Шкала классификации климата по условиям влагообеспеченности

Лекция 9. Факторы и законы ландшафтной дифференциации

Аннотация

Приведены определения и даны обоснования следующим законам ландшафтной дифференциации: горизонтальной (широтной) зональности; долготной секторности; вертикальной поясности; закон анологичных топографических рядов; азональной геолого-геоморфологической высотно-генетичеcкой ярусности равнинных и горных ландшафтов; экспозиционной ассиметрии склонов; взаимодействия и взаимосвязей природных компонентов ландшафтов.

Ключевые слова. Природные зоны, вертикальные пояса, долготная секторность, высотно-генетическая ярусность, ассиметрия склонов, ландшафтная дифференциация.

Рассматриваемые вопросы.

1. Закон горизонтальной (широтной) зональности.

2. . Закон долготной секторности.

3. Закон вертикальной поясности.

4. Закон азональной геолого-геоморфологической, высотно-генетической ярусности ландшафтов.

5. Закон аналогичных топографических рядов.

6. Закон экспозиционной инсоляционной и ветровой ландшафтной ассиметрии склонов.

7. . Закон взаимодействия и взаимосвязей природных компонентов

Ландшафтная дифференциация это неоднородность ландшафтов на разных уровнях организации: планетарном, региональном и локальном. Основными внешними энергетическими факторами ландшафтной дифференциации являются солнечная радиация, гравитационные силы Земли и Луны, внутриземное тепло. Они определяют в основном ландшафтную дифференциацию планетарного и регионального уровней. Дифференциация ландшафтов на локальном уровне связана с внутренними причинами, важнейшими из которых, являются противоречия между компонентами ландшафта и внутри каждого компонента.

К основным законам географической дифференциации ландшафтов относятся следующие:

- горизонтальной (широтной) зональности;

- долготной секторности;

- вертикальной поясности;

- закон аналогичных топографических рядов;

- азональной геолого-геоморфологической высотно-генетичеcкой ярусности равнинных и горных ландшафтов;

- экспозиционной ассиметрии склонов;

- взаимодействия и взаимосвязей природных компонентов ландшафтов.

9.1. Закон горизонтальной (широтной) зональности был сформулирован В.В. Докучаевымв 1898 году. Этот закон гласит, что ландшафты на земной поверхности распространены полосами (зонами), имеющими широтное простирание и последовательно сменяющими друг друга с севера на юг в соответствии с количеством поступающей солнечной радиации. Солнечная радиация определяет климат – количество тепла, процессы циркуляции в атмосфере и условия увлажнения. Последние характеризуются коэффициентом увлажнения (отношение количества осадков к испаряемости). Последующие исследования показали, что ландшафтные зоны не всегда имеют широтное простирание, а в некоторых случаях принимают меридиональное (Северная Америка), в связи с влиянием океанов и горных систем на циркуляцию воздушных масс. Поэтому термин «широтная» зональность был заменён термином «горизонтальная» зональность. Наиболее чётко она проявляется в Европейской части России и в Западной Сибири. Высшей зональной таксономической географической единицей является широтный пояс. На суше выделяют один экваториальный пояс, по два субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субполярных (субарктических) и полярных (арктический и антарктический).

Климат формируется под влиянием космических факторов (энергия Солнца) и геосферных (влияние земной поверхности на формирование воздушных масс). Он оказывает многостороннее влияние на биосферу, процессы почвообразования, свойства почв и почвенного покрова. Влияние климата на почвообразование проявляется как непосредственно, обусловливая водно-воздушный, тепловой, биологический, геохимический режимы почв, так и косвенно через другие компоненты биосферы: атмосферу, гидросферу, почвообразующие породы, рельеф, растительный, животный мир и хозяйственную деятельность человека.

Все перечисленные компоненты биосферы зависят от тепловой энергии Солнца и условий увлажнения. С климатом связана широтная зональность биосферы (выветривание, денудация и др.), в том числе почвенных процессов (гумусонакопление, оподзоливание и др.) и вертикальная поясность в горах.

Главными показателями климата являются тепло- и влагообеспеченность территорий. Температурный режим почв следует за температурным режимом приземного слоя атмосферы, но отстает от него. Среднегодовые температуры воздуха и почвы в пределах территории России возрастают с севера на юг и с востока на запад. Среднегодовая температура почвы на глубине 20 см изменяется в пределах России от –12 до +16^оС. Область отрицательных среднегодовых температур совпадает с областью распространения многолетней мерзлоты.

