Ландшафты Красноярского края

курсовая работа

Особенности структуры

Климат. Климат межгорных и предгорных впадин определяется положением в центральной части Северной Азии, среди горных систем Алтая-Саянской области. По сравнению с бореальными ландшафтами климат отличается более высокой теплообеспеченностью и меньшей влагообеспеченностью. Суммарная солнечная радиация в год здесь примерно на 10 единиц больше (на широте 55°), чем в Европейской части России, за счет большей прозрачности атмосферы. По продолжительности солнечного сияния территория может быть сопоставлена с районами Ялты и Сочи.

Циркуляция атмосферы имеет четко выраженный сезонный характер. Формирование барических образований (зимой - азиатского антициклона, летом - барической депрессии) происходит при взаимодействии термических, динамических и орогрофических факторов. Последний фактор способствует стоку и накоплению холодного воздуха во впадинах, постепенному увеличению давления.

Максимально повышенное давление проявлено в ноябре-январе. В целом зимой повторяемость антициклона составляет до 26 дней в месяц. Ослабление антициклона (обычно непродолжительное время - до 3-7 суток) приводит к установлению северозападной циклонической циркуляции. Адвекция тепла может значительно (до 4° в сутки) повышать среднемесячную температуру, особенно в Назаровской впадине, в пределах Красноярско-Кемчугской равнины [1].

Интенсивный рост радиационного баланса в апреле создает предпосылки перехода к летним формам циркуляции. В теплое время преобладает западный перенос, ландшафты находятся в области пониженного давления. Циклоны могут развиваться на полярном фронте, они приходят с юго-запада и вызывают наиболее обильные и продолжительные дожди. Вместе с фронтальными осадками в июле за счет неравномерного нагревания равнин и гор часты осадки внутримассового происхождения. На фоне общей циркуляции атмосферы в окруженных горами Минусинских впадинах создается местный фёновый эффект. В целом Кузнецкий Алатау, расположенный на пути западного переноса, вносит основной вклад в распределение влаги во впадинах. Основные гидротермические характеристики лесостепных ландшафтов по ряду метеостанций показаны. Средние месячные температуры июля составляют 17-19°, максимальные достигают 30-37°. Минимальные температуры в январе -от -18 до -21°, абсолютные минимумы могут приближаться к -60°. Средние годовые амплитуды температур колеблются от 36 до 40°. Сумма активных температур составляет 1600-2000°, а период с такими температурами 100-120 дней. Средние даты перехода температуры через 0° весной 11-21 апреля, осенью во второй декаде октября. Безморозный период равен 170-190 дням. Число дней с различными температурными пределами по ряду метеостанций в лесостепных ландшафтах приведено. Эти данные указывают, что степень континентальности климата увеличивается как на восток (от Ачинской к Канской лесостепи), так и с севера на юг Осадки в лесостепных ландшафтах составляют 300-400 мм в год. Но ближе к низкогорью, а в ландшафтном плане к подтайге количество осадков увеличивается до 500-600 мм. Максимальные осадки в июле-августе, минимальные (от 16 до 50 мм) в холодный период. Характерны резкие многолетние колебания осадков. Так, для Минусинска в июле при среднемесячной норме 50-60 мм максимум осадков достигает 150 мм, а минимум - 20 мм. Годовое количество осадков колеблется от 493 до 155 мм. Число дней с осадками в летний период составляет в среднем 11-17 дней, в том числе в июле 5-6 дней. Максимальная интенсивность осадков в июле от 3,9 до 4,5 мм/час (Красноярск, Минусинск) (см. табл. 6). Но наиболее продолжительные осадки вследствие затяжных дождей регистрируются в сентябре. Наибольшее суточное количество осадков (Минусинск) от 20 мм (один раз в год) до 40-60 мм (1 раз в 10-40 лет). В целом число дней с осадками более 0,1 мм составляет 140-160 дней, а более 5 мм - 16-20 дней. Снежный покров держится 180-140 дней. Высота снежного покрова в зависимости от типа растительного покрова (лес, степь) колеблется от 17-25 мм (Минусинск) до 44-54 мм (Курагино, Ермаковское) [2]. Устойчивый снежный покров образуется в первой - второй декадах ноября, а разрушается в середине апреля, а на юге - в последней декаде марта Относительная влажность максимальна в январе (70-75 %), в этом же месяце в районе Минусинска выделяется около восьми дней с влажностью в полдень более 80 %. В июле средняя влажность в полдень 60-55% и менее. Отмечаются резкие колебания влажности, от более чем 80 % до менее 30 %

