Геохимические типы природных ландшафтов и их основные характеристики

РЕФЕРАТ

Геохимические типы природных ландшафтов и их основные характеристики

План:

Введение

1 Лесные ландшафты

1.1 Влажные тропики.

1.2 Кислые влажные тропики.

1.3 Ландшафты широколиственных лесов.

1.4 Таежные ландшафты.

2Степные и луговые ландшафты

2.1 Степные ландшафты.

2.1.1 Черноземные степи

2.1.2 Тип сухих степей

2.1.3 Субтропические степи

2.2 Горнолуговые ландшафты.

2.3 Лесостепные ландшафты.

2.3.1 Ландшафты европейской лесостепи

2.3.2 Дальневосточные лесостепи

2.3.3 Западносибирско-североказахстанская лесостепь

2.3.4 Якутская мерзлотная лесостепь

2.3.5 Забайкальско-монгольская лесостепь

3 Пустынные ландшафты

3.1 Полярные пустыни

3.2 Высокогорные пустыни (тибетско-памирские).

3.3 Суббореальные пустыни (казахстанско-монгольские).

3.4 Субтропические (средиземноморские) пустыни.

4 Тундровые ландшафты

5 Примитивно-пустынные ландшафты

6 Абиогенные ландшафты

Заключение

Литература

Введение

Под ландшафтом понимается конкретная территория, однородная по происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим основанием, однотипным рельефом, единообразным сочетанием почв и растительности и отличающаяся от других территорий структурой, характером взаимосвязи и взаимодействия между отдельными компонентами этой территории. По определению     А. И. Перельмана, ландшафт – это сложная неравновесная система, в которой происходит взаимодействие и взаимопроникновение элементов между породой, почвой, водами, воздухом, живыми организмами.

Геохимические особенности ландшафтов определяются миграцией атомов, и в основу классификации положены особенности миграции химических элементов, а также понятие об элементарном ландшафте, введенное в науку Б. Б. Полыновым в 1926 г. Элементарный ландшафт приурочен к определенному элементу рельефа, однородной породе, почве и одному типу растительности.

От того, как протекает бик (биологический круговорот), сколько органического вещества образуется в ландшафте, каков его состав, с какой скоростью оно разлагается, зависит формирование ландшафтов. По соотношению важнейших параметров бика – биомассы (Б) и ежегодной продукции (П) выделяются – 5 группы ландшафтов. Группы разделяются на типы по величине ежегодной продукции живого вещества и скорости разложения органических остатков.

Тип ландшафта отражает зональность природной геосистемы и близок к зональному типу почв, так как почва — «зеркало» ландшафта, продукт его функционирования. Помимо почвенных характеристик тип ландшафта учитывает и геоботаническую специфику. Например, бореальные и суббореальные умеренно континентальные восточно-европейские равнинные ландшафты включают типы лесной, широколиственной, лесостепной, степной, полупустынной, пустынной растительности.

Тип ландшафта по классификации подразделяют на подтипы в соответствии с подтипами почв и подклассами растительности. Например, таежный тип образован подтипами северотаежных, среднетаежных, южно-таежных ландшафтов.

1 Лесные ландшафты

Лесные ландшафты холодного и умеренного климата образуют обширный пояс в северной части материков Северного полушария. В растительности суббореальных и бореальных лесов сосредоточена значительная часть живого вещества планеты. Микробиологическая деятельность в почвах лесов протекает весьма напряженно. Из-за длительного холодного сезона, подавляющего микробиологическую деятельность, полного разрушения растительного опада не происходит. По мере увеличения длительности холодного зимнего сезона масса неразложенных растительных остатков возрастает с юга на север от 1500 т/км2 сухого органического вещества широколиственных лесов до 8500 т/ км2 северотаежных лесов.

Для всех типов почв лесных ландшафтов характерна аккумуляция элементов питания растений в лесной подстилке, под которой расположен горизонт их выноса. Группа лесных ландшафтов включает в себя десятки типов ландшафтов, мы остановимся лишь на нескольких.

1.1 Влажные тропики. Влажные тропики занимают большие площади в экваториальной Африке, Южной и Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке. Еще шире они были распростарнены в прошлые геологические эпохи (с конца девона). В них изобилие тепла сочетается с изобилием осадков, тепло и влага не лимитируют бик. Миграция атомов происходит с одинаковой интенсивностью в течение круглого года, периодичность миграции выражена слабо.Обилие тепла и влаги определяет большую ежегодную продукцию живого вещества во влажных тропиках. Величина П здесь в 2–3 раза больше, чем в широколиственных лесах и тайге и достигает 300–500 ц/га.

