Методичекие указания к выполнению практичечких работ по ландшафтоведению

Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева

факультет почвоведения, агрохимии и экологии кафедра почвоведения, геологии и ландшафтоведения

___________________________________________

Ефимов О.Е.

Методические указания

по выполнению лабораторно-практических работ по ландшафтоведению

МОСКВА – 2015

2

Составители: доцент О.Е. Ефимов

Рассмотрена и рекомендована к печати методической комиссией факультета.

Протокол № 14 от «09» сентября 2020 г.

3

Введение

Сегодня воздействие общества на природу осуществляется поистине в планетарном масштабе. Наращивание энергетических затрат на производство продуктов питания и условий жизни человека приводит к нарушению природных ландшафтов. В результате хозяйственной деятельности человека происходит заболачивание вырубок в таежно-лесной зоне и рост оврагов в степной, наступление пустыни в сухостепной зоне и нарушение растительного покрова тундры, загрязнение тяжелыми металлами и радионуклидами почв и обмеление рек.

Сложные проблемы в отношениях между природой и человеком диктуют необходимость не только углубленного изучения задач силами какой-либо одной дисциплины, но и синтеза, объединения научных направлений, более широкого и междисциплинарного подхода к рациональному природопользованию. Несмотря на то, что агрономы изучают 4060 специальных дисциплин по отдельным направлениям, они не владеют механизмом комплексного понимания целостности процессов, происходящих в природе и оценки последствий хозяйственной деятельности человека.

На решение проблем сельских природно-хозяйственных комплексов может претендовать “экология агроландшафтов”. Это сравнительно новая, но интенсивно развивающая наука. Её трудно отнести только к географическим или биологическим наукам, именно в ней проявляется синтез географических, биологических и экологических знаний и междисциплинарность.

Чтобы определить место экологии агроландшафтов среди близких к ней дисциплин рассмотрим такие понятия как “агроландшафтая экология”, “ландшафтная экология”, “экология ландшафтов” и “геоэкология”, широко применяемые в научной и учебной литературе.

В трактовке Н.Ф. Реймерса (1990) геоэкология (ландшафтная экология) преимущественно биологическая наука “раздел экологии, основанный на приложении экологических закономерностей к географическим процессам; это часть экологии, но лишь в рассмотрении экосистем высоких уровней иерархии” (с. 594).

Авторы учебника “Геоэкология” (1994) утверждают, что геоэкология – наука географическая, “более того, она представляет собой один из

4

самых современных разделов общего географического знания, являясь по существу, интегрированной его формой” (с. 6).

По мнению В.В. Рудского (2000) все перечисленные выше понятия синонимы, а геоэкология соседняя с биоэкологией наука, которая занимается изучением географо-естественно-научных категорий с ландшафтным содержанием в их пространственном выражении. Основное понятие геоэкологии – геокосистема. Геоэкосистема – функциональное единство как реально существующей территориальный (пространственный) участок геобиосферы, который образует самостоятельно регулируемую структуру абиотических и возникающих биотических факторов, способных выражаться в виде открытых вещественных и энергетических систем, находящихся в динамическом равновесии.

И. С. Белюченко (1996) агроландшафтную экологию относит к особому разделу прикладной экологии, характеризующейся широким кругом проблем научного и прикладного характера. Особенностью курса он считает комплексность, которая включает: с одной стороны, биологию аграрных систем (различные формы культурных ландшафтов – посевы сельскохозяйственных культур, животноводческие фермы, сельские поселки и т. п.); с другой стороны техногенное воздействие человека на становление и функционирование отдельных подсистем в рамках сложившейся системы в каждом конкретном случае.

Экология агроландшафтов многие вопросы решает вместе с географией и биологией. Только во взаимодействии географии и экологии возможно решение важных вопросов рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

В своей работе экологию агроландшафтов мы рассматриваем как науку о пространственной организации, состоянии и функционировании сельских природно-хозяйственных систем в условиях активного воздействия человека. Экология здесь выступает в качестве фундаментальных основ сохранения агроландшафтов. В поле зрения экологии агроландшафтов находится вся природа и многогранная деятельность людей, связанная с организацией и функционированием сельских природно-хозяйственных систем. Конечные цели этих двух областей знания идентичны: сохранение природных объектов и ближайшего окружения человека в условиях современного земледелия.

Если учесть, что сегодня практически нет территорий не испытывающих действие человека, то не вызывает сомнения необходимость изучения экологии агроландшафтов. Использование знаний современной эко-

5

логии для развития сельского хозяйства это, несомненно, единственно правильный путь сельскохозяйственной науки и производства.

