- •Введение
- •Рис. 1. Схема иерархии геосистем
- •1. Этапы развития ландшафтоведения
- •Истоки и предыстория учения о ландшафте
- •Первые шаги на пути к физико-географическому синтезу
- •Ландшафтоведение после второй мировой войны
- •Современный этап развития ландшафтоведения
- •2. Региональная и локальная дифференциация эпигеосферы
- •Широтная зональность
- •Азональность, секторность и системы ландшафтных зон
- •Высотная поясность и орографические факторы ландшафтной дифференциации
- •Высотная ландшафтная дифференциация равнин. Ярусность и барьерность на равнинах и в горах
- •Структурно-петрографические факторы и морфоструктурная дифференциация
- •Соотношения зональных и азональных закономерностей и их значение как теоретической основы физико-географического районирования
- •Локальная дифференциация
- •З. Ландшафт и геосистемы локального уровня
- •Понятие о ландшафте
- •Компоненты ландшафта и ландшафтообразующие факторы
- •Границы ландшафта
- •Проблемы типологии и формализации в морфологии ландшафта
- •4. Функционально-динамические аспекты учения о ландшафте
- •Структура и функционирование ландшафта
- •Влагооборот в ландшафте
- •Биогенный оборот веществ
- •Абиотическая миграция вещества литосферы
- •Энергетика ландшафта и интенсивность функционирования
- •Годичный цикл функционирования ландшафта
- •Изменчивость, устойчивость и динамика ландшафта
- •Развитие ландшафта
- •Принципы классификации ландшафтов
- •Полярные и приполярные ландшафты
- •Бореальные и бореально-суббореальные ландшафты
- •Бореальные (таежные) ландшафты
- •Суббореальные ландшафты (типичные и переходные к субтропическим)
- •Субтропические ландшафты
- •Тропические и субэкваториальные ландшафты
- •Экваториальные ландшафты
- •Сущность и содержание физико-географического районирования
- •Теоретические основы физико-географического районирования
- •Спорные вопросы таксономии физико-географических регионов
- •Зональные и азональные регионы
- •Многорядная система таксономических единиц физико-географического районирования
- •Физико-географическое районирование горных территорий
- •Ландшафтная структура физико-географических регионов
- •7. Ландшафты и человечество
- •Ландшафтоведение и взаимодействие природы и общества
- •Некоторые дискуссионные подходы к анализу человеческого воздействия на ландшафты
- •Техногенные воздействия на структуру и функционирование геосистем
- •Устойчивость геосистем к техногенным воздействиям
- •Основные структурно-динамические закономерности ландшафтов, подвергающихся человеческому воздействию
- •Культурный ландшафт
- •Литература
- •Предметный указатель
- •Оглавление
Влагооборот в ландшафте
Сложная система водных потоков пронизывает ландшафт подобно кровеносной системе. Посредством потоков влаги происходит основной минеральный обмен между блоками ландшафта. Внешние вещественные связи геосистемы также осуществляются преимущественно через входные и выходные водные потоки. Перемещение влаги сопровождается формированием растворов, коллоидов и взвесей, транспортировкой и аккумуляцией химических элементов; подавляющее большинство геохимических (в том числе биогеохимических) реакций происходит в водной среде.
Ежегодный запас обращающейся в ландшафте влаги составляют атмосферные осадки — жидкие и твердые, а также вода, поступающая в почву за счет конденсации водяного пара. Часть осадков перехватывается поверхностью растительного покрова и, испаряясь с нее, возвращается в атмосферу; в лесу некоторое количество стекает по стволам деревьев и попадает в почву. Влага, непосредственно выпадающая на поверхность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком и затрачивается на физическое испарение, остальное количество фильтруется в почвогрунты и образует наиболее активную часть внутреннего влагооборота. Относительно небольшая доля расходуется на абиотические процессы в почве, участвует в гидратации и дегидратации, более или менее значительное количество почвенно-грунтовой влаги выпадает из внутреннего оборота (потери на подземный сток); при иссушении почвы влага поднимается по капиллярам и может пополнить поток испарения. Однако в большинстве ландшафтов почвенные запасы влаги в основном всасываются корнями растений и вовлекаются в продукционный процесс.
Интенсивность влагооборота и его структура (соотношение отдельных составляющих) специфичны для разных ландшафтов и зависят прежде всего от энергообеспеченности и количества осадков, подчиняясь зональным и азональным закономерностям, рассмотренным в главе 2. В табл. 5 приведены величины основных элементов водного баланса для некоторых типов ландшафтов, а рис. 39 представляет собой пример схематической модели влагооборота в ландшафте.