Для влажных тропиков характерно обилие видов. Если во всей Европе произрастает 250 видов деревьев, то на о. Ява – более 1500, в африканской гилее – 3000, Амазонии – 4000 видов. Поэтому во влажном тропическом лесу легче обнаружить представителей ста различных видов, чем сто особей одного вида. Видовое разнообразие определило и большую площадь выявления ландшафтов.

Колоссальное количество биологической информации во влажном тропическом лесу связано не только с благоприятными для организмов климатическими условиями, но и с историческими причинами: ландшафты влажных тропиков приурочены к областям древней суши, где эволюция непрерывно продолжается многие миллионы лет, начиная с палеогена и даже мезозоя.

В тропических почвах разложение органических веществ протекает исключительно бурно, и в них мало накапливается гумуса. В лесах практически нет лесной подстилки. В процессе разложения растительных остатков происходит быстрый вынос K, Si, Ca и относительное накопление в мертвом органическом веществе Fe, Mn. Важнейшими водными мигрантами бика являются Si, Ca, в меньшей степени, K, Mg, Al, Fe, Mn, S. Определенную роль в круговороте элементов играет поступление солей с атмосферными осадками. Частые грозы характерные для влажных тропиков, обогащают атмосферные осадки азотной кислотой, которая является дополнительным фактором питания растений. Надземные части растений могут поглощать аммиак и окислы азота, выделяемые надземной растительностью и поступающие в приземную атмосферу. Важной особенностью бика является вымывание дождевыми водами из листьев N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl, S.

1.2 Кислые влажные тропики. Типичные их представители формируются на изверженных, метаморфических и осадочных силикатных породах. Разложение большой массы органических веществ обогащает почвенные воды СО2 и органическими кислотами. Поэтому воды имеют, кислую реакцию, энергично выветривают кору выветривания и выщелачивают подвижные соединения на большую глубину. В результате под кислой почвой формируется мощная глубоковыщелоченная кислая кора выветривания. В первую очередь из почв и коры выветривания выносятся Ca, Na, Mg, K. Сравнительно быстро выщелачиваются кремнекислота силикатов, многие редкие элементы – Li, Rb, Cs, Ba, Sr. В результате почва и кора выветривания относительно обогащаются инертными элементами – Fe, Al, Zr, остаточным кварцем. Богатство почв гидроксидами железа придает им красную, оранжевую, желтую окраску. В ходе выветривания во влажных тропиках резко возрастает также количество химически связанной воды, входящей в состав гидроксилов и других минералов.

Во влажных тропиках существует два вида сорбционных барьеров: поглощающие анионы и поглощающие катионы. В условиях интенсивного выщелачивания единственная форма нахождения подвижных химических элементов, надежно защищающая их от выноса, – нахождение в живом веществе.

Огромное количество атмосферных осадков обусловливает интенсивный сток, в связи, с чем и реки и озера тропиков характеризуются слабоминерализованными водами. В них среди растворенных веществ видное место занимает кремнекислота. Поверхностные воды часто относятся к гидрокарбонатно-кремнеземному классу.

Геохимические особенности кислых влажных тропиков накладывают резкий отпечаток на флору, фауну, сельское хозяйство, здоровье человека. Так, содержание натрия в водах и продуктах питания здесь местами настолько мало, что не обеспечивает потребностей человеческого организма. В связи с этим население испытывает в нем острый недостаток. Главная особенность кислых влажных тропиков – продуктивность и скорость бика: образование ежегодно огромного количества живого вещества (П) и быстрая минерализация остатков организмов. Разложение большой массы органических веществ насыщает воды чрезвычайно активными химическими соединениями (СО2, органические кислоты), т.е. обогащает воды свободной энергией. Воды обладают грандиозной разрушительной силой, которой не может противостоять ни одна горная порода, почти не один минерал. Все они разлагаются с образованием различных растворимых соединений.

1.3 Ландшафты широколиственных лесов. Приурочены к областям влажного умеренно-теплого климата Евразии. Биомасса в широколиственных лесах немного меньше, чем во влажных тропиках (3000–5000 ц/га), но ежегодная продукция (П) и зеленая ассимилирующая масса Б2 меньше в несколько раз. В направлении на юг от северной границы бореальных лесов происходит постепенное уменьшение гумидности природных условий и сокращение холодного зимнего сезона, затрудняющего биогеохимические процессы. Соответственно изменяется флористический состав фитоценозов и геохимическая специализация растений-доминантов.

