У дома
Пречистване и филтриране на водата
Класификация на природните екосистеми на биосферата на ландшафтна основа.

Класификация на природните екосистеми на биосферата на ландшафтна основа.

блок под наем

Биосфера- зоната на активен живот, обхващаща долната част на атмосферата, хидросферата и горната част на литосферата. В биосферата живите организми (жива материя) и тяхното местообитание са органично свързани и взаимодействат помежду си, образувайки цялостна динамична система.Доктрината за биосферата като активна обвивка на Земята, в която комбинираната дейност на живите организми (включително човека) се проявява като геохимичен фактор с планетарен мащаб и значение, е създадена от Вернадски.

Областите на развитие на живата материя на Земята могат да бъдат ограничени от пет параметъра: количеството въглероден диоксид и кислород; наличието на вода в течната фаза; топлинен режим; наличието на "минимум за живот" - елементи на минерално хранене; над солеността на водата. Много малко са областите на повърхността на Земята, където изброените фактори биха възпрепятствали развитието на живите организми. Целият Световен океан е обитаван от организми. Те са в Марианската падина и под леда на Северния ледовит океан и Антарктида. В атмосферата животът е идентифициран не само в тропосферата, но и в стратосферата: жизнеспособни организми са открити на височина от около 80 км. Въпреки това, активният живот на повечето организми протича в атмосферата до височини, където съществуват насекоми и птици. По-високо са бактерии, дрожди гъби, спори на гъби, мъхове и лишеи, вируси, водорасли и др. Повечето от тях на такива височини са в състояние на спряна анимация. В рамките на континентите долната граница на биосферата преминава през различни дълбочини, които се контролират главно от характеристиките на подземните води. На дълбочина над 3 km са открити активни и разнообразни форми на микрофлора, а във води с температура 100°C са присъствали живи бактерии.

Имаме най-голямата информационна база в RuNet, така че винаги можете да намерите подобни запитвания

Тази тема принадлежи към:

Геохимия

Геохимия на геосферите. литосфера. Атмосфера. Хидросфера. Педосфера. Фактори на миграция на химични елементи в земната кора. Геохимия на пейзажите. Геохимична класификация на ландшафтите.

Повърхността на земното кълбо в цялото си разнообразие е била в миналото и сега е обект на изучаване на много природни науки (геология, физическа география, биология, почвознание и др.). В процеса на развитие на тези науки, с натрупването на знания, повърхността на земното кълбо започна да се разбира като резултат от сложно взаимодействие на четирите му съставни сфери: литосфера(твърд, камък) атмосфера(въздух), хидросфера(вода) и биосфера(жива материя). В резултат на това се появи нова концепция - географска обвивка на земятакато най-обширно сложно природно образувание, състоящо се от четири взаимнопроникващи частични физико-географски обвивки.

Планетата Земя се характеризира със структура на черупката (черупката е триизмерно, обемно понятие). Една от черупките - географска - има редица отличителни черти, които показват нейната по-сложна структура в сравнение с другите. Отличителни черти на географската обвивка на Земята: наличието в нейния състав на материя в три агрегатни състояния (твърдо, течно и газообразно), едновременното присъствие на космически и земни енергийни източници, наличието на органична материя - живот. За първи път руският натуралист П. И. Броунов посочи географската обвивка на Земята, състояща се от четири части (черупки или сфери). Той пише, че всички тези сфери (литосфера, атмосфера, хидросфера и биосфера), прониквайки една в друга, определят външния вид на Земята чрез взаимодействието си. Изучаването на тези взаимодействия е една от най-важните задачи на съвременните природни науки.

Основното свойство на географската обвивка на Земята е постоянният обмен на материя и енергия не само между нея и външния свят - космическото пространство, но и между основните части на самата обвивка: субстрат, въздух, вода, биомаса. Този обмен определя постоянното развитие на географската обвивка, а променливостта на нейния състав и структура прави организацията на природните компоненти и техните комплекси все по-висока и по-сложна (комплекс на латински означава плексус, тоест тясна връзка на части от цяло).

Географската обвивка на Земята има значителна сила, но има различни възгледи относно нейните граници. Според най-разпространеното мнение горната му граница минава в атмосферата по горната граница на разпространение на живота на височина около 25-30 км. До тази граница се отразява топлинният ефект на земната повърхност и атмосферата се обогатява с озон (0 3). Озоновият слой прихваща излишната ултравиолетова радиация от слънцето, като по този начин защитава живота на земната повърхност.

Съставът на географската обвивка на Земята включва цялата дебелина на океанските води. Долната граница на проникване на живота на континентите, очевидно, минава по долната граница на слоя на земната кора, който е в непрекъснат обмен на материя и енергия с хидросферата и атмосферата, което намира своя израз в тектонските движения , включително земетресения и вулканични изригвания. Общата дебелина на географската обвивка на Земята, покрита от живот, е 35 - 40 km.

Характерна особеност на географската обвивка на Земята е хетерогенността, контрастът на съставните й части - сферите. Слоят на пряко взаимодействие между тях се откроява по особен начин ландшафтна площ,която служи като място за преобразуване на слънчевата енергия в различни видове земна енергия, среда, най-благоприятна за развитието на живота. Дебелината му варира от няколко десетки до 250 m над океаните и земната повърхност (както над равнините, така и над планините). В тези граници ландшафтите се формират на сушата и в океаните в резултат на пряк контакт и активно взаимодействие на литосферата, атмосферата и хидросферата. Ландшафтната сфера на сушата включва съвременна кора за изветряне 1 , почва, растителност, живи организми и повърхностни слоеве въздух. С други думи, ландшафтната сфера е съвкупност от природни комплекси на земната повърхност.

В ландшафтната сфера на Земята, която заема централната част на географската обвивка, има биологичен фокус (според В. И. Вернадски) - най-насилствената проява на живот на сушата и във водата. Като част от географската обвивка, тази област има глобален характер и е обект на изследване на специална наука - ландшафтна наука.Ландшафтната сфера се отличава от другите геосфери на нашата планета с изключителната сложност на външната и вътрешната структура, съществуването и дейността на човешкото общество. Свойствата на геокомплексите, изграждащи ландшафтната сфера, се определят от процеси, протичащи както директно в ландшафта, така и в недрата на Земята и Световното пространство.

В научната и учебната литература се използват термини, които са синоними, или взаимно се допълват, или имат съвсем различно съдържание. Така действителните синоними на термина "географска обвивка" са географската сфера, ландшафтната обвивка и епигеосферата. Има произведения, в които се поставя знак за равенство между понятията пейзажна обвивка и географска среда. Това не е вярно, тъй като географската – ландшафтна – обвивка се превръща в географска среда на човешкото общество след възникването му и то само в пространството, където това общество е работило. За древния човек от палеолита географската среда е била само незначителна част от ландшафтната обвивка. Сега човешката дейност е надхвърлила географската обвивка (полети на космонавти, дълбоки сондажи). Под географска среда се разбира онази част от земната природна среда на човек, която в даден исторически момент е най-свързана с производствената му дейност.

ЛЕКЦИЯ 11

БИОСФЕРА. ПОНЯТИЯТА ЗА ГЕОГРАФСКИЯ ПЕЙЗАЖ.

Учението на V.I. Вернадски за биосферата. Биосфера, нейните граници, състав. Biostrom. биологичен цикъл. Концепцията за географския ландшафт. Природни и антропогенни ландшафти.

биосфера -обвивка на планетата, обитавана от жива материя. Живата материя е едно от най-древните природни тела, познати на Земята. В химическата структура на биосферата основната роля принадлежи на кислорода, въглерода и водорода, които съставляват 96,5% от живата материя от теглото си, както и азота, фосфора и сярата, които се наричат ​​биофилни.

Концепцията за биосферата се появява в биологията през 18 век, но първоначално има съвсем различно значение от сега. Биосферата се наричаше малки хипотетични глобули (ядра от органична материя), които уж съставляват основата на всички организми. До средата на 19 век в биологията позициите на научните представи за реалните органични клетки се изясняват и терминът "биосфера" губи предишното си значение. Идеята за биосферата в нейната съвременна интерпретация дойде на Ж.-Б. Ламарк (1744-1829), основател на първата холистична концепция за еволюцията на живата природа, но той не използва този термин. За първи път в близък до съвременния смисъл понятието "биосфера" е въведено от австрийския геолог Е. Зюс, който в книгата си "Произходът на Алпите" (1875) я определя като специална обвивка на Земята образувани от организми. Понастоящем понятията "биота", "биос", "жива материя" се използват за обозначаване на тази обвивка, а понятието "биосфера" се тълкува така, както е интерпретирано от академик V.I. Вернадски (1863-1945). Основната работа на V.I. Вернадски „Химичната структура на биосферата на Земята и нейната среда“ е публикувана след смъртта му.

