Простейшие – это микроскопические одноклеточные животные, иногда называемые неклеточными, например амебы и парамеции (ресничные инфузории).
Более сложное строение, чем простейшие, имеют коловратки, названные так за венчик волосков, или ресничек, вокруг ротового отверстия. Коловратки – многоклеточные животные. Они питаются мелкими водорослями, бактериями и органическим детритом, а иногда – другими коловратками.
Мельчайшие ракообразные представляют собой одну из наиболее заметных составляющих зоопланктона. Эти рачки очень малы – длиной 0,3–12 мм. В большинстве озер они являются главным связующим звеном между первичными продуцентами (водорослями) и последующими звеньями пищевой цепи (рыбами).
Основные понятия: эфтрофные, мезотрофные, дистрофные и олиготрофные озера, нейстон, бентос, планктон.
6.Экологические проблемы озер.
Озера являются экосистемами, в которых все компоненты взаимосвязаны. При отсутствии внешних воздействий озера достигают некоторого состояния равновесия с окружающей средой, что со временем приводит к более или менее стабильному положению, когда организмы, обитающие в озерах, приспосабливаются к существующим условиям.
Однако озера редко пребывают в равновесном состоянии. Напротив, они часто используются как источники воды для орошения, питьевой воды, для сельскохозяйственных нужд или же для сброса таких продуктов современной цивилизации, как сточные воды предприятий, ливневые и сельскохозяйственные стоки. Озера загрязняются все возрастающим количеством пестицидов, гербицидов и попадающих в воду из воздуха органических соединений, таких, как полихлорированные бифенилы, а также кислотными дождями, образующимися в результате выбросов загрязняющих веществ двигателями автомобилей и тепловыми электростанциями. В них проникают чуждые им виды растений и животных, заносимые рыбаками на днищах судов и иными случайными способами. Угрожающие размеры принимает эвтрофикация. В некоторых случаях большие, имеющие хозяйственное значение озера находятся даже под угрозой полного исчезновения.
Загрязнение озер – очень серьезная проблема. Сформировалась целая наука о восстановлении озер, базирующаяся главным образом на эмпирических соотношениях, связывающих такие показатели, как обилие водорослей и прозрачность воды, с концентрациями фосфора в озерных водах. В некоторых регионах регулируется забор воды из озер. Тщательно изучается применение пестицидов.
Основные понятия: озероведение (лимнология), типы озерных котловин, аласы,. самосадочные озера, рапа, температурная стратификация (прямая, обратная), эпилимнион, слой температурного скачка (термоклин), гиполимнион, гомотермия,. инерционные течения, сточные течения, ветровые течения (вихревые ветровые течения или циркуляция Лэнгмюра, компенсационные течения, поверхностными сейши, внутренние сейши), эфтрофные, мезотрофные, дистрофные и олиготрофные озера, бентос, перифитон, нектон, планктон.
Лекция 12. Гидросфера. Криолитосфера и гляциосфера.
Содержание:
1. Гляциосфера. Условия возникновения и существования ледников.
2. Строение ледника. Типы ледников.
3. Криолитосфера.
1.Гляциосфера. Условия возникновения и существования ледников
Гляциосфера в отличие от других рассмотренных выше оболочек Земли имеет не сплошное, и дискретное распространение и представлена особыми поверхностными формами льда, называемые ледниками.
Льды входят в состав гидросферы, и представляют ту ее часть, которая может существовать при отрицательных температурах. В современных ледниках сосредоточено 96% от всей массы льдов, они занимают 16 млн. кв. км. Морские льды составляют 0.16% и занимают 26 млн. км2. Подземные льды занимают 2,06% и 32 млн. км2. Льды на поверхности суши образуют гляциосферу, подземные льды – криолитосферу.
Ледники - это многолетние массы природного льда, образованные за счет накопления и преобразования снега, которые движутся под действием силы тяжести и принимают форму потоков, выпуклых щитов или плавучих плит (шельфовые ледники).
С увеличением высоты местности температура воздуха постепенно падает и на некоторой высоте возникают условия, при которых наблюдается положительный баланс твердых осадков. Слой атмосферы, в пределах которого существует положительный баланс твердых осадков называется хионосферой. Нижнюю границу хионосферы часто называют климатической снеговой границей (линией).
Положение снеговой линии зависит не только от средних многолетних метеорологических или климатических характеристик, но и от сезонных колебаний метеорологических условий и орографии местности. Поэтому различают еще две разновидности климатической снеговой линии: сезонную и орографическую.
Главным источником питания ледников являются твердые атмосферные осадки, скапливающиеся на дне и склонах котловин, в которых начинается ледник.
Фирн. Ледниковый лед, его свойства. Свежевыпавший снег под действием солнечного тепла оттаивает с поверхности, а ночью вновь замерзает, покрываясь тонкой ледяной корочкой - настом. По мере накопления снега его нижние пласты под давлением верхних делаются плотнее и переходят в фирн. Фирном называют снежную массу серо-белого цвета, состоящую из подвергшихся перекристаллизации под действием замерзания и оттаивания снежинок и ледяных зерен. Фирн, имеющий плотность 0,3-0,5г/см3, все более уплотняясь под давлением вышележащих слоев, переходит в белый фирновый лед с плотностью 0,85, а затем в чистый, прозрачный, собственно ледниковый лед (глетчер) голубого цвета плотностью 0,88-0,91 г/см3.
Свойство льда срастаться в одну глыбу вследствие отвердевания жидкой пленки называют режеляцией.
