ландшафтоведение. Киреев Д. М. Лесное ландшафтоведение. Спб. Лта, 2002. 239 с. Природный объект, методы изучения, история развития предмет лесного ландшафтоведения

• Название: Киреев Д. М. Лесное ландшафтоведение. Спб. Лта, 2002. 239 с. Природный объект, методы изучения, история развития предмет лесного ландшафтоведения
• Анкор: ландшафтоведение
• Дата: 18.10.2020
• Размер: 1.46 Mb.
• Имя файла: D_M_Kireev_Lesnoe_landshaftovedenie.doc
• Тип: Документы; #143659
• страница: 5 из 25

3.7. Дренаж

Дренаж – поступление воздуха к корневым системам растений. Кисло­род проникает к корням растений через поры в почвах и подстилающих по­родах. В случае, когда поры заполнены водой, воздух может поступать только в условиях проточности – фильтрации вод через породы, подстилку почв, течению по поверхности. При плохом дренаже не разлагаются опад и органические вещества, происходит их накопление, что еще более ухудша­ет поступление кислорода. В землях накапливаются недоокисленные про­дукты, образуются водородистые и закисные соединения (сероводород, аммиак, метан, окись железа), которые вредны для растений. Развитие кор­невых систем становится поверхностным.

Можно выделить три ступени дренажа.

Д₀ – дренаж отсутствует; поры отложений заполнены застойной водой, в почвах может присутствовать аммиак, сероводород, закиси железа. Та­кие условия развиваются на заболоченных и болотных землях, на очень плотных глинах, бесструктурных почвах, где поры земель забиты мелко­земом и органикой. Древостои низкорослы и разрежены, корни деревьев сосредоточены на поверхности, в составе растительности преобладают олиготрофы.

Д₁ – слабый дренаж; может развиваться, когда застойные или слабо про­точные воды располагаются в пределах почвенных горизонтов, оглеение хорошо заметно в нижней части почвенного разреза в пределах 40-80 см, выше, до поверхности, располагаются ржавые пятна, развит торфянистый горизонт. В растительных сообществах встречаются олиготрофы и мезотрофы. Однако последние имеют угнетенный вид.

Д₂ – хороший дренаж земель происходит в случае достаточно глубокого, свыше 2 м, залегания грунтовых вод, когда поступающая вода отводится в водотоки, а также на дне проточных ложбин стока. Корни деревьев хорошо развиты, за исключением ложбин стока, где могут нормально расти только растения, приспособленные к избытку проточной воды (ольха, тополь, ива). В условиях хорошего дренажа и богатства отложений формируются сооб­щества растений с развитием мегатрофов хорошего роста (рамени, груды, дубравы, ольсы и т.д.).

3.8. Затопляемость

Затопляемость – кратковременное или длительное нахождение вод вы­ше поверхности земли. На плоских равнинах затапливаются не только пойма, но и микропонижения, впадины различного происхождения, ложби­ны стока, мочажины на болотах. Иногда в грядово-мочажинном, бугристо-западинном, крупнокочковатом рельефе – впадины и бугры настолько ма­лы, что не могут образовывать самостоятельных ПТК, а являются только их структурными элементами. Так образуются комплексные фации не толь­ко на болотах, но и на суходолах. В таких гетерогенных по затопляемости фациях режим затопляемости должен записываться в виде дроби раздельно для повышений и мочажин. В комплексных фациях деревья повышений и впадин образуют общий полог.

Растения по-разному переносят затопляемость, некоторые погибают да­же при кратком затоплении (сосна, некоторые злаки, лишайники и др.). Различное отношение растений к затопляемости приводит к формированию комплексных фаций на равнинах в условиях избыточного уводнения и раз­витого микро- и нанорельефа. Известны грядово-мочажинные комплексы болот и бугристо-западинные комплексы равнин. При длительном затопле­нии образуются длительно затопляемые земли и безлесные ПТК (низовья Оби, Верхней Ангары).

Можно выделить три основных категории затопления.