Холистичното учение за биосферата е представено в класическия му труд Биосфера (1926). В И. Вернадски определи биосферата като специална, покрита с живот обвивка на Земята. Във физикохимичния състав на биосферата V.I. Вернадски идентифицира следните компоненти:

-жива материя- съвкупността от всички живи организми;

-инертно вещество- неодушевени тела или явления (атмосферни газове, скали от магматичен, неорганичен произход и др.);

-биоинертно вещество– разнородни природни тела (почви, повърхностни води и др.);

-хранително вещество– отпадни продукти на живите организми (почвен хумус, въглища, торф, нефт, шисти и др.);

-радиоактивно вещество(образувани в резултат на разпадането на радиоактивните елементи на радий, уран, торий и др.);

- разпръснати атоми(химични елементи, които се намират в земната кора в дисперсно състояние);

-органична материя(космически прахови метеорити).

Учението на V.I. Вернадски има за цел изучаването на живи, инертни и биоинертни тела в тяхното неразделно единство, което изигра значителна роля в подготовката на естествоучените за цялостно възприемане на природните системи.

Като се вземат предвид съвременните концепции, биосферата включва земната обвивка, която съдържа съвкупността от живи организми и част от веществото на планетата, което е в непрекъснат обмен с тези организми. С други думи Биосферата е зона на активен живот, която обхваща долната част на атмосферата, цялата хидросфера и горните хоризонти на литосферата.

Структурата на биосферата представлява комбинация от газообразни, водни и твърди черупки на планетата и живата материя, която ги обитава. Масата на биосферата е приблизително 0,05% от масата на Земята, а обемът й е 0,4% от обема на планетата. Границите на биосферата определят разпространението на живите организми в нея. Въпреки различната концентрация и разнообразието на живата материя в различните региони на земното кълбо, се смята, че биосферата няма хоризонтални граници. Горната вертикална граница на съществуването на живот се дължи не толкова на ниските температури, колкото на разрушителното въздействие на ултравиолетовата радиация и космическата радиация от слънчев и галактически произход, от които живата материя на планетата е защитена от озонов екран. Максималната концентрация на озонови молекули (триатомен кислород) се наблюдава на височина 20-25 km, където дебелината на озоновия слой е 2,5-3 km. Озонът интензивно поглъща радиация в частта от слънчевия спектър с дължина на вълната под 0,29 микрона.

Тъй като границата на биосферата се определя от областта на съществуване на живот, където е възможно възпроизвеждането, тя съвпада с границата на тропосферата (долния слой на атмосферата), чиято височина е от 8 km над полюсите до 18 км над земния екватор. В тропосферата обаче се осъществява само движението на живите организми и те осъществяват целия цикъл на своето развитие, включително размножаването, в литосферата, хидросферата и на границата на тези среди с атмосферата (само спори и бактерии са въведени на височина до 20 km, в дебелината на литосферата на дълбочина 4, 5 km, в кладенците са открити само анаеробни бактерии).

Съставът на биосферата включва изцяло цялата хидросфера (океани, морета, езера, реки, подземни води, ледници), чиято дебелина е 11 km. Най-голяма концентрация на живот е съсредоточена на дълбочина до 200 m, в т.нар евфотична зонакъдето слънчевата светлина може да достигне и е възможна фотосинтеза. По-дълбоко започва дисфотична зона, където цари тъмнина и няма фотосинтезиращи растения, но представители на животинския свят се движат активно, мъртви растения и животински останки потъват на дъното в непрекъснат поток.

Долната граница на биосферата в литосферата се намира средно на дълбочина 3 km от земната повърхност и 0,5 km под дъното на океана (горният слой на земната кора с налягане 4 x 10 7 Pa и температура от 100 0 С).

Възникването на живота и биосферата е най-големият проблем на съвременното естествознание. Можем да говорим за две хипотези – за възникване (самозараждане) на живот и за възникване на живот от космоса.

Според първата хипотеза за спонтанното зараждане на живот на Земятана повърхността на безжизнена планета се извършва бавен абиогенен синтез на органични вещества, които се образуват от вулканични газове при светкавични разряди. Примитивните организми са се образували от протеинови структури в края на ранния архей, преди около 3 милиарда години. Първите едноклетъчни организми, способни на фотосинтеза, възникват преди около 2,7 милиарда години, а първите многоклетъчни организми най-малко 1 милиард години по-късно. При липса на озонов екран животът би могъл да се развие само в крайбрежните части на моретата и вътрешните води, на дъното на които прониква слънчева светлина. Органичните съединения доведоха до многомолекулни системи, взаимодействащи с околната среда; благодарение на еволюцията те придобиха свойствата на живи организми.

Сега на първо място космохимична хипотеза за произхода на живота в Слънчевата система(теорията на панспермията). Има доказателства, че животът е съществувал на Земята много по-рано от 3 милиарда години (според А. И. Опарин). Най-древният участък от земната кора е комплексът Isua в Западна Гренландия, чиято възраст е най-малко 3,8 милиарда години. В скалите на Исуа са открити ясни следи от геохимичен характер, които показват наличието на биосфера с фотоавтотрофни организми, оттук и съществуването на живот по това време. Автотрофните организми обаче трябва да бъдат предшествани от хетеротрофни, като по-примитивни, така че началото на живота се изтласква назад след датата от 4 милиарда години, т.е. възможно е животът на Земята да е съществувал толкова дълго, колкото самата планета . Получени са данни, показващи съществуването на живот в космически условия - в метеорити и фрагменти от астероиди са открити органични съединения, биогенният им произход е потвърден от изследвания. Вероятно образуването на органични съединения в Слънчевата система в ранните етапи на нейната еволюция беше типично и масово явление.

Дълго време животът се намираше на планетата на „петна“, „филмът на живота“ беше прекъсващ. Широкото и бързо разпространение на живота на Земята беше улеснено от невероятната адаптивност на организмите към околната среда, разнообразието от видове и невероятния потенциал за възпроизвеждане. Разнообразие от видове живи организми осигури запълването на всички екологични ниши. Микроорганизмите се намират в замръзващи почви и във вода с температура 100 0 С, понасят висока концентрация на киселини, съществуват в алкална среда, микроорганизми се намират в охлаждащите течности на ядрени реактори.

Biostrom. На границата на атмосферата, хидро- и литосферата е концентрирана най-голямата маса от живата материя на планетата и тази земна обвивка се нарича биострома (биогеосфера),или филм на живота.Само в неговите граници са възможни човешки живот и съществуване. Синоними на биогеосферата са "епигенема" (Р.И. Аболин), "витасфера" - сферата на живота (А.Н. Тюруканов и В.Д. Александров), "биострома", "фитогеосфера" (Е.М. Лавренко), "фитосфера" (В.Б. Сочава), " биогеоценотична покривка” (В. Н. Сукачев) и други подобни термини.

Структурно биостромът се състои от фитострома, зоострома и микробиострома. зоостромне участва в създаването на органична материя. Роля микробиосистемав този процес е малък и се осъществява с помощта на някои, главно водни, фотосинтетични бактерии, хемосинтетични бактерии (растящи поради химическото окисляване на неорганични вещества) и окислители на сероводород (живеят в хидротермални източници или близо до тях при различни дълбините на океана, включително пропастта). Основният производител, създателят на първичната органична материя, беше и остава фитострома.Създава го в процеса на фотосинтеза през дневните часове, фиксирайки в себе си под формата на потенциална енергия на храната част от енергията на слънчевата светлина.