Пластичность - способность ледникового льда течь под влиянием непрерывно действующей силы тяжести.
2. Строение ледника. Типы ледников
Каждый ледник может быть разделен на три части: верхнюю, где преобладает накопление снега и льда (фирновый бассейн или бассейн питания), среднюю где происходит сползание льда (область стока) и нижнюю, где происходит стаивание ледника (область абляции).
Во время движения ледника в нем могут возникать поперечные и продольные трещины. В процессе движения ледники выносят в устье долины продукты разрушения горных пород и оказывают существенное влияние на ложе и на препятствия, встречающиеся по пути.
Все продукты разрушения горных пород - от крупных каменных глыб до мелкой пыли, - попавшие в тело ледников и движущиеся вместе со льдом, принято называть мореной. Морены, участвующие в перемещении ледника, называются движущимися, а те из них, которые прекратили движение, - отложенными.
Ледник, опустившись ниже снеговой линии, под влиянием притока тепла начинает таять. Сохранение ледникового языка ниже снеговой линии в течение длительного времени при непрерывном таянии льда возможно только в случае постоянного поступления новых масс льда. Если это поступление равно таянию, то в положении крайней линии ледника не замечается перемен. Если льда поступает больше, чем может растаять и испариться, то размеры ледникового языка увеличиваются, он делается длиннее и спускается ниже по долине — ледник наступает. В противном случае масса ледника уменьшается, язык становится короче, как бы отодвигаясь вверх по долине, - ледник отступает. Указанные колебания ледника вызываются изменением условий таяния и поступления масс льда и могут совершаться как в течение сезона, так и в более длительные периоды времени.
. Ледники в горах в зависимости от климатических условий и рельефа отличаются большим разнообразием. Наиболее характерные их типы следующие: 1) ледники горных склонов, 2) долинные ледники, 3) ледники горных вершин, 4) сложные ледниковые комплексы.
Особенности режима рек с ледниковым питанием. Ледники как аккумуляторы огромных запасов воды имеют очень большое значение в питании горных рек. Большие запасы воды, заключенные в ледниках, в сочетании с высокогорными сезонными снегами обеспечивают длительное половодье на горных реках, имеющих ледниковое питание.
Основные понятия: гляциосфера, хионосфера, климатическая, сезонная, орографическая снеговая граница (линия), наст, фирн, фирновый лед, ледниковый лед, режеляция, пластичность, фирновый бассейн (бассейн питания), область стока, абляция, морена, типы горных ледников: ледники горных склонов, долинные ледники, ледники горных вершин, сложные ледниковые комплексы.
3.Криолитосфера
Подземные льды. Вечная мерзлота (многолетняя мерзлота) занимает северные части Евразии и Северной Америки (половина территорий Канады и России), что составляет ¼ часть площади суши. В пределах этой зоны в течение сотен и даже тысяч лет наблюдались отрицательные среднегодовые температуры воздуха (ледниковые и межледниковые эпохи). В результате сформировалась мощная толща горных пород, содержащих лед. Эти породы имеют среднегодовую температуру ниже 00С и называются мерзлыми. Вечная мерзлота может быть сплошной, с таликами и островной.
Мерзлые породы отличаются своей монолитностью, большой твердостью и крепостью, так как лед цементирует грунтовые частицы. Льдистость мерзлых пород колеблется от 5-10% до 90%. Но вода в этих породах содержится не только в твердой фазе, но в жидкой и газообразной, заполняя мелкие пустоты. Вода и лед находятся в мерзлых породах в динамическом равновесии. При увеличении температуры, лед подтаивает и пополняет массы незамерзшей воды, при похолодании – наоборот. При любом изменении температуры происходит перемещение воды. Она перетекает туда, где ее меньше и замерзает. При этом происходит увеличение объема почти на 9%. Породы, окружающие такой замерзающий участок раздвигаются в разные стороны и сильнее всего вверх. Происходит поднятие, вспучивание. В том месте, откуда вода ушла, наоборот, происходит просадка.
Над многолетнемерзлыми породами образуется слой сезонного протаивания мощностью от нескольких см до 1 м.. Наличие слоя сезонного протаивания и многолетнемерзлых пород, играющих роль водоупора, создают особые формы рельефа и определяют возникновение специфических экзогенных процессов,. существенно осложняющих освоение этих территорий.
Современная мерзлота является реликтовым образованием, не соответствующим современным климатическим условиям районов ее распространения. Но положительные летние температуры недостаточны для протаивания многометровых толщ этих горных пород.
Основные понятия: криолитосфера, вечная мерзлота, многолетнемерзлые горные породы, область сплошной, с таликами и островной мерзлоты, льдистость горных пород, слой сезонного протаивания.
Лекция 13. Гидросфера. Подземные воды.
Содержание:
1. Общая характеристика подземных вод.
2. Виды подземных вод.
3. Минеральные воды. Источники
1.Общая характеристика подземных вод.
Подземные воды - это воды, находящиеся в верхних слоях земной коры в твердом, жидком и газообразном состоянии.
Подземная вода должна рассматриваться и как часть гидросферы и как часть земной коры. По особенностям термодинамического поля земной коры можно выделить: глубинные воды, не участвующей в современном влагообороте, капельно-жидкую воду в верхнем слое земной коры и воду, участвующей во влагообороте. Последняя входит в состав географической оболочки.