З₀ - выпуклые участки плакоров, которые не затопляются вообще; атмо­сферные воды быстро просачиваются вглубь или стекают по поверхности.

З₁ - краткая затопляемость; наблюдается на высоких поймах рек, верши­нах грив поймы, впадинах плоских равнин со слабо водопроницаемыми от­ложениями, в слабо выраженных ложбинах стока и днищах временных во­дотоков, мелких впадинах с хорошо водопроницаемыми почвообразующими породами. В этих условиях древесные породы испытывают угнетение, что проявляется в снижении бонитета и полнот древостоев, выпадении из состава сообществ растений, не приспособленных к затоплению.

З₂ - длительная затопляемость; развита на самых низких уровнях пойм рек, в мочажинах и топяных фациях болот, впадинах равнин с плохо водо­проницаемыми породами и отложениями, староречьях и межгривных лож­бинах пойм. Земли в таких условиях либо безлесны, либо в составе сооб­ществ остаются только поймовыносливые виды (ивы, тополя, ольхи), но и эти растения находятся в угнетенном состоянии.

3.9. Нарушенность

Нарушенность земель связана с внешними воздействиями: пожары, рубки, очаги энтомовредителей, вытаптывание с уплотнением почв, зем­ляные работы и сельскохозяйственная деятельность (косьба, пахота, па­стьба иногда со сбоем дернины). После разового или систематического воздействия происходит восстановление первоначального биоценоза ПТК. Иногда восстановление затягивается на долгие годы. В некоторых случаях оно не происходит, и на месте старых образуются новые постоянные или длительно производные ПТК.

Если существенно не нарушена литогенная основа ПТК (рельеф, литологический состав отложений), то со временем возможно восстановление ко­ренных или условно коренных насаждений. В противном случае формиру­ются новые ПТК.

Н₀ – ПТК слабо видоизменены, преобладают коренные и условно корен­ные группировки растений. В случае пожаров и вырубок идет процесс вос­становления через смену или без смены лесообразующих древесных пород.

H₁ – вo время рубок, сельскохозяйственных воздействий нарушена не только растительность, но и почвы. Лесовосстановление затягивается на долгие годы или появляются производные растительные группировки вследствие систематического характера воздействия (ежегодные низовые пожары). Примером могут служить лиственично-сосновые пирогенные травяные леса Приангарья.

Н₂ – разовое или систематическое воздействие, приводит к изменению литогенной основы ПТК. Рытье дренажных канав, насыпей, дорог, выра­ботка торфяников, пахота с изменением литологического состава почв, по­следующее развевание, выдувание или смыв верхних горизонтов почвы, сильное уплотнение или сбой дернины в результате выпаса, деградация мерзлоты после пожаров и вырубок, возникновение новообразованных кар­бонатных или засоленных горизонтов. В результате таких изменений лито­генной основы (нарушенный рельеф и литологический состав отложений), как правило, образуются новые ПТК на месте старых, обратное восстанов­ление растительных группировок не происходит.

Такие коренные изменения ПТК особенно часты в горных условиях при поранении склонов, растительных сообществ на них при неправильном и непродуманном ведении хозяйства. Также очень подвижны и динамичны ПТК в аридных регионах.

3.10. Определение ступеней экологического режима

Для определения ступеней экологического режима ПТК используется метод ландшафтных и экологических индикаторов. По каждому ПТК мож­но записать формулу земель, в которой будут обозначены все восемь эколо­гических режимов. Задача специалиста заключается в том, чтобы пользуясь совокупностью индикаторов, правильно определить ступень экологического режима:

T₀B₁Р₁П₀M₀Д₁B₀H₁,

В приведенном примере лимитирующими развитие лесов являются ре­жимы трофности и дренажа. При таком соотношении режимов могут фор­мироваться влажные субори на ленточных глинах со слабонарушенными антропогенным воздействием сообществами мелколиственных (с березой пушистой) насаждений. При более дробных оценках ступеней можно су­зить варьирование режима экотопа и еще более конкретизировать лесорас-тительные условия.
4.ЛИТОГЕННАЯ ОСНОВА ПРИРОДНОГО ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

4.1. Свойства литогенной основы природного территориального комплекса

Твердым основанием ПТК является их литогенная основа. Под литоген­ной основой ПТК Н.А.Солнцев предложил понимать земную кору, кото­рая развивается относительно независимо как единое природное тело. Земная кора обладает свойствами твердого тела и отделяется от верхней мантии Земли поверхностью Мохоровичича, или поверхностью Мохо. Верхняя мантия, в отличие от земной коры, обладает вязкостью, пластич­ностью и текучестью. Земная кора как бы погружена в мантию и плавает на ней.

