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: 9 из 25

6.3. Поверхностные и подземные воды

Воды ПТК делятся на поверхностные и подземные. Поверхностные воды подразделяются на постоянные и временные водоемы и водотоки. Подземные воды постоянно или временно находятся в земной коре, заполняют промежутки и поры горных пород, трещины и карстовые полости.

Водоем – это постоянное или временное скопление бессточных или с замедленным стоком вод в естественных или искусственных понижениях и впадинах Земли. К водоемам относятся океаны, моря, озера, пруды, лужи (лывы), мочажины на болотах. Сами болота, которые насыщены водой и снабжают ею реки, могут рассматриваться как водоемы. Мелкие непостоянные водоемчики – лужи и мочажины, рано или поздно осыхающие, на определенное время покрывают поверхность земли водой, создают режим затопления и являются причиной микрокомплексности ландшафтных фаций. Грядово-мочажинные, грядово-озерковые, бугристо-мочажинные, полигонально-оводненные комплексы болотных и тундровых фаций отчетливо видны на аэроснимках и поэтому хорошо изучены. Аналогичная микрокомплексность лесных фаций маскируется лесным пологом, известна лесоводам, но изучена пока недостаточно.

Водоток - это естественный или искусственный водный поток различного размера, текущий по руслу или в понижении местности со слабо выра­женным руслом и берегами, имеющий постоянное или периодическое питание водой и заметное течение в направлении уклона местности. Постоян­ными водотоками являются большинство рек и ручьев. Временные водото­ки располагаются на дне ложбин, лощин, логов, балок и оврагов.

Большое значение имеют скорость движения воды и ее расход измеряе­мый количеством воды, проходящим через данный створ реки в одну секунду. Расход воды рек связан с их уровенным режимом. Уровень реки по отношению к межени по дням года изображается графиком, который на­зывается гидрографом. С уровенным режимом реки тесно связаны мощ­ность и литологический состав пойменного, руслового и старичного аллю­вия, высотные уровни поймы. С уровенным режимом реки также связана морфометрия форм рельефа речных долин.

Подземные воды делятся на грунтовые и почвенно-грунтовые. Грунто­вые воды – безнапорные подземные воды первого от поверхности посто­янно существующего водоносного горизонта. Поверхность грунтовых вод, соответствующая верхней границе зоны полного насыщения горных пород и отложений водой, называется зеркалом грунтовых вод. Оно наклонено в сторону движения воды, в сглаженном виде отражает рельеф поверхности земли и следует его очертаниям.

Грунтовые воды залегают на водоупорном горизонте почв рыхлых отложений или плотных горных пород. Относительно водонепроницаемыми во­доупорными породами являются глины, кристаллические сланцы, граниты, нетрещиноватые известняки, мергели и др. В почвах иллювиальные гори­зонты Вмогут уплотняться и играть роль водоупора. Аккумуляция в почвах окислов железа приводит к формированию водонепроницаемых ортштейновых и ортзандовых горизонтов. В районах с вечной мерзлотой роль водо­упора могут играть мерзлые породы, над которыми залегают промерзаю­щие или непромерзающие надмерзлотные грунтовые воды. При близком залегании к поверхности водоупор создает временное или постоянное из­быточное переувлажнение ПТК, что приводит к образованию болот и забо­лоченных лесов.

Зеркало грунтовых вод имеет уклон, по которому фильтруется грунтовая вода. Это может быть связано с наклоном поверхности водоупора. Глубина залегания грунтовых вод отсчитывается от дневной поверхности в метрах и называется уровнем грунтовых вод. Чаще понижение у.г.в. происходит к месту естественного или искусственного дренажа - долинам естественных водотоков, канавам, балкам, оврагам, различным земляным выработкам. Депрессия почвенно-грунтовых вод а равнинных ПТК приводит к форми­рованию в центральных частях междуречий переувлажненных ПТК с боло­тами и заболоченными лесами. По мере приближения к водотокам понижа­ется у.г.в., улучшается дренаж, проточность и пропорционально увеличива­ется производительность лесов.

Почвенно-грунтовые воды – это подземные воды, водоупор которых залегает в почве, почвообразующеп или подстилающей горной породе, а зеркало постоянно или периодически находится в толще почвы. Залегание почвенно-грунтовых вод во многих случаях определяется глубиной дрени­рующей сети рек, балок, оврагов, канав и других дрен. Поднимаясь в пре­делы корнеобитаемого слоя растений, воды создают режим подтопления, который в зависимости от степени проточности (богатства кислородом) и питательными веществами влияет на состав и развитие растительности и условия заболачивания. Застойные поверхностные или грунтовые воды лишены притока и оттока (дренажа), вертикальной циркуляции, а следова­тельно, и возможности обогащения кислородом.