По данным табл. 5 можно судить о соотношениях внутренних и внешних потоков влаги и интенсивности внутреннего влагооборота. Величина суммарного (поверхностного и подземного) стока служит показателем выходного потока влаги. Если принять, что в среднегодовом выводе приход влаги извне сбалансирован с ее расходом на сток, то следует считать, что поступление осадков в ландшафт извне (адвективных) количественно равно годовому стоку. Абсолютные величины внешнего влагообмена хорошо увязываются с общими зонально-азональными закономерностями циркуляции атмосферы: наиболее обильное поступление внешних осадков (и соответственно
169
Т а б л и ц а 5. Основные элементы водного баланса типичных ландшафтов
в различных зонах (средние годовые показатели)
Ландшафты |
Осадки, |
Испа- |
Сток, |
Коэффи- |
|
|
мм |
рение, |
циент |
||
|
мм |
||||
|
|
мм |
стока |
||
|
|
|
|||
Тундровые восточноевропейские |
500 |
200 |
300 |
0,60 |
|
Северотаежные восточноевропейские |
600 |
300 |
300 |
0,50 |
|
Среднетаежные восточноевропейские |
650 |
350 |
300 |
0,45 |
|
Южнотаежные восточноевропейские |
675 |
400 |
275 |
0,40 |
|
Подтаежные восточноевропейские |
700 |
450 |
250 |
0,35 |
|
Подтаежные западносибирские |
550 |
475 |
75 |
0,15 |
|
Широколиственнолесные западноевропейские |
750 |
525 |
225 |
0,30 |
|
Широколиственнолесные |
|
|
|
|
|
восточноевропейские |
650 |
520 |
130 |
0,20 |
|
Лесостепные восточноевропейские |
600 |
510 |
90 |
0,15 |
|
Лесостепные западносибирские |
425 |
410 |
15 |
0,04 |
|
Степные северные восточноевропейские |
550 |
480 |
70 |
0,12 |
|
Полупустынные казахстанские |
250 |
245 |
5 |
0,02 |
|
Пустынные туранские |
150 |
150 |
(1 |
(0,01 |
|
Субтропические влажные лесные восточно- |
|
|
|
|
|
азиатские |
1600 |
800 |
800 |
0,50 |
|
Пустынные тропические североафриканские |
(10 |
(10 |
(1 |
(0,01 |
|
Саванновые опустыненные |
250 |
240 |
10 |
|
|
североафриканские |
0,04 |
||||
|
|
|
|||
Саванновые типичные североафриканские |
750 |
675 |
75 |
0,10 |
|
Саванновые влажные североафриканские |
1200 |
960 |
240 |
0,20 |
|
Влажные экваториальные центрально- |
|
1200 |
|
|
|
африканские |
1800 |
600 |
0,35 |
||
|
|||||
Влажные экваториальные амазонские |
2500 |
1250 |
1250 |
0,50 |
наиболее интенсивный вынос воды из ландшафта) наблюдается в экваториальных широтах, а также в муссонных тропиках и субтропиках, затем в приокеанических областях пояса западного воздушного переноса. Наиболее слабые входные и выходные потоки влаги свойственны внутриконтинентальным областям и особенно поясу тропической пассатной циркуляции.
Обобщенным показателем внутриландшафтного влагооборота можно считать суммарное испарение. При наличии достаточного запаса влаги его интенсивность определяется энергоресурсами. Поэтому четко выраженный пик внутреннего оборота влаги также приходится на экваториальную зону, и отсюда происходит закономерный спад к полюсам, но на этом общем фоне резкими «провалами» выглядят аридные зоны и сектора.
Соотношения между внешним и внутренним влагооборотом выражаются коэффициентом стока или дополняющим его до единицы коэффициентом испарения. Как следует из табл. 5, только в высоких широтах внешние потоки влаги превосходят внутренний оборот, в гумидных экваториальных, тропических и субтропических ландшафтах оба типа потоков примерно равны, с усилением аридности доля внутреннего оборота растет, хотя по абсолютной величине он уменьшается.
170
Рис. 39. Схема влагооборота в широколиственном лесу (в мм)
Во внутриландшафтном влагообороте основную роль играет биота, особенно лесные сообщества. Кроны деревьев перехватывают до 20% и более годового количества осадков (сосняки — 140 — 150 мм, ельники — 200 — 230 мм, экваториальные леса — до 500 мм). Основная их часть, как уже отмечалось, испаряется, но некоторое количество стекает по стволам деревьев
(табл. 6).