Среднее годовое испарение составляет в лесостепных ландшафтах около 350 мм, испаряемость около 500 мм. Таким образом, коэффициент увлажнения Н.Н. Иванова составляет 0,6-0,8 и характеризует условия недостаточного увлажнения

В течение всего года на территории лесостепных ландшафтов господствуют ветры с западной составляющей. Повторяемость скоростей ветра различной величины по месяцам приведена. Таким образом, летом и зимой преобладают ветры с небольшой скоростью (до 5 м/сек). Усиление ветров до 13 м/сек характерно в переходные периоды - осенью и весной. Вероятность сильных ветров (более 20-30 м/сек) показана.

Вероятность пасмурного неба над территорией лесостепных ландшафтов составляет примерно 55 % и для января, и для июля. Число исключительно ясных дней в году превышает 50. Характерным летним явлением являются грозы, количество дней с грозами составляет около 20, с градом около 1-2 дней. Такое погодное явление как изморозь может регистрироваться в течение 10-20 дней.

Внутренние воды. Гидрологическая сеть в лесостепных ландшафтах представлена, в первую очередь, нижними и средними течениями рек, берущих начало в горах Западного и Восточного Саян (реки Оя, Амыл, Туба, Кизир, Казыр, Сыда, Кан, Рыбная), рекой Чулым с притоками (Северо-Минусинская, Назаровская равнины), верхними течениями рекУсолка, Бирюса (Канская равнина), реками Кача, Бузим, Есауловка (Красноярско-Кемчугская равнина). При выходе горных рек на равнины изменяется их морфология, характер речных долин. Долины рек Туба, Сыда, Оя и других резко расширяются (до 2-5 км). Поймы рек широкие, часто заболоченные, русла меандрируют, разделяются на рукава, протоки. Скорости течения рек менее 0,5-1,0 м/сек. Присутствует хорошо выраженный террасовый комплекс. Коэффициент густоты речной сети по сравнению с горными ландшафтами уменьшается до 0,3 м/км2 и менее. Гидрографические характеристики рек и их бассейнов в лесостепных ландшафтах показаны в табл. 30, а основные параметры стока.

Питание рек преимущественно снеговое и смешанное с преобладанием снегового. Роль атмосферных осадков гораздо меньше за счет инфильтрации и потерь на испарение.

