ВЕРТИКАЛЬНІ СТРУКТУРИ ГЕОСИСТЕМИ: МІЖЕЛЕМЕНТНІ ВІДНОШЕННЯ ТА ПРОЦЕСИ (процесна ландшафтна екологія)

Основні питання:

1.Генетико-еволюційні відношення.

Антропічні аспекти генетико-еволюційних відношень.

2.Потік і трансформація енергії.

3.Потоки вологи.

Типологія потоку вологи.

4.Міграція та обмін мінеральних речовин.

5.Забруднення та самоочищення геосистем.

6.Продуційні процеси.

Концептуальні основи аналізу продуційного процесу в екосистемі.

Генетико-еволюційні відношення

Мета:вивчити генетико-еволюційні відношення, коротку історичну довідку, загальну схему та основні положення, антропічні аспекти, основні терміни.

План:

1.Коротка історична довідка.

2.Загальна схема та основні положення.

3.Антропічні аспекти генетико-еволюційних відношень

Коротка історична довідка.

Найбагатші традиції генетико-еволюційного аналізу природних систем були в російській, а згодом у радянській фізичній географії. В.В. Докучаєв та його учні (Г.Ф. Морозов, О.М. Краснов, І.М. Крашенінніков та ін.) надавали генетичним аспектам дослідження природи надзвичайної ваги, тому докучаївську географічну школу небезпідставно називають генетичною. Та якщо в ґрунтознавстві генетичний принцип дійсно послідовно дотримувався і розвивався, то в ландшафтознавстві багато в чому він був декларативним, на практиці спрощувався. Так, часто дослідження генетичної суті ландшафту зводилось до аналізу його геолого-геоморфологічної будови, яка буцімто генетично зумовлює всю його структуру. Такий підхід особливо яскраво виявився в працях М.А. Солнцева та прихильників його наукового напряму.

У класичному ландшафтознавстві генетичний підхід визнавався як провідний при виділенні ПТК усіх рангів, їх типології, при районуванні, вирішенні інших питань. Проте, незважаючи на гіпертрофовано велику увагу ландшафтознавців до генетико-еволюційних проблем, їх ґрунтовно розроблено не було. Це зумовило появу в 70-х роках критичних статей щодо генетичного принципу та його евристичного й практичного значення (Д.Л. Арманд, Ф.М. Мільков та ін.). Було наголошено, що генетичні зв'язки між геокомпонентами аж ніяк не вичерпують усієї багатогранності внутрішньо-геосистемних відношень, багато з яких практично незалежні від походження та особливостей розвитку геосистеми.

Загальна схема та основні положення.

Мета аналізу генетико-еволюційних відношень між складовими вертикальної структури геосистеми — визначити закономірності поєднання геокомпонентів один з одним та взаємозалежність їх окремих властивостей. Він зводиться до вирішення двох основних груп питань: 1) виявити закономірності формування даного поєднання геокомпонентів та характер зв'язків між ними; 2) оцінити ступінь генетичної залежності між геокомпонентами та їх елементами.

Загальна схема формування вертикальної структури геосистеми така. Утворення її починається з нуль-моменту—появи наземного твердого абіотичного субстрату. Цим моментом може бути вихід території з-під рівня моря, вивільнення її з-під льодовика, перекриття поверхні вулканічною лавою тощо. Геологічні породи, що вийшли на поверхню, ґрунтові води та приземний шар атмосфери вступають у взаємодію між собою, яка виражається у вивітрюванні гірських порід та зміні морфології рельєфу. Такі геосистеми мають примітивну вертикальну структуру, у якій немає біотичних компонентів. Проте вже на абіотичній стадії розвитку геосистеми до неї з атмосфери та з поверхневими водами надходять мікроорганізми, життєдіяльність яких спричиняє формування та поступове збільшення вмісту органічної речовини у верхньому шарі гірських порід. Внаслідок цього стає можливим ецезис (приживання на новому місці) лишайників, мохів, а згодом і вищих рослин. Їх спори та насіння заносяться до геосистеми практично з нуль-моменту, але на безорганічному субстраті проростати вони не могли. Популяційна структура первинних рослинних угруповань примітивна і цілком визначається фізико-хімічними особливостями субстрату, а також видовим складом рослинності прилеглих геосистем. Конкурентні та інші біотичні відношення між популяціями та їх окремими особинами виражені слабко.

