Методичекие указания к выполнению практичечких работ по ландшафтоведению

21

роландшафты представляют собой совокупность иерархически соподчиненных и взаимосвязанных в своем развитии природных комплексов (ПТК) локального (фаций, подурочищ, урочищ) и регионального уровней (местностей, провинций).

Природный территориальный комплекс (геосистема) – это це-

лостное пространственно-временное динамическое образование, обладающее своей структурой, составными частями, компонентами, внутренними и внешними взаимосвязями. ПТК принят в качестве основной таксономической единицы для ландшафтного картографирования и решения прикладных задач.

В 1936 году Л.Г. Раменский сформулировал понятие о фации как о наименьшей структурной единице ландшафта. В дальнейшем, благодаря трудам Н.А. Солнцева и его учеников, теория морфологической структуры приобрела стройный и завершенный вид. На рис. 15 приведена схема морфологической структуры ландшафта.

Рис. 15 Схема морфологического профиля географического ландшафта

а-д – фации; 1 – урочище (сложное); 2 – местность; 3 – почвы и почвообразующие породы; 4 – подстилающие и коренные породы (известняки); 5 – грунтовые воды; 6 – торф (или сапропель в зарастающих водоёмах); - направление гравитационных потоков воды и растворённых веществ.

22

Фация – это такой ПТК, на всем протяжении которого сохраняется одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый характер рельефа и увлажнения, один микроклимат, одна почвенная разность и один биоценоз.

Урочище – это ПТК, состоящий из закономерного сочетания подурочищ и отдельных фаций, совмещающий обычно с формой мезорельефа и вследствие этого обладающий ярко выраженным генетическим единством и динамической сопряженностью составляющих его морфологических частей. В основе выделения урочищ лежат три признака: формы мезорельефа, разности почв, особенности растительного покрова. При выделении урочищ в лугово-пастбищных агроландшафтах принято учитывать также продуктивность трав в центнерах с гектара.

Подурочище – занимает промежуточное положение между фацией и урочищем, это ПТК, состоящий из группы фаций, тесно связанных генетически и динамически вследствие их общего положения на одном из элементов формы мезорельефа, одной экспозиции.

Фации обычно занимают небольшую площадь и приурочены к одной форме микрорельефа (нижней части подошвы склона, замкнутому понижению на водоразделе). Для фации типичен один биогеоценоз, хотя растительный покров и здесь весьма динамичен во времени.

При делении фации она распадается на отдельные элементы, а комплекс как конкретная геосистема исчезает. Примерами подобных элементов ландшафта могут быть болотные и луговые кочки, кучи муравейников, вывалы деревьев и т. п. Такие внутрифациальные образования называются парцеллами.

Под местностью понимают ПТК более высокого ранга, чем урочи-

ще.

Более высоким таксономическим рангом, чем местность, при характеристике морфологии ландшафта являются природные районы. При этом районы выделяются самые различные: геоморфологические, геоботанические, почвенные, агроклиматические и другие.

Границы (рубежи) между ПТК существуют в природе объективно и могут быть нанесены на карту.

Однородные ландшафты слагаются из одинаковых, закономерно повторяющихся сочетаний фаций и урочищ, не свойственных другим ландшафтам.

Местные черты ландшафтов неповторимы и индивидуальны. Но ландшафты обладают и зональными чертами, которые могут повторяться даже на разных материках. Например, степи Великих равнин в северной Америке напоминают степные территории умеренно континентальных частей

Учение об агроландшафтах, зародившись в конце IХ века в недрах географии, в ХХ веке развивалось на стыке с сельскохозяйственными науками, экологией, почвоведением и геоботаникой.

23

Раздел 4 Элементарные геохимические агроландшафты

Классификация элементарных геохимических ландшафтов. Б.Б.

Полыновым введено понятие геохимического ландшафта, означающее совокупность сопряженных элементарных ландшафтов, связанных между собой определенными условиями, миграцией химических соединений.

