• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема 8.

Тема 7

Таблиця

Таблиця

Середня продуктивність геосистем

(за Р. Уіттекером, 1980)

Середня швидкість формування гумусного горизонту ґрунтів, т/га

(за Ф.М. Лісецьким, 1990)

Антропічний аспект

З перетворенням природних геосистем у агрогеосистеми пов'язані суттєві зміни особливостей усіх ланок продуційного процесу. Продуктивність агроценозів здебільшого нижча від природних фітоценозів, що були на їх місці. Це пояснюється тим, що поля щорічно розорюються і ґрунт буває оголеним на початку та в кінці вегетативного періоду, коли природні екосистеми продовжують створювати продукцію. Так, річна продукція посівів зернових культур у помірному поясі становить 250—500 г/м², цукрових буряків 400 — 1000 г/ /м², тоді як лісів 600—2500, а степів 200—1500 г/м². Р. Ріклефс як на більш загальну причину меншої продуктивності агроугідь порівняно з природними вказує на монодомінантність посівів — один вид не може використовувати ресурси зовнішнього середовища з такою самою ефективністю, як це робить суміш видів з різними екологічними вимогами, що властиве природним рослинним угрупованням. На врахуванні цієї закономірності ґрунтується перспективний підхід до підвищення продуктивності агроценозів: одновидові посіви сільськогосподарських рослин замінити на дво - та багатовидові з диференційованими екологічними нішами та амплітудами.

Інтенсивне ведення сільського господарства пов'язане з низкою прямих та побічних вкрай небажаних в екологічному плані наслідків. Насамперед це: 1) виснаження ґрунту, його алелопатичне втомлення (накопичення продуктів виділення коренів рослин), 2) забруднення ґрунту, а через нього — і ґрунтових вод та самої сільськогосподарської продукції залишковими продуктами розпаду пестицидів, нітратами, іншими сполуками, 3) руйнування трофічної структури, геосистем та нагромадження в її ланках токсичних елементів тощо.

Суттєвих змін зазнає утворення вторинної продукції в агрогеосистемах. На ріллі воно відбувається переважно за допомогою ґрунтових безхребетних та деяких видів птахів. Зоомаса і тих і інших тут у сотні разів менша, ніж у природних геосистемах. На пасовищах величина продукції травоїдних тварин може набагато перевищувати продукцію цього трофічного рівня природних степів та лук. Проте підтримання цієї маси на такому «надприродно» високому рівні призводить до надвипасу і швидкої деградації рослинних угруповань, первинна продукція яких знижується до критичної межі і надалі використовувати такі угіддя під пасовища стає неможливим.

Формування гумусу в агрогеосистемах практично повністю позбавлене його найважливішого ресурсу — рослинного опаду. Внесення органічних добрив здебільшого не компенсує цієї втрати, тому після розорювання степів, лісів, луків йде інтенсивна дегуміфікація ґрунтів. Так, зіставивши дані картосхем вмісту гумусу, складених В.В. Докучаєвим 100 років тому (1879—1883), з матеріалами ґрунтових обстежень України, проведених у 1976— 1981 рр., побачили, що вміст гумусу в чорноземах зменшився на 25—30 %, а подекуди й більше. Якщо до розорювання степів переважали чорноземи з вмістом гумусу 7—10%, то зараз таких ґрунтів не залишилось, і домінують чорноземи, гумусу в яких не більше 5 %. Від незбалансованого внесення і розкладу органічної речовини щорічно чорноземи втрачають гумусу 0,3—0,8 т/га, а з ерозією — ще 0,4—1,2 т/га.

Типологія

За величиною продуктивності (чистої первинної продукції) геосиетеми поділяють на: 1) непродуктивні (фітомаса не створюється — скелі, піщані пляжі тощо), 2) низькопродуктивні (1— 5 т/га), 3) зниженої продуктивності (5 – 10), 4) середньо-продуктивні (10—15), 5) підвищеної продуктивності (15—20); 6) високопродуктивні (20—30), 7) дуже високопродуктивні (більше 30 т/га на рік).

Контрольні запитання:

1.Яка мета аналізу генетико-еволюційних відношень?

2.Які види трофічних відношень виділяються у геосистемах?

3.Який поділ екосистем за основним джерелом надходження енергії запропонував Ю. Одум?

4.Які розрізняються геосистеми за кількістю енергії, яку отримує геосистема?

5.На які можна поділити геосистеми за ступенем поглинання сонячної радіації рослинним покривом?

6.На які поділяються геосистеми за типом водного режиму?

7.Які виділяються геосистеми за співвідношенням статей водного балансу?

8.Які є геосистеми за збалансованістю водного балансу?

9.Які типи геосистем виділяються за рівнем забезпеченості вологою рослинних угруповань?

10.Що називається ландшафтно-геохімічними бар‘єрами?

11.Від яких основних закономірностей залежить чутливість рослин до атмосферних забруднень?

12.У яких групах процесів може реалізуватись самоочищення геосистем?

13.На які типи можна поділити геосистеми за хімічним складом?

14.На які можна розділити геосистеми за типом круговороту мінеральних елементів?

15.Які типи геосистем виділяють за складом та місцеположенням ландшафтно-геохімічних бар‘єрів?

16.Які виділяються геосистеми за багатством ґрунту елементами живлення?

17.Які є геосистеми за ступенем засоленості ґрунтів?

18.Із чого складається продуційний процес геосистеми?

19.Що таке інтенсивність світла?

20.Що таке температура?

21.Що таке вода?

22.Що таке поживні речовини ґрунту?

23.Що таке продукування мікробної маси?

24.Що таке відтворення гумусу?

25.Які екологічні наслідки пов‘язані з веденням сільського господарства?

26.На які поділяють геосистеми за величиною продуктивності?

ФУНКЦІОНУВАННЯ, ДИНАМІКА І РОЗВИТОК ЛАНДШАФТІВ

Основні питання:

1.Функціонування ландшафтів.

2.Динаміка ландшафтів.

Природні зміни і саморозвиток ландшафтів.

Антропогенні зміни і стійкість ландшафтів.

Стійкість ландшафтів.

3.Розвиток ландшафтів.

7.1. Функціонування ландшафтів

Мета:вивчити функціонування ландшафтів, основні терміни.

План:

1.Функціонування ландшафтів.

2.Головні складові функціонування ландшафтів.

Функціонування ландшафтів - це сукупність всіх процесів переміщення, обміну і трансформації речовини і енергії всередині ПТК або між різними ПТК як інтегральний фізико-географічний процес. Головними складовими функціонування ландшафтів являються: 1) вологообмін; 2) мінеральний обмін; 3) газообмін; 4) енергообмін і 5 )біогенний кругообіг.

Вологообмін називають "кровообігом ландшафту", оскільки склад­на система водних потоків пронизує ландшафт подібно кровоносній системі людини. За посередництвом потоків вологі відбувається основ­ний мінеральний обмін між окремими складовими частинами ландшаф­ту. Переміщення вологи супроводжується формуванням розчинів, транспортуванням і акумуляцією хімічних елементів; переважна біль­шість геохімічних реакцій відбувається у водному середовищі. Голо­вними процесами вологообміну є: 1) випадіння атмосферних опадів; 2) поверхневий стік; 3) інфільтрація і підземний стік; 4) підняття ґрунтових розчи­нів по капілярах і випаровування; 5) транспірація; 6) конденсація вологи в атмосфері і нове випадання опадів.