З моменту виникнення фітоценозу геосистема вступає у біотичну стадію розвитку. Для неї характерні інтенсифікація гумусоутворення, заселення тваринами та формування зооценозу, більша швидкість сукцесійних змін ґрунту, рослинності та мікробоценозів, стабілізація рельєфоформуючих процесів, більша трансформація приземного шару атмосфери (зокрема, внаслідок все більшої транспірації). Якщо на абіотичній стадії розвитку зміни геокомпонентів та їх зв'язок загалом детерміновані та односпрямовані, то на біотичній відношення між геокомпонентами значно ускладнюються і набувають все більшої стохастичності (ймовірносності). Формується розгалужена мережа обернених, міжгеокомпонентних зв'язків, тобто переважно односпрямовані відношення змінюються двосторонніми. Так, розвиток ґрунту починає залежати не від властивостей гірських порід, атмосфери і ґрунтових вод, а й від популяційного складу та продуктивності рослинних угруповань. У свою чергу, зміни ґрунту зумовлюють і зміни рослинності, тваринного населення (особливо ґрунтової фауни), мікробоценозів, які знову-таки зумовлюють певні зміни ґрунтових процесів. За таких зв'язків визначення геокомпоненту, який є провідним у формуванні вертикальної структури геосистеми, лишається сенсу.

Важлива особливість еволюційних відношень на біотичній стадії формування геосистеми зумовлена зростаючою самостійністю розвитку окремих геокомпонентів у процесі їх еволюції. Так, на перших етапах сукцесії рослинних угруповань формування їх популяційної структури майже повністю визначається абіотичними факторами — кліматом та субстратом. Ці фактори ніби задають генеральний напрям можливих змін рослинності. У подальшому роль внутрішньогеокомпонентних процесів (між- та внутрішньовидової конкуренції, симбіозу та ін.) набуває все більшого значення, і популяційний склад біоценозів все більше визначається власне цими відношеннями. Вони до певної міри узалежнюють фітоценоз від ґрунту, клімату та геологічної будови. Аналогічно і грунт у процесі свого розвитку стає все менш залежним від материнської породи та клімату і в рамках деякого заданого ними діапазону змін може розвиватися відносно самостійно. З розвитком ґрунтового профілю геологічні породи також стають менш залежними від атмосфери, рослинності, мікроорганізмів. Це дає змогу в одних кліматичних умовах на одному типі і навіть виді ґрунту формуватися різним рослинним угрупованням, різним видам ґрунту на одній геологічній породі тощо.

Таким чином, відповідність геокомпонентів один одному жорстко не детермінована, її характер можна визначити як детерміновано-стохастичний. Він полягає в тому, що вплив певного геокомпонента на інший (наприклад ґрунту на рослинність) визначає деякий діапазон змін рослинності, за який вони не можуть вийти, тоді як у рамках цього діапазону формування рослинних угруповань може визначатися суто внутрішньоценточними або й чисто випадковими процесами (наприклад, на дерново-підзолистих піщаних ґрунтах не можуть формуватися букові ліси, типчаково-ковилові степи, а різні асоціації хвойних та й мішаних лісів тут можливі). Так само хоч і формування ґрунту обмежене характером рослинності, геологічною будовою, кліматом, рівнем та хімічним складом ґрунтових вод, ці обмеження не настільки значні, аби визначити єдино можливий вид ґрунту у даних умовах (на плоских лесових рівнинах при глибокому рівні залягання ґрунтових вод за однакових умов посушливого південно-степового клімату можуть формуватися чорноземи звичайні, різні за вмісту гумусу, потужністю, глибиною залягання карбонатів і навіть механічного складу, але тут неможливі сірі лісові, дерново-підзолисті та інші типи ґрунтів).

Генетико-еволюційні відношення між геокомпонентами визначають деякий спектр класифікаційних підрозділів одного геокомпонента, які можуть відповідати певному типу іншого геокомпонента (наприклад, набір видів ґрунту, які можуть відповідати певному типу гірських порід; набір рослинних угруповань, що можуть формуватися на даному виді ґрунту; видів ґрунтів — під даною рослинною асоціацією тощо). Цей набір може бути дуже широкий, проте з урахуванням впливу на двосторонній міжгеокомпонентний зв'язок певного третього геокомпонента (наприклад, впливу клімату на зв'язок ґрунтів і рослинності) суттєво звужується (фільтрується). Послідовне врахування впливу всіх геокомпонентів на двосторонній зв'язок якихось двох з них приводить до виділення лише тих можливих варіантів поєднання геокомпонентів, яке може скластися в умовах конкретної геосистеми.

Поиск по сайту: