с гумусом, т.е. органо-минеральная смесь, куда не входят почвенная влага, почвенный воздух, скелетная часть почвы, корни растений и почвенные животные. Под аэромассой имеется ввиду «сухой воздух», то есть смесь атмосферных газов без водяного пара и других примесей. Аэромассы находятся не только в атмосфере, они пронизывают все геокомпоненты. Аналогично и гидромассы. Они сосредоточены не только в поверхностных и подземных водах, но и в других геокомпонентах. Мортмассы не имеют аналогов среди геокомпонентов и представляют собой мертвое органическое вещество, заключенное в сухостое, валежнике, в отмерших органах, трупах, экскриментах животных, отмерших микроорганизмах.
При вещественно-фазовой структуризации геосистемы геомассы следует рассматривать как компоненты ее вертикального строения, отдельные части их могут существенно отличаться по физическим, химическим и другим показателям. Например, фитомасса представлена такими характерными частями, как зеленые листья растений, корни, транспортно-скелетные органы, генеративные органы, лишайники, мхи, микроогрганизмы.
Различают: аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы, педомассы, литомассы, гидромассы.
Пространственно-объемный (геогоризонтный) способ декомпозиции вертикальной структуры геосистемы. Исследования вертикальных потоков энергии и вещества в геосистеме, их динамических смен во времени связаны с созданием неоднородности геосистем по вертикали – ее ярусном строении. Некоторое представление о ярусном строении дает разделение геосистемы на геокомпоненты. Однако эти структурные единицы все-таки накладываются одна на другую. Кроме того, они неоднородны по вертикали. Вместе с тем в геосистеме довольно четко выделяются определенные слои, которые однородны по составу геомасс.
Впервые ярусы, слои в экосистеме выделил В.Шелфорд (1912) на основе биотических критериев.
Геогоризонтами (Н.Л.Беручашвили, а его школа этот вопрос разработала основательнее других) называются сравнительно однородные слои в пределах вертикального профиля геосистемы, которые характеризуются специфическими наборами и соотношениями геомасс.
Основные из них – аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (т.е. приземный слой атмосферы, пронизанный растениями), мортаэрогоризонт (т.е. с растительной ветошью), снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. Каждый из перечисленных геогоризонтов может быть подразделен в зависимости от количественного соотношения геомасс на геогоризонты второго порядка. Например, в аэрофитогоризонте – это будут горизонты с корнями, транспортно-скелетными органами, травянистым ярусом, моховым покровом, а в педогоризонте – с разным содержанием почвенной влаги и корней.
Одним из основных свойств геогоризонтов является их состав, то есть, из каких горных пород он состоит или какие виды растений его слагают и какими фракционными частями (кроной, генеративными или транспортно-скелетными органами) они входят в это геогоризонт.
Текстура – одна из важнейших характеристик геогоризонта, от которой зависит не только распределение и пространственная организация геомасс, но и многие процессы функционирования. Например, проникновение солнечной радиации, перехват осадков и т.д.
5. Ландшафтные территориальные структуры. Парагенетические: ландшафтные катены, экотоны, ландшафтно-географические поля.
Термин «катена» был введен почвоведом Г. Милном (1935). Он означает ряд (или цепь) взаимосвязанных разновидностей почв, расположенных на склоне (почвенная катена. Ландшафтные катены – это ряды сопряженных по элементам рельефа природных комплексов от водоразделов до местных или региональных базисов эрозии, объединенных однонаправленными латеральными связями в единую парагенетическую систему. Другими словами - это цепочка закономерно сменяющих друг друга морфологических частей ландшафта (фаций, урочищ, местностей) от водораздела вниз по склону, к его подножью и до ближайшего водоприемного объекта, связанных однонаправленном потоком вещества и энергии.
Сопряжения из нескольких урочищ, местностей, ландшафтов формируют ландшафтные катены регионального уровня, например, от водоразделов Большого Кавказа до Черного моря.
В пределах катены обычно можно выделить три звена, приуроченных к разным ярусам или ступеням рельефа: элювиально-денудационное (самое верхнее), транзитное (промежуточное), аккумулятивное (самое нижнее). Именно они определяют каскадное строение катен.
При антропогенных воздействиях различные звенья ландшафтных катен по-разному реагируют на антропогенные нагрузки. В результате в зонах влияния формируются природно-антропогенные ландшафтно-экологические катены разных типов. Так, при использовании ландшафтов под пашню почвы верхних звеньев катены, особенно склонового (транзитного) звена, могут интенсивно эродировать, а в нижнем аккумулятивном звене, наоборот, накапливается перемещенный из верхних геокомплексов мелкозем и элементы минерального питания растений, а также загрязнители.
Итак, ландшафтная катена как векторная, каскадная геосистема характеризуется определенным направлением смены свойств, составляющих ее геосистемных звеньев.
Верхние звенья катен характеризуются зональной солярной энергетикой, денудацией, элювиальными процессами, атмосферным увлажнением, а при сельскохозяйственном использовании эрозионной опасностью и нехваткой плодородия.
Средние звенья катен – транзитные, с солярно-экспозиционной и гравитационной энергетиками, атмосферно-сточным увлажнением. Они характеризуются повышенной эрозионной опасностью и обедненность почв элементами питания растений.
Нижние звенья катен – солярная энергетика плюс энергетика привнесенных биогенов, увлажнение атмосферно-натечное, часто и грунтовое, повышенное плодородие и опасность антропогенного загрязнения.
Ландшафтные геополя – это сферы вещественно-энергетического влияния одних геосистем на другие. Они тоже являются своеобразными парагенетическими геосистемами.
Любые тела, в том числе геосистемы, обладают большим или меньшим по площади и интенсивности влияния на смежные геосистемы полем (локальные, глобальные, региональные). Например, геополя имеют озерные водоемы, моря, океаны. Проявляются они в бризовой и муссонной циркуляции, температурных условиях в прибрежных районах, в уровнях грунтовых вод в приливно-отливных явлениях и др.
Геополя могут быть геофизической, геохимической, гидрогеологической, биогенной природы.
Например, горный барьер – это геофизическое поле (барьерная тень или орографическое обострение осадков). Березовый колок или даже отдельный куст в лесостепи или степи тоже создают в ветровой и солярной тени свои геофизические поля.
Геохимическое поле имеют пухлый солончак или осушенные солончаковые участки днищ соленных водоемов в аридных условиях (например, Аральского моря, озера Баскунчак), промышленные предприятия с дымовыми выбросами и золоотвалы.