Характеристиками свободного пространства в почвах и горных породах, являющихся условием циркуляции вод (пор и трещин) являются пористость и скважность. Под пористостью понимают наличие в породах малых пустот — капиллярных пор, под скважностью — наличие в породах более крупных, некапиллярных промежутков — скважин различного происхождения и формы. Иногда совокупность всех пустот объединяют в понятие общей пористости.
Величина пористости р определяется отношением объема vпор к объему породы в сухом состоянии V. Она выражается в процентах в виде
р = vпор/V *100%
или в долях единицы.
Пористость почв и пород определяет такие важные водные свойства как водопроницаемость, водоотдачу и водоудерживающую способность. Влагоемкость - количество воды, которое удерживается в почвах и горных породах при определенных условиях. Горные породы подразделяются на сильновлагоемкие, слабовлагоемкие и невлагоемкие.
Содержание воды в почвах и породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени называется естественной влажностью. Обычно естественную влажность выражают отношением (в %) веса воды к весу минеральной части породы:
где Р1 и Р2 — соответственно вес образца породы до и после высушивания.
Водоотдача — способность породы, насыщенной водой, отдавать путем свободного стекания то или иное количество воды.
Водопроницаемость — способность породы пропускать через себя воду.
По степени водопроницаемости породы подразделяются на две основные группы: водопроницаемые и водонепроницаемые, или водоупорные.
Перемещение подземных вод. Перемещение воды в природе осуществляется под влиянием той или иной силы или равнодействующей группы сил: силы тяжести, силы молекулярного взаимодействия, капиллярные силы, осмотические силы сосущая сила корневых систем растений (десукция)
2. Виды подземных вод.
Химически связанная вода — входит в молекулу вещества гидроксильной группой, например Fе2О3+ЗН2О → 2Fе(ОН)3.
Кристаллизационная вода — является составной частью многих минералов, например гипса (CaSO4*2H2O), и удаляется из породы нагреванием до 100-200°С или химическим путем.
Парообразная вода находится в порах и пустотах пород и перемещается под влиянием разности упругостей пара из областей с большей упругостью в области с меньшей.
Гигроскопическая вода — это вода, адсорбированная частицами породы из воздуха. Гигроскопическая вода прочно связана с частицами минерального грунта.
Пленочная вода обволакивает частицы породы сверх максимальной гигроскопичности. Эта вода адсорбируется из жидкой фазы. Она менее прочно связана с минеральными частицами и относится к категории рыхлосвязанной. Растениями усваивается с трудом. Передвигается от частицы к частице под влиянием сорбционных сил.
Капиллярная вода — заполняет сравнительно мелкие поры породы. Она удерживается и передвигается в почво-грунтах под влиянием капиллярных (менисковых) сил из зоны большего увлажнения в зону меньшего увлажнения.
Гравитационная, или свободная, вода — заполняет некапиллярные пустоты породы. Под влиянием силы тяжести просачивается в породе сверху вниз в виде отдельных струй (при неполном насыщении породы) или фильтруется в толще насыщенной водой породы в направлении падения уровня подземных вод. Гравитационная вода передает гидростатический напор, под действием которого воды могут подниматься вверх, как в сообщающихся сосудах.
Внутриклеточная вода — содержится в неполностью разложившихся остатках растений в почве. В большом количестве такая вода содержится в болотных почвах и особенно в торфах.
При наличии источников питания залегание подземных вод в земной коре в значительной мере определяется геологическим строением местности: структурой и литологическим составом горных пород - чередованием водопроницаемых и водоупорных пород. В водопроницаемых слоях формируются водоносные слои, или водоносные горизонты.
Если при вскрытии водоносного горизонта вода устанавливается на том же уровне, на котором она находится в породе, то эта поверхность носит название зеркала или уровня подземных вод. Водоносные горизонты, обладающие свободной поверхностью, носят название водоносных горизонтов со свободной поверхностью.
Над свободной поверхностью подземных вод поднимаются капиллярные воды, (капиллярная кайма). Расстояние по вертикали от водоупорного ложа до зеркала подземных вод называется мощностью водоносного слоя.
Если воды водоносного пласта находятся под гидростатическим напором, то водоносный горизонт называется напорным водоносным горизонтом.
Верхнюю часть земной коры в отношении распределения в ней подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения.
В зоне аэрации вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы, а если и заполняет, то временно и не везде. В этой зоне непосредственно у поверхности земли в почвах залегают почвенные воды. Воды зоны аэрации, кроме почвенных, включают так называемые воды верховодки. Они формируются в результате фильтрации атмосферных и поверхностных вод и их накопления в локальных участках во влажный период и исчезают в результате испарения в сухой период или перетекают в более нижние горизонты. Эти воды чаще всего бывают сильно загрязнены.
В зоне насыщения поры породы заполнены водой и на различных глубинах в ней залегают грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды.
Грунтовые воды распространены повсеместно и существуют постоянно. При характеристике грунтовых вод отмечают мощность водоносного горизонта, глубину залегания грунтовых вод, их химический состав и режим.
Скорость движения грунтовых вод зависит от проницаемости пород. При выходе грунтовых вод на поверхность образуется родник.
Площадь распространения грунтовых вод совпадает с площадью их питания, т. е. с областью.
Глубина залегания грунтовых вод может быть различной: от десятков метров до 1-2 м. В
Воды, залегающие в водопроницаемой толще пород, заключенной между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Верхний водоупорный слой в этом случае называется водоупорной кровлей, а нижний — водоупорным ложем. Их химический состав различен. Верхние горизонты, как правило, пресные, глубинные слабоминерализованные гидрокарбонатные. Глубокозалегающие воды представляют собой рассолы, преимущественно хлоридные. Наибольший интерес представляют воды, обладающие лечебными свойствами (углекислые, сероводородные, радоновые, железистые).
Температура межпластовых вод зависит от глубины их залегания и от геологических условий территории. Если температура воды составляет 20-370С - это теплая вода, если 37-420С термальная, более 420С - горячая. Горячая вода, как правило, характерна для районов современного вулканизма и она находит применение в промышленности.
Артезианские воды. Воды, насыщающие водопроницаемый слой, заключенный между водоупорными породами, и обладающие гидростатическим напором, называются напорными, или артезианскими, подземными водами.
3.Минеральные воды. Источники
Минеральными принято называть такие воды, которые в силу своего особого химического состава или физических свойств (радиоактивности, повышенной температуры) оказывают определенное воздействие на организм человека. Эти воды часто относятся к категории лечебных. Лечебные свойства минеральным водам придает содержание в них некоторых характерных ионов и газов.
Различают пластовые выходы и источники (родники). Пластовые выходы проявляются в равномерном увлажнении склона на относительно большом расстоянии вдоль пересечения его с водоносным пластом. Сосредоточенные выходы подземных вод в виде отдельных струй или потоков называются источниками (родниками).
По характеру выхода и условиям питания источники обычно подразделяются на нисходящие и восходящие.
Источники, выбрасывающие воду под действием давления паров воды, имеющих на некоторой глубине температуру выше 100°С, называются гейзерами.
Происхождение подземных вод.
Основным видом питания подземных вод зоны активного водообмена является инфильтрация (просачивание) атмосферных осадков. Часть подземных вод образуется путем конденсации и сорбции.
Единой точки зрения по вопросу формирования запасов подземных вод в глубоких недрах земной коры в настоящее время нет. Различные взгляды отражены в трех основных гипотезах происхождения подземных вод: 1) магматическое и метаморфическое, 2) седиментационное и 3) поверхностное (атмосферное).
В соответствии механизмом образования подземные воды подразделяются на следующие группы: вадозные, ювенильные, седиментационные воды.
Основные понятия: гравитационная (свободная) вода, внутриклеточная вода водоносные слои (водоносные горизонты), зеркало (уровень подземных вод), водоносные горизонты со свободной поверхностью, напорные водоносные горизонты, .мощность водоносного слоя, она аэрации, зона насыщения, верховодка, грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды (артезианские), теплая, термальная, горячая вода, пластовые выходы и источники (родники), нисходящие и восходящие источники, гейзеры вадозные, ювенильные и седиментационные воды.
Лекция 14. Педосфера.
Содержание:
1. Общая характеристика педосферы.
2. Образование почв.
3. Состав почв.
4. Строение почвенного профиля.
1.Общая характеристика педосферы.
Почвы представляют собой органоминеральное образование верхнего горизонта литосферы, вовлеченное в биогеохимический круговорот атомов при участии растений, животных и микроорганизмов, обладающее плодородием. Почвы на поверхности суши образуют почти сплошной покров и формируют биокосную сферу, которая носит название педосфера.
Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый географ ( гг).
Специфической особенностью почв является сложный обмен веществ (биогеохимический круговорот), который совершается между горными породами и живыми организмами.
Основные понятия: биокосная сфера, педосфера.
2.Образование почв.
Почва образуется при трансформировании горных пород под влиянием различных агентов. В результате биохимических преобразований в составе почвообразующих пород появляется мелкозем, содержащий вторичные минералы (вторичные глиноподобные минералы, аморфные формы кремнезема, гидроксиды железа). С появлением в составе минеральной части почвы вторичных минералов примитивная почва приобретает поглотительную способность, что создает благоприятные условия для расселения высших растений, что усиливает биохимические процессы. В результате всех этих изменений мелкозем обогащается органическим веществом, в том числе и гумусом. Образование 1 см почвенного слоя в среднем протекает в течение 150 лет.
Сформировавшаяся почва имеет мощность 1,5-2,5 м. Она представляет собой не просто твердое тело (как большинство пород литосферы), а сложную трехфазную систему, в которой твердые частица окружены воздухом и водой.
Основные понятия: биохимические преобразования, вторичные минералы, поглотительная способность, гумус.
3.Состав почв.
В состав твердой фазы входят минеральные и органические вещества.
В состав минеральной части почвы входят: кислород (55%), кремний (20%), алюминий (7%), водород (5%), углерод (5%), железо, калий, натрий, магний, кальций, фосфор, сера в сумме не превышают 5% и некоторые микроэлементы – медь, молибден, йод, бор, фтор, свинец и др. Подавляющее большинство химических элементов находится в форме оксидов и солей угольной кислоты, фосфорной, хлористо-водородной и других кислот.
При взаимодействии почвенных солей с почвенной влагой образуется почвенный раствор - наиболее подвижная и активная часть почвы, так как вещества в нем находятся в молекулярном и коллоидальном состоянии. В почвенный раствор переходят также и газообразные вещества, входящие в состав почвенного воздуха.
Органическая часть почвы образуется в результате воздействия на почву растений и микроорганизмов. Органическая часть почвы представлена как азотсодержащими, так и безазотистыми органическими соединениями. Они накапливаются в почве при разложении растительных и животных остатков, а также в процессе жизнедеятельности самих организмов. Основную часть органических соединений почвы (до 85%) определяющих ее плодородие, составляет специфически органические соединения, которые называются почвенным гумусом. Синтез этих высокомолекулярных органических соединений происходит при участии окислительных ферментов микроорганизмов. Основу гумуса составляют перегнойные кислоты (гуминовые и фульвокислоты), образованные в результате аэробного и анаэробного разложения травянистых растений и древесных остатков.