Однако главное звено биологического влагооборота — транспирация. На единицу продуцируемой фитомассы (в сухой массе) расходуется в среднем около 400 мас. ед. воды — в холодном и влажном климате меньше, в жарком и сухом — больше (например, у бука — 170, лиственницы — 260, сосны — 300, березы — 320, дуба — 340, у растений пустынь — до 1000 — 1500) . Из этого количества в состав живого организма входит менее 1% — примерно 0,75% свободной воды и 0,15% содержится в сухой массе (в виде водородных атомов молекулярной воды, связанных при фотосинтезе с атомами углерода) . Основная масса почвенной влаги, потребляемой растениями, транспирируется. В плакорных условиях наибольшее количество влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в 2 раза меньше — суббореальный широколиственный лес; в холодном климате транспирация резко снижается (табл. 7), а в экстрааридном она минимальна (хотя доля осадков, расходу-
171
Т а б л и ц а 6. Влияние леса на атмосферные осадки
Типы лесов |
|
Годовые |
Пропускается |
|
Стекает |
|
задерживается |
||||||||||
|
|
осадки, |
|
|
|
по |
|
|
|
кронами и |
|||||||
|
|
через крону |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
мм |
|
стволам |
|
|
испаряется |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
мм |
|
% |
|
мм |
|
% |
|
|
мм |
|
% |
|
||
Еловый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Западная Европа) |
|
1216 |
893 |
|
73 |
|
9 |
|
1 |
|
|
314 |
|
26 |
|
||
Буковый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Западная Европа) |
|
1216 |
922 |
|
76 |
|
201 |
|
16 |
|
|
93 |
|
8 |
|
||
Тиковый (Индостан) |
|
- |
- |
|
73 |
|
- |
|
6 |
|
|
- |
|
21 |
|
||
Сухой |
|
1200 |
960 |
|
80 |
|
20 |
|
|
|
|
220 |
|
|
|
||
субэкваториальный |
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
18,5 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Экваториальный |
|
1800 |
1500 |
|
77— |
|
15 |
|
1 |
|
170 |
|
10— |
||||
(Кот-д'Ивуар) |
|
1950 |
1615 |
|
90 |
|
|
|
425 |
|
22 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Экваториальный |
|
2500 |
2000 |
|
80— |
|
|
|
|
|
450 |
|
18— |
||||
(Малайзия) |
|
2050 |
|
82 |
|
|
|
|
|
500 |
|
20 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Т а б л и ц а 7. Интенсивность транспирации в различных ландшафтах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Типы сообществ |
|
Годовые |
|
|
Годовая |
|
|
Доля тран- |
|||||||||
|
|
|
|
|
осадки, |
|
транспира- |
|
спирируемых |
|
|||||||
|
|
|
|
|
мм |
|
|
ция, мм |
|
|
осадков, % |
|
|||||
Альпийский луг (Австрия) |
|
|
1100 |
|
|
|
50 |
|
|
|
|
5 |
|
||||
Альпийские кустарниковые пустоши |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(Центральные Альпы) |
|
|
870 |
|
|
100 — 200 |
|
|
|
11 — 23 |
|
||||||
Мохово-лишайниковая тундра (Сибирь) |
|
500 |
|
|
|
80 — 100 |
|
|
|
16 — 20 |
|
||||||
Северная тайга |
|
|
525 |
|
|
|
290 |
|
|
|
|
55 |
|
||||
Буковый лес (Дания) |
|
|
840 |
|
|
|
522 |
|
|
|
|
62 |
|
||||
Дубрава (Восточная Европа) |
|
|
589 |
|
|
|
421 |
|
|
|
|
71 |
|
||||
Луговая степь (Восточная Европа) |
|
400 |
|
|
200 — 320 |
|
|
|
50 — 80 |
|
|||||||
Степь |
|
|
430 — 500 |
|
|
200 |
|
|
|
|
40 — 46 |
|
|||||
Маквис (Восточное Средиземноморье) |
|
650 |
|
|
|
500 |
|
|
|
|
77 |
|
|||||
Чаппараль (Калифорния) |
|
|
500 — 600 |
|
400 — 500 |
|
|
|
80 — 83 |
|
|||||||
Сухой субэкваториальный лес |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Центральная Африка, Шаба) |
|
|
1200 |
|
|
|
850 |
|
|
|
|
71 |
|
||||
Дождевой тропический лес (Кения) |
|
1950 |
|
|
|
1570 |
|
|
|
|
80 |
|
|||||
Влажный экваториальный лес |
|
|
1800 — 1950 |
|
975 — 1000 |
|
|
51 — 54 |
|
||||||||
(Кот-д'Ивуар) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Влажный экваториальный лес (Малайзия) |
|
2500 |
|
|
|
1350 |
|
|
|
|
54 |
|
|||||
Камышовые и тростниковые заросли |
|
800 |
|
|
1300 — 1600 |
160 — 190 |
|
||||||||||
(Центральная Европа) |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сырой луг (Австрия) |
|
|
860 |
|
|
|
1160 |
|
|
|
|
135 |
|
емых на транспирацию, в аридных условиях обычно значительно больше, чем в гумидных). В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхностных или грунтовых вод, транспирация может превосходить количество осадков.
В ландшафтах с развитым растительным покровом транспирация
172