Целью данного методического указания является формирование представлений, знаний и практических навыков по экологии агроландшафтов, являющейся научной основой современных систем земледелия и экологически безопасных технологий.

К задачам дисциплины относится изучение агроландшафтов как части географической оболочки Земли; классификации, состава и компонентов ландшафтов; агроэкосистемы как потоков энергии и вещества в агроландшафтах; экологии ландшафтов основных зон страны; видов антропогенного воздействия и устойчивость агроландшафтов различных зон России; оптимизации агроландшафтов и продуктивных процессов в агроэкосистемах; использование агроландшафтов с напряжённой экологической обстановкой; методов оценки экологического состояния агроландшафтов.

В результате изучения курса дисциплины студент должен иметь представления о географической оболочке Земли и формировании ландшафтов; об агроландшафте как единой целостной системе; о взаимосвязанности и взаимообусловленности процессов происходящих в агроландшафтах и экологических проблемах взаимодействия общества и природы.

Понимать суть процессов и явлений, происходящих и осознавать место земледелия в природе и роль, которую призван играть в ней человек.

Знать закономерности функционирования биосферы и биоценозов; основные понятия о географическом ландшафте; структуру географического ландшафта; современные классификации ландшафтов; состав и компоненты агроландшафтов; агроклиматические, водные и биологические ресурсы агроландшафтов основных зон России; особенности функционирования агроэкосистемы и экологические основы рационального использования природно-ресурсного потенциала агроландшафтов; последействие деградации земель и почвенного покрова; основы природоохранного законодательства и важнейшие нормативные документы.

Уметь оценить характер и направленность техногенных воздействий на природу, негативные последействия сельскохозяйственной деятельности человека в конкретных природно-хозяйственных условиях; увязать решение производственных задач с соблюдением природоохранных требований; выработать и принять правильные решения по вопросам земледелия и охраны природы.

6

Методические материалы к выполнению практический заданий

Раздел 1. Формы и элементы рельефа

Формы рельефа – это любые неровности земной поверхности. Они состоят из элементов: 1) поверхностей рельефа и 2) линий рельефа, которыми эти поверхности ограничены. Поверхности рельефа могут быть наклонными (их называют склонами) и субгоризонтальными.

Сочетание склонов и горизонтальных поверхностей различного происхождения создает сложную картину современного рельефа и определяет перераспределение агроклиматических ресурсов и формирование микроклимата в ландшафтах.

Впроцессе анализа рельефа выделяют два комплекса рельефа:

-комплекс форм рельефа линейного расчленения (долинно-балочная сеть);

-комплекс форм водораздельной (междуречной) равнины.

К формам рельефа линейного расчленения (долинному комплексу)

относятся речные долины, овраги, балки, лощины, ложбины. Все они состоят из склонов, обычно эрозионного происхождения, и плоских поверхностей днищ этих отрицательных форм рельефа. В речных долинах кроме поймы - плоского дна речной долины, заливаемого в половодье, могут быть и другие плоские поверхности – надпойменные террасы. На плоской поверхности поймы встречаются положительные (береговые валы), и отрицательные (старичные понижения и озера) формы рельефа (рис 1). Ширина речных долин малых и средних рек может изменяться от нескольких десятков метров до нескольких километров, глубина на равнинах до нескольких десятков метров. Овраги, балки, ложбины и другие формы линейного расчленения имеют ширину от первых метров до первых сотен метров, глубину – от первых метров до нескольких десятков метров. У некоторых из них практически отсутствует плоское дно (или оно не выражено в масштабе карты), и они состоят из двух сходящихся в нижней части склонов.

На водораздельной равнине встречаются положительные (холмы, гряды, увалы, бугры и другие) (рис. 1) и отрицательные (западины, котловины и другие) формы рельефа (рис. 2). Здесь широко распространены и плоские горизонтальные поверхности. Абсолютно горизонтальные поверхности рельефа встречаются в природе сравнительно редко, поэтому речь идет о «практически горизонтальных» или субгоризонтальных поверхностях, с наклоном менее 10. В этом случае составляющая ускорения силы тяжести, стремящаяся сместить частицы вниз по склону, еще очень мала.

7

Рис. 1. Изображение форм и элементов рельефа на карте

8

К склонам относят поверхности с углами наклона более 10. На их долю приходится свыше 80% поверхности суши. Изучения генезиса склонов и происходящих на них процессов имеет не только научный интерес, но и огромное практическое значение.

Морфологическая характеристика склонов включает несколько параметров: крутизну, длину и форму.