Мінеральний обмін в ландшафті відбувається під дією сили тяжіння і, на відміну від вологообміну, має вигляд спрямованих в один бік міг­раційних гравітаційних потоків, а не кругообігу. Мінеральні речовини

мігрують в ландшафті у вигляді: 1) твердих продуктів денудації гірських порід, що переміщуються по схилах під дією сили тяжіння; 2) твердих продуктів вулканічних вивержень; 3) механічних домішок у воді (завислі наноси); 4) механічних домішок у повітрі (пил); 5) водорозчинних речовин, тобто іонів, що переміщуються з водними потоками і приймають участь в геохімічних і біохімічних реакціях.

Газообмін - це переміщення, розчин і трансформація газоподібних речовин, а також циркуляція повітряних мас, яка супроводжується обміном речовиною і енергією.

Енергообмін являє собою кругообіг і трансформацію сонячної енергії. Сонячна енергія здатна перетворюватися в різні інші види енергії -теплову, хімічну, механічну. За рахунок сонячної енергії відбуваються всі внутрішні процеси обміну в ландшафті, включаючи вологообмін і біогенний кругообіг. Забезпеченість сонячною енергією обумовлює інтенсивність функціонування ландшафтів. Добові і сезонні коливання кількості сонячної енергії обумовлюють основні цикли функціонування - добовий і річний.

Біогенний кругообіг - це процеси утворення і руйнування органічної речовини. Утворення органічної речовини із неорганічної здійснюється первинними продуцентами (вищими рослинами, водоростями і бактеріями) за рахунок сонячної енергії і називається фотосинтезом. Руйнування органічної речовини відбувається внаслідок поїдання рос лин фітофагами, а фітофагів — зоофагами, а також розкладання відмер лих органічних решток мікроорганізмами.

Кожний з п'яти головних процесів функціонування ландшафтів складається із численних елементарних процесів, які мають фізичний, хімічний або біологічний характер. Прикладами фізичних процесів функціонування є падіння крапель дощу, нагрівання чи охолодження земної поверхні, підняття ґрунтових розчинів по капілярах, випаровування. Прикладами хімічних процесів функціонування є механічна, водна, по вітряна, біогенна та техногенна міграція хімічних елементів. І, нарешті, біологічними процесами функціонування є фотосинтез, розкладання органічної маси мікроорганізмами і т. ін.

Дослідження кожного з цих елементарних процесів методами від повідних наук - фізики, хімії, біології - дозволяє вивчити інтегральні процеси функціонування ландшафтів. Фізичні процеси функціонування вивчає геофізика ландшафту, хімічні - геохімія ландшафту, біологічні – ботика ландшафту (біогеоценологія). Дослідження здійснюються на комплексних географічних стаціонарах шляхом регулярних і багаторічних спостережень.

7.2. Динаміка ландшафтів.

Мета:вивчити динаміку ландшафтів, природні зміни ландшафтів, антропогенні зміни ландшафтів, стійкість ландшафтів, основні терміни.

План:

1.Динаміка ландшафтів.

2.Природні зміни ландшафтів.

3.Антропогенні зміни ландшафтів.

4.Стійкість ландшафтів.

Природні зміни ландшафтів.

Процеси функціонування ландшафтів супроводжуються змінами просторової і елементної струк­тури ПТК.

Кількісні зміни, які відбуваються в ПТК під дією природних і антропогенних факторів і не приводять до якісної перебудови його структури, називають динамікою ландшафтів.

Природні або спонтанні зміни характеризуються періодичністю і мають ритмічний або циклічний характер. Кожний цикл має свою три­валість в часі. Виділяють: 1) добові; 2) річні; 3) багаторічні цикли. В добових циклах виділяють нічні і денні фази, в річних - сезонні осінні, зимові, весняні і літні фази.

Добові цикли пов'язані із зміною термічних умов, викликаних обертанням Землі навколо своєї осі. Зміна кількості сонячної енергії відо­бражується на температурі і вологості повітря, а через ці метеорологіч­ні елементи - і на інших компонентах ПТК. Це, в свою чергу, викликає пульсацію вертикальних (конвективних) і горизонтальних потоків пові­тря, почасти також атмосферних опадів (наприклад, після полуденні дощі в екваторіальних широтах), процесів замерзання та танення, фізи­чного вивітрювання, фотосинтезу і т. ін.

Річні цикли в динаміці природних явищ пов'язані з положенням Землі відносно Сонця та нахилом земної осі і обумовлені різною кількі­стю сонячної енергії по сезонах року. Влітку, внаслідок максимальної кількості сонячної енергії, процеси в ПТК протікають інтенсивно. Взи­мку, навпаки, відбувається затухання функцій ПТК. Навесні інтенсив­ність процесів функціонування зростає, восени - зменшується.

Багаторічні цикли в динаміці ПТК пов'язані з циклами активності Сонця і відбуваються з інтервалами в 5-6, 11, 22, ЗО, 60, 90, 180, 900 і навіть 1850 років і більше.

Розглядаючи динаміку ПТК, її ритмічні прояви, не можна обійти неритмічні, тобто імпульсивні зміни станів ПТК. До неритмічних, тобто імпульсивних змін станів ПТК відносять: зміни викликані землетрусами, виверженнями вулканів, тайфунами, обвалами в горах і т. д. Ці процеси часом різко змінюють стан ПТК, іноді докорінно руйнують його, отже виходять за межі динаміки. Тобто слід розрізняти два типи змін ПТК, які називають зворотними і незворотними.

Зворотні зміни - це добові і річні зміни, які, за виразом Л.С.Берга, "не вносять нічого нового в усталений порядок речей", а також зміни катастрофічного характеру (наприклад, зміни, викликані землетрусами), після яких ландшафт відновлюється приблизно до того стану, в якому він був до катастрофи. При незворотних змінах "повернення до минулого стану не відбувається".

Зворотні зміни - це кількісні зміни, вони не призводять до якісної перебудови ПТК. Зворотні зміни відбуваються, як відмітив В.Б.Сочава, в рамках одного інваріанту, на відміну від незворотних, якісних змін, які ведуть до зміни інваріанту ПТК. Інваріантне начало зберігається незмінним при будь-яких динамічних перетвореннях. При цьому під інваріантом розуміється стійка послідовна зміна станів ПТК як його структурних елементів (мал. 3).

Мал. 3. Інваріант ПТК (1-7 - порядкові номери станів ПТК в рамках одного інваріанту; кількість станів умовна).

Стан - це положення, в якому знаходиться той чи інший ПТК на даний момент. Певна сукупність станів складає інваріант ПТК або його часову динамічну структуру, динамічний ряд, тоді як незворотні зміни складають еволюційний ряд розвитку ПТК. Останній В.Б.Сочава образно порівнює з кінематографічною стрічкою. Кожний кадр такої стрічки відповідає певному інваріанту і містить певну кількість пере мінних структур. Перехід одного інваріанту в другий (зміна кадру) - це вже прояв еволюційного розвитку природного середовища.

Уявлення про динаміку геосистем як зміну станів ПТК в рамках одного інваріанту має відношення насамперед до фацій. Сукупність всіх станів фації, тобто "інваріант з перемінними станами, які відносяться до нього" В.Б.Сочава запропонував називати епіфацією.