6.4. Эрозионно-гидрографическая и дренажная сети

Совокупность постоянных и временных водотоков и водоемов ПТК соз­дает их эрозионно-гидрографическую сеть. Структура ее определяется совокупностью физико-географических условий, возрастом, генезисом и морфологией ландшафтов.

Наряду с термином «эрозионно-гидрографическая сеть» применяется термин «дренажная сеть». Дренажная сеть – это совокупность постоянных и временных водотоков, которые дренируют прилегающую территорию, понижая уровень грунтовых вод.

Водотоки различаются не только по количеству протекающей в них воды в секунду (расходу воды), но и по рангу в дренажной сети. Дренажная сеть начинается с элементарных изначальных водотоков, которые находятся в самой вершине дренажной сети – ложбины, лощины, лога, промоины и ов­раги. Ниже по течению развиваются русловые водотоки (ручьи), имеющие постоянный канал стока. Еще ниже по течению по мере увеличения расхода водоток может производить боковую эрозию и формировать днище до­лины. При снижении скорости течения водотоки отлагают аллювиальные наносы и образуют аккумулятивные формы пойменных и надпойменных террас. Для обозначения ранга водотоков они могут обозначаться цифрами – водотоки 1-, 2-,3-го и т.д. порядков. Первым порядком обозначается элементарный, временный или постоянный водоток в вершине гидросети, этот водоток впадает в водоток 2-го порядка и т.д.

Плановое изображение системы водотоков какого-либо ПТК можно охарактеризовать густотой и рисунком. Дренажная сеть достаточно индивидуальна по густоте и характеру рисунка. Она зависит, прежде всего, от форм рельефа, а поэтому может служить их индикатором.

Индикация форм рельефа на локальном уровне проводится по аэроснимкам и топографическим картам. Дренажная сеть анализируется в целом, начиная с элементарных изначальных водотоков: промоин, ложбин, Логов, оврагов, канализированных русловых водотоков и кончая главными руслами, которые вырабатывают речную долину, отлагают материал и формируют аллювиальные формы рельефа.

6.5. Густота и плановый рисунок дренажной сети

Густота дренажной сети может оцениваться по среднему расстоянию между притоками первого порядка.

Густая дренажная сеть с расстоянием между притоками менее 150 м индицирует интенсивный поверхностный сток, однородные слабопрони­цаемые горные породы и отложения.

Среднегустая дренажная сеть с расстоянием между притоками первого порядка 150-1000 м индицирует средний поверхностный сток, горные породы и рыхлые отложения средней проницаемости (смесь глинистых и грубозернистых осадков).

Редкая дренажная сеть с расстоянием между изначальными водото­ками более 1000 м формируется на устойчивых горных породах, но которые при выветривании образуют грубозернистый легко водопроница­емый материал.

Тип рисунка дренажной сети в плане взаимосвязан с формами рельефа, геологическим строением, литологическим составом горных пород и отложений, новейшими тектоническими движениями земной коры.

Древовидная дренажная сеть напоминает ветвящееся дерево. Притоки со слабо изогнутыми руслами соединяются под острым углом. Такой тип речной сети характерен для форм рельефа, сложенных однородными тонкозернистыми отложениями значительной мощности: моренными и озерно-ледниковыми суглинками, вулканическими туфами, морскими и аллювиальными отложениями.

Перистая дренажная сеть напоминает перо, притоки соединяются с основным руслом под слабоострым углом. Притоки первого порядка взаимно параллельны. Характерна для форм рельефа, сложенных отложениями, богатыми алевритовой фракцией, легко размываемой эрозией.

Прямоугольная дренажная сеть – притоки соединяются под прямым углом и имеют коленообразные изгибы. Такая дренажная сеть часто формируется на глинистых кристаллических сланцах, глинистых сланцах, гнейсах, песчаниках, перекрытых рыхлыми отложениями небольшой мощности. Трещиноватость коренных пород контролирует рисунок тем резче, чем меньше мощность покрова рыхлых отложений.

Угловатая дренажная сеть – разрывы и трещиноватость подстилающих коренных горных пород наиболее четко контролируют рисунок дренажной сети. Острые угловатые изгибы русла характерны не только для притоков, но и для главного русла. Характер и направление угловатости также могут отражать специфику типов горных пород. Например, песчаники развивают параллельный рисунок трещиноватости, в то же время известняки образуют разрывы, пересекающиеся под острым углом.

Решетчатая дренажная сеть – характеризуется параллельными прито­ками и короткими параллельными элементарными водотоками, впадаю­щими в притоки под прямым углом. Этот тип рисунка индицирует скорее геологическое строение, чем тип горной породы. Обычно он связан с наклонными переслаивающимися осадочными породами, где главное русло следует по простиранию пласта.

Шпорообразная дренажная сеть – аномальная дренажная сеть, где притоки соединяются под слабо тупым углом. Такая перестройка обычной дренажной сети происходит в результате намывных процессов или тектонического подъема поверхности.