В И. Вернадски отдели две форми на концентрация на живата материя: филми за живот и кондензации на живота. Животните филми, заемащи огромни пространства, са ограничени до фазовите граници. По-специално, отличителна черта океанска биостромае присъствието в него на два филма за живота: водна повърхност (еуфотична или планктонна)и дъно. Планктонен филмТой е ограничен до евфотичната зона на Световния океан, границата на контакт между атмосферата и хидросферата, където с помощта на фтосинтеза фитопланктонът създава органична материя - храна за огромното мнозинство организми във всички дълбочини на океана. Долният филм на животазаема дъното (бентала) на океана (населено с бентос), разположено в секцията на течната и твърдата фаза на материята. Водно-повърхностните и дънните слоеве на биострома в близост до бреговете, в плитки води, се сливат, образувайки тук единна океанска биострома, която е еднакво богата и разнообразна на планктон и бентос.

На сушата има два филма за живота - земя и почва. Земя филм(наземен биостром) се намира на повърхността на почвата и включва изцяло растителната покривка (фитострома) и животинската популация на земята (зоострома и микробиострома). почвен филмограничен до тънък повърхностен слой на литосферата, трансформиран от почвообразуващи процеси. От гледна точка на анализа на структурните части на GO, почвата представлява горния слой на съвременната кора на изветряне, трансформирана от биострома. Той е вместилище на подземната част на биострома, място на концентрация на кореновите системи и местообитание на богата и разнообразна фауна - от къртица и къртица до много безгръбначни и микроорганизми. На сушата филмите на живота имат пряк контакт и между тях няма остра граница.

Живата материя в биосферата е неравномерно разпределена не само вертикално, но и по цялата площ, образувайки струпвания на живот. На сушата такива концентрации на живот са гори, блата, заливни низини и езера; в океана се разграничават следните видове натрупване на живот: крайбрежно (възниква там, където планктонните и дънните филми на живота се припокриват - брегови, шелфови и речни устия); sargassum (ограничен в райони на океана, заети от кафяви водорасли sargassum); рифт (масивно плитководно селище на коралови полипи и други морски организми с твърд варовиков скелет - Големият бариерен риф в Тихия океан); upwelling (образува се, когато ветровете отблъскват топлите повърхностни води от крайбрежния склон в субтропичните и тропическите ширини, в резултат на което студена дълбока вода, богата на хранителни вещества, се издига на повърхността; най-често се наблюдава край западните брегове на континентите); абисален рифт (оазиси с малки размери в дълбоководни ровове и извън тях, обитавани от рифове, полихети, двучерупчести, слепи раци и риби при пълно отсъствие на растения - отворени на североизток от островите Галапагос, на дълбочина 2450 m) .

Функции на живата материя в биосферата.обща биомаса живата материя на биосфератае 2-3 трилиона. тона, като 98% от него е биомасата на сухоземните растения. Биосферата е обитавана от около 1 500 000 животински вида и 500 000 (350 000 растения и 1 700 000 животни според Ф. Н. Милков, 1990) растителни вида (Г. В. Войткевич, В. А. Вронский, 1989). В процесите на самоорганизация на биосферата живата материя играе водеща роля и изпълнява следните функции:

Енергия – преразпределение на слънчевата енергия между компонентите на биосферата;

Околна среда (газ) - в процеса на жизнената дейност на живата материя се създават основните газове: азот, кислород, въглероден диоксид, метан и др.; живите организми участват в миграцията на газовете и техните трансформации; се разделят на кислород-въглероден диоксид, въглероден диоксид, азот, въглеводород, озон и водороден прекис),

Концентрация - извличане и натрупване от живите организми на биогенни елементи (кислород, въглерод, водород, азот, натрий, магнезий, калий, алуминий, сяра и др.) в концентрации, стотици хиляди пъти по-високи от съдържанието им в околната среда (във въглищата , съдържанието на въглерод е по-високо от средното за земната кора; карбонатите са концентрирани в коралите, образува се органогенен варовик; силицийът е концентриран в диатомеите; йодът е концентриран в водораслите от водорасли);

Разрушителен (проявява се в минерализацията на органичната материя);

Редокс (състои се в химическата трансформация на вещества в биосферата);

Биохимичен (свързан с жизнената дейност на живите организми - тяхното хранене, дишане, размножаване, смърт и последващо унищожаване на телата; в резултат на това химическата трансформация на живата материя настъпва първо в биоинертна, а след това, след смъртта, в инертна)

Биогеохимична дейност на човечеството (води до модификация на цялата планета).

Водната функция на живата материя в биосферата е свързана с биогенния воден цикъл, който е от голямо значение в кръговрата на водата на планетата.

Изпълнявайки изброените функции, живата материя се адаптира към околната среда и я адаптира към своите биологични (а ако говорим за човек, то и социални) нужди. В същото време живата материя и нейното местообитание се развиват като цяло, но контролът върху състоянието на околната среда се осъществява от живи организми.

Процесът на създаване на органична материя в биосферата протича едновременно с противоположните процеси на нейното потребление и разлагане от хетеротрофни организми до изходни минерални съединения (вода, въглероден диоксид и др.). Така се осъществява кръговрата на органичната материя в биосферата с участието на всички обитаващи я организми, т.нар. малък, или биологичен (биотичен), циркулация на веществатаза разлика от това, причинено от слънчевата енергия голям,или геоложки, циркулация, което най-ясно се проявява в кръговрата на водата и атмосферната циркулация. Голяма циркулация протича през цялото геоложко развитие на Земята и се изразява в пренос на въздушни маси, продукти на изветряне, вода, разтворени минерални съединения, замърсители, включително радиоактивни.

Малък (биологичен) цикъл започва с появата на органична материя в резултат на фотосинтезата на зелените растения, тоест образуването на жива материя от въглероден диоксид, вода и прости минерални съединения, използвайки лъчистата енергия на Слънцето. Фотосинтезата се осъществява от сухоземни растения, сладководни водорасли и океански фитопланктон. Образуваните в листата органични вещества се придвижват към стъблата и корените, където минералните съединения, получени от почвата - соли на азот, сяра, калий, калций, фосфор - вече са включени в синтеза. растения ( производители) извлича сяра, фосфор, мед, цинк и други елементи от почвата в разтворен вид. тревопасни ( потребители от първа поръчка) абсорбират съединения на тези елементи под формата на храна от растителен произход. хищници ( потребители от втори ред) се хранят с тревопасни животни, като консумират храна с по-сложен състав, включваща протеини, мазнини, аминокиселини и др. Животинските останки и мъртвите растения се обработват от насекоми, гъбички, бактерии ( разложители), превръщайки се в минерални и прости органични съединения, които влизат в почвата и отново се консумират от растенията. Така започва нов кръг от биологичния цикъл.

За разлика от големия цикъл, малкият има различна продължителност: разграничават се сезонни, годишни, многогодишни и светски малки цикли. Биологичните кръгове на материята не са затворени. Когато органичната материя умира, в почвата се връщат не само онези елементи, които са взети от нея, но и нови, образувани от самото растение. Някои вещества напускат циркулацията за дълго време, като се задържат в почвата или образуват седиментни скали.

Образуването и разрушаването на органичната материя са противоположни, но неразделни процеси. Ускоряването или отсъствието на един от тях неизбежно ще доведе до изчезване на живота. Ако се случи само натрупване на органична материя, тогава атмосферата скоро ще загуби въглероден диоксид, литосферата - фосфор, сяра, калий. Следователно фотосинтезата ще спре и растенията ще умрат. От друга страна, ако скоростта на разлагане се увеличи, цялата органична материя бързо ще се разложи до минерални съединения и животът ще спре.

Концепцията за биогеохимичен цикъл.Обменът на материя и енергия, който се осъществява между различни структурни части на биосферата и се определя от жизнената активност на микроорганизмите, се нарича биогеохимичен цикъл. Това беше с въвеждането на V.I. Вернадски на концепцията за "биогеохимичен цикъл", идеята за циркулацията на веществата като затворена система престана да съществува. Всички биогеохимични цикли съставляват съвременната динамична основа за съществуването на живота, взаимосвързани са помежду си и всеки от тях играе своя собствена роля в еволюцията на биосферата.