Все реки наиболее многоводны в теплую часть года, когда формируются весеннее половодье и дождевые паводки. Наибольшая водность наблюдается в апреле-июле. Наименьшая водность наблюдается в холодное время года и продолжается в течение 5-7 месяцевВесеннее половодье ежегодно наблюдается на всех реках в виде четко выраженной волны. На долю основной составляющей весеннего половодья - талых вод - приходится от 50 до 90 % общего объема стока в этот период. На долю грунтового питания в это время приходится до 1-7 %. Начинается весеннее половодье в конце марта - начале апреля и продолжается 40-50 дней (реки Кача, Рыбная, Минусинка и др.). В первую очередь вскрываются малые степные реки, далее (середина-конец апреля) заканчивается снеготаяние в лесостепных бассейнах рек, и вскрываются средние реки. Наиболее высокие половодья формируются, как правило, при запаздывании весеннего процесса. Уровни воды в период прохождения весенних половодий повышаются на 1-2 м на малых реках, на 2-4 м - на средних реках. Слой стока за половодье на реках лесостепной зоны (реки Шушь, Кача) составляет 50-100 мм. Дождевые паводки начинают наблюдаться в лесостепных ландшафтах на спаде весеннего половодья - в основном в июне [10]. Наиболее часты они в бассейнах рек Оя, Туба, Кан. За летне-осенний период в среднем формируется 4-6 паводков со средней продолжительностью от 7 до 12 суток. Паводки образуются вследствие интенсивных дождей. На очень малых реках дождевые паводки проходят после выпадения сильных локальных ливней, на малых реках - после ливневых дождей, на средних реках - при затяжных обложных дождях средней интенсивности. Подъемы уровней воды за паводок достигают 50-100 аи (реки Сыда, Хабык). В среднем слой паводочного стока составляет 2-5 мм, т.е. значительно уступает стоку во время весеннего половодья Межень наблюдается в зимний и летне-осенний периоды. Зимняя межень продолжается с ноября по март. Общая ее продолжительность 140-150 дней. Сток в этот период наименьший, а реки, имеющие площадь водосбора до 2000 км2, могут ежегодно промерзать. Модули стока на реках Оя, Туба, Кан в зимнюю межень падают до 1-2 л /сек-км2. Летняя межень может начинаться с конца весеннего половодья и продолжается до начала осенних ледовых явлений. Модули стока, расходы воды в этот период в несколько раз больше, чем в зимнюю межень. Начало осеннего ледохода на реках приурочено к последней декаде октября. Ледяной покров устанавливается 5-15 ноября, его средняя продолжительность 150-170 дней. Весенний ледоход начинается во второй декаде, а ото льда реки очищаются в последней декаде апреля Водный баланс в бассейнах лесостепных ландшафтов характеризуется преобладанием в разной степени испарения над стоком, пониженными (менее 0,5) коэффициентами стока Температура воды в реках весной переходит через 0,2° в последней декаде апреля, а осенью - в конце октября. Максимумы температуры воды обычно наступают во второй половине июля, их среднемесячные величины составляют 17,0-24,8°, Реки, для которых большое значение имеет грунтовое питание, характеризуются относительно низкими температурами (9-10°) Воды рек лесостепных ландшафтов относятся к гидрокарбонатному классу с преобладанием кальция. Средняя минерализация и жесткость воды правых притоков Енисея в Южно-Минусинской впадине, по сравнению с водами Енисея, несколько повышены и различаются по сезонам года. В зимний период минерализация вод максимальна, в период весеннего половодья минимальна. В целом с уменьшением увлажненности в Минусинских впадинах к западу минерализация имеет тенденцию к возрастанию Ионный сток на территории лесостепных ландшафтов, как правило, менее 20 т/км2год. Это является следствием, как продолжительного холодного периода, так и умеренного количества осадков [10].

Сток наносов малых и средних рек формируется за счет смыва почв, прочих рыхлых образований с водораздельных поверхностей и склонов, за счет водной эрозии и дефляции. Крупность наносов, модули твердого стока меняются в течение года. Влекомые наносы р. Туба представлены гравием (25-65 %, в половодье до 95 %), в межень преобладают частицы диаметром менее 0,1 мм. Характерной чертой наносов р. Сыда является близкое содержание песка и гравия (около 30-50 %). Если в составе наносов преобладают частицы крупных фракций, гравия содержится до 10 %, песка - 15-50 %, пыли - 40-80 %. При наличии крупных частиц количество гравия возрастает до 65-90 %. Среди взвешенных наносов резко преобладают частицы размером 0,05-0,1 мм (40-70 % на весу). Очевидно, что эти осадки формируются за счет размыва лессовых пород, которые слагаются преимущественно частицами указанной фракции. Максимальные расходы наносов (70-90 % и более от годового) наблюдаются в период весеннего половодья. Средние расходы наносов в этот период в зависимости от размера реки составляют от 200 кг/сек (р. Туба, май) до 4 кг/сек (р. Кача, май). Среднегодовые расходы равны, соответственно, 33 и 0,41 кг/сек. Мутность воды прямо зависит от расхода наносов, и в Минусинских впадинах она повышенная. Это связано с размывом, в условиях сильной распаханности территории, лессовых пород. Среднегодовые величины мутности воды рек часто превышают 1000 г/м3. В пределах Красноярско-Кемчугской и Канской равнин среднее значение мутности 50-225 г/м3, а наибольшее 300-650 г/м3. Резкое увеличение мутности рек вызывают ливневые осадки. Озер в пределах лесостепных ландшафтов много, они большей частью расположены в долинах рек и относятся к пойменным (старичным). Размеры и глубины их небольшие [10]. Вторая группа озер приурочена к понижениям в пределах развития голоценового дюнного рельефа. Одними из наиболее известных являются озера Большой и Малый Кызыкуль в Южно-Минусинской впадине