Растроенная дренажная сеть – характеризуется крупной транзитной рекой, в которую впадают мелкие, короткие притоки, слабо дренирующиеприлегающую плоскую равнину. Здесь нарушена последовательность соединения водотоков различного ранга, и элементарные притоки впадают сразу в реку высокого ранга. Такая несогласованная дренажная сеть характерна для относительно молодых аккумулятивных форм рельефа, имеющих плоскую поверхность и высокий уровень зеркала грунтовых вод. Это депрессии и оводненные равнины с большой площадью болот и озер. Региональные реки могут проходить через территорию, не дренируя ее. Такой рисунок обычен для ледниковых и аллювиальных равнин-впадин, сложенных плотными отложениями значительной мощности.

Параллельная дренажная сеть – образуется на однородных полого наклонных равнинах с постоянным уклоном; собирающий главный водоток может индицировать разлом или трещину в коренных породах. Притоки впадают в главное русло примерно под одинаковым углом. В Западной Сибири такая дренажная сеть отмечена в ландшафте Сургутского Полесья на зандровых равномерно наклонных равнинах.

Радиальная дренажная сеть – радиальная центробежная сеть, берущая начало на высокой точке и расходящаяся в разные стороны. Собирающая река опоясывает подножье вулканической горы или другой куполообраз­ной формы рельефа.

Кольцеобразная дренажная сеть – образуется на формах рельефа, подобных тем, которые формируют радиальную дренажную сеть, но в данном случае трещины пластов горных пород контролируют параллельные основанию горы притоки. Характерна для гранитных и осадочных куполов.

Центростремительная дренажная сеть – индицирует чашеобразные депрессии. В центре такой депрессии обычно формируется озеро или болото, которое питают радиальные водотоки.

Отсутствие дренажной сети – также является важным индикатором форм рельефа и материнских горных пород. Это обычно связано с зернистыми ма­териалами с высокой водопроницаемостью, пористыми и трещиноватыми горными породами или растворимыми горными породами, имеющими под землей водопроводящие каналы. Формы рельефа без поверхностной видимой дренажной сети сложены известняками, кораллами, песками.

Термокарстовая дренажная сеть – развивается на плохо дренируемых тонкозернистых осадках и органических материалах регионов с вечной мерзлотой. Замерзание грунтов формирует систему полигональных или гексагональных трещин, а протаивание – термокарстовые впадины. Дре­нажная сеть соединяет округлые термокарстовые озера и систему полиго­нальных трещин – водотоков.

Переплетающаяся дренажная сеть – развивается в верховьях речных систем на грубозернистых материалах; характеризуется нестабильным пе­ремещающимся руслом. Примером могут служить реки подножий гор в верховьях рек Тиссы (Закарпатье), Июса (Хакассия).

Малые формы рельефа без дренажной сети – отдельные дюны, друмлины, озы, камы, дайки, холмы конечных морен имеют незначительную водосборную площадь и не развивают своей дренажной сети.

Искусственная дренажная сеть – в гумидных регионах мелиоративные канавы проводят для понижения зеркала грунтовых вод. Дренажная сеть в этих условиях индицирует низкие и низменные плоские озерные, озерно-ледниковые, моренные и аллювиальные равнины. Ирригационные канавы и арыки создают в аридном климате.

При дешифрировании глобальных и региональных снимков было открыто, что реки, их русла и долины проходят по разломам земной коры и вскрывают систему ее трещиноватости. Часто разные реки, текущие в разные стороны, оказываются на одной прямой или плавно и слабо изогнутой линии. Специалисты назвали эти линии – линеаментами. Многие из линеаментов, обнаруженных на космоснимках, являются «живыми» разломами, которые ограничивают поднимающиеся и опускающиеся относительно друг друга блоки земной коры. Одновременно стало ясно, что по рекам проходят рубежи ПТК.

6.6. Водно-минеральное питание

Перемещаясь в ПТК, вода переносит растворенные минеральные и органические вещества, газы и твердые обломки горных пород. Различные местоположения ПТК по-разному обеспечивают водно-минеральным питанием растения и животных.

Вода в ПТК поступает в виде атмосферных осадков, которые, просачиваясь вглубь, образуют приповерхностные воды. Часть вод застаивается во впадинах (временных водоемах и мочажинах) или стекает по поверхности (делювиальные воды). Грунтовые и почвенно-грунтовые воды (инфильтрационные воды) передвигаются в направлении падения зеркала грунтовых вод и выходят на дневную поверхность, если она пересекает водоносные горизонты (фонтинальные местоположения). Обычно это основания уступов террас, подножья возвышенностей и т.д.

Количество воды и веществ вней различно на различных местоположениях. Б.Б.Полынов все местоположения подразделял по водно-минеральному питанию на три принципиально различные группы: автономные, супераквальные и субаквальные (Полынов, 1956).