Отделните циклични процеси, които съставляват общата циркулация на веществата в биосферата, не са напълно обратими. Една част от веществата в повтарящите се процеси на трансформация и миграция се разпръскват или свързват в нови системи, другата се връща в кръговрата, но с нови качествени и количествени характеристики. Част от веществата също могат да бъдат извлечени от цикъла, като се преместват в резултат на физични и геоложки процеси в долните хоризонти на литосферата или се разпръскват в космическото пространство. Продължителността на циклите на циркулация на определени вещества е изключително различна. Времето, достатъчно за пълния оборот на атмосферния въглероден диоксид чрез фотосинтеза е около 300 години, атмосферния кислород също чрез фотосинтеза - 2000 - 2500, водата чрез изпаряване - около 1 милион години.

Много химични елементи и техните съединения участват в големи и малки цикли, но най-важните от тях са тези, които определят настоящия етап на развитие на биосферата, свързан с стопанската дейност на човека. Те включват циклите на въглерод, сяра и азот (техните оксиди са основните замърсители на атмосферата), както и фосфор (фосфатите са основният замърсител на земните води). От голямо значение са циклите на токсичните елементи – живак (замърсител на храната) и олово (компонент на бензина).

Човешката намеса в природните цикли води до сериозни промени в състоянието на биосферата. Връщайки се към учението на V.I. Вернадски, трябва да се отбележи, че той оцени появата на човека на Земята като огромна стъпка в еволюцията на планетата. Ученият вярва, че с появата на човека и развитието на неговата производствена дейност човечеството се превръща в основен геоложки фактор във всички промени, настъпващи в биосферата на планетата, придобивайки глобален характер: „Човечеството, взето като цяло, се превръща в мощна геоложка сила " По-нататъшното неконтролирано развитие на дейностите на хората е изпълнено с голяма опасност и следователно V.I. Вернадски, биосферата трябва постепенно да се превърне в ноосфера, или сферата на ума (от гръцки noos - ум, sferia - топка).

Трима учени могат да се считат за основоположници на концепцията за ноосферата - видният френски математик, антрополог и палеонтолог Е. Лероа (1870-1954), френският теолог, палеонтолог и философ П. Тейяр дьо Шарден (1881-1955) и изключителен руски естествен учен В.И. Вернадски.

Съгласно концепцията за "ноосфера" V.I. Вернадски имаше предвид най-висшата форма на развитие на биосферата, обусловена от хармонично съществуващите процеси на развитие на обществото и природата.Доктрината на Вернадски утвърждава принципа на съвместната еволюция на човечеството и природната среда (сега този процес се нарича коеволюция),има за цел да намери практически начини за осигуряване на социален и естествен баланс.

Концепцията за "ноосфера" отразява бъдещото състояние на рационално организирана природа, нов етап в развитието на биосферата, ерата на ноосфератакогато по-нататъшната еволюция на планетата ще се ръководи от разума, за да се осигури необходимата хармония в съвместното съществуване на природата и обществото.

Качествени разлики на GO на ноосферния етап на развитие:

Черупката се характеризира с разнообразен материален състав, основното вещество се трансформира, появяват се нови почви, скали и минерали, култивирани растения и животни;

Количеството механично извлечен материал от литосферата се увеличава, то вече надвишава масата на материала, изнесен от речния отток;

Има масово потребление на продукти от фотосинтезата от минали геоложки епохи, главно за енергийни цели; в ноосферата започва намаляване на съдържанието на кислород и увеличаване на въглеродния диоксид, средната годишна температура на планетата се повишава (с около 1-1,5 0), което причинява нагряване на планетата;

Има различни видове енергия, използва се ядрена и термоядрена енергия;

В рамките на ноосферата съществува тясно взаимодействие на всички компоненти, което води до създаването на нови системи: природно-териториални и антропогенни;

В ноосферата се проявява рационалната дейност на човек, благодарение на външния вид на ума възниква общество (набор от индивиди, личности, способни да работят заедно);

Ноосферата излиза извън биосферата във връзка с огромния напредък на научно-техническата революция: появява се астронавтика, осигуряваща излизането на човека отвъд планетата.

По този начин биосферата е развиваща се формация и в процеса на нейното развитие могат да се разграничат следните етапи:

    самата биосфера (човешкото въздействие върху природната среда не е придобило глобален мащаб);

    биотехносфера - биосферата на днешния ден, резултат от дългосрочно преобразуващо влияние на технически въоръжено човешко общество върху природата на Земята;

    ноосфера - състоянието на биосферата, характеризиращо се с хармония и единство на природата и обществото на основата на положителна и творческа научна мисъл.

GO диференциация. Природен комплекс. Концепцията за географския ландшафт.

GO диференциация– разделяне на единен планетарен комплекс на обективно съществуващи природни комплекси от различен ранг. Диференциацията зависи от зоналните и азоналните причини.

Природен комплекс (ПК) е саморегулираща се и самовъзпроизвеждаща се система от взаимосвързани компоненти и комплекси от по-нисък ранг (определение от Ф. Н. Милков). Природните комплекси се делят на природно-териториални(PTK) и естествено-воден(ОПАКОВКА). PTCs на сушито са проучени най-много. PC се характеризира с относително хомогенна площ на повърхността, чието единство се дължи на географското местоположение, единна история на развитие и естествените процеси, протичащи в неговите граници.

Всички компютри се образуват от взаимодействието на компоненти: скали, вода, въздух, растения, животни, почви. Ролята на компонентите в компютъра се оценява от учените по различни начини. НА. Солнцев приписва на литогенната основа (комплекс от геоложки и геоморфологични особености на изследваната област, включително стратиграфия, литология на скалите, тектоника, релеф) ролята на водещ фактор за формирането и стабилността на ПК. За първи път идеята за еквивалентността на всички компоненти е изразена от V.V. Докучаев, по отношение на почвата. Ученият вярвал, че почвата е резултат от взаимната дейност на климата, растителността, животните, почвите.

Компютрите се класифицират според техния размер и сложност планетарен(ОТИВАМ), регионална(континенти, физико-географски страни и региони, географски зони и зони), местен(ограничени са в мезо- и микроформи на релефа - дерета, речни долини, морени ридове).

Предлага се ландшафтът да се разглежда като основна единица в ландшафтознанието, т.е. такъв пълен NTC, в чиято структура са пряко замесени всички основни компоненти, започвайки от земната кора и завършвайки с животните, които обитават този NTC.

Терминът "пейзаж има" международно признание. Взето е от немския език (Land - земя и schaft - отношение).

Терминът пейзаж е въведен в научната литература през 1805 г. от немския учен А. Гомайер. Под ландшафт той има предвид съвкупността от области, изследвани от една точка, затворени между най-близките планини, гори и други части на земята. У нас развитието на ландшафтната наука е свързано с трудовете на изключителни географи L.S. Берг, А.А. Григориева, С.В. Калесник, Ф.Н. Милкова и др.

Има три интерпретации на географския пейзаж.

Ландшафтът е териториално ограничена област от земната повърхност, характеризираща се с генетично единство и тясна взаимовръзка на неговите компоненти (А. А. Григориев, Н. А. Солнцев, С. В. Калесник, А. Г. Исаченко).

Ландшафтът е обобщено типологично понятие за физико-географски комплекси. Тази гледна точка е развита в трудовете на B.B. Полинова Н.А. Гвоздецки. Една типологична единица включва териториално различни, но сходни относително хомогенни комплекси. Ландшафтът се характеризира с еднакъв вид растителност, влага, но териториално може да бъде разположен на различни континенти (пейзажът на степите съществува на различни континенти в Северна Америка и Евразия).

Очертават се основите на геоекологичното познание, показва се значението на интердисциплинарно научно направление, което изучава взаимосвързаните геосфери в тясната им интеграция със социалната сфера. Изтъкват се природните и социално-икономическите последици от промените в геосферите под въздействието на антропогенния фактор. Разглеждат се природните и социално-икономическите фактори на екосферата, проблемите на глобалните промени, геоекологичните проблеми на атмосферата, хидросферата, литосферата и биосферата. Дадени са геоекологични аспекти на природно-техногенните системи. От геоекологична гледна точка се оценява текущото състояние и стабилността на биосферата.

За студенти от висши учебни заведения, обучаващи се в екологични специалности.

В научната литература има различни тълкувания на понятията, обозначавани с думата "биосфера". Според една, по-широка, биосферата е зоната на съществуване на живата материя. В този смисъл биосферата се разбира от В. И. Вернадски и в същия смисъл често се среща в литературата, особено популярната. Понятието "биосфера" до голяма степен съвпада с понятието географска обвивка или екосфера и следователно не се използва в този смисъл в тази книга. В по-тесен смисъл биосферата е една от геосферите на Земята. Това е областта на разпространение на живата материя и в този смисъл ние разглеждаме биосферата.