В качестве критерия выделения термических групп климатов (термических поясов) принята сумма среднесуточных температур более 10^оС (таблица 1).

Для каждого термического пояса характерны определенные типы растительности и почв, поэтому в системе почвенно-географического районирования их называют почвенно-биоклиматическими поясами. Ввиду сходства тепловых условий экваториального и субэкваториальных поясов с тропическими, их часто объединяют в один – тропический.

1. Обеспеченность теплом географических поясов северного

полушария

В пределах почвенно-биоклиматических поясов существуют значительные различия по условиям увлажнения и степени континентальности климата, оказывающие большое влияние на дифференциацию типов растений и почв. В связи с этим выделяют почвенно-биоклиматические области по влагообеспеченности и степени континентальности климата, а внутри областей ландшафтные зоны и подзоны. Области охватывают долготные участки нескольких ландшафтных зон.

Для характеристики обеспеченности влагой используются гидротермические коэффициенты, рассчитываемые по отношению осадков к испаряемости. Наибольшее распространение получил коэффициент увлажнения (КУ), предложенный Г.Н. Высоцким (1904) и разработанный для географических зон Н.Н. Ивановым (1948), известный под названием «коэффициент Высоцкого-Иванова». Он рассчитывается как отношение среднемноголетнего количества осадков за год к испаряемости, определенной с поверхности водоемов. В соответствии с водообеспеченностью выделяются группы климатов или почвенно-биоклиматические области (таблица 2).

9.2. Закон долготной секторностигласит: В пределах материков с запада на восток происходит изменение ландшафтов в соответствии с изменением степени континентальности климата. По степени континентальности в ландшафтоведении выделяются сектора, которые разделяются на океанические, континентальные и экстраконтинентальные. По этому же принципу в почвоведении выделяются сектора с такими же названиями.

Шкала классификации климата по условиям влагообеспеченности

Кроме того, в почвоведении в пределах областей по степени континентальности и долготным изменениям климата (в первую очередь суммы годовых активных температур) связанным с влиянием океанов и горных систем выделяются фации (по Л.И. Прасолову и И.П. Герасимову), а в пределах фаций – провинции.

В основу разделения климата по степени континентальности положена годовая амплитуда температур. Коэффициент континентальности вычисляется по формуле, предложенной Н.Н. Ивановым:

К = А^. 100 / 0,33 М где,

А – годовая амплитуда температуры из среднемесячных ее величин,

М – широта местности. Для океанических областей степень континентальности (величина К) менее 100%, для слабоумеренных и среднеконтинентальных - 100-250 и резкоконтинентальных – более 250%.

В пределах географических поясов и областей в широтном направлении по обеспеченности теплом и влагой выделяются ландшафтные зоны. Они хорошо проявляются по растительности и почвам (таблица 2).

9.3. Закон вертикальной поясности был установлен В.В.Докучаевым в 1989 году. Он гласит: в горных областях ландшафтные геосистемы распространены в виде высотных поясов (зон), последовательно сменяющих друг друга от подножья к вершинам гор в соответствии с изменением климата.

Характер высотной поясности, количество и состав вертикальных поясов зависит от высоты и положения горной страны в системе широтной зональности, а также от сухости и континентальности климата. Чем южнее горная система в северном полушарии и чем больше ее высота, тем больше набор вертикальных поясов. Нижний пояс горной системы представлен зональным типом почв той зоны, в которой находится горная система.

Климат горных территорий закономерно изменяется с высотой местности. Установлено, что по мере поднятия на каждые 100 м средняя температура воздуха снижается на 0,5^оС, а влажность (до определенной высоты) увеличивается. С увеличением высоты возрастает суммарная солнечная радиация, при этом доля прямойрадиации растёт, а рассеянной уменьшается. С высотой местности понижается атмосферное давление.

Горные системы оказывают влияние на формирование воздушных масс, а через них – на климат. Высота горной системы, экспозиция склонов также влияют на климат. Склоны южной экспозиции получают больше тепла, на них происходит более интенсивное таяние снега, сильнее проявляются процессы денудации. Высота и расположение горной системы по отношению к холодным и теплым ветрам оказывают влияние на перераспределение осадков.