Наиболее важным химическим свойством почвы является ее поглотительная способность. Она связана с образованием почвенных коллоидов. В результате обменных реакций с ионами диффузного слоя коллоидов происходит избирательное накопление различных химических элементов. Почвы имеют высокую биохимическую активность: в них живут разнообразные живые организмы. Это могут быть различные микроорганизмы, (бактерии, водоросли, грибы, простейшие одноклеточные), черви, членистоногие, а также высшие животные.
Основные понятия: минеральные и органические вещества. почвенный раствор перегнойные кислоты почвенных коллоидов.
3.Механический состав почв.
Нормальный воздухо и водообмен почв зависит также от их механического состава – соотношение в почве физического песка (размер фракций более 0,01 мм) и физической глины (размер фракций менее 0,01 мм). Механически состав имеет большое значение для агротехнической характеристики почв.
Механический состав связан с плотностью и пористостью почв, которые в совокупности создают ее физические свойства. Последние характеристики почв определяют ее естественное увлажнение и воздухообмен.
Основные понятия: физические свойства почв: плотность и пористость.
4.Строение почвенного профиля.
При почвообразовании под воздействием ведущих факторов почвообразования происходит перераспределение химических элементов. В результате почва расчленяется на отдельные горизонты – однородные слои, расположенные параллельно дневной поверхности и имеющие одинаковые признаки.
Поверхностный горизонт состоит обычно из остатков растительности, разложение которых дает гумус.
Ниже гумусового горизонта в почвах влажных зон располагается элювиальный горизонт, для которого характерен вынос химических элементов.
Во многих почвах присутствует горизонт концентрации соединений, вымытых из верхней части (иллювиальный горизонт).
В таких болотных и засоленных почвах образуются специфические горизонты: в болотных – торфяные и глеевые, в солончаках – солевые горизонты.
Основные понятия: почвенные горизонты, элювиальный горизонт, иллювиальный горизонт, торфяной и глеевый горизонты, солевой горизонт.
Лекция 15. Педосфера. Зональные типы почв (продолжение).
Содержание:
1. Арктические и субарктические почвы.
2. Бореальные почвы.
3. Суббореальное почвообразование.
4. Тропические почвы.
1.Арктические и субарктические почвы,
Арктические почвы, зональные для арктической зоны, очень маломощные (первые десятки см) со слаборазвитым гумусовым горизонтом.
Тундровые почвы являются зональными почвами тундр. Они влажные, торфянистые, для них характерно оглеение всего деятельного слоя.
Основные понятия: Арктические почвы Тундровые почвы, оглеение.
2.Бореальные почвы.
В таежной зоне зональными являются подзолистые и мерзлотно-таежные почвы. Подзолистые почвы характерны для районов, где нет вечной мерзлоты. Для них свойствен промывной водный режим, с активным развитием процессов оподзоливания, а также с длительным водозастойным периодом и развитием процессов оглеения. Характерной особенностью этих почв является отсутствие или малая мощность гумусового горизонта и особая роль лесной подстилки.
Ареал мерзлотно-таежных почв (криоземов) совпадает с ареалом вечной мерзлоты и приурочен к лиственничной светлохвойной тайге. Многолетняя мерзлота оказывает многостороннее воздействие на почвы.
Лучшая обеспеченность теплом и обильное увлажнение подзоны южной тайги определяет формирование здесь дерново-подзолистых почв. Теплый и влажный климат благоприятствует развитию микробиологических процессов и интенсификации круговорота веществ в системе почва-растение.
Основные понятия: мерзлотно-таежные почвы, подзолистые и дерново-подзолистые почвы, оподзоливание.
3.Суббореальное почвообразоание.
В зоне широколиственных лесов зональными являются бурые и серые лесные почвы. Ведущий почвообразовательный процесс – гумусонакопление, которое сочетается с подзолистым процессом. Благоприятные условия увлажнения и достаточное количество кислорода в почве активизируют жизнедеятельность микроорганизмов и определяют интенсивный биологический круговорот.
В более сухих условиях умеренного пояса – лесостепях и степях формируются черноземные и каштановые почвы. Черноземами называют богатые темноокрашенные гумусом почвы, не имеющие признаков современного переувлажнения, сформированные в плакорных условиях под многолетней травянистой растительностью в условиях непромывного режима. Ведущим процессом образования черноземов является гумусово-аккумулятивный процесс, в результате которого образуется темнокрашенный высокобиогенный гумусово-аккумулятивный горизонт с зернистой структурой и относительно высоким содержанием гумуса гуматно-кальциевого состава.
Каштановые почвы характерны для более ксерофитных степей, с отчетливо выраженным недостатком влаги. Почвообразовательный процесс характеризуется замедленными темпами гумусообразования и слабой промытостью почв от карбонатов и легкорастворимых солей. Щелочные металлы, особенно натрий, входят в почвенный поглощающий комплекс, вызывая их солонцеватость.
Основные понятия: бурые и серые лесныепочвы, черноземные и каштановые почв, гумусово-аккумулятивный процесс, солонцеватость.
4.Тропические почвы.