Биосферата е концентрирана главно под формата на относително тънък филм върху земната повърхност и главно (но не изключително) в горните слоеве на океана. Тя не може да функционира без тясно взаимодействие с атмосферата, хидросферата и литосферата, а педосферата просто не би съществувала без живи организми.

Наличието на биосфера отличава Земята от другите планети в Слънчевата система. Особено трябва да се подчертае, че именно биотата, тоест съвкупността от живи организми на света, е създала екосферата във вида, в който е (или по-точно каква е била преди началото на активната човешка дейност) , и именно биотата играе най-важната роля за стабилизирането на екосферата. Кислородната атмосфера, глобалният воден цикъл и ключовата роля на въглерода и неговите съединения са свързани с дейността на биотата и са характерни само за Земята. Биотата играе значителна, ако не и решаваща роля във всички глобални биогеохимични цикли. Основно благодарение на биотата се осигурява хомеостазата на екосферата, тоест способността на системата да поддържа основните си параметри, въпреки външните влияния, както естествени, така и във все по-голяма степен антропогенни.

Лекция 1. Място на ландшафтознание

Сред геонауките. Ландшафтна наука и геоекология

Мястото на ландшафтната наука сред геонауките. Ландшафтна наука и геоекология.

Съотношение на понятията "географска обвивка", "пейзажна обвивка", "биосфера".

Дефиниция на понятието "ландшафт", "природно-териториален комплекс (НТК)" и "геосистема".

Екосистема и геосистема.

Ландшафтознанието е част от физическата география, която е част от системата на физико-географските науки (обща география, регионознание, палеогеография, частни физико-географски науки), която е ядрото на тази система.

Ландшафтната наука, чийто обект на изследване е ландшафтната сфера, има своя собствена поредица от ландшафтни науки: обща ландшафтна наука, ландшафтна морфология, ландшафтна геофизика, ландшафтна геохимия и ландшафтно картографиране.

Ландшафтознанието има най-тясна връзка с отделни физико-географски науки (геоморфология, климатология, хидрология, почвознание и биогеография).

В допълнение към собствените си географски дисциплини, други науки за Земята са близки до науката за ландшафта, особено геологията, геофизиката и геохимията. Така възникват науките ландшафтна геофизика (изучава енергията на геосистемите) и ландшафтна геохимия (изучава миграцията на химични елементи в ландшафта).

Освен това науката за ландшафта разчита на фундаментални природни закони, установени от физиката, химията и биологията.

Нека анализираме последния аспект на тази тема – връзката между ландшафтознание и геоекология. Терминът "екология" в буквален превод от гръцки означава "наука за местообитанията". Той е предложен през 1866 г. от немския биолог Ернст Хекел и започва да се използва за характеризиране на връзката на растенията и животните с природната среда. Тогава в рамките на биологията се ражда учението за екологията, което започва бързо да се развива въз основа на изучаването на връзката между организмите и околната среда, общностите и популациите на тези организми, а от 30-те години на миналия век и екосистемите като природни комплекси, състоящи се от комбинация от живи организми и тяхната среда.околна среда. Малко по-късно, от 1950-те до 1960-те години, всички проблеми на връзката между човешкото общество и околната среда започват да се класифицират като екологични. Екологията излезе извън рамките на биологията и се превърна в интердисциплинарен комплекс от научни области. Класическата екология започва да се нарича биоекология. С оглед на факта, че терминът „екология“ е станал двусмислен, добавянето на корен „geo“ към него подчертава връзката с географията. Терминът "геоекология" възниква на Запад през 30-те години на миналия век. Въпреки че интересът на географията към подобни въпроси се появи много по-рано. Всъщност географията от самото начало на своето създаване се занимаваше с изследване на човешката среда, връзката между човека и природата.

От съветските географи акад. В.Б. Сочава през 1970 г. Постепенно съвременната идея за геоекологията се очертава като неразделна част от голям интердисциплинарен комплекс от екологични проблеми и сферата на припокриване между география и екология. Геоекологията може да се определи като наука, която изучава необратими процеси и явления в природната среда и биосферата, възникнали в резултат на интензивно антропогенно въздействие, както и последствията от тези въздействия, които са близки и отдалечени във времето.

Въз основа на тази дефиниция на геоекологията, нейната връзка с науката за ландшафта се вижда преди всичко в следното. Науката за ландшафта изучава структурата, морфологията, динамиката на природните ландшафти, а геоекологията изучава реакцията на природните системи към антропогенното въздействие, използвайки постиженията на ландшафтознанието. Между геоекологията и ландшафтната наука обаче може да се види и област на припокриващи се интереси, т.к Освен природните ландшафти, курсът на ландшафтознание изучава и природни и антропогенни ландшафти, създадени с прякото участие на човека. Към днешна дата учението на геоекологията не може да се счита за установено. Все още има много неясноти при дефинирането на неговите задачи и граници и при формирането на понятийния апарат.

Съотношение на понятията

„географска обвивка“, „пейзажна обвивка“, „биосфера

Терминът "географска обвивка" е предложен от акад. А.А. Григориев през 30-те години на миналия век. Географската обвивка е специална природна система, в която земната кора, хидросферата, атмосферата и биосферата взаимодействат и са в единство. С по-подробна дефиниция географската обвивка (ГО) се разбира като сложна, но подредена йерархична система, която се различава от другите черупки по това, че материалните тела в нея могат да бъдат в три агрегатни състояния – твърдо, течно и газообразно. Физическите и географските процеси в тази обвивка протичат под влияние както на слънчеви, така и на вътрешни енергийни източници. В същото време всички видове енергия, постъпващи в него, претърпяват трансформация и се запазват частично. В рамките на GO има непрекъснато и сложно взаимодействие, обмен на материя и енергия. Това се отнася и за живите организми, които го обитават. Различни учени очертават горната и долната граница на географската обвивка по различни начини. Според най-общоприетата гледна точка, горната граница на GO съвпада с озоновия слой, разположен на надморска височина от 20 - 25 km. Долната граница на GO се комбинира с границата на Мохорович (Мохо), отделяща земната кора от мантията. Границата Мохо се намира на средна дълбочина 35-40 км, а под планинските вериги - на дълбочина 70-80 км. По този начин дебелината на географската обвивка е 50-100 km. Впоследствие имаше предложения за замяна на термина „географска обвивка“. И така, A.G. Исаченко (1962) предложи географската обвивка да се нарече епигеосфера (епи - горе), като подчертава, че това е външната земна обвивка. I.B. Забелин използва термина "биогеносфера", за да подчертае най-важната й характеристика - животът в черупката. Ю.К. Ефремов (1959) предложи да нарече географския пейзаж на черупката.

Приехме, че пейзажната обвивка (сфера) не е идентична с географската, а има по-тясна рамка. Пейзажна обвивка (сфера) -най-значимата част от географската обвивка, разположена близо до земната повърхност при контакта на атмосферата, литосферата и хидросферата, един вид огнище на сгъстяване на живота (F.N. Milkov). Пейзажната обвивка е качествено ново образувание, което не може да се припише на нито една от сферите. В сравнение с GO, пейзажната обвивка е много тънка. Дебелината му варира от няколко десетки метра до 200 - 250 m и зависи от дебелината на кората на изветряне и височината на растителната покривка.

Пейзажната обвивка играе важна роля в човешкия живот. Всички продукти от органичен произход човек получава от пейзажната черупка. Извън пейзажната обвивка човек може да бъде само временно (в космоса, под вода).

Вече сте запознати с концепцията за биосферата. Основните моменти, свързани с произхода, формирането на този термин и самото учение за биосферата, са много добре обхванати в ръководството на Б.В. Пояркова и О.В. Бабаназарова „Учение за биосферата“ (2003). Само да напомня, че самата дума "биосфера" се появява за първи път в произведенията на Ж.-Б. Ламарк, но той вложи съвсем различен смисъл в него. Терминът биосфера е свързан с живите организми от австрийския геолог Е. Зюс през 1875г. Едва през 60-те години на миналия век изключителният руски учен В.И. Вернадски създава последователна доктрина за биосферата като сфера на разпространение на живота и специаленчерупката на нашата планета.