Растительностьгорных территорий определяется обеспеченностью теплом и количеством осадков. Она изменяется с высотой, в соответствии с системой высотной поясности. Очень часто в южных горных системах предгорные степи сменяются широколиственными лесами, затем хвойными, выше которых располагаются пояса субальпийских и альпийских лугов. Последние сменяются субнивальным поясом, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова. На вершинах горных систем расположен нивальный пояс, где отсутствует растительность, и господствуют снежники, ледники и голые скалы.

Рельеф, по образному выражению В.В. Докучаева, является «вершителем почвенных судеб» в горах. Господствующими формами рельефа здесь являются склоны различной крутизны и экспозиции, определяющие климатические особенности, растительность и почвенный покров.

Инверсия почвенных поясов – это обратное их залегание. Например, степь с серыми лесными почвами с высотой сменяется степью с горными черноземами.

Миграция– вклинивание одного пояса в другой.

Интерференция– выпадение отдельных поясов. Например, степь с горными черноземами с высотой сменяется таёжным поясом с горными подзолистыми почвами, а лесостепной пояс с горными серыми лесными почвами в системе поясности отсутствует.

Протяженность вертикальных поясов в горах значительно меньше по сравнению с протяженностью горизонтальных почвенных зон на равнинах. Поэтому здесь больше сказывается взаимовлияние факторов почвообразования соседних вертикальных поясов, которое проявляется в миграции веществ с поверхностным и внутрипочвенным стоком, взаимовлияние климатических условий, миграции отдельных видов растений и др.

9.4. Закон азональной геолого-геоморфологической, высотно-генетической ярусности ландшафтовгласит о том, что на Земле существует геолого-геоморфологическая дифференциация ландшафтов, которая проявляется в наличии горных и равнинных территорий и высотно-генетических ярусов (ступеней) горных и равнинных ландшафтов причиной которых является неравномерность тектонических движений.Термин «азональная» подчёркивает противопоставление «зональной» дифференциации, поскольку полностью азональных ландшафтов не бывает. Зональность в горах проявляется через особенности системы высотной поясности.

На равнинах обычно выделяют три яруса:

1. Геосистемы возвышенных равнинс зональными элювиальными ландшафтами. Это древние (плейстоценовые и голоценовые) элювиальные ландшафты плакоров с абсолютными отметками 200-300 м. Развиты процессы денудации, хорошо дренированы и сильно расчленены овражно-балочной сетью. Примеры: Средне-Русская и Приволжская возвышенности. В условиях умеренного пояса по возвышенным равнинам смешанные леса продвигаются на север в Среднюю тайгу, в связи с лучшей дренированностью и более высокой теплообеспеченностью, Широколиственные леса продвигаются, наоборот, на юг, в степную зону, в связи с лучшими условиями увлажнения на наветренных склонах возвышенных равнин.

2. Геосистемы низменных равнин с зональными неоэлювиальными ландшафтами со следами гидроморфизма прошлых эпох. Они более молодые по сравнению с ландшафтами возвышенных равнин. В верхнем плейстоцене они формировались как супераквальные и субаквальные заболоченные ландшафты в условиях грунтового и пойменного переувлажнения. К началу голоцена понизился базис эрозии и уровень грунтовых вод, они вышли из состояния переувлажнения, и перешли в элювиальный режим развития. Примеры: Ландшафты Окско-Донской, Прикаспийской, Причерноморской низменностей. Абсолютные высоты колеблются в пределах 100-150 м.

3. Геосистемы низинных равнин с интразональными гидроморфными аккумулятивными ландшафтами. Слабодренированные заболоченные равнины с грунтовым, натёчным и пойменным переувлажнением с оглеенными и засолёнными почвами. Примеры: Западно-Сибирская, Мещёрская, Полесская, Ярославско-Костромская низменности. Абсолютные отметки варьируют в пределах 50-100 м.

Приведённые примеры показывают регионы с широким распространением возвышенных, низинных и низменных ярусов. Однако наличие высотно-генетических ярусов можно встретить в пределах Средне-Русской, Приволжской и других возвышенностей и низменностей в которых всегда присутствуют ландшафтно-геохимические катены с элювиальными и супераквальными, аккумулятивными ландшафтами.

