Флуктуації та сукцесії геосистем.

На відміну від добової та сезонної динаміки, багаторічна здійснюється під визначальним впливом не одного якогось зовнішнього фактора, а зумовлена комплексом факторів різної природи - тектонічними рухами, кліматичними осциляціями та циклами різної періодичності, коливаннями рівня ґрунтових вод, віковими змінами деревостанів, змінами положення базисів ерозії тощо.

Важливою відмінністю багаторічної динаміки від добової та сезонної є те, що при ній можуть змінюватись як окремі стани геосистеми (ландшафтна флуктуація), так і послідовні та циклічні зміни різних видів геосистем тобто зміни одних геосистем іншими (ландшафтна сукцесія). Ландшафтна сукцесія є проміжною між динамічною та еволюційною формами часових змін геосистем. Вона може як підготовлювати еволюцію, так і утримувати геосистему від еволюційних змін, іти наперекір загальним еволюційним закономірностям.

Серед багаторічних динамічних змін геосистем виділяються їх флуктуації та сукцесія. Основна різниця між ними полягає в тому, що зміни першого типу не спрямовані і проявляються як коливання станів навколо деякого середньорічного, причому тривалість флуктуаційних відхилень незначна (1-3 роки). Натомість сукцесія - довготривала послідовність змін станів геосистеми, орієнтована на досягнення деякого оптимального для даних умов стану (прогресивна, або автохтонна сукцесія) або внаслідок дії деякого зовнішнього фактора може йти в бік, зворотній від оптимуму (ретрогресія, або алохтонна сукцесія). Флуктуації здебільшого проявляються у змінах рослинності геосистем, частково – в грунтах, а сукцесія супроводжується набагато більшими змінами.

Причинами флуктуацій здебільшого є відмінності гідрометеорологічних умов окремих років. У ландшафтах з континентальним кліматом у деякі роки ці умови можуть настільки відхилятися від середньорічної норми, що в цей рік геосистеми знаходяться в кліматичних умовах, властивих більш південним або північним зонам. Такі коливання кліматичних факторів призводять до зміни водного, а з ним -- і сольового режимів грунту. У степах, для грунтів яких властивий непромивний тип водного режиму, в окремі роки цей режим може бути навіть різко промивним, і тоді відбувається активне винесення солей за межі ґрунтового профілю і зони аерації. Особливо помітні флуктуаційні зміни в рослинності геосистем.

Концепція ландшафтної сукцесії виходить з того, що для певних умов зовнішнього середовища існує такий варіант структури геосистеми, при якому вона максимально позбавлена впливу лімітуючих факторів. Така геосистема називається клімаксовою для даних умов. Інші геосистеми відрізняються від неї за фактором, що зумовив їх відхилення від клімаксового стану, та за ступенем цього відхилення. Такі геосистеми та їх стани називаються серійними.

При послабленні або припиненні дії на геосистему її лімітуючого фактора відбувається спрямована зміна геосистем одна одною (або одного стану іншим) у бік меншої залежності від цього фактора аж до клімаксової геосистеми (прогресивна, або автогенна сукцесія). При посиленні дії лімітуючого фактора відбуваться послідовна зміна геосистем у зворотному напрямку – від клімаксової через серію геосистем з усе більш трансформованими лімітуючим фактором структурами аж до геосистеми, структура якої спрощена фактором максимально можливо (регресивна, або алогенна сукцесія).

Геосистеми та їх стани з максимально трансформованими фактором структурами називаються ініціальними. Ними, наприклад, є геосистеми оголених піщаних субстратів, поверхонь відслонень гірських порід, арен мінеральних вицвітів солей, перезволожені субстрати тощо. Від цих геосистем беруть початок відповідні сукцесійні ряди, вздовж яких геосистеми закономірно змінюють одна одну у напрямку клімаксової. Відповідно лімітуючим факторам та їх характерним сталим поєднанням виділяються різні сукцесійні ряди.

Літоморфні ряди. Ініціальними для них є примітивні геосистеми без грунтово-рослинного покриву з оголеним кам'янистим субстратом. Залежно від літології останнього виділяються різні серії літоморфного ряду: масивно-скельна серія, вапнякова, жорствяна, щебенева та ін.

Псамоморфні ряди беруть початок з геосистем оголеного сухого піщаного субстрату.

Делювіальні ряди починаються з суглинкових, глинистих, супіщаних субстратів, що залишаються після змиву грунту, утворюються при пролювіально-делювіальній акумуляції матеріалу тощо.

Гідроморфні ряди беруть початок від перезволожених субстратів із прісними або слабкомінералізованими водами. Залежно від генезису ініціальних геосистем виділяються різні гідроморфні серії ряду: алювіальна (в заплавах), літоральна (узбережжя морів, лиманів), плакорна (верхові болота), мочариста (на схилах в місцях виклинювання ґрунтових вод -мочарах).