Широколиственные деревья сравнительно богаты зольными элементами, особенно листья. В золе много Са (до 20 %), меньше К и Si, еще меньше Mg, Al, Р и меньше всего Fe, Mn, Na, Cl. По мере усиления биогеохимических процессов увеличивается биомасса и опад, но уменьшается масса мертвого органического вещества. Одновременно происходят изменения в химическом составе растений и в соотношении масс химических элементов, мигрирующих в системе биологического круговорота.

В лесных почвах преобладают процессы выщелачивания. Высокое содержание в растениях Ca и его энергичное биологическое поглощение определяют кальциевый химизм бика в широколиственных лесах. Ca – типоморфный элемент.

В отличие от влажных тропиков бик в широколиственных лесах улучшает условия существования организмов. Для широколиственных лесов характерно совершенное геохимическое сопряжение между автономными и подчиненными ландшафтами. Тип широколиственных лесов включает ряд отделов, своеобразие которых определяется климатом, историей развития, возрастом.

1.4 Таежные ландшафты. Этот наиболее распространенный тип ландшафтов образует единую таежную зону от западных до восточных границ в России и Канаде. Биомасса в тайге не намного уступает влажным тропикам и широколиственным лесам. Более половины биомассы представлено древесиной, состоящей из клетчатки (50 %), лигнина (20–30 %), гемицеллюлозы (10 %), в меньшей степени из смол.

Видовое разнообразие в таежных ландшафтах меньше, чем в широколиственных лесах, число видов высших растений приблизительно вдвое меньше (около 1000 для крупных флористических районов).

Ежегодная продукция в южной тайге почти такая же, как в широколиственных лесах, в северной тайге – вдвое меньше. Растительный опад в южной тайге меньше, чем в дубравах, еще меньше он в северной тайге. Для тайги характерна низкая зольность прироста: в северной тайге ниже 1,5 %, в средней и южной – 1,6–2,5 %. Хвоя, содержащая много SiO2, играет ведущую роль в опаде деревьев. Для тайги характерен азотный тип химизма бика (N > Ca), в то время как в широколиственных лесах – кальциевый (Ca > N).

В холодной тайге разложение органических веществ протекает медленнее, чем в широколиственных лесах, микроорганизмы здесь работают не столь энергично, время их деятельности в году короче, некоторые группы бактерий отсутствуют. Поэтому в тайге накапливается много лесной подстилки. В почвах процессы минерализации и гумификации ослаблены, и энергично идет образование фульвокислот. Запасы гумуса в дерново-подзолистых почвах южной тайги почти вдвое меньше. чем в широколиственных лесах. В условиях кислого выщелачивания на бескарбонатных породах формируются ландшафты кислого и кислого глеевого классов.

Южная тайга кислого класса формируется на силикатных бескарбонатных породах в условиях хорошего дренажа, исключающего заболачивание автономных ландшафтов. Бик обусловливает энергичное кислое выщелачивание и слабое биологическое поглощение. В результате автономный ландшафт в целом обедняется подвижными элементами, биологический круговорот не замкнут.

В дерново-подзолистых почвах имеет место щелочно-кислотная и окислительно-восстановительная зональность. В профиле дерново-подзолистых почв отмечается существование двух основных геохимических барьеров: верхнего биогеохимического и сорбционного (гумусовый горизонт), на котором аккумулируются N, C, H, Ca, P, часто Zn, Ni, Cu, Co; нижнего совмещенного – щелочного, сорбционного и, возможно, кислородного (Fe, Al, Mn, Cu,V, Ni, Co, Zn, Cr). Промытость почв и коры выветривания в тайге определяет низкую минерализацию грунтовых вод. Дерново-подзолистые почвы бедны элементами питания растений.

В понижениях, где грунтовые воды залегают близко к поверхности, образуются низинные болота с зелеными мхами, осоками и «кислыми злаками». Круговорот химических элементов в болотных ландшафтах замедлен, так как эти элементы активно поглощаются растениями. Для сопряженных ландшафтов болот типоморфным является Fe.

2Степные и луговые ландшафты

2.1 Степные ландшафты. Биомасса в степях на порядок меньше, чем в лесных ландшафтах: от 100 до 400 ц/га, причем в отличие от лесов большая ее часть сосредоточена в корнях (70–90 %). Ежегодная продукция (П) составляет 13–50 ц/га. Во влажные годы в степях ярко выражены «волны жизни»: биомасса и число видов возрастают, бурно развивается фауна. В засушливые годы, напротив, Б уменьшается, видовое разнообразие падает, ландшафт приобретает более пустынный облик. Надземная фитомасса во влажные годы может быть в 10 раз больше, чем в засушливые.