Зональными почвами пустынь и полупустынь являются песчаные пустынные, такыры и серо-бурые почвы субтропических пустынь, красно-бурые пустынные– тропических пустынь, а также засоленные варианты этих почв. Почвообразование в этих зонах обусловлено аридностью климата и малой продуктивностью растительности. Почвы карбонаты по всему профилю.
Почвы субтропической и тропической влажной области формируются в условиях достаточного поступления тепла (средняя температура самого холодного месяца –выше 40С), но с разными условиями увлажнения, что и определяет внутризональные почвенные различия. В условиях достаточного увлажнения (коэффициент увлажнения 1,33) формируются желтоземы и красноземы, в сухих условиях - коричневые серо-коричневые почвы ксерофитных лесов и кустарников.
Наиболее яркий признак тропического почвообразования - преобладающая красноцветность почв, обусловленная присутствием минералов железа (гематитом, лимонитом). Гумуса в почвах немного, содержание фосфора, кальция и калия в почвах очень низкое.
Для тропического почвообразования характерно формирование в почвах плотных сцементированных оксидами и гидрооксидами железа горизонтов, называемых латеритами.
Основные понятия: песчаные пустынные, серо-бурые почвы, красно-бурые пустынные, коричневые, серо-коричневые, желтоземы и красноземы, латериты..
Лекция 16. Ландшафтная оболочка.
Содержание:
1. Общая характеристика ландшафтной оболочки.
2. Материковые и океанические лучи и секторы. Географические пояса и зоны
1.Общая характеристика ландшафтной оболочки
Часть географической оболочки на контакте атмо-, лито - и гидросферы в котором сконцентрирована жизнь в географии получил название «ландшафтная оболочка».
Мощность этого слоя на суше 30 — 50 м в полярных странах и в пустынях, 100 — 200 м в лесной зоне умеренного пояса и до 200 м в экваториальной гилее.
Учение о взаимодействии природных компонентов (горных пород, почв, воздуха, влаги, тепла и др.) развивалось в географическую науку о географическом ландшафте. В начала ХХ в. этим термином обозначался внешний вид местности. Ландшафт как сочетание взаимосвязанных природных компонентов впервые стал трактовать в 1913 г.
Ландшафт как система делится на системы более низких ypовней — на урочища и фации.
Основные понятия: ландшафтная оболочка, урочище, фация.
2.Материковые и океанические лучи и секторы. Географические пояса и зоны.
Географическая оболочка в процессе длительного развития приобрела сложную структуру и ярко выраженные пространственные различия отдельных частей. Она дифференцирована с севера на юг — от полюса до экватора и до другого полюса, и с запада на восток. Первое направление дифференциации принято называть широтным, второе — долготным (хотя эти выражения не очень точны).
Пространственная неоднородность проявляется в дифференциации на:
Ø материковые и океанские лучи
Ø пояса
Ø секторы
Ø зоны
Ø регионы
Ø вертикальная поясность в горных странах.
Материковые и океанские лучи: три материковых — Европейско-Aфриканский, Азиатско-Австралийский, Американский и три океанских: Атлантический, Индийский и Тихоокеанский. Их формирование связано с планетарным с структурами литосферы.
Пояса. На современной стадии развития земной природы выделяет следующие основные планетарные пояса:
1) экваториальный жаркий и влажный,
2) тропические жаркие и сухие,
3) умеренные в северном полушарии теплый с большой амплитудой влажности по регионам, в южном — с океанским климатом (обычно выделяемый умеренный пояс целесообразно разделить на на два умеренный н бореальный);
4) бореальные прохладные и сырые;
5) полярные морозные и сырые.
Сектор — это таксономическая единица, меньшая, чем луч. На материках — западные приокеанские, центральные материковые и восточные приокеанские секторы. На океанах соответственно теплым и холодным течениям — западные и восточные сектора. В распределении атмосферного увлажнения равноправны две закономерности:
а) широтная, выражающаяся в чередовании зон минимумов и максимумов осадков, и
б) долготная, или внутризональная секторная.
Зона. Совокупности однородных природных образований, вытянутые с запада на восток перпендикулярно оси вращения Земли, уже давно стали в науке называть зонами — климатическими, почвенными, растительными.
В северном полушарии выделяют следующие зоны: ледовую, тундровую, хвойных лесов или таежную, широколиственных лесов, лесостепную, степную, пустынную умеренную, субтропических лесов, пустынную тропическую, саванновую, экваториальных лесов.
Между перечисленными зонами выделяют переходные: лесотундровую между тундровой и лесной, полупустынную между степной и пустынной и др. Каждая зона распадается на подзоны.
Зоны и подзоны получали название по растительному покрову суши, так как растительность — наиболее яркий показатель или индикатор природного комплекса.
Регион. Океанско-континентальный перенос тепла и влаги дифференцирует зоны на регионы или провинции зон.
Вертикальная поясность в горных странах.
Основные понятия: пояс, сектор, зона: ледовая, тундровая, хвойных лесов или таежная, широколиственных лесов, лесостепная, степная, пустынная умеренная, субтропических лесов, пустынная тропическая, саванновая, экваториальных лесов.
Лекция 17. Ландшафтная оболочка Характеристика поясов и зон (продолжение).
Содержание:
1. Экваториальный пояс.
2. Субэкваториальные пояса
3. Тропические пояса
4. Субтропические пояса
5. Северный умеренный пояс.
6. Южный умеренный пояс
7. Северный бореальный пояс
8. Северный холодный субарктический, или субполярный, пояс.
9. Южный бореальный пояс.
10. Полярные пояса, или пояса вечного мороза
11. Высотная поясность
1.Экваториальный пояс.
