Влагооборот в ландшафте

Влагооборот в ландшафте протекает через сложную систему водных потоков и пронизывает ландшафт, подобно кровеносной системе. Посредством потоков влаги осуществляется основной минеральный обмен внутри ландшафта. Внешние вещественные связи ландшафта также осуществляются через водные потоки. Перемещение влаги сопровождается формиро­ванием растворов, коллоидов, взвесей; транспортировкой и аккумуляцией химических эле­ментов.

Ежегодный запас обращающейся в ландшафте влаги составляют жидкие и твердые атмо­сферные осадки. Часть осадков перехватывается поверхностью растительного покрова и, ис­паряясь с нее, возвращается в атмосферу. Влага, непосредственно выпадающая на поверх­ность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком и затрачива­ется на физическое испарение, остальное количество фильтруется в почвогрунты и образует наиболее активную часть внутреннего влагооборота.

Интенсивность влагооборота и его структура специфичны для разных ландшафтов и за­висят прежде всего от энергообеспеченности и количества осадков, подчиняясь зональным и отчасти азональным закономерностям. Так, абсолютные показатели внешнего влагообмена хорошо увязываются с зональными закономерностями циркуляции и влагооборота атмосфе­ры.

Наиболее обильное поступление внешних осадков и соответственно более интенсивный вынос воды из ландшафта наблюдается в экваториальных широтах, а также в муссонных тропиках и субтропиках, затем в приокеанических областях пояса западного переноса. Наи­более слабые входящие и выходящие потоки влаги свойственны внутриконтинентальным областям и особенно поясу тропической пассатной циркуляции.

При наличии достаточного запаса влаги интенсивность внутри ландшафтного влагообо­рота определяется энергоресурсами. Поэтому четко выраженный пик внутреннего оборота влаги также приходится на экваториальную зону и отсюда происходит закономерный спад к полюсам. В аридных зонах и секторах наблюдается резкое снижение влагооборота.

Только в высоких широтах внешние потоки влаги превосходят внутренний оборот; в гу мидных экваториальных, тропических и субтропических ландшафтах оба типа потоков при­мерно равны; с усилением аридности доля внутреннего потока растет, хотя по абсолютной величине он уменьшается.

Биогеохимический цикл

Биогеохимический цикл, или малый биологический круговорот, представляет продукци­онный процесс, т. е. образование органического вещества первичными продуцентами - зеле­ными растениями, которые извлекают углекислый газ из атмосферы, зольные элементы и азот - с водными растворами из почвы.

Около половины создаваемого при фотосинтезе органического вещества (брутто- продукция) окисляется до С0₂ при дыхании и возвращается в атмосферу. Оставшаяся фитомасса называется первичной продукцией. Часть ее поступает в трофическую цепочку - по­требляется растительноядными животными (фитофагами); следующий трофический уровень представлен плотоядными животными (зоофагами).

Основная часть фитомассы после отмирания разрушается животными - сапрофагамн, бактериями, грибами, актиномицетами. В итоге мертвые органические остатки минерализу ются микроорганизмами. Конечные продукты минерализации возвращаются в атмосферу (СОг и другие летучие соединения) и в почву (зольные элементы и азот). Процессы созидания и разрушения биомассы не всегда сбалансированы - часть ее (в среднем менее 1%) может выпадать из круговорота и аккумулироваться в почве (в виде гумуса) и в осадочных породах.

Важнейшие показатели биогенного звена функционирования ландшафта — запасы фито­массы и величина годичной первичной продукции, а также количество опада и аккумули­руемого мертвого органического вещества. Для характеристики вклада биоты в функциони­рование геосистем валены биогеохимические показатели: количество элементов питания, по­требляемых для создания первичной биологической продукции, и их химический состав, возврат элементов с опадом и закрепление в истинном приросте, накопление в подстилке.

В величине ежегодной продукции фитомассы четко проявляются региональные и локаль­ные географические закономерности, включая зональность, секторность, высотную пояс­ность и внутри ландшафтную морфологическую дифференциацию.

При достаточном количестве влаги продуктивность фитомассы возрастает от высоких широт к низким в соответствии с ростом энергообеспеченности. В одинаковых термических условиях наибольшая продуктивность наблюдается при оптимальном (медиальном) соотно­шении тепла и влаги. Максимальная биологическая продуктивность присуща экваториал), ным ландшафтам, заметно меньше она во влажных субтропических лесах. Среди субборе- альных ландшафтов наивысшей продуктивностью обладают луговые степи, им несколько уступают широколиственные леса. Самая низкая продуктивность фитомассы присуща ланд­шафтам с резким дефицитом тепла или влаги - полярным и пустынным.

С увеличением теплообеспеченности основная часть органических остатков при доста­точном количестве влаги переходит в почвенный гумус. В луговых черноземных степях его запасы достигают 800... 1000 т/га, в почвах широколиственных лесов - около 300 т/га, таежных лесов - около 100 т/га, в тундровых почвах - 70 т/га. В тундре и тайге в составе мортмассы (мертвой части органического вещества ландшафта) преобладают неразложившиеся растительные остатки - главным образом подстилка, а также сухостой, валежник, мертвые корни и др. Запасы подстилки в этих зонах достигают 40...50 т/га; в широколиственных лесах они сокращаются до 10... 15 т/га, а в постоянно влажных вечнозеленых тропических лесах - до 2 т/га. В степях наземная мортмасса представлена растительной ветошью (4... 10 т/га).