Тема 4 Геоэкологическая характеристика некоторых типов ландшафтов земного шара
(5 часов: 15 баллов)
Исходный материал для задания: учебные пособия и специальные монографии: 1) «Почвы Московской области», 2) «Почвенно-экологические исследования в ландшафтах» (Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А., 2000), 3) «Ландшафты» (Исаченко А.Г., 1992).
Рис. 8. Родники играют важную роль в ландшафтах. Вода родников отражает генезис почв и ландшафтов: в зоне тайги она содержит много коллоидов железа, алюминия и кремния. Может содержать токсиканты и микробы, которые сорбированы на коллоидах Fe, Si, AL.
Порядок выполнения задания
По заданию преподавателя в рабочей тетради дать геоэкологическую (и геохимическую) характеристику нативным или антропогенно-преобразованным ландшафтам следующих природных зон Земли: тундры, тайги, лесостепи, степи (саванны), субтропиков и тропиков (по выбору). Объяснить состояние, структуру и специфику функционирования ландшафтов.
Вспомогательный материал для выполнения темы 4: краткая характеристика структурных элементов ландшафта. К ним относятся фации, урочища (подурочища) и местности. На крупно- и среднемасштабных ландшафтных картах обязательно выделяются урочища. Подурочища и местности выделяются по мере необходимости. Рассмотрим эти положения.
Урочища представляют собой сложно организованный природно-территориальный комплекс (ПТК), состоящий из группы смежных фаций (или их сочетаний), характерных для разных форм мезорельефа (или их элементов – вершины, склоны, днища долин…). В нативных (ненарушенных) ландшафтах урочища выделяются по видовому составу растительности – фитоценозов, приуроченных к разным типам местообитаний в зависимости от характера и степени увлажненности (сырые, влажные, сухие); экспозиции – южные, северные; крутизны склонов – крутые и пологие; разные типы почвообразующих пород и мезорельефа. Одно урочище отличается от другого набором и сложностью фаций (и подурочищ). Фации могут быть фоновые, второстепенные, доминантные и субдоминантные среди фоновых. Как правило, в географическом ландшафте выделяют урочища положительных и отрицательных форм рельефа – урочища вершин, выровненных поверхностей водоразделов междуречий, склонов, террас, пойм, дельт… урочища склонов разных экспозиций, урочища на карбонатных и «кислых» породах. Поскольку в дифференциации урочищ ведущая роль принадлежит рельефу и породам, то именно этим факторам и отводится определяющее значение при названии урочищ. Например: урочища моренных холмов и увалов с подзолистыми почвами под ельниками-черничниками зеленомошными; урочища межувалистых низин с болотными, дерново-глеевыми и болотно-подзолистыми почвами под осоковыми лугами и ельниками долгомошными.
Довольно четко различаются смежные урочища, формирующиеся на песках и глинах, на карбонатных и иных породах, предопределяющих разный режим увлажнения и химический состав почв и природных вод.
По степени сложности различают сложные и простые урочища. В простых каждый элемент мезорельефа занят только одной фацией. Взаиморасположение урочищ в ландшафте может быть пятнистым, мозаичным, полосчатым, кулисным, древовидным… Группы урочищ выделяют на водоразделах, склонах и пойменно-террасовых формах рельефа.
Местность – довольно крупный ПТК в ландшафте, особенности которого обусловлены комплексом мезоформ рельефа. Обособление местностей может быть вызвано различными причинами: эрозией и денудацией более древних пород, близким залеганием к поверхности пород иного генезиса, разной интенсивностью флювиальных (водных) потоков. Названия местностей: местности сырых и сухих оврагов, вскрывающих известняки; местность гривистой (прирусловой) поймы реки с иллювиальными почвами; урочища и фации местности столовых останцовых гор или плато; местности высоких моренных холмов среди болотных урочищ; местности карстовых полей (Каргополье, Архангельская область). Местности могут (как и фации) неоднократно повторяться в ландшафте. Это обстоятельство позволяет ограничиться подробным изучением в полевой период каждого ПТК и, затем, экстраполировать результаты изысканий на их аналоги.
Рис. 9. Садово-огородные ландшафты – один из видов культурных фаций.