Географический или ландшафтный экваториальный пояс суши занимает небольшую площадь. В гилее преобладают два главных типа ландшафтов:
а) лесной затопляемый и заболоченный и
б) лесной незатопляемый.
На периферии экваториального пояса леса уже листопадно-вечнозеленые, переходные к субэкваториальным.
2.Субэкваториальные пояса.
Их два: один в северном, другой в южном полушариях. Площадь субэкваториальных поясов больше, чем экваториального, и, несмотря на видимость переходного характера пояса, природа его глубоко самобытна. Многие черты природы унаследованы по крайней мере с палеогена.
В субэкваториальном поясе две природных зоны:
а) субэкваториальных лесов
б) саванн.
Субэкваториальные леса в виде узкой зоны примыкают к гилее. Они переменно влажные и листопадные.
Для зонального типа ландшафта саванн характерно сочетание участков с травянистым покровом с отдельными деревьями, группами деревьев, небольшими лесами или зарослями кустарников. В зависимости от длительности сухого периода зона саванн распадается на три подзоны:
1) влажных саванн и саванновых лесов, расположенная близ пояса гилеи;
2) сухих саванн с редколесьями или отдельными деревьями, занимающая средние территории пояса;
3) опустыненных саванн и кустарников, примыкающая к зонам тропических пустынь.
3.Тропические пояса.
Тропические пояса — широты господства жаркого и обычно сухого воздуха и на материках, и на океанах формирующегося в тропических антициклонах. Северный тропический пояс на материках простирается от 10' с. ш. у Аденского залива до 34' с. ш. в бассейне верхнего Инда — на 24' с севера на юг и на 120' с запада на восток. Южный, поскольку материки к югу выклиниваются, несколько меньше. Южная его граница всюду совпадает с 30' ю. ш., северная в Африке достигает 16' ю. ш.; ширина пояса 14', длина на суше 85'.
Сезоны года в северном и южном поясах антихронны.
4.Субтропические пояса.
Субтропики характеризуются пребыванием в этих широтах летом тропического, зимой умеренного воздуха. Это не переходные, а самостоятельные пояса. Размещение регионов субтропической природы, особенности климата и ландшафтов каждого из них зависят также от рельефа материков — литогенной основы развития ландшафтов и взаимодействия в системе океан — атмосфера — материк.
Средняя параллель субтропических поясов — 35' с. ш. и ю. Ш. Это оси средиземных поясов разлома земной коры в обоих полушариях.
5.Северный умеренный пояс. В средних широтах земного шара литосфера антисимметрична относительно плоскости экватора: огромным материкам северного полушария в южном соответствует сплошное океанское кольцо.
Северный умеренный пояс на суше протягивается от Ирландии до камчатки на 1750 и от Аляски до Ньюфандленда на 1000. Самая южная точка этого пояса лежит в Китае на 330с. ш. а самая северная – на Скандинавском полуострове почти на 700 с. ш., т. е. протяженность почти в 37 градусов.
В южном полушарии в умеренные широты заходят только оконечность Южной Америки, половина Тасмании и часть Южного острова Новой Зеландии.
Северный пояс характеризуется наибольшим для Земли разнообразием зональных ландшафтов. На северных его пределах тайга переходит в лесотундру, а на южных – умеренные пустыни Средней Азии граничат с субтропическими пустынями. Режим тепла и влаги, все компоненты настолько различны, что позволяют делить этот пояс на два:
1) умеренный
2) бореальный.
Первый включает зоны пустынь, полупустынь, степную, лесостепную и смешанных лесов в материковых секторах Евразии и Северной Америки и широколиственных лесов в приокеанических.
6.Южный умеренный пояс по мегарельефу антисимметричен северному: он почти целиком расположен на океане. Площадь суши в нем ничтожна. Только на западном берегу Анд, открытом морским воздушным массам западного переноса и циклонам, произрастают приокеанские постоянно влажные леса.
7.Северный бореальный пояс. В северной части средних широт на огромных пространствах Евразии и Северной Америки простирается самая обширная на Земле зона — зона хвойных лесов, получившая сибирское название тайги. Ее южная граница у Верхнего озера достигает 47' с. ш., а северная на Кольском полуострове поднимается до 68' с. ш. Еще дальше на север — до озера
В бореальном поясе выделяются три основных ландшафта:
1) хвойных лесов,
2) болотный и
3) заливных лугов.
Южный умеренный и бореальный пояса в основном океанские.
8.Северный холодный субарктический, или субполярный, пояс.
Он занимает северную периферию Евразии и Америки. Его южная граница следует за береговой линией (объясняется летним нагреванием суши) и зависит также от теплых и холодных океанских течений.
Солнечного тепла мало. Южная граница пояса приблизительно соответствует изотерме 10', а северная 0'С июля. Уже на небольшой глубине (около 30 см) грунт схвачен вечной мерзлотой. Осадков мало — от 300 до 100 мм, испарение еще меньше, атмосферное увлажнение избыточное — до 150%.
В этих условиях древесные насаждения произрастать не могут, типичны тундровые ландшафты. Тундрой называется комплекс безлесных моховых, мохово-кустарниковых и лишайниковых формаций, приспособившихся к климатическому и почвенному пессимуму. На северных пределах почвы и тундровые ландшафты образуются только пятнами; это уже полярная пустыня.
В тундровой зоне выделяются ландшафты трех видов: тундровые, болотные и пойменные луга.