Перемінні стани фації — це різні модифікації її корінної структури, які виникають або спонтанно, або під впливом людини. В першому ви падку створюються серійні фації, які являють собою звичайно недовго вічні геосистеми, що заступають одна одну. Такі фації створюють серійний ряд, а процес зміни станів В.Б.Сочава назвав сукцесією геосистем. Зрештою серійні фації, що пройшли ряд сукцесійних змін, досягають еквіфінального стану. В.Б.Сочава розрізняє три варіанти еквіфінального стану фації: 1) корінна фація - відносно стійкий динамічний стан при гармонічному розвитку компонентів; 2) умовно корінна фація - звичайно близька до корінної і відрізняється від неї лише тим, що за браком часу ще не прийшла в рівновагу як всередині себе, так і з зовнішнім оточенням; 3) удавано корінна (квазікорінна) фація - це фація, яка змінена порівняно з корінною внаслідок довготривалого гіпертрофованого впливу якого-небудь фактору.

Тому динаміку можна визначити як зміну станів ПТК в рамках одного інваріанту, в той час як розвиток є зміною самого інваріанту.

Форми динаміки ландшафтів поділяють на: 1) природні і антропогенні (за факторами, що викликають зміни); 2) ритмічні та імпульсивні (за хара­ктером зміни станів); 3) добові, річні і багаторічні (за тривалістю змін).

Антропогенні зміни ландшафтів.

До поняття динаміки при­родних комплексів звичайно відносять всі зміни, викликані впливом людини. Вплив людини викликає різноманітні порушення у функціо­нуванні ПТК і змінює їхню структуру. Наприклад, при розорюванні земель порушується ґрунтовий покрив, знищується і замінюється на культурну природна рослинність, що впливає на режим підземних вод, мікроклімат, викликає ерозію ґрунтів. Ще більші зміни в ПТК викли­кають гірськопромислова і містобудівна діяльність людини.

Всі компоненти, які складають ПТК, відчувають вплив антропо­генної діяльності. Деякі дослідники вважають, що достатньо змінити будь-який природний компонент, щоб створився новий, антропогенний ПТК, а оскільки господарський вплив прямо або опосередковано заче­пив майже всю поверхню Землі, на ній вже практично не залишилось природних ландшафтів, майже всі вони заміщені антропогенними.

Так, згідно з Ф.М.Мільковим, достатньо змінити, напри­клад, ґрунти або тваринний світ, щоб ландшафт "автоматично та негайно перетворився на антропогенний". Антропогенні ландшафти поділяє на: 1) сільськогосподарські; 2) селитебні (малоповерхові і багатоповерхові); 3) промислові; 4) водні; 5) лісокультурні; 6) шляхові та ін. Інші автори, послідовники Ф.М.Мількова, серед антропогенних ландшафтів згадують "рисові ландшафти", "чайні ландшафти" і т. ін.

Згідно з уявленнями про динаміку і розвиток ПТК, зміни, які відбуваються в ПТК внаслідок антропогенного впливу, є незворотними. Тобто такими, що призводять не до зміни одного стану ПТК іншим в рамках одного інваріанту, а до зміни самого інваріанту. Тобто це не динамічні, а еволюційні зміни.

Ландшафтознавці, прихильники теорії нерівнозначності природних компонентів-факторів, вважають таку точку зору на роль антропогенного фактору в динаміці і розвитку ПТК помилковою. Що Ф.М.Мільков та його послідовники називають антропогенним ландшафтом, це, на думку А.Г.Ісаченко, лише різні прояви людської діяльності в ландшафті, які поділяються на дві групи: 1) типи використання земель або угіддя (поля і плантації з рисом, овочами і т. д., пасовища, сади і т. ін.); 2) інженерні споруди (мало - і багатоповерхові будинки, дороги, греблі, водосховища і т. ін.).Від того, вважає А.Г.Ісаченко, що до кожного з них ми додамо слово "ландшафт", тобто перейменуємо населені пункти в селитебні ландшафти, або, скажемо, поле гороху в гороховий ландшафт, ні наука, ні практика нічого не виграють.

На доказ А.Г.Ісаченко приводить такий приклад. Розорювання степів і руйнування дернини, яка затримувала сніг і воду і захищала грунти від морозу і вітру, зробили степові ландшафти ерозійно нестійкими. Наслідком цього стало зниження рівня ґрунтових вод і зменшення загальних запасів вологи. Землеробство супроводжувалося відчуженням поживних речовин із зібраним урожаєм і зменшенням кількості гумусу з 9-10 до 4-5 %, що призвело до зниження родючості степових ґрунтів. Але ж в степу після розорювання зовсім не зникли ті зональні фактори, які обумовлюють степовий клімат або наявність чорноземів. Нарешті, в цій "польовій" зоні продовжують вирощувати пшеницю і соняшник, а не льон, чайний кущ або кокосову пальму.

Звідси слідує, що: 1) теорія нерівнозначності природних компонентів-факторів вірна і геоматичні компоненти ПТК зберігають свої якості навіть при знищенні біотичних; 2) при оцінці ступеню антропогенного впливу на ПТК слід враховувати їх таксономічний ранг: чим він вищий, тим вища стійкість ПТК по відношенню до зовнішнього впливу, тим більша здатність ПТК до зберігання своїх головних властивостей.

Літогенна основа рівнин, повітряні маси відносно консервативні до зовнішнього впливу, біотичні компоненти - дуже чутливі, але в той же час здібні до саморегулювання, відновлення. Перетворення або навіть знищення останніх не зменшує потенційної здібності ПТК до відновлення характерних для нього типів рослинності або тваринного світу і викликає лише часткову зміну структури ПТК, оскільки літогенна основа і повітряні маси залишаються колишніми і слабко реагують на перебудову біоти.

В більшості випадків антропогенно обумовлена динаміка — це зміни в принципі зворотні, поки зачіпають головним чином біоту, яка здатна до відновлення. Але наслідки впливу людини на ПТК набувають більш стійкого і навіть незворотного характеру, якщо: а) напрямок цього впливу співпадає з незворотними природними процесами і посилює їх (наприклад, заболочування, яроутворення і т. д.); б) вплив людини відбувається на ведучі фактори ландшафтоутворення (терасування схилів, створення кар'єрів, териконів і т. д.); в) відбувається екологічно еквівалентна заміна одних біоценозів іншими. Тому до оцінки ролі антропогенного впливу краще за все підходити з'ясувавши спочаткутенденції їхнього природного розвитку, оскільки, наприклад, схильність ПТК до певних змін може дуже легко привести до переоцінки значущості "поштовху" з боку людини.

На думку В.Б.Сочави, під впливом антропогенного фактору створюються похідні модифікації корінної фаціальної структури, які формують ряди трансформації. Похідні модифікації можуть бути відносно короткочасними або довготривалими, але також мають тенденцію, проходячи ряд сукцесійних змін, повернутися к еквіфінальному стану.

Таким чином, антропогенні зміни ландшафтів - це зворотні у більшості випадків зміни і є не чим іншим, як короткочасними або довготривалими похідними модифікаціями їх корінної структури при зміні "слабких" біогенних компонентів природи. Лише корінна зміна "сильних" геоматичних компонентів природи призводить до змін незворотного характеру.

