27. Функционирование ландшафта. Круговороты вещества и энергии. Глобальные и внутриландшафтные круговороты. Характеристика водного круговорота.

К концу XX века стало очевидным, что ландшафт представляет собой упорядоченную пространственно-временную систему, находящуюся в постоянном развитии. Первооснову развития составляют взаимосвязи между компонентами ландшафта и его морфологическими частями в результате чего осуществляется обмен веществом, энергией и информацией.

Среди внутренних процессов главную роль играет вертикальное перемещение вещества и энергии, осуществляемое благодаря системе вертикальных связей между природными компонентами. Последние, однако, иногда имеют сложное строение, состоят из ряда элементов, каждый из которых способствует трансформации вещественно-энергетического потока внутри ландшафта. По Н.Л. Беручашвили (1986) геомассы выступают функциональными частями ПТК. Таковы аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы (массы мёртвого органического вещества) литомассы, педомассы, гидромассы, которые отличаются от компонентов большей вещественной однородностью. Однородные слои в пределах вертикального профиля ПКТ, характеризующиеся специфическими наборами и соотношениями геомасс, называются геогоризонтами. Это аэрогоризонт, аэрофитогоризонт, мортаэрогоризонт, снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. Совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в ландшафте называют его функционированием. Функционирование представляет собой сложный интегральный процесс, обусловленный множеством элементарных процессов – физико-механических, химических и биологических, и протекающий благодаря вертикальным связям в ландшафте. Раздельное изучение природных процессов, т.е. рассмотрение их на уровне физических, химических и биологических закономерностей способствовало формированию таких новых научных направлений как геофизика ландшафта, геохимия ландшафта, биогеоценология. воды – одно из важных функциональных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен или геохимический круговорот. Эти круговороты осуществляют перемещение вещества, которое сопровождается поглощением, трансформацией и высвобождением энергии. Энергетический круговорот выступает ещё одним функциональным звеном ландшафта.

В каждом из этих звеньев различают биотическую и абиотическую составляющие. Биотический обмен веществ (биологический круговорот) – особое функциональное звено, наиболее важное в механизме функционирования ландшафта, как бы перекрывающее три звена, выделенных выше. Функционирование ландшафта осуществляется в форме круговоротов с годичным циклом. Наиболее изученным среди них является влагооборот. Основой водного круговорота являются атмосферные осадки. Они распределяются следующим образом: перехватываются поверхностью растительного покрова и испаряются, фильтруются в почву и поступают во внутренний влагооборот, пополняют поверхностный и подземный сток. Во внутриландшафтном влагообороте важнейшую роль играет биота. Кроны деревьев перехватывают в среднем 10 % годового количества осадков, которые практически полностью испаряются с поверхности листьев. Влага, поступившая в почву, всасывается корнями растений, участвует в процессе фотосинтеза и затем транспирируется в атмосферу. Чрезвычайно важная роль в процессе функционирования ландшафта принадлежит биогенному обороту веществ, результатом которого является образование органического вещества. Первичными продуцентами выступают земные растения, извлекающие двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот – из почвенных водных растворов. Создаваемая в процессе фотосинтеза чистая первичная продукция консервируется в живом растении и частично потребляется растительноядными животными (фитофагами). Важно подчеркнуть, что животные используют около 10 %, а зачастую и меньше произведенной фитомассы. Биологический метаболизм характеризуется многочисленными показателями, среди которых наиболее важными являются запасы фитомассы и величина годичной первичной продукции. Продуктивность биоты зависит как от географических факторов, так и от биологических особенностей различных видов растений.