Според V.I. Вернадски, биосферата е обща планетарна обвивка, тази област на Земята, където съществува или е съществувал живот и която е била и е изложена на него. Биосферата обхваща цялата повърхност на сушата, цялата хидросфера, част от атмосферата и горната част на литосферата. Пространствено биосферата е затворена между озоновия слой (20 - 25 km над земната повърхност) и долната граница на разпространение на живите организми в земната кора. Положението на долната граница на биосферата (приблизително 6 - 7 km дълбоко в земната кора) е по-малко сигурно от горната, т.к. познанията ни за областта на разпространение на живота постепенно се разширяват и примитивните живи организми се намират на дълбочини, където, както се очаква, те не трябва да се дължат на високите температури на скалите.

Така биосферата заема почти същото пространство като географската обвивка. И този факт се счита от някои учени като основа за съмнение в целесъобразността на съществуването на самия термин "географска обвивка", имаше предложения за комбиниране на тези два термина в едно. Други учени смятат, че географската обвивка и биосферата са различни понятия, т.к. в концепцията за биосферата вниманието е насочено към активната роля на живата материя. Подобна е ситуацията и с ландшафтната обвивка и биосферата. Много учени разглеждат ландшафтната обвивка като понятие, равно на биосферата.

Несъмнено терминът "биосфера" има по-голяма тежест за световната наука, използва се в различни клонове на знанието и е познат на всеки повече или по-малко образован човек, за разлика от термина "географска обвивка". Но когато се изучават дисциплините от географския цикъл, изглежда уместно да се използват и двете понятия, т.к. терминът "географска обвивка" предполага еднакво внимание към всички сфери, които съставляват нейния състав, а при използване на термина "биосфера" първоначално се поставя акцент върху изследването на живата материя, което не винаги е справедливо.

Важен критерий за разделяне на тези сфери може да бъде времето на тяхното възникване. Първо възниква географска обвивка, след това се диференцира ландшафтната сфера, след което биосферата започва да придобива все по-голямо влияние сред другите сфери.

3. Определение на понятията "пейзаж",

"природно-териториален комплекс (НТК)" и "геосистема"

Терминът "пейзаж" има широко международно признание.

Думата "пейзаж" е заимствана от немския език (земя - земя, schaft - връзка). На английски тази дума означава картина на природата, на френски - отговаря на думата "пейзаж".

Терминът "пейзаж" е въведен в научната литература през 1805 г. от немския географ А. Гоменер и означава съвкупност от области, обхванати от една точка, затворени между най-близките планини, гори и други части на Земята.

В момента има 3 варианта за тълкуване на съдържанието на термина "пейзаж":

1. Пейзаж – общо понятие, подобно на като почва, релеф, организъм, климат;

2. Ландшафт - реална област от земната повърхност, географски индивид и следователно първоначална териториална единица във физико-географското райониране;

При всички различия в дефинициите на ландшафта, между тях има прилика в най-важното - разпознаването на ландшафтните взаимоотношения между елементите на природата в комплекси, които реално съществуват на земната повърхност.

Пейзаж -относително хомогенна област на географската обвивка, характеризираща се с редовна комбинация от нейните компоненти и явления, естеството на взаимоотношенията, особеностите на комбинацията и връзките на по-малки териториални единици (Н. А. Солнцев). Естествени съставки -основните компоненти на природните системи (от фациите до ландшафтната обвивка включително), свързани помежду си от процесите на обмен на материя, енергия, информация. Под естествени съставки имаме предвид:

1) маси от твърда земна кора;

2) маси на хидросферата (повърхностни и подземни води на сушата);

3) въздушни маси на атмосферата;

4) биота - съобщества от организми;

Така пейзажът е петкомпонентен. Често вместо масите на твърдата земна кора като компонент се нарича релеф, а вместо въздушни маси се нарича климат. Това е напълно приемливо, но трябва да се помни, че както релефът, така и климатът не са материални тела. Първата е външната форма на земята, а втората е набор от определени метеорологични характеристики, които зависят от географското местоположение на територията и характеристиките на общата циркулация на атмосферата.

За да характеризира ландшафта, ландшафтният учен се нуждае от информация от геоморфологията, хидрологията, метеорологията, ботаниката, почвознанието и други специфични географски дисциплини. Така ландшафтната наука "работи" за интегрирането на географското познание.

Природен териториален комплекс (НТК)може да се определи като пространствено-времева система от географски компоненти, взаимозависими по своето разположение и развиващи се като цяло.

PTC има сложна организация. Характеризира се с вертикална многоетажна структура, която се създава от компонентите, и хоризонтална, състояща се от природни комплекси от по-нисък ранг.

В много случаи понятията „ландшафт” и „природно-териториален комплекс” са взаимозаменяеми и са синоними, но има и разлики. По-специално, терминът "PTK" не се използва във физико-географското райониране, т.е. няма йерархични и пространствени измерения.

Терминът NTC, за разлика от пейзажа, се използва много по-рядко като общо понятие.

През 1963 г. В.Б. Сочава предложи обектите, изучавани от физическата география, да се наричат ​​геосистеми. Понятието "геосистема" обхваща целия йерархичен диапазон от природногеографски единици - от географската обвивка до нейните елементарни структурни подразделения. Геосистемата е по-широко понятие от PTK, т.к последното е приложимо само за определени части от географската обвивка, нейните териториални подразделения, но не се прилага за гражданската защита като цяло.

Тази връзка между геосистемата и NTC е следствие от факта, че понятието за система има по-широк характер от комплекса.

Система -съвкупност от елементи, които са във взаимоотношения и връзки помежду си и образуват определена цялост, единство. Системната цялост се нарича още поява.

Всеки комплекс е система, но не за всяка система може да се каже, че е комплекс.

За да говорим за система, достатъчно е да имаме поне два обекта, с които има някакви взаимоотношения, например почва - растителност, атмосфера - хидросфера. Един и същ обект може да участва в различни системи. Различните системи могат да се припокриват и това показва връзката на различни обекти и явления. Понятието "комплекс" (от латински "преплитане, много тясна връзка на части от цялото") не предполага какъвто и да е, а строго определен набор от взаимосвързани блокове (компоненти). PTK трябва да включва някои задължителни компоненти. Липсата дори на един от тях разрушава комплекса. Достатъчно е да си представим NTC без геоложка основа или без почва. Комплексът може да бъде само завършен, въпреки че за целите на научните изследвания е възможно избирателно да се разглеждат частните връзки между компонентите във всяка комбинация. И ако елементите на системата могат да бъдат така да се каже случайни един спрямо друг, то елементите на комплекса, поне естествено-териториалният, трябва да са в генетична връзка.

Всеки PTC може да се нарече геосистема. Геосистемите имат своя собствена йерархия, свои собствени нива на организация.

Ф.Н. Милков разграничава три нива на организация на геосистемите:

1) Планетарна- съответства на географската обвивка.

2) Регионални – физико-географски зони, сектори, държави, провинции и др.

3) Локални – относително прости НТЦ, от които се изграждат регионални геосистеми – участъци, фации.

Геосистемата и NTC се характеризират с редица свойства и качества.

Най-важното свойство на всяка геосистема е нейното интегритет . От взаимодействието на компонентите възниква качествено ново образувание, което не би могло да възникне с механичното добавяне на релефа, климата, природните води и др. Особено качество на геосистемите е способността им да произвеждат биомаса.

Почвата е един вид "продукт" на земните геосистеми и едно от най-ярките прояви на тяхната цялост. Ако слънчевата топлина, водата, родителските скали и живите организми не взаимодействат помежду си, тогава нямаше да има почва.

Целостта на геосистемата се проявява в нейната относителна автономност и устойчивост на външни влияния, в наличието на обективни природни граници, подреденост на структурата и по-голяма близост на вътрешните връзки в сравнение с външните.

Геосистемите принадлежат към категорията на отворените системи, което означава, че са проникнати с потоци от материя и енергия, които ги свързват с външната среда.

В геосистемите има непрекъснат обмен и трансформация на материя и енергия. Може да се нарече цялата съвкупност от процеси на движение, обмен и трансформация на енергия, материя и информация в геосистемата функциониране. Функционирането на геосистемата се състои от трансформация на слънчева енергия, циркулация на влагата, геохимична циркулация, биологичен метаболизъм и механично движение на материала под действието на гравитацията.