Фация – это функционально целостный, элементарный ПТК, сформировавшийся на одинаковой породе одного элемента микрорельефа, в одинаковых условиях инсоляции, с одним фитоценозом и одной разновидностью почв. Однородность фитоценоза определяется набором ярусов и видов растений. Нередко и в однородном фитоценозе встречаются участки с новыми видами: участок осинника в дубраве, березняк с еловым подростом в смешанном лесу. В пределах одного мезорельефа, как правило, залегают 2-3 и более фаций. Смена фаций обусловлена изменением абсолютных отметок местности, уровней и склоновых форм рельефа, экспозиции склонов, гранулометрического состава почв и пород, глубины залегания грунтовых вод, близости водоемов и водотоков, изменением свойств почв и т.д.
Выделяют элювиальные (автономные), элювиально-аккумулятивные, супераквальные и гидроморфные фации. Внутри фации можно выделить парцеллы.
Названия: фация сосняка-брусничника со среднеподзолистой гумусово-железистой почвой боровой террасы р. Мезени; фация ивняка осоково-таволгового с пойменной дерново-глеевой почвой притеррасной поймы р. Сев. Двины.
Студенты самостоятельно выбирают и дают оценку одной из ландшафтных зон Земли: тундре, тайге, лесостепи, степи, пустыне - климату, рельефу, почвам…
Далее будут рассмотрены почвенно-геохимические барьеры миграции, позволяющие углубить информацию о ландшафтах. В частности, охарактеризовать водные потоки различных мигрантов в ландшафтах.
Почвенно-геохимические барьеры миграции
(теоретическая часть)
В почвах, в результате действия различных факторов и, прежде всего биотического, формируется комплексный геохимический барьер, который определяет наличие остальных барьеров: сорбционных, глеевых, карбонатно-кальциевого и др. Последний диагностируется в профилях почв аридных регионов, являющимся двусторонним щелочным и сорбционным барьером. Часто в жарких аридных регионах при близком залегании грунтовых вод возникают испарительные барьеры. От присутствия и свойств этих барьеров зависит экологическая устойчивость почв к засолению и осолонцеванию.
Особое значение приобретают геохимические барьеры в условиях техногенеза. Мощные техногенные потоки могут разрушать ландшафтно-геохимические барьеры, особенно биогеохимические, изменять всю геохимическую обстановку и вызывать коренную перестройку ландшафтно-геохимической структуры данной системы (М.А. Глазовская, 1988).
Показано, что в результате увеличивающейся техногенной нагрузки многие барьеры трансформируются. Например, для всех сорбционных барьеров характерна ограниченная ёмкость, которая зависит от ёмкости поглощения почв, рыхлых отложений и мощности сорбирующего слоя. Свежеосажденные аморфные многоводные гидроксиды действуют как сорбционный барьер, задерживающий V, Co, Cr, Ni и другие металлы. Однако, по мере старения осадков, дегидратации и кристаллизации оксидов их сорбционные свойства уменьшаются и исчезают, дальнейшая сорбция (если не идёт осаждение новых коллоидальных осадков гидроксида железа) прекращается.
На трансформацию геохимических барьеров обращает внимание также И.М. Яшин с соавт. (2008) на примере почв Лесной опытной дачи (ЛОД). В условиях таежной зоны, особенно при масштабной антропогенной нагрузке в крупных мегаполисах, отмечается изменение некоторых свойств почв и гидрохимического состава поверхностных природных вод, влияющих на экологическую безопасность населения и биоты. Не исключено, что, претерпевая деградацию, почвенные сорбционные барьеры функционируют в настоящее время уже и как источники экотоксикантов, которые были ранее на них сорбированы.
Теория геохимических барьеров является основой для научного обоснования мероприятий по организации различных систем искусственных техногенных барьеров, максимально ограничивающих и полностью исключающих распространение техногенных ореолов. Поэтому изучение геохимических барьеров имеет научный и практический интерес.
Цель настоящей самостоятельной работы бакалавров является изучение геохимических барьеров миграции и их экологическая оценка.
Для выполнения этой цели поставлены следующие задачи:
Ознакомиться с типами барьеров миграции и методами их оценки,
Знать особенности функционирования и сопряжения барьеров миграции в различных ландшафтах.