А.Г.Ісаченко вважає, що в залежності від ступеню впливу господарської діяльності слід розрізняти змінені та умовно змінені ландшафти. До останніх віднесені ПТК, які не відчували безпосередньо господарське використання. Змінені ландшафти поділяються на: 1) слабо змінені - господарська діяльність в них зачепила лише окремі компоненти, але основні природні зв'язки залишились непорушеними; 2) порушені (сильно змінені) - такі, що піддавались довготривалому господарському використанню, яке призвело до порушення структури комплексу та прояву таких негативних процесів, як ерозія, дефляція, заболочування, засолення, забруднення вод і т. д.; 3) перетворені - такі, в яких природні компоненти цілеспрямовано змінені в інтересах суспільства.

П.Г.Шищенко запропонував п'ятиступеневу шкалу перетвореності ландшафтів: 1) слабо перетворені; 2) перетворені; 3) середньо перетворені; 4)сильно перетворені; 5) дуже сильно перетворені.

Стійкість ландшафтів.

Динамічні прояви, накопичуючи кількісні зміни, кінець кінцем сприяють перебудові структури ПТК. Проте, як правило, це довготривалий процес, який реалізується в ході історичного розвитку. "Природний ландшафт сприймає втручання людини як щось зовнішнє, намагається "відторгнути" чужі для нього елементи і має тенденцію повернутися до свого первісного стану". При значних порушеннях структури ефективність саморегуляції ПТК знижується. Проте повною мірою вона не може бути усунена. При збереженні геоматичних складових - літогенної основи і регіональних особливостей клімату - корінна структура ландшафту завжди має шанси відновлюватися в тій чи іншій мірі. Це лише питання часу.

Здатність ПТК повертатися до свого вихідного стану складає його важливу властивість - стійкість. При цьому стійкість ландшафтів не слід розуміти лише як властивість відновлюватися після впливу антропогенних факторів. Дія природних факторів також "регулюється" механізмом стійкості.

Під стійкістю ландшафтів розуміється властивість ПТК зберігати значення своїх якісних і кількісних параметрів (свій інваріант) у певних "порогових " межах при впливі зовнішніх природних і антропогенних факторів. Стійкість, таким чином, визначається по відношенню до будь-якого навантаження на ландшафт.

Показником стійкості ПТК являються властивості геоми і біоти, які його складають, а також речовинно-енергетичного обміну, який їх зв'язує. Так, при оцінці ПТК з точки зору схильності до ерозії показниками стійкості ПТК являються умови рельєфу (крутизна, довжина, форма і експозиція схилів; глибина і густина ерозійного розчленування), геологічні умови (стійкість гірських порід до розмиву, особливості на шарування гірських порід), ґрунтовими умовами (протиерозійна стій кість, водопроникність), ґрунтозахисною роллю рослинності.

Стійкість ПТК прямо пропорційна їхньому таксономічному рангу: чим вищий ранг ПТК і, відповідно, складніша його структура, тим більша його стійкість. Це витікає із положення теорії систем, відповідно з яким система, яка складається із більшого числа елементів, буде, за інших однакових умов, і більш стійкою. Найменш стійкими є природні комплекси локального рівня. Вони невеликі за розмірами, з відносно простою структурою, і можуть бути повністю перебудовані. ПТК регіонального рівня значно більш стійкі і здібні зберігати свої суттєві якості (геологічний фундамент, рельєф, клімат) при впливові будь-якої інтенсивності. Планетарні ПТК ще більш стійкі. Проте необхідно взяти до уваги, що внаслідок вертикальних і горизонтальних взаємозв'язків в географічній оболонці сумарний ефект локального впливу може набути, врешті - решт, регіонального і навіть планетарного значення.

7.3.Розвиток ландшафтів

Мета:вивчити розвиток ландшафтів, основні терміни.

План:

1.Розвиток ландшафтів.

2.Загальні закономірності еволюційних змін геосистем.

3.Різновікові елементи ландшафтів.

4.Саморозвиток ПТК.

Якісні, незворотні зміни ПТК, які супроводжуються перебудовою структури ПТК, називаються розвитком або еволюцією ландшафтів.

Динамічні зміни в ПТК характеризуються періодичністю і зворотністю а еволюційні - спрямованістю і незворотністю. Під незворотністю еволюційних змін розуміють обов'язкову і незворотну зміну властивостей ПТК у ході його еволюції, на відміну від динамічних змін, які є лише сукцесіями і не виходять за межі притаманних цьому ПТК властивостей. Окремі цикли динамічних змін в ПТК можна порівняти з витком спіралі. Кожний новий виток просовує ПТК в поступальному русі.

Поступальний рух або спрямованість еволюційних змін є обов'язковою умовою розвитку будь-яких природних систем. Під нею розуміють етапність еволюційних змін, тобто властивість історії розвитку поділятися на окремі самостійні відрізки часу - етапи. Кожний етап - це окремий цикл динамічних змін, виток спіралі. В регіональному ландшафтознавстві це питання досліджувалося В.О.Ніколаєвим, який шляхом палеогеографічних реконструкцій виділив окремі етапи розвитку азіатських степів СРСР. Ще докладніше це питання вирішив у палеоландшафтознавстві М.Ф.Веклич. Він обґрунтував хронологічну схему із 16 палеогеографічних етапів. Вони різні за розміщенням зональних типів ландшафтів і різні за тривалістю, але характеризуються однаковістю фізико-географічних умов в межах своєї тривалості.

М.Д.Гродзинський розглядає три загальні закономірності еволюційних змін геосистем: 1) прогресивність; 2) довготривалість; 3) спадкоємність. Прогресивність еволюційних змін він розуміє як спрямованість на формування нових геосистем, а не на повторення тих, що вже були. Але в такому розумінні ця риса лише повторює іншу - незворотність, що позбавляє сенсу її використання. Довготривалість еволюційних змін розуміється як властивість геосистем змінюватись лише після того, як мине значний відрізок часу. На думку М.Ф.Веклича, тривалість окремого еволюційного етапу не може бути меншою, ніж 500-600 років, а для геосистем регіонального рівня, за В.О.Ніколаєвим, вона становить декілька тисяч років. Спадкоємність еволюційних змін розуміється як нерозривний зв'язок нової геосистеми з попередньою. Тобто новоутворена геосистема не є чимось абсолютно новим і поряд з новими властивостями обов'язково зберігає частину старих.

Б.Б.Полинов встановив, що в кожному ландшафті представлені різновікові елементи: 1) реліктові; 2) консервативні; 3) прогресивні. Реліктові елементи збереглися від минулих епох. Урочища, які сформувалися на цих елементах, вказують на попередню історію ландшафту. Реліктовими можуть бути: 1) форми рельєфу (наприклад, льодовикові); 2) елементи гідрографічної сітки (наприклад, сухі русла річок і улоговини озер в пустелі); 3) біоценози і ґрунти (наприклад, степові угрупування з відповідними ґрунтами в тайзі і т. п.). Консервативні елементи знаходяться в повній відповідності до сучасних природних умов. Вони складають значну частину морфологічних оди ниць ландшафту. Прогресивні елементи підкреслюють особливості розвитку ландшафтів, відображують зміни, які в ньому зароджуються, вказують на тенденції розвитку. Прикладом прогресивних елементів можуть бути острівки лісу в степу, ерозійні форми рельєфу в моренних ландшафтах і т. д. І.І.Мамай включив в поняття "розвиток ландшафтів" і зворотні, і незворотні зміни ландшафтів і пропонує виділяти три основні фази розвитку: 1) зародження і становлення ПТК; 2) стійке існування і повільний розвиток; 3) припинення розвитку.