структурагеосистемите е сложно понятие. Определя се като пространствено-времева организация или като взаимно подреждане на части и начини за свързването им.

Пространственият аспект на структурата на геосистемата се състои в подредеността на взаимното разположение на нейните части. Правете разлика между вертикална (или радиална) структура ихоризонтално (или странично). Но концепцията за структура включва не само относителното положение на съставните части, но и начините, по които те са свързани. Съответно се разграничават две системи за вътрешни комуникации в PTK - вертикални, т.е. междукомпонентни, и хоризонтални, т.е. междусистемна.

Примери за вертикални връзки (потоци) в геосистема:

1) Валежите и тяхното филтриране в почвата и подпочвените води.

2) Връзката между съдържанието на химични елементи в почвите и почвените разтвори и в растенията, растящи върху тях.

3) Утаяване на различни суспензии на дъното на резервоара.

Примери за хоризонтални потоци от материя в геосистема:

1) Вода и твърд отток на различни потоци.

2) Еолиен транспорт на прах, аерозоли, спори, бактерии и др.

3) Механична диференциация на твърд материал по наклона.

Концепцията за структурата на геосистемата трябва да включва и определен редовен набор от нейни състояния, ритмично променящи се в рамките на определен интервал от време (сезонни промени). Този период от време се нарича Характеристика време геосистемии е една година: минималният период, през който могат да се наблюдават всички типични структурни елементи и състояния на геосистемата.

Всички пространствени и времеви елементи на структурата на геосистемата съставляват нейния инвариант. Инвариантно -това е набор от устойчиви характерни черти на една система, които позволяват да се разграничи тази система от всички останали. Още по-накратко можем да кажем, че инвариантът е рамка или пейзажна матрица (A.G. Isachenko).

Например, Централноруското възвишение се характеризира с вида на участъците от карстови фунии. Инвариант на този тип урочиш е неговата диагностична характеристика - изразена натеренът е затворена негативна форма на релеф под формата на конусовидна фуния.

Тези карстови понори могат да се образуват в писане на тебешир или варовик, могат да бъдат залесени или покрити с ливадна растителност. В тези случаи имаме различни настроикиили разновидности на същия инвариант – участъци от карстови фунии.

В процеса на функциониране видовете варианти могат да се сменят един друг - не обрасла с растителност тебеширена понора ще се трансформира в ливадно-степна, а ливадно-степна в горска, докато инвариантът (карстовата понора като такава) ще остане непроменен.

Но при определени условия се наблюдава и промяна в инварианта. В резултат на затиняване карстова фуния в един случай може да се превърне в езеро, в друг - в плитка степна депресия. Но тази промяна на инварианта означава и смяна на един тип трактати с друг. В локалните геосистеми от участък или фациален размер инвариантът най-често е литогенната основа.

Динамика на геосистемите- промени в системата, които са обратими и не водят до преструктуриране на нейната структура. Динамиката включва главно циклични промени, настъпващи в рамките на един и същи инвариант (ежедневен, сезонен), както и възстановителни промени в състоянията, които настъпват след нарушаване на геосистемата от външни фактори (включително човешката икономическа дейност). Динамичните промени показват определена способност на геосистемата да се върне в първоначалното си състояние, т.е. относно неговата устойчивост. Трябва да се разграничи динамиката еволюционна промянагеосистеми, т.е. развитие . Развитие - насочена (необратима) промяна, водеща до радикално преструктуриране на структурата, т.е. до появата на нова геосистема. Прогресивното развитие е присъщо на всички геосистеми. Преструктурирането на местните НТЦ може да се случи пред очите на човек - обрастване на езера, затлачване на гори, поява на дерета, отводняване на блата и др.

В процеса на своето развитие PTC преминава през 3 фази. Първата фаза – възникване и формиране – се характеризира с адаптиране на живата материя към субстрата, а въздействието на биотата върху субстрата е малко. Втората фаза е активното и силно въздействие на живата материя върху условията на нейното местообитание. Третата фаза е дълбока трансформация на субстрата, водеща до появата на нов PTK (според K.V. Pashkang).

В допълнение към вътрешните причини, наРазвитието на НТК се влияе и от външни: космически, общоземни (тектоника, обща атмосферна циркулация) и локални (влияние на съседни НТК). Комбинираната дейност на външни и вътрешни фактори в крайна сметка води до замяната на един PTK с друг.

Човешката дейност започва да оказва голямо влияние върху PTK. Това води до промяна на НТЦ, дори се появява терминът природно-антропогенен комплекс (техногенен комплекс), в който наред с природните компоненти се появяват обществото и явленията, свързани с неговата дейност. Понастоящем NTC често се разглежда като сложна система, състояща се от 2 подсистеми: естествена и антропогенна.

С развитието на идеите за въздействието на човека върху околната среда възниква концепцията за природно-производствена геосистема, при която се изучават едновременно природните и индустриалните компоненти в природно-антропогенните ландшафти. Тук човек се разглежда в социалната, културната, икономическата и техногенната сфера.

Екосистема и геосистема

Една от характеристиките на съвременната география е нейното озеленяване, специално внимание към изучаването на проблемите на взаимодействието между човека и природната среда.

Екосистема - всяка общност от живи същества и нейното местообитание, обединени в едно функционално цяло на основата на взаимозависимост между отделните екологични компоненти. Екосистемите се изучават от екологията, която е част от дисциплините на биологичния цикъл. Съществуват микроекосистеми (хруп в блато), мезоекосистеми (ливада, езерце, гора), макроекосистеми (океан, континент), има и глобална екосистема - биосферата. Често обаче екосистемата се счита за синоним на биогеоценоза биогеоценоза - част от биосферата, хомогенна природна система от функционално свързани помежду си живи организми с абиотична среда.

В резултат на активната икономическа дейност на обществото настъпват значителни промени в екосистемите и превръщането им в създадени от човека (пресушени блата, наводнени земи, изсечени гори).

Естествената система, изучавана от географията, се нарича геосистема - особен вид материална система, състояща се от природни и социално-икономически компоненти, територия.

Екосистемата и геосистемата имат прилики и разлики. Приликата се крие в еднакъв състав на биотични и абиотични компоненти, включени в двете тези системи.

Разликите между тези системи се изразяват в естеството на връзките. В геосистемата връзките между компонентите са еквивалентни, т.е. релефът, климатът, водата, почвата и биотата са еднакво проучени. Екосистемата се основава на идеята за фундаменталното неравенство на компонентите, включени в нея. В центъра на изследването на екосистемата се изучават растителните и животинските съобщества и всички взаимоотношения в екосистемата по линията на растителните и живите съобщества – абиотичният компонент на природата. Връзките между абиотичните компоненти остават извън полезрението.

Друга разлика между екосистема и геосистема е, че екосистемата е сякаш безразмерна, т.е. няма строг обхват. В екосистемата се разглеждат също мечка бърлога, лисича дупка и езерце. При толкова широк и неопределен обхват някои категории екосистеми може да не съвпадат с геосистемите.

Последната разлика може да се прояви във факта, че в геосистемата, за разлика от екосистемата, се появяват нови компоненти, като население, икономически обекти и др.

Въздушни маси и климат.

Естествени води и отток.

Тракти и podurochishchi.

4. Географска област като най-голямата морфологична част от ландшафта.

Планетарно, регионално и местно ниво на геосистеми.

Естествените системи могат да бъдат образувания с различни размери, или много обширни, сложно подредени, до ландшафтната обвивка, или относително малки по площ и по-хомогенни вътрешно. Всички природни геосистеми са разделени на три нива според техния размер и сложност на устройството: планетарно, регионално и локално.

Планетарното ниво на геосистемите включва географската обвивка като цяло, континентите, океаните и физиографските пояси. И така, Шубаев в книгата си по обща география разграничава географската обвивка на континентални и океански лъчи: три континентални - европейско-африкански, азиатско-австралийски, американски и три океански - атлантически, индийски и тихоокеански. След това той разглежда географските зони. Други географи (D.L. Armand, F.N. Milkov) започват да отчитат планетарното ниво на геосистемите от ландшафтната обвивка (сфера), последвано от географски зони, континенти и океани. Геосистемите на планетарно ниво са сферата на научните интереси на общата география.