9.Южный бореальный пояс. В южном полушарии в субполярных широтах безраздельно господствует океан. Тундровые ландшафты встречаются спорадически на редко разбросанных островах и зоны не образуют. На Фолклендских (51 — 52' ю. ш.) островах представлена каменисто-лишайниковая тундра с зарослями березы и ивы; Южная Георгия (54 — 55' ю. ш.) лежит на границе Антарктической ледовой зоны.
10.Полярные пояса, или пояса вечного мороза. Северный и южный полярные пояса противоположны по мегарельефу — первый материковый, второй — океанский. Однако климаты их имеют много общих черт.
На суше Арктического пояса выделяются три типа ландшафтов:
1) островные ледники,
2) полярные пустыни (на островах Врангеля, Новосибирских, Северной Земле и Канадском архипелаге) и
3) арктические тундры, обычно пятнистые на границе с тундровой зоной.
11.Высотная поясность. В горных странах горизонтальные природные зоны суши сменяются высотными поясами, а на возвышенностях ландшафты варьируют в пределах двух соседних зон.
Вертикальная поясность всегда начинается с той горизонтальной зона, в которой находится горная страна. Выше пояса сменяются в целом так же, как горизонтальные зоны, до области полярных снегов. При этом, конечно, выпадают пояса, аналогичные таким зонам, условия которых в горах повториться не могут.
Соотношение территорий, приходящихся на различные горизонтальные географические зоны и на ландшафты горных стран, лучше всего показывает сравнение размеров площадей основных типов почв, поскольку растительный покров в значительной степени изменен деятельностью людей.
Лекция 18. Рельеф земной поверхности.
Содержание
1. Общие сведения о рельефе
2. Факторы, формирующие рельеф.
3. Возраст рельефа.
4. Морфометрическая классификация рельефа.
1.Общие сведения о рельефе
Рельеф земной поверхности представляет собой совокупность геометрических форм этой поверхности, образующихся в результате сложного взаимодействия земной коры с водной, воздушной и биологической оболочками нашей планеты. Изучением строения, происхождения, истории развития и динамку рельефа земной поверхности занимается геоморфология.
Рельеф слагается из многократно повторяющихся и чередующихся между собой отдельных форм рельефа, каждая из которых состоит из элементов рельефа: граней или поверхностей, и ребер (пересечения двух граней). По величине наклона выделяют субгоризонтальные поверхности (с углами наклона до 2 градусов) и склоны (с углами наклона более 2 градусов). Поверхности могут быть ровными, вогнутыми, выпуклыми.
Грани рельефа постепенно переходят одна в другую посредством перегибов склонов.
Формы рельефа могут быть положительными (выступающие относительно некоторого горизонтального уровня) или отрицательными (углубленные относительно этого уровня). Выделяют также аккумулятивные формы рельефа, сформированные за счет накопления материала, и денудационные формы, образованные за счет выноса материала.
Основные понятия: геоморфология, склоны субгоризонтальные поверхности, перегибы склонов, положительные и отрицательные формы рельефа, аккумулятивные формы рельефа, денудационные формы рельефа.
2.Факторы, формирующие рельеф.
Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов (факторов). Это положение является наиболее общим определение генезиса рельефа Земли.
Эндогенными (внутренними) процессами рельефообразования являются вулканизм, тектонические (колебательные движения земной коры и складчатость) и сейсмические процессы. Основным источником энергии эндогенных процессов является тепловая энергия, продуцируемая гравитационной дифференциацией и радиоактивным распадов вещества недр Земли. Земная кора реагирует на них либо деформациями без разрыва пластов. Создаваемые в результате этих процессов формы рельефа в нетронутом виде в природе не встречаются, так как они сразу подвергаются воздействию экзогенных процессов.
Экзогенными (внешними) процессами являются процессы, связанные с разрушением горных пород (выветривание), транспортировкой продуктов их разрушения (денудации) и их накоплением (аккумуляцией). Главным источником энергии этих процессов является энергия Солнца, которая на поверхности Земли трансформируется в энергию движения воды, воздуха и материала литосферы.
Взаимное действие эндо и экзогенных процессов приводит к последовательной смене этапов создания неровностей поверхности и затем к их уничтожению (снижению до базиса эрозии).
Основные понятия: эндогенные и экзогенные процессы (факторы), вулканизм, тектонические процессы (колебательные движения земной коры, складчатость), сейсмические процессы, выветривание, денудация, аккумуляция, орогенические эпохи.
3.Возраст рельефа.
При определении возраста рельефа принято использовать два понятия – относительный и абсолютный возраст.
Относительный возраст рельефа имеет два аспекта.
Первый аспект отражает стадийность развития рельефа.
Второй аспект понятия относительного возраста предполагает определение возрастных соотношений между разными формами рельефа.
Абсолютный возраст определяется с помощью геологических методов, которые позволяют устанавливать возраст отложений, слагающих данную форму рельефа. Определение абсолютного возраста коррелятных (соответственных, одновозрастных с формой рельефа) отложений основывается на использовании радиоизотопного метода (радиоуглеродного, калий-аргонового, фторового, неравновесного урана).
Основные понятия: относительный возраст, абсолютный возраст, стадийность развития рельефа, коррелятные отложения, радиоизотопные методы: радиоуглеродный, калий-аргоновый, фторовый, неравновесного урана.
4.Морфометрическая классификация рельефа.
В зависимости от размеров выделяют: планетарные формы, мегаформы, макроформы, мезоформы, микроформы и наноформы рельефа.
|
Из за большого объема эта статья размещена на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