Рис. 2. Формы рельефа распространенные на водораздельных поверхностях

9

Балка - вытянутая впадина, отделенная от присетевого склона хорошо выраженной бровкой (глубина 6...20 м, ширина 60...200 м, крутизна склонов 10... 15° (35° и более), площадь водосбора от 250 до нескольких тысяч гектаров). Хорошо выражено русло временного водотока на дне. Заметны террасы или их бровки.

Барханы - песчаные навеянные ветром холмы полулунной формы.

Водоразделы более высоких порядков - ограничивают водосборы лощин, ложбин.

Водоразделы первого порядка - ограничивают водосборы сухо-

дольных систем.

Водораздельное пространство или водораздел (на равнине) - ме-

ждуречье, не имеющее стока в какую-либо речную систему, или со стоком, осуществляемым слабоврезанными верховьями рек (пространства, примыкающие к водораздельным линиям).

Водороины - размывы почвы глубиной 0,2...0,6 м, которые заглаживаются при пахоте.

Водосбор - территории, ограниченной водораздельной линией. Впадины - обширные по площади участки поверхности, пониженные относительно окружающей территории.

Вымоина - начальная стадия размыва дна материнской формы. Гидрографическая сеть) - сеть понижений, по которым осуществляется сток поверхностных вод.

Гора - возвышенность более 200 м относительной высоты, резко выступающая на местности.

Гофрированные склоны - комплекс ложбин и ложбинообразных понижений, расположенных на склонах различной крутизны (характеризуются высокой эрозионной опасностью).

Гряды, валы - узкие, длинные возвышения, чаще всего ориентированные в одном направлении, параллельные друг другу. Депрессионные равнины - вогнутые ровные участки, окруженные боле высокими поверхностями (днища котловин, приморские и приозерные береговые равнины, подгорные шлейфы и др.).

Долина реки - наиболее древнее звено гидрографической сети, с постоянным водотоком и связанными с ним формами рельефа. Долины - сильно вытянутые в длину сравнительно узкие углубления в рельефе, открытые и обладающие общим наклоном ложа.

Донная промоина - размыв при слиянии соседних вымоин. Донный овраг - размыв во все днище материнской формы.

Дюны (крупные) - песчаные холмы, навеянные ветром, располагающиеся параллельно берегу реки ли моря.

Карстовые воронки - округлые микропонижения до нескольких десятков метров (часто труднопроходимые для техники).

10

Конусы выноса – располагаются в нижней части элементов гидрографической сети с постоянным или временным водотоком (засаживают кустарником).

Котловины - замкнутые или почти замкнутые пониженные участки земной поверхности.

Ложбина - верхнее звено гидрографической сети, примыкающее к наиболее высоким частям водосборов (глубина 0,5-2 м, склоны не круче 3-8°, площадь водосбора до десятков га).

Ложбинообразное понижение - отличаются замкнутостью (целесообразно проводить выравнивание ложбинообразных понижений?). Ложбины - микропонижения, характеризующиеся стоком, общей протяжённостью от метров до десятков метров и более и глубиной от 0,5 до 1 метра..

Лощина - отличается более резкими очертаниями, глубиной и крутизной склонов (8... 15°).

Макроложбины - углубления с выраженным дном, глубиной более 1,5 м и крутизной склонов 3...8° (труднопроходимы для сельскохозяйственных агрегатов в поперечном направлении).

Микроложбины - слабовыраженные углубления, крутизна склонов до 3° (проходимы в любом направлении и распахиваются).

Нанорельеф - разновидность микрорельефа, с колебаниями относительных высот до 0,3 м (оказывает влияние на неравномерное созревание культур и снижение качества продукции).

Овраг - размыв, выработавший свой собственный продольный профиль, не совпадающий с профилем склона (глубина до 30 м, ширина до

50 м, длина до 0,5 (2...5)км).

Плато - равнинные поверхности, ограниченные более или менее глубокими выемками гидрографической сети.

Промоины - размывы глубиной 0,5...3 м, шириной 5...8 м. Они непроходимы для обычной сельскохозяйственной техники.

Промоины, водороины – углубления эрозионной природы протяжённостью десятки метров при ширине и глубине <1 м. (проводят противоэрозионные мероприятия).

Размывы - современные эрозионные формы рельефа: донные (по тальвегу), вершинные (выходят на водораздел по продолжению тальвега), склоновые (впадают в материнскую форму под углом).

Суффозионные блюдца - замкнутые бессточные понижения округлой формы, диаметром до 100 м и глубиной до 1 м.

Террасы - ровные поверхности, граничащие с более высокими элементами рельефа и ограниченные понижением (речной долиной, балкой, озерной впадиной и т.д.).

Увал - вытянутое в одном направлении мысообразное возвышение до 200 м, большей частью присоединенные к более крупной форме рельефа или образующее общий водораздельный узел.