В горных системах так же выделяются высотные ландшафтные ярусы, связанные с неравномерной во времени и в пространстве интенсивностью тектонических и экзогенных процессов. Деление горных систем на низкогорья, среднегорья и высокогорья отражают этапы формирования и особенности строения разновозрастных ступеней (ярусов).

Высокогорья– это молодые горные массивы альпийского орогенеза, с острыми вершинами с ледниками и снежниками. Для этого яруса характерны низкие температуры, сильная разреженность атмосферы. Ниже располагается более древний ярус со сравнительно пологими склонами, перекрытыми ледниковыми отложениями с субальпийскими и альпийскими лугами.

Среднегорья более древние образования. Здесь преобладают долины с крутыми склонами, созданные эрозионной деятельностью рек. Их занимают горно-лесные ландшафты. Климат среднегорий формируется, как правило, при сильном влиянии орографически восходящих потоков с обильными осадками, вызывающими эрозионные процессы.

Низкогорья характеризуются мягкими очертаниями рельефа, с округлыми вершинами и относительно пологими склонами, перекрытыми чехлом рыхлых делювиально-пролювиальных отложений с растительностью и климатом наиболее близкими по высотно-поясным характеристикам для прилегающих предгорных территорий и равнин. Это наиболее древний ярус.

Каждый ярус включает 1-3 высотных пояса в зависимости от местоположения горной системы и экспозиции склонов.

Таким образом, ярусность горных систем и равнинных территорий различаются по временной характеристике. На равнинах верхний ярус наиболее древний; в горах – наиболее молодой.

9.5. Закон аналогичных топографических рядовбыл сформулирован в 1927 году почвоведом С.А.Захаровым. Сущность его в том, что в разных природных зонах состав почвенного покрова различен, но распределение почв и ландшафтов по элементам мезорельефа имеет аналогичный характер. На возвышенных элементах формируются автоморфные (генетически автономные) почвы, в нижних частях склонов полугидроморфные и гидроморфные (генетически подчинённые).

9.6. Закон экспозиционной инсоляционной и ветровой ландшафтной ассиметрии склонов, гласит, что на склонах отличающихся экспозицией и крутизной формируются разные гидротермические условия, связанные с различиями в поступлении прямой солнечной радиации и ветровыми потоками (формулировка автора).

Экспозиционные различия склонов являются важным фактором ландшафтной дифференциации, на локальном и региональном уровнях. Различают два вида экспозиционной ассиметрии склонов: инсоляционную и ветровую.

Инсоляционная асимметрия склонов связана с разным количеством солнечной радиации, поступающим на склоны разной экспозиции и разной крутизны. Наибольшие различия в приходе прямой солнечной радиации наблюдаются на северных и южных склонах. При увеличении угла наклона южных склонов величина прямой солнечной радиации возрастает, а северных – снижается. С севера на юг, от полюса к экватору, различия в приходе прямой солнечной радиации на южные и северные склоны возрастают.

Восточные и западные склоны крутизной до 20° получают за сутки примерно столько же тепла, как и горизонтальная поверхность. Различия в поступлении прямой солнечной радиации на склонах разной экспозиции и крутизны вызывают различия в теплообеспеченности, испаряемости, условиях увлажнения, растительном и почвенном покрове. Согласно правилу предварения известного геоботаника В.В. Алёхина, на склонах южной экспозиции развивается растительность более южных зон, подзон, а на склонах северной экспозиции – более северных. Например, в лесостепной зоне склоны северной экспозиции крупных балок заняты широколиственными лесами, а южной экспозиции – степными ассоциациями.

Ветровая или циркуляционная ассиметрия склонов связана с разным поступлением влаги на наветренные и подветренные склоны гор и возвышенностей. С наветренной стороны перед горами влажный воздух поднимется вверх, обтекая барьер, и выпадают осадки. С подветренной стороны гор осадков выпадает меньше в связи с нисходящими токами воздуха пониженной влажности. Ветровая ассиметрия склонов наиболее резко проявляется на региональном уровне. В качестве примеров можно привести: влажные субтропические ландшафты западных склонов Кавказской горной системы и сухие субтропические – восточных склонов; лесные субтропические ландшафты южных склонов – степные и лесостепные – северных склонов Крымских гор.

