Классификационные уровни ландшафтов суши

Первый классификационный уровень(преобладание ведущего вида миграции)

На первом (самом высоком) таксономическом уровне, ландшафты, в зависи­мости от преобладания в них основного вида миграции, могут быть объединены в три группы: биогенные, абиогенные и техногенные.

Абиогенные ландшафты отличаются отсутствием (часто толь­ко относительным) непосредственного антропогенного воздейст­вия, способного привести к существенному перемещению хими­ческих элементов, и практическим отсутствием биогенной мигра­ции элементов, а, следовательно, и биологическо­го круговорота элементов (БИК). К таким ландшафтам относятся централь­ные части Антарктиды и Гренландии, наиболее высокие и покры­тые ледниками хребты и вершины гор.

В пределах данных ландшафтов преобладает механическая и физико-химическая ми­грация элементов, хотя в них могут присутствовать продукты би­ологического круговорота элементов соседних или ранее сущест­вовавших на их месте биогенных ландшафтов (органогенные ко­ренные породы; сравнительно редкие бактерии в приземном воз­духе, воде и на поверхности ледников; кислородная атмосфера). Кроме того, в абиогенные ландшафты все больше попадает эле­ментов за счет продуктов техногенеза.

Биогенные (природные) ландшафты характеризуются наличием постоянного биологического круговорота элементов, а ведущим видом их миграции обычно является биогенная. Механическая и физико-химическая миграции в этих ландшафтах, как правило, иг­рают второстепенную роль.

Необходимо отметить, что все большая часть биогенных ланд­шафтов испытывает постоянно возрастающее антропогенное (тех­ногенное) воздействие. Под его влиянием не только постоянно уве­личивается техногенное поступление элементов, но идет и их ан­тропогенный вынос из биогенных ландшафтов. Там, где биоген­ные ландшафты соседствуют с различными промышленными предприятиями и сельскохозяйственными угодьями, основная часть элементов переносится с воздушным потоком. Значитель­ная часть элементов может поступать техногенным путем и в ви­де водных растворов (при поверхностном и подземном стоках), а также в результате механического перемещения.

Таким образом, все прослеживается общая тенденция к постепенному переходу биогенных ландшафтов в техногенные.

Техногенные ландшафты отличаются тем, что биологический кру­говорот элементов в значительной мере нарушен, а определяющим видом миграции является техногенная, аналогов ко­торой (по комплексу перемещающихся элементов, свойствам их техногенных соединений и дальности миграции) в природе прак­тически нет.

Площади, занимаемые техногенными ландшафтами, непрерыв­но возрастают за счет уменьшения территорий биогенных и аби­огенных ландшафтов. В пределах техногенных ландшафтов не только проживает подавляющая часть населения Земли, но и вы­ращивается подавляющая часть продуктов питания. Техногенные ландшафты являются и источниками минерального сырья, добы­ваемого с каждым годом все в больших объемах. Именно состо­янием техногенных геохимических ландшафтов обеспечивается ком­фортность проживания, а во многом и здоровье населения.

Второй классификационный уровень(особенности ведущего вида миграции)

На этом уровне ландшафты подразделяются на биогенные и техногенные.

Биогенные ландшафты объединяются, исходя из особенностей би­огенной миграции элементов. Эти особенности определяются в пер­вую очередь количественной ролью биогенной миграции, а так­же скоростью перехода элементов в форму, соответствующую ос­новному виду миграции. В природных ландшафтах — это скорость перехода элементов из водных растворов, газовых смесей и мине­ральной формы в биогенную. Кроме того, в определенной мере учитывается и скорость обратного перехода отмирающих организ­мов. При этом особое значение имеет разложение растений (их от­дельных частей), поступающих после опада и отмирания в поч­ву. Основными показателями для такого учета служат величины общей биомассы (Б) и ежегодной продукции (П).

По изменению отношения биомассы к ежегодной продукции среди биогенных ландшафтов, по А.И. Перельману, выделяются пять основных групп:

1) леса;

2) степи (луга и саванны);

3) пус­тыни;

4) тундры и верховые болота;

5) примитивные пустыни.

Их формирование и обычная зональность размещения в основном оп­ределяются климатом.

Перечисленные группы, в свою очередь, подразделяют в зави­симости от изменения коэффициента

K = lgП / lgБ.