Свойствами земной коры являются геологическое строение, литоло­гический состав горных пород (включая мерзлые) и рельеф поверхности. Эти три свойства определяются четвертым свойством - тектоническим режимом или режимом движений. Движения земной коры обусловлены распадом радиоактивных веществ, химическими реакциями, полиморфны­ми превращениями, происходящими в верхней мантии, а также напряже­ниями, возникающими при вращении Земли. Земная кора совершает тангенциально и радиально направленные движения. Литосферные плиты земной коры океанов перемещаются от зон растяжения (возникновений) из срединно-океанических хребтов к зонам сжатия, где они упираются в платформы континентов. Здесь они пододвигаются под платформенную кору и погружаются в верхнюю мантию. Этот процесс получил название субдукции. Субдукция сопровождается глубокофокусными землетрясения­ми и извержениями вулканов. В зонах субдукции развивается геосинкли­нальный процесс, результатом которого является горообразование. В Ти­хом Океане зоны субдукции находятся у островных дуг востока Евразии и на западе Американского континента (Condie, 1976).

4.2. Денудация и аккумуляция

Радиальные тектонические движения земной коры контролируют и направляют два взаимно противоположных процесса - денудацию и аккумуляцию. При положительных движениях (вверх) образуются выступы по­верхности Земли; при отрицательных- впадины. На выступах развивается денудация - вынос материала с места его образования и обнажение под­стилающих горных пород, во впадинах - аккумуляция - накопление мате­риала и воды.

Денудация состоит из трех процессов: выветривания, гравитационного сползания материала (mass wasting), транспорта материала водой, ветром, льдом.

Выветривание - это процесс измельчения твердых монолитных гор­ных пород, дробления их на мелкие и мельчайшие обломки. Происходит двумя путями: механическим разрушением, дроблением и химическим разложением.

Физическое разрушение горных пород происходит в результате:

1) расширения их при выходе на дневную поверхность и освобождения от давления вышележащих толщ;

2) давления растущих кристаллов льда и солей в трещинах и порах гор­ных пород;

3) расширения и сжатия горных пород при нагревании и охлаждении;

4) расклинивания горных пород корнями растений.

Химическое разложение включает следующие четыре процесса: окис­ление, гидратацию, карбонизацию, десиликацию.

Продукты выветривания горных пород могут накапливаться на месте своего образования. Они формируют толщу элювиальных осадков на гори­зонтальных поверхностях или на склонах, где слабо протекает вынос мате­риала. В зависимости от характера материнских горных пород и типа вы­ветривания осадки могут иметь различную структуру - от глыбовой до глинистой. Обычно на поверхности элювий имеет вид мелкозёма, а с глу­биной увеличивается количество и величина обломков. На определенной глубине кора выветривания постепенно переходит в материнскую горную породу.

Выветрелый материал перемещается с места своего образования силой тяжести, транспортируется водой, ветром или льдом и отлагается в виде осадка на поверхности земли в другом месте.

Гравитационное перемещение рыхлых продуктов выветривания вниз по склону происходит с различной скоростью. Различают следующие виды гравитационного движения: крип, солифлюкция, осыпь, обвал, оползень, сель (раздел 3.5).

В местах выноса материала рыхлой коры выветривания на дневную по­верхность выходят горные породы, которые опять подвергаются выветри­ванию. Денудационное разрушение идёт непрерывно с момента образова­ния поднятий и приводит их к разрушению.