Механізм розвитку ПТК полягає в поступовому кількісному накопиченні елементів нової структури, наприклад нових морфологічних одиниць, і витісненню елементів старої структури, що врешті-решт призводить до якісної зміни, тобто перетворенню одного ПТК в інший. Відрізок часу, з початку і до кінця якого ПТК функціонує в умовах однієї структури, називають віком ПТК. Вік ПТК обчислюється з того моменту, коли в ньому склалися як геоматичні, так і відповідні до них біотичні умови. Якщо встановити вік ПТК, можна визначити напрямок і стадію його розвитку.

Час, за який змінюється структура, залежить від рангу ПТК. Найбільш швидко змінюються фації. Аномально швидка зміна структури ПТК можлива внаслідок яких-небудь стихійних (землетруси, вивер­ження вулканів тощо) або техногенних процесів. Але раптова кардинальна зміна структури ПТК розглядається не як еволюційна, а як катастрофічна.

З поняттям "розвиток ПТК" безпосередньо зв'язано поняття "са­морозвиток ПТК" під яким розуміють властивість ландшафтів посту­пово змінюватись і без впливу зовнішніх факторів внаслідок незупинної взаємодії компонентів, тобто функціонування ландшафтів. Так, В.В.Докучаєв показав, що озеро навіть при постійних стоку та інших важливих зовнішніх умовах поступово мілішає і в кінці кінців немину­че щезає, тобто перетворюється в комплекс іншого типу - болото, солончак тощо. Саморозвиток ландшафту протікає відносно повіль­но і рідко виражений "в чистому вигляді", тому що на нього наклада­ються зміни, які викликані зовнішніми впливами. І внутрішні, і зовнішні чиннику впливу складним чином переплітаються і розділити їх буває нелегко.

Контрольні запитання:

1.Дайте визначення поняття "функціонування ландшафтів". Назвіть головні складові функціонування ландшафтів.

2.Що являє робою вологообмін в ландшафті?

3.Що являє собою мінеральний обмін в ландшафті?

4.Що являє собою газообмін в ландшафті?

5.Що являє собою енергообмін в ландшафті?

6.Що являє собою біологічний метаболізм в ландшафті?

7.Дайте визначення поняття "динаміка ландшафтів".

8.Поясніть зміст понять "добові", "річні (сезонні)" і "багаторічні цикли" в динаміці ландшафтів.

9.Поясніть зміст понять "зворотні" і "незворотні" зміни ландшафтів.

10.Дайте визначення поняття "інваріант ПТК".

11.Дайте визначення поняття "епіфація".

12.Яке значення у динаміці ландшафтів мають геоматичні і біотичні компоненти природи, що їх складають?

13.Дайте визначення поняття "антропогенні зміни ландшафтів".

14.Дайте визначення поняття "стійкість ландшафтів". Назвіть основні показники стійкості ландшафтів.

15.Дайте визначення поняття "розвиток ландшафтів".

16.Дайте визначення поняття "вік ландшафтів".

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ І КАРТОГРАФУВАННЯ ЛАНДШАФТІВ

Основні питання:

1.Польові дослідження і картографування ландшафтів.

Підготовчий (передпольовий) період ландшафтних досліджень.

2.Польовий період ландшафтних досліджень.

Післяпольовий (камеральний) період ландшафтних досліджень.

3.Стаціонарні та напівстаціонарні дослідження ландшафтів.

4.Дистанційні дослідження ландшафтів.

Комп'ютеризація ландшафтознавчих досліджень.

8.1. Польові дослідження і картографування ландшафтів

Мета:вивчити польові дослідження і картографування ландшафтів; ознайомитися з підготовчим (перед польовим періодом) ландшафтознавчих досліджень; вивчити основні терміни.

План:

1.Польові дослідження і картографування ландшафтів.

2.Підготовчий (передпольовий) період ландшафтних досліджень.

Польові ландшафтні дослідження включають три періоди: 1) підготовчий; 2) польовий; 3) після польовий.

Підготовчий (перед польовий) період починається із збору літературних та фондових джерел інформації про територію польових робіт. Їх аналіз дає можливість скласти загальне уявлення про характер при­родних умов району досліджень (геолого-геоморфологічну будову, кліматичні особливості, річки і озера, ґрунти і рослинність), а також про його заселеність, господарські особливості, шляхи сполучення і т. ін. Обов'язковим для проведення ландшафтних досліджень є наявність топографічних карт. Бажаною є наявність аеро - і космофотознімків, а також тематичних карт: геологічних, ґрунтових, рослинності та ін.

По закінченні збору фактичного матеріалу складається попередня ландшафтна карта або карта-гіпотеза ПТК. Контури ПТК встановлюються за горизонталями топографічної карти, а уточнюються і диференціюються за допомогою аерофотознімків і тематичних карт, описів опорних відслонень та бурових свердловин. Положення та опис опорних відслонень та бурових свердловин, який можна знайти в геологічних фондах, доцільно нанести на попередню ландшафтну карту. До попередньої ландшафтної карти складається попередня легенда, під якою розуміється лаконічний, але комплексний і структурований словесний опис відображених на карті ПТК. Після складання первинної ландшафтної карти намічаються польові маршрути, точки комплексного опису, опорні профілі.

8.2.Польовий період ландшафтних досліджень

Мета:вивчити польовий період ландшафтних досліджень, після польовий (камеральний) період ландшафтних досліджень, основні терміни.

План:

1.Польовий період ландшафтних досліджень.

2.Комплексний фізико-географічний або ландшафтний профіль.

3.Післяпольовий (камеральний) період ландшафтних досліджень.

Польовий період.

Під час польового періоду виконуються такі основні види робіт: 1) ключові або площинні дослідження ПТК; 2) складання опорних ландшафтних профілів; 3) складання польової ландшафтної карти.

Під час ключових або площинних ландшафтних досліджень основні роботи по вивченню ПТК ведуться на точках спостережень, які закладаються в найбільш характерних, домінуючих фаціях. Точка спостережень або точка комплексного опису відповідає невеликому майданчику, площа якого складає 10x10 або 20х20 м, а форма має повторювати форму фації.

Спостереження на точках записують у спеціальний польовий бланк, який може бути універсальним, а може відрізнятися для лісових, лучних і розораних ділянок, для фацій і урочищ і т. д. Обов'язковому дослідженню і опису в бланку підлягають: 1) склад і генезис поверхневих відкладів; 2) рельєф; 3) умови зволоження; 4) ґрунти і ґрунтоутворюючі породи; 5) рослинний покрив; 6) сучасні природні процеси, які впливають на ПТК; 7) господарське використання території ПТК.

Записавши на бланку дату і номер точки, потрібно дати її адресу,тобто положення по відношенню до "стійких" об'єктів - орієнтирів:населених пунктів (точніше найбільш сталих об'єктів у межах населених пунктів - кладовищ, шкіл, пам'ятників тощо), мостів та інших іззазначенням відстані та азимуту або румбу.

В графі "Рельєф" характеризується мезоформа рельєфу та її елемент, в межах якого знаходиться фація, що досліджується. У якості мезоформ рельєфу розглядаються: 1) річкова долина; 2) межирічна рівнина; 3) балка. Елементами мезоформ рельєфу є: 1) у річкової долини - річище, заплава, надзаплавні тераси, корінні схили; 2) у межирічної рівнини - плакорна поверхня та схили; 3) у балки - днище та схили. Для

заплави, надзаплавних терас і плакорної поверхні обов'язково вказують форму поверхні: 1) плоска; 2) слабо-хвиляста; 3) хвиляста; 4) горбиста тощо. Для схилів зазначають експозицію (по восьмі румбах), крутизну в градусах і форму. Експозиція схилів визначається за допомогою компасу, крутизна - за допомогою екліметру або гірського компасу. Форму схилів визначають відповідно до крутизни поверхні в різних частинах схилу: 1) якщо він має однакову крутизну по всьому профілю - він прямий; 2) якщо в верхній частині він крутіший, ніж в нижній - він ввігнутий, якщо навпаки - опуклий. При характеристиці рельєфу вказуються також абсолютна і відносна висота точки спостереження, які визначаються за топографічною картою.

В графі "Опис ґрунтового розрізу" вказується індекс кожного з генетичних горизонтів ґрунтового профілю, а також його глибина в сантиметрах. Глибина ґрунтового розрізу обумовлюється глибиною залягання ґрунтоутворюючої і підстилаючої порід і коливається в середньому в межах 1-1,5 м, якщо цьому не заважають ґрунтові води або близьке залягання щільних гірських порід. Далі описується кожний з виділених горизонтів у такій послідовності: колір, вологість, механічний склад, структура, щільність, новоутворення, включення, характер переходу до наступного горизонту і форма межі між ними.

Мал. 4. Трикутник С.О.Захарова для визначення кольору ґрунту

Для визначення вологості ґрунту прийняті наступні градації його польової вологості: 1) сухий (пилить, не холодить руку при дотику); 2) свіжий(не пилить, холодить руку при дотику, але не маститься); 3) во­логий (маститься при дотику); 4) сирий (вода поблискує в тріщинах, але не сочиться при стискуванні зразку ґрунту); 5) мокрий (при стискуванні зразку ґрунту з нього сочиться вода).

За механічним складом гірських порід, що складають ґрунти, роз­різняють наступні градації: 1) пісок; 2) супісок; 3) суглинок; 4) глина. Пісок за середньою величиною окремих піщинок, в свою чергу поділяється на: 1) тонкозернистий; 2) дрібнозернистий; 3) середньозернистий; 4) крупнозернистий; 5) різнозернистий (якщо містить зерна всіх інших градацій в приблизно однаковому співвідношенні). Суглинки поділяються на: 1) легкі; 2) середні; 3) важкі. Якщо ґрунт складається із окремих уламків скельних порід, змішаних з дрібноземом, такий механічний склад називають скелетним.

Найточніше визначення механічного складу ґрунтів дає лабораторний аналіз за методом Н.А.Качинського. Але в умовах польових досліджень найчастіше використовують метод "скатування" того ж автора. Для визначення механічного складу зразок ґрунту злегка зволожують до тістоподібної консистенції і намагаються скатувати шарики або шнури. Якщо проба не скатується в шарик - це пісок. Якщо проба скатується в шарик, а в шнур не скатується - це супісок; якщо в шнур, але тонкий кінчик не виходить - це легкий суглинок. У середнього суглинку скатується тонкий кінчик, але шнур не скатується в кільце, розламу­ється при згинанні. Важкий суглинок скатується в кільце, але розламу­ється при згинанні кільця у вісімку. Глина скатується у вісімку.

Структура - це властивість ґрунту розпадатися на окремі структурні агрегати певної форми. В Україні для визначення структури ґрунту використовують класифікацію С.А.Захарова, в якій виділяють наступні типи: 1) брилова; 2) грудкувата; 3) горіхувата; 4) зерниста; 5) стовпчаста, 6) призматична; 7) плитчаста; 8) лускоподібна (мал. 5).

Щільність ґрунту визначають за наступними градаціями: 1) дуже щільний (ні лопата, ні ніж у ґрунт не входять); 2) щільний (ґрунт копається з великим зусиллям, кінчик ножа входить в ґрунт лише на 1-2 см); 3) ущільнений (лопата і ніж входять в ґрунт при незначному зусиллі); 4)пухкий (лопата і ніж входять без зусиль).

Новоутворення виникають в ґрунті в процесі її формування і являють собою різні форми накопичення речовин, які виділяються на загальному фоні ґрунтової маси. Новоутвореннями є накопичення карбонатів, сульфатів, хлоридів, гіпсу. Карбонати дають білого кольору "сивинку", плісень, псевдоміцелій або псевдогрибницю, білоочку, дутики, журавчики.

Мал. . Головні види ґрунтової структури: 1 - крупногрудкувата; 2 - грудкувата; 3 – дрібно грудкувата; 4 - крупногоріхувата; 5 - горіхувата; 6 – дрібно горіхувата; 7 - крупнозерниста; 8 - зерниста; 9 - пороховидна; 10 - стовпчаста; 11 - дрібно стовпчаста; 12 - призматична; 13 дрібно призматична; 14 - плитчаста; 15 - пластинчаста; 16 - листоподібна; 17 - шкаралупчаста; 18 - велико луската; 19 - дрібно луската; 20 – дрібно лінзоподібна; 21 - лускоподібна.

Сульфати і хлориди мають білий колір і виглядять як щіточки інею, крапочки, скориночки, наліт і т. д. Оксиди заліза, алюмінію, марганцю і фосфору утворюють іржаві, червоні, бурі і чорні утворення у вигляді зерен, смуг і плям різних розмірів. Закиси заліза утворюють плівки і розводи сизого або зеленуватого кольору. Карбонати легко розпізнаються по реакції на соляну кислоту (НС1) - краплі кислоти закипають при попаданні на зразок ґрунту при наявності карбонатів.

Включення - це валуни, галька, гравій, кістки, черепки - тобто предмети, які зустрічаються в ґрунті, але не пов'язані безпосередньо з процесом ґрунтоутворення.

Перехід від одного горизонту до другого може бути: 1) різкий (зміна властивостей горизонту відбувається на протязі 3 см); 2) ясний (3-5 см); 3) поступовий (понад 5 см). Межа між горизонтами може бути: 1) рівною, 2) хвилястою (ширина впадин більше їх глибини); 3) язикуватою (глибина впадин більше їх ширини).

Опис ґрунтів завершується відбором зразків для лабораторних аналізів. Після опису всіх горизонтів ґрунтового розрізу визначається повна назва ґрунту, яка заноситься в бланк у вигляді складного речення та індексу. Повна назва ґрунту включає в себе генетичний тип і підтип, механічний склад верхнього горизонту, ступінь опідзоленості, оглеєності й змитості. Ось приклад повної назви ґрунтів: темно-бурі гірсько-лісові опідзолені слабо глеюваті середньо-суглинисті слабозмиті.

Записуючи визначення ґрунтоутворюючої породи, необхідно вказати її генезис і літологію, наприклад, делювіальний суглинок. У складі ґрунтоутворюючих порід на рівнинній частині України переважають четвертинні, головним чином континентальні, відклади, які познача­ються відповідними латинськими літерами:1) лесові (S лес); 2) воднольодовикові (fgl); 3) льодовикові (g1 або М); 4) давньоозерні (lim). В річкових долинах сформувались алювіальні (аІ) і давньоалювіальні (tal) відклади; в ярах, балках і лощинах - алювіально-делювіальні (аl-dl); на привершинних водозбірних зниженнях чи в западинах - делювіально-флювіогляціальні (dl-fgl).

В графі "рослинність" спочатку характеризують деревний ярус: склад порід, ярус, кількісне співвідношення окремих порід в балах від загальної суми 10, середній діаметр стовбурів, висоту. Назва порід пишеться з вказівкою роду та виду (наприклад, бук лісовий, дуб звичайний, береза бородавчаста і т. д.). Після деревного ярусу описують під ріст, підлісок (чагарники), чагарнички і мохи. Рясність окремих видів цих ярусів описується за градаціями: 1) густо; 2) середня густина; 3) розріджено. При описуванні трав'яних угрупувань спочатку перелічують злаки, потім осоки, бобові, різнотрав'я. Рясність кожного виду вказується за шкалою Друде, яка використовується для окомірної оцінки рясності рослин і має наступні градації:

Наприкінці подають назву рослинної асоціації по двох-трьох панівних видах. При цьому на останнє місце ставлять домінуючі рослини, наприклад, кострицево-мітлицева. До назви лісових угрупувань включають провідну, а іноді, і супровідну породу деревного ярусу, переважаючий вид підліску і переважаючий вид або групу видів чагарникового, трав'яного або мохового покриву. Наприклад, липово-дубовий ліс ліщиново-різнотравний.

В ландшафтно-прикладній характеристиці фацій спочатку дають назву господарчого угіддя. Розрізняють таки види угідь: 1) оранка; 2) сіножаті; 3) пасовища; 4) сад; 5) виноградник; 6) ліс; 7) чагарник; 8) болото та ін. Вказують також культурно-технічний стан угіддя, ступінь девастованості, тобто стравленості травостою пасовищ.

Далі приводять ознаки антропогенного впливу на властивості фацій, наприклад: випас худоби; сінокіс; засмічення побутовим сміттям; наявність кар‘єрів, міське чи шляхове будівництво і т. ін. Вказується польова культура та її стан. В цьому випадку замість індексу фітоценозу вказують: орні угіддя - картопля, орні угіддя - просо і т. д.

Аналізуються і вказуються лімітуючи фактори господарської діяльності, якими можуть бути недостатнє чи надлишкове зволоження, малородючисть ґрунтів, забруднення і т. д. Після цього даються рекомендації по раціональному використанню досліджуваної території.

По завершенні робіт на точці дають назву ПТК, яка повинна логічно витікати з усіх заповнених граф бланку і відображати його головні риси. Наприклад: центральна заплава річки з алювіальними дерновими сильно завалуненними ґрунтами під лучно-різнотравною рослинністю; крутий схил долини струмка з сильно змитими коричневими гірськими щебенюватими ґрунтами під грабинником широкотравним.

Одним з основних картографічних матеріалів польових ландшафт них досліджень є комплексний фізико-географічний або ландшафтний профіль. Він являє собою гіпсометричний профіль, який поєднується з геологічним, гідрогеологічним, ґрунтовим і ботанічним профілями і наглядно відображує і вертикальну, і горизонтальну (морфологічну) структуру ландшафтів. Гіпсометричний профіль прокладається таким чином, щоб його лінія перетинала основні, найбільш характерні урочища даної території і проходила перпендикулярно по відношенню до річкових долин і інших ерозійних форм рельєфу. Під гіпсометричною кривою умовними значками відображують види ґрунтів, а під ґрунтами генезис, літологічний склад і потужність ґрунтоутворюючих і корінних гірських порід. Там же, на відповідній глибині проводять лінію залягання дзеркала підземних вод. Над гіпсометричною кривою також умовними значками відображають типи рослинних угрупувань і наносять назви річок і ПТК, які вона перетинає. Назви ПТК, а також більш детальні дані про рельєф, ґрунти, геологічну будову і рослинність території можуть відображуватися в табличній легенді, яка розміщується під ландшафтним профілем.

Під час польових досліджень складається польова ландшафтна кар та, основою якої є попередня ландшафтна карта, що була створена під час підготовчого періоду. Попередні контури ландшафтних комплексів уточнюються у відповідності з даними польових спостережень і набувають остаточних обрисів. Уточнюється і попередня легенда ландшафтної карти. Після визначення виду ландшафтного комплексу його контур позначається цифровими або літерними символами відповідно до розробленої легенди (мал. ).

Мал. . Польова ландшафтна карта (фрагмент): 1 - заплави річок; 2 - перші надзаплавні тераси річок; 3 - схили межирічних рівнин; 4 - плакорні поверхні межирічних рівнин; 5 - яри на схилах межирі­чних рівнин; 6 - балки на схилах межирічних рівнин; 7 - лощини на схилах межирічних рівнин.

Післяпольовий (камеральний) період.

Зміст третього заключного періоду експедиційних ландшафтознавчих досліджень складає: 1) обробка, аналіз, узагальнення і систематизація матеріалів польових досліджень (бланків, щоденників, польової ландшафтної карти, зразків ґрунту і ґрунтоутворюючих порід тощо); 2) складання остаточного варіанту ландшафтної карти і написання звіту. Після закінчення обробки матеріалів і уточнення контурів окремих ландшафтних комплексів провадиться їхня остаточна систематизація (типізація, групування і ранжирування) і складається остаточна легенда ландшафтної карти, до якої підбирають засоби зображення (кольорову гаму, систему штриховок і позначок). Потім контури ландшафтних комплексів переносять з польової ландшафтної карти на чистий аркуш креслярського паперу і розфарбовують за розробленою кольоровою гамою, або вкривають контури певною штриховкою і позначками. Легенда розміщується по краях аркуша по­руч з зображенням або на окремих листах.

Звіт являє собою рукопис, який містить комплексну характеристикуландшафтних комплексів досліджуваної території, а також узагальнений і систематизований фактичний матеріал, поданий у вигляді таблиць, схем і графіків у додатках. Ілюстративний матеріал звіту предста­влений фрагментами ландшафтної карти, фотознімками і аерокосмічними знімками, що дають уяву про територіальну структуру і фізіономічні риси ландшафтних комплексів регіону досліджень.

8.3. Стаціонарні та напівстаціонарні дослідження ландшафтів

Мета:вивчити стаціонарні та напівстаціонарні ландшафтознавчі дослідження, основні терміни.

План:

1.Стаціонарні ландшафтознавчі дослідження.

2.Напівстаціонарні ландшафтознавчі дослідження.

Стаціонарні ландшафтознавчі дослідження - це польові до слідження особливостей функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних комплексів в стаціонарних умовах, на протязі тривалого часу і за допомогою технічних приладів.

Кількісні характеристики функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних комплексів поділяють на характеристики вертикального і горизонтального простягання. Характеристиками вертикального про стягання являються характеристики окремих природних компонентів, які формують вертикальну (ярусну) структуру ландшафтних комплексів і відображають процеси вертикального переміщення енергії і речовини. При дослідженні вертикальних енергетичних і речовинних потоків в ландшафтних комплексах вивчають: 1) радіаційний режим атмосфери і земної поверхні; 2) тепловий режим повітря: 3) тепловий режим ґрунтів; 4) режим вологості повітря; 5) режим вологості ґрунтів; 6) вітровий режим; 7) режим випадання атмосферних опадів; 8) динаміка хімічного складу ґрунтів.