Вморфологическом отношении элементарный ландшафт по Б.Б. Полынову соответствует фации географического ландшафта, а в экологическом – биогеоценозу по В.Н. Сукачеву.

По характеру миграции и аккумуляции вешеств выделяются три основные категории элементарных геохимических ландшафтов:

1. Элювиальные (автономные, автоморфные) — геохимически независимые ландшафты, характеризующиеся выносом наиболее растворимых

иподвижных соединений. Это водораздельные территории, занимающие повышенное положение и отличающиеся независимостью процесса почвообразования от грунтовых вод, отсутствием притока материала путем жидкого или твердого бокового тока и расходом материала путем стока и просачивания.

Учитывая, что в элювиальных ландшафтах наряду с выносом происходит аккумуляция вещества из атмосферы, А.И. Перельман предложил заменить термин «элювиальный» на «автоморфный». Последнее определение было бы более точным, особенно для агроландшафтов, на которые поступают вещества не только из атмосферы, но и с удобрениями, мелиорантами, пестицидами и т.д., однако терминология уже сложилась и стала традиционной.

Необходимо различать первичный автоморфный ландшафт, связанный с формированием элювия на изверженных или плотных осадочных породах, и вторичный автоморфный ландшафт, возникающий на поднятых древних аккумулятивных равнинах и террасах, где формируется неоэлювий. На общем фоне элювиального геохимического ландшафта по микро- и мезопонижени-ям, в которых создаются условия для концентрации продуктов миграции, выделяются аккумулятивно-элювиальные геохимические ландшафты.

2. Транзитные ландшафты. Это геохимически подчиненные ландшафты, в которых частично аккумулируются некоторые соединения, а наиболее растворимые и подвижные продукты выносятся. Это склоны приводоразделов и повышений. В зависимости от условий стока М.А. Глазоиская выделяет трансэлювиальные и трансэлювиально-аккумулятивные ландшафты.

К первым относятся верхние части склонов, на которых сочетается элювиальный вынос веществ по профилю с поверхностным переносом.

Ко вторым относятся нижние части и шлейфы склонов, где перенос веществ по уклону сочетается с их аккумуляцией.

Втрансэлювиально-аккумулятивных ландшафтах возможно периодическое участие грунтовых вод в процессах аккумуляции веществ.

24

3. Аккумулятивные ландшафты. К ним относятся прилегающие к склонам территории, аккумулирующие поверхностный и грунтовый сток. Для них характерно накопление наиболее подвижных продуктов выветривания и почвообразования, прежде всего водорастворимых солей.

В литературе неоднократно указывалось, что три группы "элементарных ландшафтов" (фаций), выделенных Б.Б. Полыновым, далеко не исчерпывают всего разнообразия фаций, встречающихся в природе. В связи с этим возникла необходимость кроме основных групп фаций выделить дополнительные, отличающиеся от основных по условиям рельефа, водного режима, а следовательно, и по характеру выноса или привноса химических элементов. Так выделяются (рис. 16 )

Рис. 16. Схема классификации элементарных ландшафтов по ПолыновуГлазовской.

Субаквальные (водные) элементарные ландшафты (фации) формируются на дне водоемов. С окружающих элювиальных фаций в водоем поступают подвижные элементы. В связи с этим на дне водоемов накапливаются элементы с наибольшей миграционной способностью. Количество поступающей в водоем воды и состав растворенных в ней веществ в значительной степени определяют особенности населяющих водоем организмов. В зависимости от степени проточности и богатства водоема организмами в нем могут создаваться или окислительные, или восстановительные условия, от которых зависят миграционные способности элементов. Процессы разложения органических остатков в непроточных субаквальных фациях идут в анаэробных условиях и сопровождаются образованием сапропелей.

Супераквальные (надводные) элементарные ландшафты (фации) формируются на пониженных участках рельефа с близким залеганием грунтовых вод. В них создаются условия обогащения почвы и грунтов подвижными химическими элементами, как за счет их поднятия из грунтовых вод, так и за счет поверхностного стока с окружающих элювиальных фаций. Развиваются специфические биоценозы с организмами, приспособленными к существованию в условиях избытка подвижных элементов.