4.3. Образование осадков и монолитных горных пород

Транспорт материала производят вода, ветер и лед. В первых двух слу­чаях перенос материала происходит одновременно с окатыванием и сорти­ровкой обломков по их величине. Лёд переносит материал без его сорти­ровки и слабо окатывает обломки. Обломки сортируются в соответствии с силой тока воды и воздуха. Вода переносит обломки различного размера от крупных глыб до пыли и илов. Ветер переносит обломки песчаной, пыле­вой и глинной размерности.

При ослаблении скорости потока, несущего обломки, первоначально от­кладываются крупные, а затем более мелкие обломки. Отложение материа­ла часто идет в водной среде: реки, озера, моря и океаны. Постепенное ос­лабление скорости течения сортирует материал по фракциям. Крупные фракции выпадают вдоль берега, далее размер гранул уменьшается. Валуны прирусловой зоны измеряются десятками сантиметров, галька - санти­метрами, гравий - миллиметрами, песок - десятыми миллиметра, пыль (алеврит) — сотыми миллиметра, ил (глина) — тысячными миллиметра.

С размером обломков горных пород связан их химический состав. Так, пески водно-ледникового и аллювиального происхождения являются оки­сью кремния. Алевриты и глины - обломки полевых шпатов, а по химиче­скому составу - это алюмоселикаты различных металлов: калия, натрия, кальция, магния, железа и т.д. Поэтому понятна более высокая трофность по сравнению с песками отложений, где в песках в различных пропорциях есть глинистые частицы.

Рыхлые осадки (седименты) – это первый этап образования осадоч­ных пород. Второй этап – это литификация осадков (литос – камень), пре­вращение их в осадочные горные породы – путём уплотнения под собст­венным весом, весом воды, давлением вышележащих пластов и цемента­ции карбонатными и силикатными растворами.

Осадки и осадочные породы, образовавшиеся из обломков, снесенных с суши Земли, называются терригенными. Из валунов, гальки и гравия об­разуются конгломераты, из песков – песчаники, из аливритов – алевро­литы, из илов – аргиллиты.

Дно океанов выстилается панцирями и скелетами водных животных и растений (кораллы, форамениферы, моллюски, улитки, водоросли). Осадки из извести, гипса, солей разнообразны, их структура зависит от вида жи­вотных. При литификации они превращаются в известняки.

Осадочные породы часто имеют тонкослоистую структуру различного происхождения. Такие осадочные породы называются сланцами. Сланцы занимают 52%, песчаники – 15%, известняки – 7% суши Земли.

Осадочные породы, подвергаясь высокому давлению и температуре в недрах Земли, превращаются в метаморфические. Они приобретают кри­сталлическую структуру, высокую прочность и стойкость к разрушению. Сланцы превращаются в кристаллические сланцы, известняки – в мраморы. Дальнейший этап изменения горных пород в самых глубоких слоях лито­сферы – разогрев, плавка и магматизация.

Таким образом, геологический цикл и круговорот горных пород состоит из: 1) выветривания, 2) образования осадков, 3) образования осадочных по­род, 4) метаморфизма, 5) магматизации. Выход на дневную поверхность магмы и образования магматических пород повторяет весь цикл сначала. Полный цикл может прерываться на различных стадиях (3 или 4) в том случае, если в результате тектонических поднятий и денудации горные по­роды выйдут на дневную поверхность и подвергнутся повторному вывет­риванию.

4.4. Типы земной коры

Земная кора существенно различается по толщине (мощности) и геоло­гическому строению. Кент Конди (1976) различает пять океанических и пять континентальных типов земной коры. Мощность земной коры дна океанов составляет 5-8 км и состоит из нижнего базальтового слоя, средне­го и верхнего осадочного. По мощности и соотношению слоев различают следующие типы: срединно-океанических хребтов, океанического дна, ок­раин океанов, глубоководных желобов и впадин (зоны субдукции). Земная кора внутренних морей имеет мощность до 20 км и состоит из базальтового и мощного осадочного слоев. Мощность земной коры континентов 26-40 км. По соотношению мощности слоев различаются следующие типы: плиты, платформы, щиты и орогенические области.