В Канской впадине, помимо старичных озер (например, известное озеро Плахино в долине р. Бирюса), имеется большая группа озер, понижения которых возникли после выгорания развитых здесь юрских пластов угля. Вследствие неравномерного выгорания размеры озер, их глубины, характер дна имеют существенные различия. Это Абанская группа озер, которых насчитывается около 30.

Экзогенные процессы. Ведущую роль в преобразовании рельефа лесостепных ландшафтов играют эрозия рек и временных потоков (плоскостной смыв, струйчатый или рытвинный размыв, овражная эрозия), а также эоловые процессы. Оцениваемая по стоку взвешанных наносов интенсивность эрозии в лесостепях заметно возрастает по сравнению с тайгой и тундрой, достигая максимальных значений для умеренного пояса. Это определяется оптимальным сочетанием факторов - все еще значительным количеством неравномерно выпадающих осадков и слабой противоэрозионной устойчивостью сильно обезлесенной и распаханной поверхности. К северу от зоны лесостепи возрастают осадки и жидкий сток, но все более ненарушенным и сомкнутым становится растительный покров, к югу - картина обратная. Сплошной растительный (травянистый, древесный) покров, по сути, исключает возможность эрозионных явлений при любом рельефе. Только при прерывистом разреженном покрове, его повреждениях и распаханности происходит эрозия временных потоков. При указанных условиях плоскостной смыв и струйчатый размыв отличаются высокой интенсивностью. Так, в пределах Назаровской равнины на пологих задернованных приводораздельных частях склонов величины смыва составляют 0,03-0,1 мм/год, с увеличением крутизны и длины склонов они возрастают до 0,2-0,8 мм/год, а на склонах крутизной более 20° с естественным разреженным травостоем достигают 1,2-1,5 мм/год. На пастбищах с деградированным травостоем ежегодный смыв 0,2-1,3 мм, а на участках чрезмерного сбоя увеличивается до 2,5-3,0 мм. На распаханных склонах смыв может достигать 8 мм/год [10]. Рыхлый материал на степных склонах перемещается как ливневыми, так и талыми водами. Последними уносится около 30 % годовой величины твердого стока. 60-70 % эрозионно-опасных дождей отмечается обычно в первой половине лета (30 % в июне), когда ослаблена почвозащитная роль растительности. Наиболее эродируемыми являются светло-серые лесные почвы, наиболее устойчивыми - выщелоченные черноземы. Среднегодовой потенциальный смыв в зависимости от эрозионного потенциала рельефа и количества осадков, выраженный массой смещаемого материала, колеблется на Назаровской равнине от 1 до 97 т/га. Помимо деятельности временных потоков, на задернованных склонах протекают процессы массового «векового» движения рыхлого материала.

Эоловые процессы, их динамика зависят от энергии ветра, от состояния растительного покрова, от количества способного к ветровому переносу материала и от степени влажности почв. При преобладании ветров юго-западного и западного направлений они имеют в Минусинских впадинах два максимума - весной и осенью. Осенний максимум не приводит к активизации эоловых процессов ввиду увлажнения и промерзания почв. Таким образом, эоловые процессы в лесостепных ландшафтах наиболее интенсивны в весенний сезон, вплоть до формирования пыльных бурь. По сравнению же со степными ландшафтами эоловые процессы слабоинтенсивны.