Регионалното ниво на геосистемите включва физико-географски страни, региони, провинции, някои географи имат физико-географски пояси, зони, подзони. Всички тези единици се изучават в рамките на курсовете по регионална физическа география и ландшафтознание.

Локалното ниво на геосистемите включва природни комплекси, като правило, ограничени до мезо- и микроформи на релефа (дерета, дерета, речни долини) или техни елементи (склонове, върхове, дъна). От йерархичната поредица от геосистеми на местно ниво се разграничават фациите, участъците и находищата. Тези геосистеми са обект на изследване на ландшафтознанието, особено на нейния раздел за ландшафтна морфология.

Основният източник на нова информация за NTC са теренните изследвания, които са фокусирани върху ландшафта. Но на Земята има много специфични индивидуални пейзажи. По груби изчисления общият им брой трябва да бъде изразен с пет-шест цифри. Какво може да се каже за находища, участъци, фации! Следователно, както всяка друга наука, географията не може без класификацията на изучавания обект. В момента се счита за общоприето такова групиране на геосистеми, в което няколко геосистемни таксона (ранга) са изброени отгоре надолу, като всеки по-нисък е структурен елемент в по-високия. Този начин на организиране на обекти се нарича йерархия (от гръцки "служебна стълба").

Регионални геосистеми

(физико-географски провинции, региони и държави)

Основен обект на изследване в курса на регионалната физическа география е физико-географската страна. Физико-географска страна - това е огромна част от сушата, съответстваща на голяма тектонска структура и доста еднородна по отношение на орографията, характеризираща се с климатично единство (но в широки граници) - степента на континенталност на климата, климатичния режим и оригиналността на спектърът на широчинната зоналност на равнините. А в планините - система от видове височинна зона. Страната обхваща площ от няколкостотин хиляди или милиони квадратни километра. Примери за физически и географски страни от Северна Евразия са Руската равнина. Уралска планинска страна, Западносибирска равнина, Алпийско-Карпатска планинска страна. Всички страни могат да бъдат обединени в две групи: планински и низини.

Следващата географска единица в йерархията на геосистемите е физико-географска област - част от физико-географска страна, изолирана предимно през неоген-кватернерното време под влияние на тектонски движения, континентални заледявания, със същия тип релеф и климат и своеобразна проява на хоризонтална зоналност и височинна зоналност. Примери за физико-географски региони са Мещерската низина. Средноруското възвишение. Окско-Донската низина, степната зона на Руската равнина, тайгата на Западносибирската равнина, Кузнецко-Алтайската област.

Освен това, когато зонират територията, те разграничават физико-географска провинция - част от района, характеризираща се с общ релеф и геоложка структура, както и биоклиматични особености. Обикновено провинцията съвпада с голяма орографска единица: възвишение, низина, група планински вериги и т.н. Примери: Мещерска провинция със смесени гори на Руската равнина, лесостепна провинция на Окско-Донската равнина, Салайро - провинция Кузнецк.

Физико-географски (ландшафтен) район - относително голяма, геоморфологично и климатично изолирана част от провинцията, в рамките на която се запазва целостта и спецификата на ландшафтната структура. Всеки район се отличава с определена комбинация от мезорелефни форми с характерния за тях микроклимат, почвени различия и растителни съобщества. Областта е най-ниската единица от регионалното ниво на диференциация на географската обвивка. Примери: Кузнецк басейн, Салаир, планинска Шория, Кузнецк Алатау.

При анализ на картографските материали бяха изчислени приблизителните размери на геосистеми от различни нива. Като цяло, колкото по-високо е йерархичното ниво на дадена геосистема, толкова по-голяма е нейната площ (Таблица 2).

таблица 2

Приблизителни размери на геосистеми от различен ранг в равнинни зони

Вертикалната дебелина на геосистемите V.B. Сочава оценява следните стойности:

Facia - 0,02 - 0,05 км

Пейзаж -1,5- 2,0 км

Област - 3,0 - 5,0 км

Физико-географски пояс - 8,0 - 18,0 км

Но има много несигурности в тези оценки, тъй като липсват изчерпателни данни и дори теоретично добре дефинирани критерии за установяване както на горните, така и на долните граници на геосистемите от различни йерархични нива.

ландшафтно зониране.

3. Географски сектор и неговото влияние върху регионалните ландшафтни структури.

4. Височинната зоналност като фактор на ландшафтната диференциация.

I. Ерозионно-денудационни разчленени ниски планини с широки плоски водосбори, куполовидни върхове или отделни заравнени хребети с тъмни иглолистни и смесени гори върху планинско-горски кафяви, по-рядко дерново-подзолисти почви.

24. Тъмни иглолистни и смесени гори на планински горски дерново-подзолисти, подзолисти и кафяви почви.

25. Тъмно иглолистни гори върху планинско-горски кафяви, рядко копково-подзолисти почви.

II. Вододелни повърхности с широки изпъкнали и хребетни водосбори, със скали, върхове с редки смесени (елово-кедрово-дребнолистни) гори върху планинско-горски кафяви почви.

26. ела-кедрови, брезово-кедрови гори на планинско-горски кафяви почви.

27. Сибирски борово-елови гори с бреза върху планинско-горски кафяви и планински дерново-подзолисти почви.

Г. Речни долини.

I. Терасовидни долини, изградени от песъчливо-каменисто-валунно, глинесто-чакълисто-каменист материал със согреви и върбово-тополови гори, редуващи се с заливни ливади, храсти и блата върху алувиално-ливадни и блатни почви.

28. листвено-смърчови гори на торфено-глееви почви, в комбинация с преовлажнени брезови, смърчово-брезови гори (согри) на торфено-глееви, хумусно-глееви почви.

29. съчетание от дребнолистни иглолистни гори, блата, храсти, ливади на дерново-ливадни, торфено-хумусни, на места торфено-глееви почви.

30. билково-житни ливади, редуващи се с върбови и тополови гори върху алувиални дернови и ливадни почви.

31. тревисти, мъхови блата с комбинация от блатисти гори върху хумусно-торфени почви.

32. Граница на Кемеровска област

33. Граница на пейзажи

Среднопланински ексарационни и ерозионно-денудационни пейзажи.

Ледниковите пейзажи в планините Алатау-Шор заемат сравнително малки площи. В този планински район са открити 91 ледника с обща площ 6,79 km 2. Районът на разпространение на ледниците се простира от планината Болшой Таскил на север до веригата Терен-Казирски в южната част на Кузнецкия Алатау в рамките на планинската верига Тегир-Тиш. Ледниците са разположени на групи, образуващи отделни центрове на заледяване, които от своя страна могат да бъдат комбинирани в региони. Северни - ледници близо до планината Big Taskyl с обща площ от 0,04 km 2. Централна - ледници в близост до планината Крестовая, планината Средни Каним, планината Болшой Каним, планината Чексу с обща площ от 2,65 км 2. Южен - ледници, разположени на север и юг от планинската верига Тигъртиш с обща площ от ​​​4,1 km 2.

Основната физико-географска характеристика на Кузнецкия Алатау е изключително ниското хипсометрично ниво на ледниковите ландшафти. Повечето от тях са разположени на надморска височина 1400-1450 м. Някои ледници завършват на височина 1200-1250 м. В южния район отделните ледници се спускат до 1340-1380 м. Склоновите ледници лежат най-ниско. Някои от тях се намират в горната граница на гората. Ледниците на Кузнецкия Алатау лежат по-ниско, отколкото в други вътрешни планински райони на северното полукълбо на същата географска ширина.

Определящият фактор за съществуването на ледниковите пейзажи на Кузнецкия Алатау е преразпределението на вятъра и концентрацията на снегова буря по подветрените склонове на планините. Ледниците заемат подветрени первази на планински тераси, подветрени склонове зад обширни площи от водосбори и платоподобни върхове, образуват се в циркове и по сенчести стени, в подножието на стръмни склонове и в ерозионно-нивални корита. В Кузнецкия Алатау ледниците не се спускат в долините, а са разположени по склоновете, така че най-разпространеният тип ледници в тази област е наклон.

Съществуването на съвременни ледници в Кузнецкия Алатау се обяснява с комбинация от климатични и орографски фактори, благоприятни за заледяването.



Секции