1.Земная кора плит, испытывает опускание и сводовый изгиб, накоп­ление осадочной толщи. Плиты являются литогенной основой оводненных, заболоченных ПТК с мощной толщей рыхлых осадков. Скальные твердые породы погребены под толщей осадков и не выходят на дневную поверх­ность. Общая мощность плит измеряется первыми десятками километров. Примером ПТК плит является Западно-Сибирская плита, на которой обра­зовалась ландшафтная страна Западная Сибирь.

2. Вторым типом земной коры являются платформы. Платформы ис­пытывают более или менее слабые восходящие движения. Они закончили этап накопления осадков и формирования мощного осадочного чехла. Для платформ характерны в настоящее время процессы денудации, формирова­ние врезанной эрозионно-гидрографической сети. Примерами платформ являются Русская и Сибирская платформы с возвышенными равнинами и плоскогорьями.

При формировании платформ на определенных этапах их возрастного развития могут развиваться процессы вулканизма с выходом на поверх­ность магмы и образованием интрузий и лавовых покровов, которые бро­нируют рельеф, образуют горы и плоскогорья.

3. Третьим типом земной коры являются щиты – тип материковой ко­ры, где нет осадочного чехла, а на дневную поверхность выходят горные породы гранитного слоя Земли. Пример: Балтийский щит, где граниты пе­рекрыты с поверхности прерывистым маломощным слоем ледниковых от­ложений.

4. Четвертым типом земной коры являются (геосинклинальные) ороге­нические области, которые образуют горные пояса складчатых и сводово-блоковых гор. Таких поясов – два: Американский – долготного простира­ния и Альпийский – широтного простирания. Земная кора в пределах гор­ных поясов – наиболее мощная (80-100 км и более). Горы подвергаются наиболее интенсивной денудации, а на поверхность выходят наиболее стойкие к разрушению магматические и метаморфические горные породы. В горных ландшафтах наибольшие абсолютные высоты, наибольшее эро­зионное расчленение, по площади преобладают склоновые поверхности. Геосинклинальные области имеют складчатое или глыбово-блоковое и сво­довое геологическое строение.

Земная кора континентов, обладая жесткостью и консолидированностью, обладает свойством раскалываться и образовывать глубинные разломы, до­ходящие до мантии. Она, подобно льдинам на поверхности воды, состоит из отдельных геоблоков, отделенных друг от друга разломами и совер­шающих независимые движения, которые могут коренным образом менять структуру и экологию ландшафтов (Волин, 1962).

На поднимающихся блоках усиливается сток и вынос твердых и раство­римых продуктов выветривания. С одной стороны, развивается глубинная эрозия, сносятся рыхлые мелкоземные осадки, а на поверхность выходят пласты коренных горных пород различного литологического состава. Именно они начинают играть большую роль в формировании экологиче­ских режимов земель. Усиление дренажа создает благоприятные режимы для развития темнохвойных лесов.

С другой стороны, воды выносят питательные вещества, выщелачива­ют отложения, результатом него является олиготрофизация земель. Глубинная эрозия расчленяет ландшафты глубокими долинами рек, овра­гами, логами и лощинами. Деградируют озера и болота, происходят иссушение земель и аридизация климата.

Обратные явления развиваются на опускающихся блоках. Вместе с во­дой с относительно возвышающихся блоков земной коры на них обильно поступают твердые и растворенные продукты выветривания, что приво­дит к развитию различных форм аккумуляции. Аккумуляция материала заполняет впадины, выравнивает и уплощает рельеф. Избыток воды ведет к образованию озер, болот, оводнённых земель. Замедляется сток, на землях развиваются режимы поемности и затопления. В лесах распространяются хвойные (ель, кедр, пихта) и лиственные (тополевые, ольха, вяз, ивы), выносяшие длительное оводнение, получает развитие луговая растительность и соры. В аридных условиях развиваются процессы засоления земель.

Таким образом, тектонические движения геоблоков и других структур создают различия в структуре ландшафтов, ландшафтных районов, облас­тей и стран.