К числу выразительных экзогенных процессов в лесостепи относится овражная эрозия. Оврагообразование нередко тесно связано с суффозионными процессами в лессовых породах. Плотность оврагов (количество оврагов на 1 кв. км) достаточно сложно контролируется сочетанием как природно-климатических и геолого-геоморфологических факторов, так и степенью хозяйственного освоения. В зависимости от указанных факторов плотность оврагов изменяется от 0,010 до 0,249. Морфология оврагов определяется почти полностью геолого-геоморфологическими условиями. Наиболее крупные эрозионные формы площадью от 8000 до 36000 м2 формируются на площади распространения лессовых пород по понижениям и на пологих длинных склонах речных долин. В многолетнем ходе развития экзогенных процессов в лесостепных ландшафтах отмечается цикличность, определяемая климатическими колебаниями (колебательными волнами увлажнения, по. Так, при средней продолжительности циклов 20-25 лет происходит смена семигумидных состояний (типичныхдля лесостепных ландшафтов и составляющих для Назаровской и Красноярско-Канской лесостепей 58-61 %) на семиаридные при спаде увлажнения (около 20 %) и гумидные при увеличении состояния увлажнения (19-24 %) [10]. Количество осадков при этом изменяется от 250 мм до более чем 600 мм, а теплообеспеченность (средние годовые температуры) может колебаться от +3° до -3°. Семигумидные состояния характеризуются средней интенсивностью экзогенных процессов при увеличении скорости делювиальных процессов и оврагообразования, при заметном участии дефлюкции и снижении интенсивности эоловых процессов. Для семиаридных состояний характерно сочетание эоловых и эрозионных процессов при ведущей роли первых. При гумидных состояниях преобладают процессы медленного массового смещения склонового чехла (дефлюкция). Господствуют процессы флювиальной денудации с резким повышением стока взвешанных наносов за счет русловой и овражной эрозии

Растительность. Лесостепные ландшафты в отношении растительного покрова характеризуются как луговые степи и остепненные луга в сочетании с березовыми и сосново-лиственничными лесами. Бассейны нижних течений рек Сыда и Туба являются степными. Хотя, как указывает С.А. Коляго, «большая часть зоны (степной - Б.Ч.) не является типично степной. Всего 100-150 лет назад это была лесостепь с лугово-степной травянистой растительностью и разбросанными крупными березовыми колками». В отличие от западных ландшафтных аналогов, в Минусинских впадинах отсутствует целый ряд видов, характерных для западно-сибирской и восточно-европейской лесостепи, с другой стороны, имеется ряд более восточных видов [9]. Луговые степи представлены разнотравными формациями, злаки играют подчиненную роль. Эти степи отличаются большой видовой насыщенностью (до 66 видов на 100 м2), довольно плотным травостоем и красочностью. Ведущими растениями являются прострел желтеющий (Pulsafflla flavescens) и русский касатик (Iris rutnenica). Обычны володушка многонервная (Bupleurum multinerve), эспарцет сибирский (Onobrychis sibirica), клевер люпиновый (Trifolium lupinaster), полынь серая (Artemisia glauca), борец (Aconitum barbatum) и др. Из степных дерновинных злаков большую роль играют степной овсец (Helictotrichon desertorum), типчак степной (Festuca pseudovina), мятлик степной (Роа stepposa), тимофеевка (Phleum phleoides). Характерные для настоящих степей виды ковылей, мятликов отсутствуют или играют второстепенную роль.

Остепненные луга представлены разнотравными сообществами с преобладанием ксеромезофильных видов разнотравья: порезника промежуточного (иЬапой5 intermedia) широколистной полыни (Artemisia latifolia), соссюреи (Saussurea controversa), крестовника (Senecio integrifolius), клубники (Fragaria viridis), кровохлебки лекарственной (Sanguisorba officinalis), северного подмаренника ( Galium boreale), русского касатика (Iris ruthenica) и др. Более ксерофитные ассоциации остепненных лугов характеризуются обилием желтеющего прострела. Из луговостепных дерновинных злаков значительную роль играют тимофеевка, мятлик.