Ландшафты с одинаковыми значениями К, но различными величинами еже­годной продукции (П) и общей биомассы (Б) образуют семейства. В би­огенных ландшафтах их обычно три: северное, среднее и южное. Однако, как указывает А.И. Перельман, критерии выделения се­мейств подлежат уточнению.

Опыт ландшафтно-геохимического картирования показы­вает, что в большинстве случаев приведенного деления биогенных ландшафтов бывает недоста­точно. Это видно хотя бы из того, что наименьший таксон «се­мейство» включает все карпатско-кавказские леса. А среди них довольно четко выделяются, даже при региональных исследова­ниях, хвойные и лиственные. Хвойные же леса довольно суще­ственно отличаются по биологическому круговороту от лиственных лесов.

При более деталь­ных исследованиях, в том числе и в пределах сравнительно неболь­ших регионов, заня­тых лесами, выделяют­ся участки с различ­ным составом основ­ных лесообразующих пород. Так, на Запад­ном Кавказе (он входит в Кавказско-Карпатское семейство лесных ландшафтов) только сре­ди лиственных лесов выделяются дубовые, буковые, буково-грабовые.

Зеленая масса, составляющая основу опада, у лиственных де­ревьев перечисленных пород по химическому составу различна и отличается от зеленой массы деревьев хвойных пород. Это разли­чие может быть весьма существенным даже в тех случаях, когда деревья произрастают рядом, над одними и теми же горными породами. По данным биогеохимических исследований, в листьях (хвое) рядом произрастаю­щих деревьев различных пород содержание многих элементов (и в первую очередь тяжелых металлов) сильно различается. Так, например, со­держание Zn в листьях бука почти в 3 раза больше, чем в листь­ях граба, отличающихся высокой концентрацией Sr.

При смене растительности возможно существенное изменение концентраций элементов в почвах, даже в тех случаях, когда все остальные классификационные признаки одинаковы. Это наблю­дается, например, в ряде ландшафтов Центрального Кавказа. В поч­вах, развитых на протерозойских гнейсах в высокогорных транс­элювиальных ландшафтах альпийских лугов, среднее содержание Мо почти в два раза выше, чем в почвах таких же ландшафтов, за­нятых хвойными лесами.

Техногенные ландшафты, так же как и биогенные, следует классифицировать с учетом особенностей ведущего вида мигра­ции. В этом случае ведущей является техногенная миграция. Ис­ходя из этого, отдельные техногенные ландшафты можно объеди­нить в сельскохозяйственные, промышленные, лесотехнические, ландшафты населенных пунктов (селитебные), искусственных во­доемов, дорожные ландшафты.

Третий классификационный уровень(характеристика почв)

На этом уровне все ландшафты объединяются в зависимости от особенностей миграциихимических элементов непосредст­венно в почвах. В почвах природных ландшафтов наблюдается на­ибольшее напряжение геохимических процессов, причем его мак­симум характерен для гумусового горизонта, который можно счи­тать своеобразным геохимическим центром. Почвы также пред­ставляют собой важнейшее звено, связывающее подстилающие по­роды и грунтовые воды (т.е. постоянные и основные природные источники элементов, поступающих в ландшафт) с приземной ат­мосферой и живыми организмами.

Перемещение элементов в почвах во многом определяется такими факторами, как режим кислорода и серы (окислительные и восстановительные обстановки), щелочно-кислотные условия и набор определенных типоморфных (наиболее подвижных, отли­чающихся большим кларком) элементов.

В различных ландшафтных условиях выделяются три окисли­тельно-восстановительные обстановки:

1) окислительная со свобод­ным кислородом;

2) глеевая, восстановительная без свободного кис­лорода и сероводорода;

3) сероводородная.

Щелочно-кислотные условия несколько условно разделяются на

- сильнокислые (рН < 3),

- кислые и слабокислые (рН=3...6,5),

- нейтральные и слабощелочные (рН=6,5...8,5),

- сильнощелочные (рН > 8,5).

Типоморфные водные мигранты, установленные в водных вытяжках проб, отобранных из гумусового горизон­та почв:

сильнокислая среда – ионы водорода, сульфат-, хлорид-ионы, Аl³⁺ ,Fe³⁺;

слабокислая среда - ионы водорода, гидрокарбонат-ионы, органические кислоты;

нейтральная и слабощелочная – ионы кальция, натрия, сульфат-, хлорид-ионы;

сильнощелочная среда - ОН^-, ионы натрия, гидрокарбонат-ионы.

