Функционирование и динамика ландшафта

Между геосистемами и их блоками существуют многообразные связи, представленные вещественно-энергетическими потоками.

Функционирование ландшафта - совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме. Это интегральный природный процесс, который слагается из множества элементарных процессов, имеющих физико-механическую, химическую или биологическую природу.

Три главные составляющие:

• Влагооборот;

• Минеральный обмен, или геохимический круговорот;

• Энергообмен – перемещение, обмен и преобразование вещества сопровождаются поглощением, трансформацией и высвобождением энергии.

В совокупности влагооборот и минеральный обмен (вместе с газообменом) охватывают все вещественные потоки в геосистеме. В перечисленных звеньях важно выделять биотическую и абиотическую составляющие, различать внешние (входные и выходные) потоки и внутренний оборот.

Результат функционирования ландшафта:

• Изменчивость ландшафта. Изменения обратимые и необратимые. Первые образуют динамику ландшафта (смена состояний геосистемы в пределах одного инварианта). Вторые составляют суть развития ландшафта, т.е. изменение его структуры (смена инварианта);

• Состояние геосистемы – упорядоченное соотношение параметров ее структуры и функций в определенный промежуток времени;

• Режим функционирования геосистемы – устойчивая смена состояний геосистемы в пределах суточных и годовых циклов;

• Устойчивость геосистемы – способность сохранять структуру при воздействии возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения;

• Развитие ландшафта – переход от одного состояния ландшафта к другому под воздействием внутренних и внешних факторов, т.е. функционирования.

Функционирование ландшафта. Энергетические потоки

Первичные потоки энергии поступают в ландшафт извне - из космоса и земных недр. Важнейший из них - лучистая энергия Солнца, поток которой по плотности многократно превышает все другие источники. Для функционирования ландшафта солнечная энергия наиболее эффективна; она способна превращаться в различные иные виды энергии - прежде всего в тепловую, а также в химическую и механическую. За счет солнечной энергии осуществляются внутренние обменные процессы в ландшафте, включая влагооборот и биохимический метаболизм, а кроме того, циркуляция воздушных масс и др. Можно сказать, что все вертикальные связи в ландшафте и многие горизонтальные так или иначе, прямо или косвенно связаны с трансформацией солнечной энергии.

Обеспеченность солнечной энергии определяет интенсивность функционирования ландшафтов (при равной влагообеспеченности), а сезонные колебания инсоляции обуславливают основной - годичный - цикл функционирования.

Преобразование преходящей солнечной радиации начинается с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от характера поверхности ландшафта.

Подавляющая часть полезного тепла, поглощаемого земной поверхностью, т.е. радиационного баланса, затрачивается на испарение, влагооборот и нагревание воздуха. На другие тепловые потоки в ландшафте расходуется лишь небольшая часть радиационного баланса.

Преобразование энергии может служить одним из показателей интенсивности функционирования ландшафта. Интенсивность функционирования ландшафта тем выше, чем интенсивнее в нем внутренний оборот вещества и энергии и связанная с ним созидающая функция, которая выражается, прежде всего, в биологической продуктивности. В свою очередь, все перечисленные процессы определяются соотношением теплообеспеченности и увлажнения.