Широко распространены в лесостепях кустарники. Наиболее часто встречаются: кизильник черноплодный (Cotoneaster melanocarpa), шиповник иглистый (Rosa acicuiaris), таволги - средняя и дубровколистная (Spiraea media, S. chamaedryfolia), акация желтая (Caragana arborescens), боярышник кроваво-красный (Crataegus sanguinea). Небольшие леса (перелески, колки) образованы березой бородавчатой, реже - лиственницей сибирской, иногда сосной обыкновенной, в виде примеси бывает осина. Перелески с продвижением к лесному поясу постепенно увеличиваются в площади и приобретают вид настоящих лесов[9]. Все леса несут достаточно разнообразный, более или менее остепненный травяной покров с многими указанными выше видами, а также с имеющими ведущее значение осокой большехвостой (Сагех macroura), ежей сборной (Dactylis glomerata), вейником тростниковидным (Calamagrostis arundinacea). Из разнотравья также обычны костяника (Rubus saxatilis), кровохлебка, папоротник-орляк (Pteridium aquilinum), герань ложносибирская (Geranium pseudosibiricum), огоньки (Trollius asiaticus), фиалка одноцветковая (Viola uniflora), горошки - мышиный и однопарный (Vicia cracca, V. unijuga), клевер люпиновый, хвощ луговой (Eduisetum pratense). В подлеске встречаются указанные выше кустарники, а также шиповник коричневый (Rosa cinnamomea), ива козья (Salix caprea).

Наиболее крупными массивами лесостепей являются следующие (по Л.М. Череп-нину). В Ужуро-Копьевской лесостепи преобладают лугово-степные сообщества, а по террасам рек и южным склонам - полынно-ковыльные (тырсовые) степи. Причулымс-| кая лесостепь «северного типа» представляет остепненные луга с березовыми колками, заболоченными лугами и кустарниками. Ачинская лесостепь «северного типа» характеризуется остепненными осиново-березовыми колками. В последних преобладают лугово-лесные виды при незначительном остепнении. Степное «ядро» Южно-Минусинской впадины с востока окружено лесостепью «южного типа». Это луговостепные Ново-селовская, Межборовая лесостепи, но уже восточнее они сменяются лесостепями «северного типа», более облесенными и с более мезофитной лугово-степной растительностью -Беллыкская, Курагино-Идринская, Ермаковско-Каратузская, Комская лесостепи [9]. В Красноярской островной лесостепи ранее преобладали луговые степи, по северным склонам березовые колки, реже сосновые и лиственничные перелески. Канская островная лесостепь характеризовалась луговыми степями с большим участием разнотравья в сочетании с березовыми колками. Отмечаются участки остепненных лугов с наличием высокогорных и аркто-альпийских растений.

Почвы. Недостаточное увлажнение с периодически промывным водным режимом, тепло-умеренный климат, господство травянистой растительности приводят в лесостепных ландшафтах к формированию почв с равномерно-аккумулятивным (постепенное равномерное снижение содержание гумуса, поглощенных оснований с глубиной) или с недифференцированным (равномерное распределение железа и алюминия) типом профиля. В почвенном покрове доминируют серые лесные почвы и лесостепные черноземы. Черноземные почвы представлены выщелоченными и обыкновенными черноземами, серые лесные почвы разделяются на светло-серые, серые и темно-серые. Региональными особенностями лесостепного черноземного почвообразования являются: 1) глубокое и периодически сквозное промачивание; 2) признаки мерзлотного оглеения; 3) многогумусность и малая мощность интенсивно окрашенных гумусовых горизонтов; 4) выщелоченность от карбонатов и легкорастворимых солей; 5) широкое распространение выщелоченных черноземов с признаками мерзлотного оглеения - тучные среднегумусные и средневыщелоченные; 6) карманистый и языковатый переходы между горизонтами; 7) литологическая неоднородность почвообразующих пород. Серые лесные почвы также отличаются от аналогичных почв более влагообеспеченных западных провинций следующими особенностями: небольшой мощностью гумусового горизонта, незначительной выщелоченностью и степенью дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, повышенным содержанием гумуса и поглощенных оснований, хорошей сохранностью в профиле второго гумусового горизонта, отсутствием на гранях структурных отдельностей гумусовых глянцевых пленок, широким распространением на мелкоземисто-щебнистых материнских породах [2].

