Ганжара Геология и ландшафтоведение
Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
Н.Ф. Ганжара, Р.Ф. Байбеков, О.С. Бойко, Д.С. Колтыхов, А.В. Арешин
ГЕОЛОГИЯ И ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ
Под редакцией доктора биологических наук, профессора Н.Ф. Ганжары
Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям
агрономического образования
Товарищество научных изданий КМК Москва 2007
ÁÁÊ 26.3
Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
Ганжара Н.Ф., Байбеков Р.Ф., Бойко О.С., Колтыхов Д.С., АрешинА.В.Геология и ландшафтоведение. М.: Т-во научн. изданий КМК. 2007. 380 с. + 56 с. вкл.
Описаны главные минералы и горные породы, эндогенные и экзогенные процессы, основные этапы геологической истории Земли. Изложены вопросы строения естественных и природно-антропогенных ландшафтов, их динамики, систематики и устойчивости. Описаны факторы и законы ландшафтной дифференциации, генезис и функционирование. Приведены сведения о геохимии и биогеохимии ландшафтов.
Рецензенты:
Зав. кафедрой геологии и гидрогеологии Московского государственного университета природоустройства, д.техн.н., проф. Д.А. Манукьян.
Проф. кафедры почвоведения Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К.А. Тимирязева, д.б.н. В.Д. Наумов.
Под редакцией доктора биологических наук, профессора Н.Ф. Ганжары.
Фото минералов и пород О.С. Бойко, А.В. Арешина.
ISBN978-5-87317-415-7 |
© Коллектив авторов, 2007 |
|
© Т-во научных изданий КМК, 2007 |
Содержание
Предисловие ....................................................................................... |
6 |
Введение ............................................................................................. |
8 |
ЧАСТЬ I. Основы геологии ............................................................ |
14 |
Глава 1. Строение Земли........................................................... |
14 |
Глава 2. Минералы и горные породы ....................................... |
23 |
2.1. Процессы образования минералов и горных пород .23 |
|
2.2. Минералы ..................................................................... |
28 |
2.3. Горные породы ............................................................ |
54 |
2.4. Четвертичные отложения ........................................... |
72 |
2.5. Агрономические руды ................................................ |
77 |
Глава 3. Геологические процессы, их роль в формировании |
|
рельефа и ландшафтов .............................................................. |
79 |
3.1. Эндогенные геологические процессы ....................... |
80 |
3.2. Экзогенные процессы ............................................... |
129 |
ЧАСТЬ II. Ландшафтоведение .................................................... |
177 |
Глава 5. Ландшафты и их морфологическая структура ...... |
177 |
5.1. Понятие о ландшафтах ............................................. |
177 |
5.2. Морфологическая структура ландшафта ............... |
179 |
5.3. Классификация и систематика ландшафтов .......... |
182 |
Глава 6. Рельеф, его типы. Формы мезорельефа ................. |
186 |
6.1. Рельеф, его типы ....................................................... |
186 |
6.2. Элементы и формы мезорельефа ............................ |
189 |
Глава 7. Воздушные массы атмосферы как компонент |
|
ландшафта ................................................................................ |
199 |
7.1. Происхождение, строение и роль атмосферы......... |
199 |
7.2. Химический состав атмосферы............................... |
203 |
7.3. Функционирование атмосферы................................. |
206 |
Глава 8. Природные воды как компонент ландшафта ......... |
215 |
8.1. Общая характеристика гидросферы. ...................... |
215 |
8.2. Основные компоненты и факторы формирования |
|
химического состава природных вод ............................. |
217 |
8.3. Круговорот воды и характеристика |
|
гидрографической сети .................................................... |
222 |
Глава 9. Центральная часть биосферы как компонент |
|
ландшафта ................................................................................ |
233 |
9.1. Общая характеристика биосферы и ее |
|
|
функционирование............................................................. |
233 |
|
9.2. Понятия о биогеохимических провинциях .............. |
241 |
|
Глава 10. |
Почва, как компонент ландшафта ......................... |
246 |
10.1. Классификация элементарных почвообразова- |
|
|
тельных процессов ........................................................... |
246 |
|
10.2. Состав, свойства и режимы почв .......................... |