Четвертый классификационный уровень(характеристика подземных (грунтовых) вод)

На данном уровне (а он учитывается не при всех ландшафт­но-геохимических исследованиях) при объединении отдельных ге­охимических ландшафтов имеют значения особенности миграции и концентрация химических элементов (в различных формах их нахождения) в подземных водных растворах.

Пятый классификационный уровень (особенности воздушной ми­грации)

На этом уровне биогенные и техногенные ландшафты объе­диняются с учетом особенностей воздушной (атмосферной) ми­грации элементов. Полученные к настоящему времени данные по­казывают, что в определенных районах на содержание в почвах мно­гих элементов (и в первую очередь токсичных тяжелых металлов) наибольшее влияние оказывает именно атмосферная миграция. С учетом ее особенностей на пятом классификационном уровне целесообразно выделять ландшафты:

1) подверженные воздушной эро­зии;

2) не подверженные воздушной эрозии;

3) с современным отложением эолового материала.

Почвы в зонах отло­жения эолового материала обычно отличаются пониженным со­держанием тяжелых металлов. Так, в Джунгарском Алатау в поч­вах на эоловых суглинках содержание свинца пример­но в 3 раза, а цинка в 5 раз ниже среднего для почв.

Шестой классификационный уровень(отношение к многолетней мерзлоте)

На данном уровне учитываются факторы миграции, определя­емые наличием (или отсутствием) многолетней мерзлоты. Нали­чие многолетней мерзлоты во многом изменяет ход и скорости ми­грации химических элементов и в сезонно-талых горизонтах, и в направлении «горные породы — сезонно-талые горизонты». При этом обычно гумусовый горизонт А и основание сезонно-талого горизонта В₂ обеднены легкоподвижными соедине­ниями, а значительная часть элементов накапливается в горизон­те В₁.

В районах с различным развитием многолетней мерз­лоты ландшафты по это­му показателю объединяют в следующие четыре группы:

1) с отсутствием мно­голетней мерзлоты;

2) с островным развитием мно­голетней мерзлоты;

3) с прерывистым развитием мно­голетней мерзлоты;

4) с широким площадным распространением многолетней мерзлоты.

Седьмой классификационный уровень(геоморфологические особенности)

На седьмом классификационном уровне ландшафты объединя­ются с учетом геоморфологических особенностей регионов. При проведении мелкомасштабных исследований, охватывающих боль­шие территории, а также при работах в горных условиях рекомен­дуется выделять ландшафты:

1) равнинных областей,

2) низкогорья и среднегорья,

3) высокогорных областей.

Эти ландшафты различа­ются по интенсивности процессов миграции, определяющейся в основном силами гравитации.

В дальнейшем все выделенные ландшафты целесообразно клас­сифицировать на:

- элювиальные (водораздельные);

- трансэлювиальные (верхних частей склонов);

- трансаккумулятивные (нижних частей скло­нов);

- транссупераквальные, на участках склонов надводных ланд­шафтов (сюда же следует относить пойменные ландшафты).

Восьмой классификационный уровень(почвоподстилающие породы)

На этом уровне в основу классификации положены особенно­сти миграции и соотношения между элементами, поступающими в данный ландшафт от постоянного природного источника. В большинстве случаев особенности миграции определяются минералого-геохимической характеристикой коры выветривания почвообразующих и почвоподстилающих горных пород, служащих главными источниками поступающих элементов.

Таким образом, на восьмом классификационном уровне объ­единение ландшафтов производится с учетом изменения состава коренных горных пород, на которых и под влиянием которых фор­мируются почвы. Для объединения различных ландшафтов необ­ходимо в первую очередь сгруппировать разнообразные горные по­роды. Целесообразно все основные оса­дочные породы объединить в три группы:

- карбонатные,

- карбонатно-терригенные,

- терригенные горные породы.

Такое объединение осадочных пород обусловлено их большим влиянием на карбонатность и щелочность почв.

Магматические породы при классификации ландшафтов на восьмом уровне целесообразно разделять лишь на кислые и основ­ные. Необходимо также отдельно выделять интенсивно метаморфизованные породы.

При детальных ландшафтно-геохимических исследованиях ча­сто требуется более дробное деление горных пород с учетом их минералого-геохимических особенностей.