Радіаційний режим атмосфери і земної поверхні - це часова (добова, річна і багаторічна) зміна кількості сонячної радіації. Він визначається радіаційним балансом. Радіаційний баланс - це сума надходження і витрат радіації, яка поглинається і випромінюється атмосферою і підстилаючої поверхнею. Проходячи через атмосферу, сонячна радіація частково відбивається, а частково поглинається і до земної поверхні надходить у вигляді прямих та розсіяних променів. Пряму сонячну радіацію (І) вимірюють за допомогою актинометра, розсіяну (S) реєструють за допомогою альбедометра. Пряма і розсіяна сонячна радіація разом утворюють сумарну сонячну радіацію (Q). Вона розраховується за формулою: Q = І + S. Відбиту радіацію характеризує альбедо - відношення відбитої радіації (D) до сумарної радіації (Q). Відбита коротко хвильова радіація, як і розсіяна, реєструється за допомогою альбедометра. Альбедо розраховується за формулою: А = D/Q і визначається в частках одиниці або у відсотках. Тривалість сонячного сяяння визначають геліографом. За добу провадиться 6-8 строків спостережень за загальноприйнятим для метеорологічних станцій єдиним часом - у 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 год.

Земна поверхня поглинає сонячну радіацію, перетворює її в теплову і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання називають земним (Е₃). Атмосфера, поглинаючи радіацію, також нагрівається і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання називають атмосферним (Е_А). Різниця між земним і атмосферним випромінюванням становить ефективне випромінювання (Е_ЕФ). Ефективне випромінювання визначається двома способами: безпосередньо за допомогою піргеометра або за розрахунковою формулою (Е_ЕФ = Е₃ - Е_А) за метео­рологічними спостереженнями. Отже, Земля одночасно одержує соняч­ну радіацію і віддає її у міжпланетний простір. Різниця між прибутком і видатком сонячної радіації складає радіаційний баланс, який розрахо­вується за формулою R = Q (1 - А) - Е, де Q - сумарна радіація, А - альбедо земної поверхні, Е - ефективне випромінювання. В залежності від переважання прибутку або видатку радіаційний баланс може бути додатнім (наприклад, вдень) або від'ємним (вночі).

Тепловий режим повітря - це часова зміна температури повітря. Добові і річні (сезонні) коливання температури повітря досліджуються за допомогою метеорологічних термометрів (строкового, максимально­го і мінімального). Термометри розміщують у психрометричних будках на висоті 2 метри від земної поверхні.

Тепловий режим ґрунтів — це часова зміна температури на поверхні ґрунтів і на різних глибинах ґрунтового профілю. Температуру на по­верхні ґрунту вимірюють за допомогою строкового, максимального і мінімального метеорологічних термометрів. Температуру верхніх ша­рів ґрунту (5-20 см) вимірюють колінчастими термометрами Савінова, а на глибинах понад 20 см - глибинними витяжними термометрами ТМВ-50 і термометрами-щупами АМ-6. Термографи ведуть автоматичні цілодобові спостереження за температурою повітря і ґрунтів.

Радіаційний і тепловий режими земної поверхні і нижнього шару атмосфери складають тепловий баланс земної поверхні. Він визначається як сума потоків тепла, що приходять на земну поверхню і випромінюються з неї, завжди дорівнює нулю і відображається рівнянням R + Р + LE + B = 0, де R - радіаційний баланс земної поверхні, Р - турбулентний потік тепла від земної поверхні в атмосферу, LЕ - затрати тепла на випаровування або на конденсацію водяної пари (утворення роси), L - прихована теплота пароутворення, Е - шар води, що випарувався, В - потік тепла від поверхні Землі до нижніх шарів ґрунту. Для вимірювання випаровування при стаціонарних дослідженнях використовують випаровувачи, роси - росографи. Співвідношення компонентів балансу змінюється у часі в залежності від властивостей підстилаючої поверхні, кліматичних умов, пір року і доби. Характером теплового балансу визначаються особливості і інтенсивність більшості природних процесів.

Режим вологості повітря - це часова зміна вмісту водяної пари у повітрі, що відбувається внаслідок зміни температури повітря і земної поверхні, процесів випаровування і конденсації, а також перенесення вологи. Вона характеризується рядом величин: 1) абсолютною і відносною вологістю; 2) дефіцитом вологості; 3) пружністю водяної пари; 4) точкою роси; 5) питомою вологістю. Добовий хід вологості повітря досліджується за допомогою волосного гігрометра, станційного і аспіраційного психрометрів, гігрографа в ті ж терміни, що і хід температури.

Режим вологості ґрунтів — це часова зміна вмісту вологи в ґрунті в твердому, рідинному і газоподібному станах. Вологість ґрунту безперервно змінюється внаслідок переміщення вологи по профілю і її випаровування із ґрунту. Визначення вологості ґрунтів провадиться шляхом висушування ґрунту в термостаті.

Вітровий режим - це часова зміна напряму, сили і швидкості вітру. Напрям і силу вітру визначають за допомогою флюгера Вільда, який розміщується на висоті 8-10 м над земною поверхнею і має стрілку, яка вказує напрям вітру, і спеціальну дошку, відхилення якої від вертикальної осі вказує силу вітру. Швидкість вітру вимірюється за допомогою анемометра і анемографа.

Режим випадіння атмосферних опадів - це часова зміна інтенсивності і кількості опадів, що випадають з хмар. Для визначення кількості дощових опадів, які вимірюються у міліметрах шару води на горизонтальній поверхні, використовують опадомір Третякова, сумарні опадоміри і плювіографи. Сніговий покрив характеризується висотою, щільністю і запасом води. Висота снігового покриву вимірюється в сантиметрах за допомогою стаціонарних і переносних снігомірних рейок. Щільність снігу вимірюють об'ємним або ваговим снігомірами і обчислюють за відповідними формулами. Запас води в снігу обчислюють за формулою на підставі даних про висоту і щільність снігового покриву.

Дослідження динаміки геохімічних характеристик ландшафтних комплексів провадяться один раз на декаду і включають дослідження кислотності, іонної структури і мінералізації атмосферних опадів і ґрунтового фільтрату (розчину). Фільтрат вловлюють за допомогою циліндричних відповерхневих лізиметрів висотою 10, 20, 25 і 50 см та площею перетину 500 см². Лізиметри встановлюють на трьох ділянках, які є своєрідними натурними моделями орних угідь, луків і лісів. Орні угіддя відображає ділянка луків, що регулярно прополюється. Ділянка, що знаходяться поруч, але не прополюється і весь час зберігає трав'яний покрив відображає природні луки. Третя ділянка з відповідним технічним обладнанням знаходиться в лісі.

За характеристиками простягання горизонтальні речовинні потоки поділяють на: 1) атмосферні (перенос твердої речовини атмосферними потоками); 2) водні (поверхневий і ґрунтовий стік) і 3) гравігенні. Дослідження параметрів цих потоків проводиться на точках спостереження, де встановлені відповідні технічні прилади. Так, на Чо

Переглядів: 2842