Ксероморфні ряди - вздовж них геосистеми сухих місцеположень змінюються більш зволоженими. Ці ряди часто починаються від схилів південної експозиції з ксерофітизованими рослинними угрупованнями.

Галоморфні ряди - ініціальними для них є геосистеми без грунтово-рослинного покриву, в яких на поверхню виходять відклади солей. Залежно від хімізму цих відкладів можна виділяти різні галоморфні ряди: хлоридно-натрієві, сульфатні, карбонатні тощо.

Для кожного з цих рядів лімітуючим є один певний фактор: бідність на поживні елементи для літо-, псамо- та делювіального рядів, надлишок води - для гідроморфного, її нестача - для ксероморфного, надлишок солей - для галоморфного рядів. Геосистеми, у яких лімітуючими є кілька факторів, змінюються вздовж комплексних сукцесійних рядів. Таким, наприклад, є галогідроморфний ряд, ініціальними позиціями якого є геосистеми з близьким рівнем залягання мінералізованих ґрунтових вод, солі яки концентруються на поверхні. Сукцесія спрямована на позбавлення геосистемою як її надмірної засоленості, так і зволоженості.

Від основних рядів можуть відгалужувалися вкорочені другорядні ряди. Вони формуються в тому разі, якщо на фоні дії основного лімітуючого фактора підпорядковану роль починає відігравати деякий інший. Для геосистем України такими факторами часто є солонцюватість грунту, його карбонатність, низька кислотність. Відповідно, виділяються ряди, які можна назвати алкаломорфними, карбоморфними, ацидоморфними та ін.

На певних стадіях прогресивної сукцесії до однієї геосистеми можуть сходитись декілька лінійних рядів (ландшафтна конвергенція), або відходити від неї декілька різних (ландшафтна дивергенція) і можливі, але дуже мало, варіанти переключення сукцесійної динаміки геосистеми з одного ряду на інший (ландшафтна тригерність).

У процесі ландшафтної сукцесії від ініціальних станів до клімаксового відбувається ряд закономірних змін вертикальної структури геосистем та їх важливих властивостей:

§ зростають диференціація ґрунтового профілю, запаси гумусу в ньому;

§ грунт стає менш залежним від грунто-утворюючої породи та від ґрунтових вод, а рослинність - від грунту;

§ зростає потужність пухких відкладів, літологічний склад яких стає більш важким;

§ мікроклімат все більше визначається геогоризонтною вертикальною структурою геосистеми, ніж рельєфом;

§ водний режим геосистем стає збалансованим, зволоженість змінюється у бік мезоморфного ступеня;

§ круговороти мінеральних елементів стають більш замкненими, внаслідок чого в геосистемі утримується більше біогенних елементів;

§ уповільнюється внутрішньогеосистемний обіг речовин, тому накопичується більше мортмаси;

§ трофічна сітка геосистеми стає більш розгалуженою;

§ відношення продуктивності до дихання прямує до 1.

Тривалість проходження сукцесії рослинними угрупованнями від ініціальних стадій до клімаксових:

- тундрові екосистеми 1000-3500 років,

- темнохвойна тайга рівнинних регіонів 120-200 років,

- степові екосистеми на лесах (Україна) 100-150 років.

Тривалість вторинних сукцесій, тобто таких, що починаються після повного зведення рослинності, але із збереженням грунту (наприклад, після вирубки, пожеж, на перелозі тощо), значно менша: для екосистем тундри, степу, луків, злакових прерій 20-40, ялинових лісів 120-150, дібров 180-200 років.

Ландшафтна сукцесія може блокуватися зовнішніми факторами на деяких; стадіях і утримуватись на них дуже довгий час. Як приклад такої затримки можна навести геосистеми схилів, сукцесія яких блокується внаслідок постійного змиву новоутвореного ґрунтового дрібнозему та гумусу із стрімких схилів, геосистеми плавнів, де внаслідок виносу течією ріки органіки, що утворюється з відмиранням водних рослин, сукцесія на цій стадії й затримується на тривалий час (на кілька сотень років).

Дослідження ландшафтної сукцесії важливе як у теоретичному, так і в суто практичному відношеннях. Лісоводи США, користуючись моделями сукцесій, штучно затримують її на бажаних стадіях (власне, на стадії з домінуванням сосни, яка становить більшу промислову цінність, ніж широколистяні породи, що її змінюють). На розроблено методи рекультивації земель, що грунтуються на штучному прискоренні сукцесій шляхом підсівання в ініціальні геосистеми рослин, які в природних умовах з'являються на заключних сукцесійних стадіях.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основні закономірності функціональної динаміки.	\|	Загальні закономірності еволюції геосистем.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.018 сек.