9.7. Закон взаимодействия и взаимосвязей природных компонентов ландшафта. Этот закон вытекает из учения В.В.Докучаева о факторах почвообразования. В работе «Место и роль современного почвоведения в науке и жизни» В.В. Докучаев писал: «в последнее время всё более и более формируется и обособляется одна из интереснейших дисциплин в области современного естествознания, именно о тех многосложных и многообразных соотношениях и взаимодействиях, а равно и о законах, управляющих вековыми изменениями их, которые существуют между так называемыми живой и мёртвой природой, между а) поверхностными горными породами, б) пластикой земли, в) почвами, г) растительными и ж) животными организмами (в том числе и даже главным образом низшими) и человеком, гордым венцом творения».

Сущность этого закона заключается в том, что действие и изменение любого из компонентов ландшафта проявляется в действии и приводит к неизбежному изменению всех остальных.Можно привести множество примеров ландшафтной дифференциации на всех уровнях в результате взаимовлияния и взаимодействия с последующим отражением в ландшафте: климата и рельефа; почвы и литогенной основы; литогенной основы и грунтовых вод; почвы и грунтовых вод; почвы и растительности; климата и растительности и др. Например, в таёжно-лесной зоне в одних и тех же климатических условиях на алюмосиликатной морене формируются подзолистые почвы с кислой реакцией среды под еловыми лесами с мохово-кустарничковым напочвенным покровом, а на карбонатной морене – дерново-карбонатные почвы под лиственными лесами с травянистым напочвенным покровом.

Деятельность человека,являющаяся важнейшим фактором дифференциации ландшафтов на локальном уровне, заметно проявляется на региональном и даже планетарном. Примером деятельности человека на локальном и региональном уровнях могут быть техногенные ландшафты и агроландшафты, а на глобальном – снижение площади лесов, возможность антропогенного изменения климата.

Вопросы для повторения:

1. Определение Закона горизонтальной зональности. 2.Определение закона долготной секторности. 3. Определение закона вертикальной поясности. 4. Определение закона азональной геолого-геоморфологической высотно-генетической ярусности равнинных ландшафтов. 5. Определение закона экспозиционной ассиметрии склонов. 6. Определение закона взаимодействияи взаимосвязей природных компонентов ландшафтов. 7. Какие существуют внешние факторы ландшафтной дифференциации? 8. Какие существуют внутренние факторы ландшафтной дифференциации? 9.Какие факторы определяют дифференциацию ландшафтов планетарного и регионального уровней.10. Какие факторы определяют дифференциацию ландшафтов локального уровня? 11. Определение закона аналогичных топографических рядов.

Тестовые задания к лекции.

1.Что определяет действие закона горизонтальной зональности?

Солнечная радиация. 2.Континентальность климата. 3. Факторы

почвообразования. 4. Литогенная основа.

2. Что определяет действие закона высотной поясности?

1. Понижение температуры и увеличение влажности с высотой. 2.Увеличение солнечной радиации с высотой. 3. Погодные условия. 4. Литогенная основа.

3. Что определяет действие закона долготной секторности?

1. Литогенная основа. 2. Солнечная радиация. 3. Континентальность климата. 4.Факторы почвообразования.

4. Что определяет действие закона азональной геолого-геоморфологической высотно-генетической ярусности ландшафтов?

1.Солнечная радиация. 2. Тектонические движения. 3.Погодные условия. 4. Континентальность климата.

5 Что определяет действие закона аналогичных топографииче ских рядов?

1. Условия увлажнения. 2. Солнечная радиация. 3.Погодные условия. 4.Факторы почвообразования.

6. Что определяет действие закона инсоляционной ассиметрии склонов?

1. Литогенная основа. 2. Погодные условия. 3.Экспозиция склонов. 4. Условия увлажнения.

7. Что определяет действие закона ветровой ( циркуляционной) ландшафтной ассиметрии склонов?

1. Влажность движущегося воздуха. 2. Погодные условия. 3. Солнечная радиация. 4. Экспозиция склонов.

8.Какие ландшафты преобладают на низменных равнинах?.

1. Супераквальные, 2.Субаквальные. 3. Неоэлювиальные.4. Элювиальные.

9.Какие ландшафты преобладают на низинных равнинах?

1. Супераквальные, 2.Трансэлювиальные. 3. Неоэлювиальные.4. Элювиальные.

10.Какие ландшафты преобладают на возвышенных равнинах?

1. Супераквальные, 2.Субаквальные. 3. Неоэлювиальные.4. Элювиальные

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: