ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.09.2020
Просмотров: 1367
Скачиваний: 5
Восстановительные сероводородные (сульфидные) барьеры формируются в тех ландшафтах, где создаются условия для образования сероводорода. (Кислые или глеевые воды контактируют с сероводородной средой: рН>7, Еh<0). Вступая в химическую реакцию с металлами сероводород образует сульфиды металлов (железа, свинца, меди, цинка), выпадающие в осадок.
Восстановительные глеевые барьеры образуются в тех условиях, где кислые воды встречаются с восстановительной средой. Эти барьеры накапливают выпадающие в осадок трудно растворимые соединения ванадия, селена, меди, урана, кобальта.
Щелочные барьеры образуются в почвенных горизонтах (на границе), где наблюдается скачок рН и смена кислой и или слабо кислой среды на щелочную. Например, на контакте силикатных и карбонатных пород. Образуются горизонты, обогащенные кальцием, магнием, марганцем, барием, стронцием, ванадием, цинком, медью, кобальтом, свинцом, кадмием.
Кислые барьеры формируются в зонах ландшафта при резкой смене условий рН (щелочной или нейтральной) в более кислую сторону. На кислых барьерах задерживается миграция и осаждается мышьяк, молибден, селен, кремний, соединения, которых в кислой среде слаборастворимы.
Нейтральный (или кальциевый) барьер образуется при наличии карбонатных пород или жестких вод, насыщенных ионами СО32-. На барьере приостанавливается миграция кальция, железа, бария, стронция.
Сульфатные барьеры характерны для вод, обогащенных сульфатными ионами. Здесь концентрируются барий, стронций, кальций.
Испарительные барьеры проявляются в аридных условиях. Вода с растворенными в ней элементами передвигается вверх, и по мере перехода в парообразное состояние происходит выпадение элементов из раствора с образованием хлоридных, сульфатных и карбонатных солей.
Сорбционные барьеры характерны для тех ландшафтов, в которых много коллоидных частиц (гумуса, глины). В основе сорбционного поглощения лежит поглотительная способность почвы. Этот барьер может осаждать практически все элементы, встречающиеся в растворе в ионной форме.
В зависимости от направления потоков миграции химических элементов в ландшафте, на пути которых возникают геохимические барьеры, последние делятся на две группы – радиальные (вертикальные) и латеральные. Радиальные барьеры формируются при вертикальном (снизу вверх или сверху вниз) миграции растворов. Во многом благодаря существованию этих барьеров наблюдается дифференциация химических элементов в почвенном профиле. Латеральные барьеры возникают при движении вод в субгоризонтальном направлении. Например, на границах фаций, в краевых зонах болот и т.д.
По форме геохимические барьеры разделяются на линейные и площадные. Линейные барьеры характерны для границ раздела различных элементарных геосистем.. Площадные барьеры могут субгоризонтально простираться на большие расстояния.
Техногенные барьеры также разделяются на три класса – механические, физико-химические и биогеохимические. Более сложные процессы образования геохимических барьеров обычно включают в себя менее сложные. Например, в образовании техногенных барьеров могут участвовать механические, физико-химические и биогенные процессы, но сущность данных барьеров не может быть понята (раскрыта) без учета особенностей социальной формы движения, техногенной миграции. Главное внимание исследователей до сих пор привлекали физико-химические барьеры (природные и техногенные).
Природа и положение в пространстве геохимических барьеров обусловлены исходной неоднородностью условий миграции, связанной с литологическим и гранулометрическим составом пород, а также с различиями биоклиматических условий. По мере накопления на геохимических барьерах определенных веществ природа барьера изменяется, разрушаются некоторые исходные барьеры, возникают новые комплексные.
На геохимических барьерах образуются рудные тела большинства месторождений полезных ископаемых, и само понятие геохимических барьеров оказалось очень полезным для разработки методики поисков полезных ископаемых. Изучение барьеров важно и в борьбе с загрязнением окружающей среды.
Физико-химическая миграция химических элементов – это перемещение, перераспределение химических элементов в земной коре и на ее поверхности. Она осуществляется или в атмосфере (надземной и подземной), или в природных водах, поэтому ее можно разделить на воздушную и водную.
25. Понятие о динамике и эволюции ландшафтов.
Ландшафты – это динамические системы. Под ландшафтной динамикой понимаются изменения ландшафта, не сопровождающиеся трансформацией его структуры, то есть происходящие в рамках единого инварианта. В то время как эволюция (развитие) ландшафта сопровождается необратимыми поступательными изменениями, которые приводят к смене структуры ландшафта, к замене одного инварианта другим. Различают несколько видов естественной ландшафтной динамики – динамика функционирования, развития, катастроф (или революций) и восстановительных сукцессий. Каждый из видов динамики и ландшафтная эволюция характеризуется преобладанием той или иной формы развертывания событий (смен состояний) во времени.
Эволюция ландшафта (или историческое развитие) характеризуется постепенными, последовательными непрерывными и направленными необратимыми (коренными) их изменениями (трендами). Эволюция обусловлена, во-первых, медленными, но длительными направленными изменениями (трендами) во внешней среде; во-вторых, внутренними спонтанными процессами исторического саморазвития ландшафтов.
26. Динамика ландшафтов как смена состояний суточных, сезонных, многолетних.
Временная динамика.Временная динамика объединяет в себе из¬менения в ландшафте связанные со временем, длительностью и характером ритмичности динамических проявлений. Различают три ее разновидности.
1. Динамика функционирования- момен¬тальный (время наблюдения) срез процессов обмена веществом и энергией в ландшафтном комплексе. Это своего рода элементарная точка отсчета временной ди¬намики ландшафта. Из сопоставления таких срезов вре¬мени в различные часы и дни наблюдений складыва¬ются наши общие представления о динамике ландшаф¬та.
2. Циклическая динамика- изменения в ланд¬шафтном комплексе по замкнутому кругу в более или менее строго очерченные отрезки времени. Широко из¬вестные 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.
б) Лунно-суточная динамика- приливо-отливные из¬менения в ландшафте, вызванные суммарным притя-жением Луны и Солнца.
в) Сезонная (годичная) динамика. Степень выражен¬ности и факторы, ее обусловливающие, неодинаковы на разных широтах. Контрастны и хорошо выражены все четыре сезона года в умеренном поясе, на севере суб¬тропиков и на юге полярного пояса. Определяющим ее фактором здесь служит изменение термических усло¬вий. В зоне тропических саванн ведущим фактором се¬зонной динамики становится изменение условий увлаж¬нения. Для годичной динамики ландшафтов саванн ха¬рактерно наличие двух резко контрастных сезонов - сухого и влажного.
3. Периодическая динамика- изменения ланд¬шафта с повторением его состояний, напоминающим ис-ходное, в сроки различной продолжительности.
Распространенным видом проявления периодичес¬кой динамики служат землетрясения и вулканические извержения, трансгрессии и регрессии морей, смена лед¬никовых эпох межледниковыми в четвертичный период, вызывающих настолько серьез¬ные нарушения в растительности и животном мире, что они сказываются на протяжении целого ряда после¬дующих лет..
27. Антропогенная динамика ландшафтов.
Антропогенная динамика ландшафтов обусловлена хозяйственными воздействиями на природную среду. Этот вид динамики проявляется следующим образом: а) вырубка и другие виды механического уничтожения древесно-кустарниковой растительности, сопровождающиеся сокращением площади и изменениями качества лесов, распахивание степей и лугов; б) ускоренная сельскохозяйственная эрозия и дефляция почв, связанные с механическим повреждениями растительного и почвенного покровов, дигрессия пастбищ и развеивание песков, опустынивание, изменения рельефа и ландшафтов карьерно-отвальными комплексами, деградация и коренные преобразования ландшафтов в городах и промышленных зонах и т.д.; в) заболачивание подтопленных водохранилищами побережий и вторичное засоление почв на орошаемых землях в аридных ландшафтах; г) загрязнение ландшафтов и сопровождающие его нарушения растительности, почв, животного мира.
Антропогенная динамика ландшафтов в большинстве случаев осуществляется природными процессами (эрозия, дефляция, заболачивание), но процессы, вызванные хозяйственной деятельностью и ведут к деградации, разрушению ландшафтов. Например, интенсивная эрозия почв и кор выветривания в горах после сведения лесов (Древняя Греция); дефляция почв, эоловое рельефообразование, опустынивание после сильной дигрессии пустынных или степных пастбищ (Калмыкия и др.); усыхание, отмирание и изменение растительности в городах и загрязняемых промышленных зонах (Мончегорский комбинат).
28. Динамика развития, катастроф и восстановительных сукцессий.
Динамика развития ландшафтов проявляется в форме ландшафтных трендов и «жизненных» циклов, характеризующихся направленными необратимыми изменениями структуры и состояний ландшафтов от их зарождения до отмирания. Примерами динамики развития являются: а) зарождение оврага с промоины и развитие до балки с выработанным профилем и пологими заросшими склонами конкретной овражно-балочной системы; б) формирование озерной геосистемы с последующим заполнением озерной котловины рыхлыми наносами и органическими остатками растений, саморазвитием водной поверхности и отмирании озерной геосистемы, как таковой. Для динамики развития характерны следующие специфические этапы и соответствующие им состояния: зарождения, молодости, зрелости, старения и полного отмирания. По сути, она определяется полным жизненным циклом ландшафта конкретного вида и типа.
Динамика катастроф и революций проявляется в форме резких скачкообразных изменений структуры, а, следовательно, и изменения состояний ландшафтов. Она обычно бывает обусловлена относительно случайными, быстрыми, порой катастрофическими процессами внешней среды, ведущими к сильным разрушениям ландшафтных структур регионов.
К ним относятся такие разрушительные процессы, как обвалы, лавины, сели в горах, ураганы, катастрофические ливни и наводнения, вулканические извержения, пожары, неумеренная хозяйственная деятельность и т.д. В отличие от медленно и длительно проявляющейся эволюции динамика природных катастроф происходит в сравнительно сжатые отрезки времени и влечет за собой разрушение или полное уничтожение биоты и почвенного покрова, а порой и изменение литогенной основы. Ландшафту после таких катастроф требуется несколько десятков, а то и сотни лет на восстановление вертикальной и горизонтальной структуры, либо на становление обновленных ландшафтов на новой литогенной основе. Причем существенные изменения литогенной основы ландшафтов могут коренным образом изменить направление их развития и эволюции.
Ландшафтная динамика восстановительных сукцессий – это последовательная смена состояний ландшафта, направленная на его стабилизацию в окружающей среде. Представление о сукцессиях было перенесено в экологию ландшафтов К. Троллем.
Представления о сукцессиях как последовательных сменах состояний в рамках инварианта положены в основу динамической модели ландшафта: серийные ряды фаций, последовательно связанные с коренной фацией представляют собой одну из форм отражения сукцессии ландшафта. Под сукцессией ландшафта понимается и процесс смены переменных состояний ландшафта в направлении к коренному или близкому к нему динамическому состоянию.
Существующие классификации сукцессий довольно сложны и разнообразны. Прежде всего, можно выделить первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии начинаются с оголенного субстрата, то есть по сути дела «с чистого листа», а вторичные связаны с нарушенным ландшафтом, в котором сохранился хотя бы один, а чаще несколько блоков. Кроме того, различают так называемые дигрессионные и демутационные сукцессии. Дигрессия (деградация) – процесс, обычно противоположный нормальной сукцессии развития, связанный с упрощением структуры геосистем и часто приводящий к их конвергенции; демутация – это восстановительная сукцессия, обычно (но не всегда) эквифинальная с нормальной сукцессией развития. Для разных типов восстановительной сукцессии используют термины – постэксарационная – для залежной сукцессии и постпирогенная – для сукцессии, начинающейся на пожарищах. В каждой сукцессии можно выделить инициальные (начальные) и терминальные (конечные) стадии – это обычно климакс или антропогенный субклимакс. Пионерным видам, заселяющим ландшафты на начальных стадиях сукцессий, обычно свойственно минимальное характерное время, в течение которого вид осваивает новую территорию.
Характерные времена сукцессий имеют широкий диапазон – от десятков до тысяч лет (Тишков, 1986). В них вовлекаются все без исключения компоненты ландшафта. Каждый из компонентов имеет свой «сукцессионный статус», т.е. занимает определенное положение в цепочке временных изменений геосистем. Достаточно вспомнить этапы зарастания водоема или залесение залежи, где на смену одним сообществам растений и животных приходят другие, преобразуя среду для других организмов (одна модель сукцессии) или исчерпывания свои возможности существования в данных условиях (другая модель сукцессии).
29. Устойчивость ландшафтов.
Устойчивость – это одно из основополагающих понятий экологии ландшафтов. Проблема устойчивости имеет сугубо практическое происхождение. Она стала актуальной в связи с утратой ландшафтами части своих полезных для общества свойств в результате хозяйственной деятельности человека.
Устойчивость ландшафта – это свойство геосистемы сохранять свою структуру и характер функционирования при изменяющихся условиях его среды (Охрана ландшафтов, 1982). Устойчивость можно рассматривать в структурном и функциональном аспектах. Устойчивость в аспекте вертикальной и горизонтальной структуры ландшафта отражает форму постоянства объекта, которое задается соответствующим инвариантом. Устойчивость в аспекте функционирования отражает форму развития объекта через смены суточных, сезонных, годовых состояний, через преобразовательную и стабилизирующую динамику, в основе которой лежит отрицательная обратная связь (Дьяконов, 1974).