В периферийных частях лесостепных равнин господствуют серые лесные почвы, в предгорьях отмечаются оподзоленные черноземы. В центральных частях равнин преобладают черноземы выщелоченные, образующие сочетания с серыми лесными почвами. В южных частях лесостепных ландшафтов (Южно-Минусинская впадина) начинают преобладать черноземы обыкновенные маломощные с укороченным профилем. В долинах Енисея и других рек распространены сочетания черноземов и лугово-черноземных почв, причем в долинах малых рек господствуют последние. Небольшие площади (по понижениям рельефа) в лесостепных ландшафтах занимают луговые, лугово-болотные, торфяные болотные низинные почвы. По поймам рек развиты пойменные кислые и заболоченные почвы.

Структура и функционирование лесостепных ландшафтов, ландшафтно-геохимические условия. Особенности ландшафтов определяются условиями недостаточного увлажнения, более высокой степенью теплообеспеченности по сравнению с таежными ландшафтами, густым травяным покровом с лугово-лесными и лугово-степными видами и наличием осиново-березовых лесов.

По сравнению с бореальными ландшафтами лесостепные по характеру биогенного круговорота и продуцирования биомассы отличаются большой контрастностью, связанной с пестротой местообитаний. Но в целом запасы живого и мертвого органического вещества, продуктивность геосистем здесь максимальны. При этом отношение между живым и мертвым органическим веществом (включая органику почв) складывается здесь резко в пользу второго. В структуре живого органического вещества господствуют растения (более 90 %). Затем следуют микроорганизмы и простейшие, относительная роль которых гораздо более значительна, чем в тайге. Среди животных наиболее значима роль сапрофагов. В структуре живой фитомассы ведущую роль играют подземные органы. [8]

В основе функционирования лесостепных геосистем, так же, как и прочих, лежит малый биологический круговорот. На его восходящей ветви (продукционной) происходит аккумуляция углерода СО2 из атмосферы и солнечной энергии с одновременным потреблением азота и зольных элементов питания из почвы подземными органами. Средние запасы последних для луговых степей. Нисходящая (деструкционная) ветвь круговорота связана с потерями органического вещества. Важнейшим процессом является дыхание растений с окислением органики до СО2 и возвращением его в атмосферу. Разность продукционных и деструкционных величин составляет чистую первичную продукцию - как важнейший параметр ландшафтов. Абсолютное значение первичной продукции в лесостепях максимально по сравнению с субарктическими и бореальными ландшафтами, что фиксирует и наибольшую скорость биологического круговорота. В луговой степи каждый грамм зеленой фитомассы за день связывает 55 мг органического вещества первичной продукции. Отношение мертвой массы к первичной продукции (как показатель скорости трансформации органики) в лесостепи близок к единице. Это отражает оптимальность гидротермических условий, при которых минерализация ежегодно отмирающих надземных и подземных органов растений осуществляется примерно в течение года.

Емкость биологического круговорота, оцениваемая по потреблению азота и зольных элементов, в луговой степи более чем в два раза превышает аналогичный показатель таежных ландшафтов, составляя более 1000 кг/гатод. Среди зольных элементов в степных ландшафтах преобладает кремний (класс химизма азотно-кремниевый с заметным участием калия и кальция). Среднее содержание азота около 1 %, а зольность составляет 3,5 % (максимальная в субарктическом и умеренном поясах). При разложении органических остатков в почве под луговой степью накапливаются Si, Ca, Mg, AI, Fe, но теряется. К Отличием луговых степей в лесостепных ландшафтах является практически полная трансформация органического вещества первичной продукции животным и микробным населением. Роль животных определяется главным образом деятельностью сапрофагов. Абиотические входящие потоки в лесостепных ландшафтах обеспечиваются в основном атмосферными осадками [3]. Выходные абиотические потоки, зависящие от объема стока и концентрации растворимого органического вещества в поверхностном и внутрипочвенном стоках по сравнению с бореальными и тундровыми ландшафтами минимальны. Таким образом, для луговых степей в пределах лесостепных ландшафтов характерны большие запасы живого и мертвого органического вещества при резком преобладании мертвого и господстве в нем почвенного гумуса. Запасы живых подземных органов часто составляют более половины, а иногда 1/3 и 1/4 общих запасов живой и мертвой подземной массы. В живой биомассе преобладают растения. Доля животного населения невысокая -1 % (из них 9/10 - сапрофаги), а микроорганизмов - довольно значительная (свыше 5 %). Использование первичной продукции гетеротрофами очень эффективно (больше 95%). Запасы живой фитомассы, в которой резко преобладают подземные органы, незначительны, доля зеленой фитомассы небольшая. Суммарная продукция значительна и превышает запасы общей фитомассы. Главная доля продукции приходится на продукцию подземных органов. Емкость потребляемых элементов питания также значительна, зольность и азотистость продукции средние при азотно-кремниевом химизме продуктов со значительным участием кальция и калия. Доля потребления первичной продукции фитофагами превышает 5 %. В целом геосистемы луговых степей в лесостепных ландшафтах отличаются малой степенью открытости. Величина продукции, не использованной гетеротрофами, составляет всего около 5 % первичной продукции. Вклад в кислородный баланс атмосферы несущественен. Выветривание минеральной части почвы слабое. Особенности биохимического круговорота могут характеризоваться также соотношением концентрируемых и деконцентрируемых растениями по отношению к почве химических элементов. Концентрируется всеми видами растений или большинством растений N, Р, Си, Mo, Mg, Si, деконцентрируются Fe и AI [10].