Автономные ландшафты находятся на возвышенных частях, вершинах ландшафта иПТК Они питаются атмосферными водами, которые, просачиваясь вглубь земной толщи, уносят с собой растворимые вещества и мелкие обломки горных пород. Поэтому приповерхностные горизонты автономных ландшафтов прогрессивно выщелачиваются, оподзоливаются и обедняются питательными веществами. Грунтовые воды автономных ландшафтов недоступны для растений и животных. Поэтому они довольствуются перехваченными атмосферными водами и остатками пищи, которые не вымыты атмосферной водой.

Супераквальные (надводные) ландшафты находятся по высоте ниже автономных. Они также питаются атмосферными водами. Кроме того, в них поступают натечные воды, стекающие с автономных ландшафтов. Грунтовые воды супераквальных ландшафтов находятся достаточно близко от земной поверхности и доступны для растений и животных. В грунтовых водах растворены вещества, вынесенные из автономных ПТК. По сумме поступивших воды и веществ супераквальные ландшафты обеспечены в значительно большей степени.

Субаквальные (подводные) ландшафты постоянно или временно находятся под водой и характеризуются режимом затопления. Их водное и минеральное питание обеспечивают атмосферные, натечные (делю­виальные) и грунтовые воды.

Схема Б.Б. Шлыкова – это обобщение трех местоположений, принципи­ально качественно различных по условиям водно-минерального питания. Обычно исследователи определенных ландшафтов или их типов дают более детальные и более конкретные системы местоположений. Известны системы местоположений Г.Н. Высоцкого, А.А. Крюденера, А.Г. Раменского, К.Г. Рамана, Д.М. Киреева и др.

Так, например, в условиях Волховского ландшафта моренно-зандровых абрадированных равнин с еловыми и сосновыми лесами по условиям водно-минерального питания выявлено девять местоположе­ний (Киреев, 1963).

1. Замкнутые неглубокие понижения питаются за счет атмосферных и натечных вод, что в условиях плоской равнины в большинстве случаев созда­ет постоянный избыток влаги у поверхности и на поверхности, слабую про-точность, пониженную трофность, развитие процессов заболачивания.

2. Плоские водораздельные поверхности питаются главным образом за счет атмосферных вод, характеризуются длительным избытком влаги, слабопроточным увлажнением и относительной бедностью. Почвенно-грунтовые воды здесь редко (лишь в весенний период) выступают на по­верхность. В почвах доминируют глеевые процессы, но заболачивание не идет дальше формирования торфянистых почв.

3. Плоские междуречья также обладают избытком влаги, особенно если они сложены плотными и тяжелыми наносами (глинами и суглинками) или если легкие и проницаемые отложения близко подстилаются водоупорны­ми суглинками. Проточность грунтовых вод здесь средняя, а поэтому и трофность относительно более высокая по сравнению с плоскими водораз­дельными поверхностями.

4. Приводоточные суходолы представляют собой наиболее дренируе­мую часть невысокой надпойменной равнины. Наиболее точно это ме­стоположение характеризует слово «рамень», что в переводе с древне-славянского означает плечо – дренируемый участок, прилегающий к при­речному обрыву или склону. В условиях плоских равнин грунтовые воды понижены, проточны и богаты, так как обогащаются в процессе ин­фильтрации через отложения прилегающих территорий. В условиях пло­ских равнин эти местоположения отличаются наибольшим относитель­ным плодородием.

5. Поймы небольших речек имеют избыточное проточное увлажнение и относительно кратную поемность. Заболачивания здесь не происходит, а высокая проточность, обогащение почв за счет наилков формируют усло­вия повышенного богатства.

6. Безрусловые ложбины стока образуются в верховьях ручьев. Воды текут здесь медленно и не вызывают развития эрозии, благодаря чему лож­бины слабо выражены в рельефе. Заболачивание отсутствует, но условия несколько беднее по сравнению с поймами речек. Ложбины заполнены во­дой лишь в период весеннего таяния снегов.

7. Подножия склонов питаются водой за счет подтока со склонов меж­дуречий, поэтому отличаются богатством, проточностью и периодическим избытком влаги.

8. Склоны выпуклых приподнятых междуречий находятся в благо­приятных условиях дренажа и проточности с резко переменным увлажне­нием. Богатство вод этого местоположения меньшее по сравнению с приводоточным суходолом.

9. Вершины выпуклых междуречий питаются исключительно атмо­сферными осадками и имеют резко переменный характер увлажнения. В связи с этим на проницаемых бедных грунтах при глубоком уровне грунто­вых вод здесь могут иногда возникать засушливые или поверхностно за­сушливые и олиготрофные условия. На вершинах выпуклых междуречий трофность полностью зависит от литологического состава отложений.