25

В качестве типичных примеров супераквальных фаций можно привести солончаки с галофитной растительностью и близким залеганием минерализованных вод; низинные тростниковые или камышовые болота на водах с избыточным содержанием кремния; низинные луга с обилием бобовых на богатых карбонатами луговых почвах с близким залеганием жестких грунтовых вод.

Построение гипсометрического профиля*

На планово-картографическую основу наносятся две произвольные точки А и Б, так чтобы они соединяли две вершины водораздела. Через точки проведите прямую, которая является линией построения гипсомет рического профиля (рис. 17).

К топооснове вдоль линии АБ прикладывают полоску бумаги и на бумаге отмечают места пересечения горизонталей с линией АБ, одновременно подписывая значения их высот.

Определяют высоту сечения горизонталей карты. На стандартных картах она подписана рядом со шкалой заложений и равна 0,02 масштаба карты.

По ближайшей горизонтали, высота которой имеет определенное значение (как правило, основные горизонтали) и определяют высоты остальных горизонталей с учетом их горизонтального сечения.

Если горизонталь, соседняя с подписанной горизонталью, лежит выше ее по склону, то ее высота больше высоты подписанной на величину сечения, а если ниже - то меньше. Направление склона, в основном, определяется «на глаз» - водные объекты (особенно реки) располагаются, как правило, в самых низких местах. Самые высокие места отмечаются черной точкой, рядом с которой подписывается конкретная высотная отметка, а

* по Иванову Д.А., Тюлину В.А.

26

Рис. 17 Фрагмент топографической карты.

иногда и название горы или холма. Направление склона, возможно определить также по бергштрихам. Они всегда направлены вниз по склону.

Другой способ заключается в нахождении на одном склоне двух подписанных горизонталей и сравнения их высот - направление снижения высоты указывает направление склона.

27

Рис. 18 Пример построения гипсометрического профиля по линии АБ.

В тетради чертят горизонтальную ось, прикладывают к ней полоску бумаги с отмеченными местами прохождения горизонталей и переносят их на ось вместе с надписями. Отмечают самые низкие и высокие отметки местности. Строят вертикальную ось, отражающую весь разброс высот. В местах пересечения местоположения конкретной горизонтали и значения ее высоты ставят точки, которые соединяют плавной линией (рис. 18).

Для более детального изображения гипсографического профиля рекомендуется увеличить горизонтальный масштаб в 2 раза.

На полученном графике (пример рис. 18) выделяют отрезками экспозиции с одинаковой крутизной. Полученные отрезки отражают составные части элементы рельефа выбранной линии АВ. В пределах элемента рельефа все горизонтали располагаются относительно равномерно. Границами элементов рельефа являются «бровки» рельефа - места изменения крутизны или экспозиции склонов.

Определение крутизну каждого элемента рельефа по шкале заложений

Для этого измеряют длину конкретного элемента рельефа. Затем подсчитывают, сколько промежутков между горизонталями укладывается в его пределах. Длину элемента (в мм) делят на количество промежутков и, тем самым, определяют среднее расстояние между горизонталями по карте в пределах элемента рельефа.

Или расстояние между линиями рельефа измеряют с помощью измерителя откладывают его «раствор» на шкале заложений. В том месте, где отрезок, равный среднему расстоянию между горизонталями, точно поместится между этими линиями, на прямой линии считывают значения крутизны склона (рис. 17).

28

Оценка площади элементов рельефа

Для этого измеряют длину (по горизонтальной линии) всего гипсометрического профиля (в см) Затем измеряют длину первого элемента. Частное от деления длины первого элемента на длину всего профиля, помноженное на 100, дает оценку площади первого элемента. Эта величина называется приблизительной оценкой потому, что предполагается, что длина элемента, в основном, пропорциональна его площади либо на карте, либо на местности. Таким образом, получают оценки площади всех элементов рельефа. Сумма оценок площадей не должна выходить за пределы 99-101 %%, если она выходит за эти пределы, то расчеты необходимо переделать, так как, повидимому, либо измерения были слишком грубы, либо неправильно выполнено округление значений, либо из поля зрения «выпал» какой-нибудь элемент.