По степени интенсивности биологического поглощения (поглощение азота принято за единицу) элементы в лесостепных ландшафтах располагаются следующим образом: N(1), Са(0,83), К (0,71), Mg(0,16), P (0,11), S (0,08). Сопоставление интенсивности биологического поглощения элементов с интенсивностью их выноса поверхностным и подземным стоком (кг/га в год) позволяет рассчитать коэффициенты биогеохимической активности и оценить степень геохимической устойчивости геосистем.

Следует отметить, что для антропогенных ландшафтов (пахотные земли в лесостепи) характерен отрицательный баланс целого ряда элементов. Таким образом, относительно замкнутый биогеохимический круговорот в системе атмосфера-растения-почва размыкается, обусловливая необратимые потери питательных веществ и сообщая ландшафтам лесостепей геохимическую неустойчивость.

Луговые степи лесостепных ландшафтов в геохимическом плане относятся к кальциевому классу водной миграции. Общая масса водных мигрантов, поступающих в почву ежегодно в результате минерализации растительных остатков, в 8-10 раз больше, чем в тайге (800-1000 кг/га против 60-120). В ходе минерализации здесь освобождается много Р, S, Са, Мд, К и других элементов. Масса катионов, образующихся в ходе минерализации, превосходит количество анионов органических кислот. Возникающие кислые гумусовые вещества полностью нейтрализуются Са и Мд, что определяет неподвижность гумуса и обеспечивает слабокислую, нейтральную и слабощелочную реакцию почвенного раствора. Кальций, не поглощенный гумусом, связывается с СО2. Бикарбонатно-кальциевые растворы остаются в пределах почвенного профиля, вызывая при соответствующих условиях садку извести. Нейтральная и слабощелочная реакция растворов, богатство почв, слабое их промывание (мигрируют лишь наиболее растворимых соли - хлориды и сульфаты натрия) - все это обусловливает значительное содержание в почвах йода, брома, ванадия, цинка, меди, кобальта и многих других редких и рассеянных элементов. Здесь отсутствует дефицит указанных элементов, характерный для многих таежных ландшафтов. Велики в почвах и потенциальные запасы азота, фосфора, калия и других, питательных для растений веществ. Однако они обладают слабой подвижностью, и потому культурные растения часто остро нуждаются в этих элементах [10].

Таким образом, типоморфным элементом лесостепных ландшафтов является кальций. Этот элемент находится в почвах и подстилающих породах, которыми часто являются лессовые образования. С этим связаны слабощелочная реакция почвенных и грунтовых растворов и коагуляция минеральных и органических коллоидов на месте их образования. Поэтому воды бедны растворенными коллоидами, они чисты и прозрачны. В отличие от таежных ландшафтов, слабопромывной режим определяет слабую связь почв с грунтовыми водами, а, следовательно, сравнительно слабое влияние биологического круговорота автономного ландшафта на подчиненный.

Сезонная ритмика лесостепных ландшафтов, основанная на фенологических датах-сроках начала и окончания отдельных сезонных процессов и явлений, отражена.

Делись добром ;)