251 |
|
10.3. Плодородие почв. Продуктивность ландшафтов .... |
276 |
|
Глава 11. Факторы и законы ландшафтной дифферен- |
|
|
циации ........................................................................................ |
|
285 |
11.1. Закон горизонтальной (широтной) зональности .... |
285 |
|
11.2. Закон долготной секторности ................................. |
287 |
|
11.3. Закон вертикальной поясности ............................... |
288 |
|
11.4. Закон азональной геолого-геоморфологической, |
|
|
высотно-генетической ярусности ландшафтов ............. |
290 |
|
11.5. Закон аналогичных топографических рядов ......... |
292 |
|
11.6. Закон экспозиционной инсоляционной и ветровой |
|
|
ландшафтной ассиметрии склонов ................................. |
293 |
|
11.7. Закон взаимодействия и взаимосвязей природных |
||
компонентов ландшафта .................................................. |
294 |
|
Глава 12. Генезис и функционирование ландшафтов ............ |
295 |
|
12.1. Функционирование ландшафтов ............................. |
295 |
|
12.2. Малый биологический круговорот веществ ......... |
304 |
|
12.3. Геохимические ландшафты.................................... |
310 |
|
Глава 13. Природно-антропогенные ландшафты .................. |
317 |
|
13.1. Антропогенезация ландшафтов.............................. |
317 |
|
13.2. Классификация и типизация земель России ......... |
326 |
|
Глава 14. Ландшафты основных природных зон ................... |
334 |
|
14.1. Арктические и тундровые ландшафты ................. |
334 |
|
14.2. Та¸жно-лесные ландшафты ................................... |
335 |
|
14.3. Лесостепные ландшафты ....................................... |
340 |
|
14.4. Степные ландшафты ............................................... |
342 |
|
14.5. Полупустынные и пустынные ландшафты ........... |
348 |
|
14.6. Ландшафты с засол¸нными почвами .................... |
350 |
|
14.7. Ландшафты переменно-влажных ксерофитно- |
|
|
лесных и саванных субтропических и тропических |
|
|
областей ............................................................................ |
352 |
|
14.8. Ландшафты влажных лесных субтропических |
|
|
и тропических областей ................................................... |
353 |
4
Глава 15. Динамика и устойчивость ландшафтов ................ |
355 |
15.1. Динамика ландшафтов ............................................ |
355 |
15.2. Устойчивость ландшафта ....................................... |
359 |
Глава 16. Физико-географические и геологические карты .... |
364 |
16.1. Топографические основы ........................................ |
364 |
16.2. Основные типы карт по характеристике |
|
земной поверхности.......................................................... |
368 |
16.3. Картографические способы оформления физико- |
|
географических и геологических карт ........................... |
376 |
Литература ..................................................................................... |
379 |
Предисловие
Âсельскохозяйственных вузах для студентов агрономических специальностей длительное время читается курс «Почвоведение с основами геологии», который включает в лучшем случае несколько лекций по основам геологии, геоморфологии, а в последние годы
èпо ландшафтоведению, в худшем — рассматриваются только поч- вообразующие породы и формы рельефа в одной-двух лекциях. В редких вузах имеются преподаватели с геологическим образованием. Такая ситуация связана с тем, что за последние 3–4 десятилетия резко вырос объем информации по почвоведению. Возникли целые разделы и их можно читать отдельными курсами, такие как картография почв, мелиоративное почвоведение, биология почв, бонитировка почв, агрономическое почвоведение и другие. Однако все эти разделы преподаются в пределах прежнего объема часов. Развитие почвенной картографии и агроэкологической оценки почв востребовало более детальные знания о ландшафтах. Во многих сельскохозяйственных вузах стали читать курс «ландшафтоведение» иногда «агроландшафтоведение» факультативно или за счет резервных часов. Несколько лучше сложилась ситуация на факультетах «почвоведения агрохимии и экологии», где геология читается отдельным курсом, а для экологов в образовательный стандарт введено «ландшафтоведение».
Нам представляется целесообразным на агрономических факультетах курс почвоведения читать отдельно в полном объеме, а геологию и ландшафтоведение объединить в один курс и ввести его в учебный стандарт. Логичность такого объединения вытекает из наличия общих разделов, таких как коры выветривания, почвообразующие породы, рельеф и его генезис, гидрология и гидрография и др.
ÂÐÃÀÓ-ÌÑÕÀ им. К.А.Тимирязева в 2005 г. создана Кафедра геологии и ландшафтоведения на базе Кафедры геологии. На кафедре читаются два отдельных курса «геология» и «ландшафтоведение». Сразу же возникла проблема дублирования многих вышеперечисленных разделов. Поэтому в данном пособии, исходя из имеющегося опыта, сделана попытка создания единого курса геологии и ландшафтоведения. Преподавание геологии в сельскохозяйственных вузах, за весь период их существования существенно ослабло. В 1865 г. при подготовке агрономов геология преподава-
6
лась в объеме 140 часов. В настоящее время, даже в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, этот курс на агрономических факультетах, при наличии кафедры геологии, составляет только 30 часов. Оче- видна необходимость создания отдельного курса «Геология и ландшафтоведение».
7
Введение
Геология — естественноисторическая наука о Земле, ее составе, строении, происхождении, закономерностях развития. Первые научные обобщения в геологии были сделаны в середине XVIII в. в России М.В. Ломоносовым. По мере своего развития геология значительно дифференцировалась и теперь она включает целый ком-
плекс геологических наук:
Петрография — наука, изучающая горные породы, их состав, структуру, условия образования (подразделяется на петрологию — изучает магматические и метаморфические горные породы и ли-
тологию — изучает осадочные горные породы).
Минералогия — наука о минералах, их составе, свойствах, про-
исхождении, строении.
Кристаллография — наука о кристаллах, их строении, вклю- чает кристаллохимию, изучающую химический состав кристаллов.
Геохимия — наука о распределении и миграции химических элементов и их соединений в недрах Земли (геохимия ландшафтов — наука о распределении и миграции химических элементов и их со-
единений в ландшафтах).
Динамическая геология — изучает процессы, протекающие в недрах Земли (эндогенные процессы) и на ее поверхности (экзогенные процессы).
Динамическая геология включает ряд разделов: геотектоника и структурная геология — науки о тектонических движениях и по-
следствиях их проявления.
Вулканология — наука, изучающая процессы вулканизма, стро-
ение и состав продуктов извержения вулканов.
Сейсмология — наука о землетрясениях, условиях их возник-
новения и геологических последствиях.
Геофизика — наука о физических свойствах Земли. Историческая геология — наука, которая изучает историю и
закономерности развития Земли, с момента образования земной
коры до современного ее состояния.
Четвертичная геология — изучает историю развития зем-
ной коры в четвертичный период (1,5–2 млн. лет). Стратиграфия — изучает последовательность образования и
залегания отдельных слоев горных пород в земной коре. Морская геология — изучает структуру, рельеф и современ-
ные осадки дна морей и океанов.
8
Прикладная геология — объединяет практические отрасли геологии: геологию месторождений полезных ископаемых, инженер-
ную геологию, гидрогеологию, грунтоведение и др. Региональная геология — изучает геологическое строение и
геологическую историю крупных областей (регионов) земного шара. География — до середины XIX в. являлась описательной нау-
кой, которой принадлежат величайшие заслуги, связанные с географическими открытиями. Уже в то время она оказала большое влияние на развитие практически всех геологических наук. В настоящее время — разделяется на физическую географию и экономи- ческую. Основателем многих разделов физической географии яв-
ляется В.В. Докучаев.
Физическая география — изучает географическую оболоч- ку в целом и составляющие ее компоненты: литосферу (горные породы и рельеф), часть атмосферы (тропосферу), гидросферу, био-
сферу, педосферу (почвы).
Землеведение — раздел физической географии, изучающий географическую оболочку в целом (состав, структуру, свойства, осо-
бенности формирования и функционирования).
Региональная физическая география — изучает природные территориальные комплексы разного ранга от физико-географичес-
кой страны до физико-географического района. Ландшафтоведение — раздел физической географии, изуча-
ющий ландшафтную оболочку (природные территориальные комплексы или ландшафтные геосистемы разных размеров, включая
локальный уровень).
Климатология, океанология, гидрология суши, а также
геокриология (мерзлотоведение), география почв, биогеография и геоморфология — все это отраслевые науки физичес-
кой географии, которые изучают отдельные компоненты географи-
ческой оболочки.
Геоморфология — наука о рельефе земной поверхности. Является пограничной наукой между физической географией и геологией.
Геология и физическая география, наряду с продолжающейся дифференциацией на отдельные разделы, синтезируют знания смежных наук, и с каждым годом получают все больший объем информации о составе, свойствах, развитии, как отдельных оболочек (геосфер), так и о нашей планете в целом.
М.В. Ломоносов своими трудами «Первые основания металлургии или рудных дел» (1742), «О слоях Земли» (1763) и др., не только
9