После проверки данные по оценке площадей, крутизне и экспозиции склонов подписываются на профиль, как это показано на рисунке 18, а также в таблицу 2.

Вычисление показателя выравненности рельефа (ПВР)

Вычисление ПВР осуществляется по формуле:

ПВР = (S1+ 0.98S2 + 0.92S3 + 0.73S4 + 0.45S5 + 0.2S6)/Sx, где

29

S1 - суммарная площадь элементов с уклонами до 1°;

S2- суммарная площадь элементов с уклонами 1°-2°; S3-... с уклонами 2° - 3°;

S4-... с уклонами 3° - 5°;

S5-... с уклонами 5° - 7°;

S6-... с уклонами 7° -10°;

a Sx - площадь анализируемой топоосновы или Sx равна длине всего профиля АБ, а S1…S6 - соответственно длинам участков склонов данной крутизны.

ПВР= (0+0,98*44,2+0,92*26,5=0,73*17,2+0,45*12,5+0)/100 = 0,86

ПВР может принимать значения от 0 до 1. Чем выше показатель ПВР, тем более выровнен рельеф местности.

Характера перераспределения тепла и влаги по элементам рельефа

Основным источником энергии в агроландшафтах является Солнце. Солнечные лучи, падая на земную поверхность, не одинаково прогревают ее различные участки. Основным перераспределителем солнечного тепла является рельеф. В зависимости от экспозиции и крутизны склона меняется угол падения солнечных лучей, что приводит к неравномерному прогреву земной поверхности. Как правило, склоны, обращенные на юг и запад, прогреваются сильнее восточных и северных склонов. Увеличение угла поверхности южного склона с углом α на 1о (α +1о) получает столько энергии солнечного излучения, сколько участок ландшафта с углом α, расположенный на 100 км южнее.

Кроме солярной (солнечной) экспозиции, зависящей от ориентации склона по сторонам горизонта, определяют и ветровую экспозицию склонов. Различают наветренные (повернутые к ветру) и подветренные склоны. В Нечерноземной зоне южные и западные склоны, как правило являются наветренными, а северные и восточные - подветренными. Хотя наветренные склоны получают больше влаги, чем подветренные, испарение с их поверхности также происходит интенсивнее.

Кармановым И.И. (1997) предложены эмпирические формулы расчета трансформации суммы эффективных температур за счет перераспределения рельефом потока солнечных лучей (инсоляции). Эта формула учитывает характер перераспределения тепла только в дневное время, в то время как после захода солнца, распределение тепла подчиняется механизму образования инверсий, который значительно сложнее рассчитать.

Расчет поправок к сумме температур >10° (Pt) на склонах различ-

ной крутизны и экспозиции проводится по формуле:

Рt = (Σt>10 *k * α 0,7)/(75 - Ш),где

30

Σt>10 - среднемноголетняя сумма температур больше 10° в плакорных условиях (условия ровных возвышенностей)

α - крутизна склона в градусах, Ш - широта местности в градусах;

k - коэффициент пропорциональности (определяется в соответствии с экспозицией склона .

Ку - коэффициент увлажнения для плакорных условий; α - крутизна склона в градусах.

Совокупное влияние солярной и ветровой экспозиций приводит к тому, что для склонов южной, восточной и западной экспозиции поправки всегда имеют отрицательное значение, а для северных склонов - положительное.

Рассчитанные суммы температур и коэффициенты увлажнения занесятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Итоговая таблица (пример по профилю рис. 18)

На гипсометрическом профиле откладываются дополнительные вертикальные оси для суммы температур и коэффициентов увлажнения. Строят графики их пространственного изменения (пример рис. 19). Проводят анализ графиков (отмечают места с максимальными и