Біогеохімічний коло обіг. Біопродуктивність ландшафтів

За рахунок процесів міґрації хімічних елементів усі геосфери Землі зв'язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, дістав назву великого (геологічного) кругообігу. Цей кругообіг має абіотичний характер. Тривалість його існування — близько 4 млрд років. Потужність великого (геологічного) кругообігу речовин в атмосфері, гідросфері та літосфері оцінюється в 2х1016 тонн/рік.

Біогеохімічний цикл можна визначити як циклічне, поетапне перетворення речовин та зміну потоків енергії з просторовим масоперенесенням, яке здійснюється за рахунок сумісної дії біотичної та абіотичної трансформації речовин. Біогеохімічні цикли становлять собою циклічні переміщення біогенних елементів: вуглецю, кисню, водню, азоту, сірки, фосфору, кальцію, калію та ін. Від одного компоненту біосфери до інших. На певних етапах цього кругообігу вони входять до складу живої речовини.

Рушійною силою всіх речовин в біогеохімічних циклах є потік сонячної енергії або частково енергії геологічних процесів Землі. Витрати енергії необхідні і для переміщення речовин у біогеохімічних циклах, і для подолання біогеохімічних бар'єрів. Такими бар'єрами на різних рівнях виступають мембрани клітин, самі особини рослин і тварин та інші матеріальні структури. Переміщення речовин у біогеохімічних циклах одночасно забезпечує життєдіяльність живих організмів. Головними оціночними параметрами ефективності та напрямку роботи біогеохімічного циклу є кількість біомаси, її елементарний склад та активне функціонування живих організмів.

Геофізичні та геохімічні особливості ландшафту

Загальні принципи геохімічної класифікації ландшафтів В основу класифікації геохімічних ландшафтів зручно покласти міграцію атомів, оскільки саме вона визначає геохімічні особливості ландшафтів. Найбільше таксономічне значення мають типоморфні елементи, тобто елементи, які енергійно мігрують і накопичуються і мають високі кларки. Навіть поширені елементи в залежності від умов міграції мають різне таксономічне значення (наприклад, сірка Тіпоморфним в аридних ландшафтах і не Тіпоморфним в тайзі). Мінімальний вміст елемента в грунті, організмах, водах, при якому воно набуває таксономічне значення, називається критичним. Географічна поширеність ландшафтів не має таксономічного значення. У систематиці повинні бути однаково представлені типові, рідкісні, зниклі ландшафти. Оскільки в більшості ландшафтів інтенсивність міграції змінюється за порами року, в основу класифікації слід покласти період найбільш інтенсивної міграції (літо в тайзі, весну в субтропіках і т. д.). Також таксономічне значення речовин визначається положенням в просторі щодо центру: чим ближче до центру, тим більше вплив на міграцію атомів, тим більше таксономічне значення. Крім систематики геохімічних ландшафтів, часто проводять районування. Районування - виявлення ландшафтних індивідів (Ілан), характерних для будь-якої території. Індивід, на відміну від систематичної одиниці, виділяється на основі індивідуальних, а не систематичних ознак.

Геохімічний ландшафт - парагенетичних асоціація елементарних ландшафтів, з'єднаних потоком речовини і енергії. В основу класифікації геохімічних ландшафтів покладений характер геохімічного сполучення між автономними і підлеглими геохімічними ландшафтами. Якщо створення пари включає автономний, супераквальний і субаквальні ландшафти, то воно називається повним. Повне сполучення в умовах однорідного геологічної будови, розвитку вивержених або метаморфічних порід, без реліктів попередньої стадії називається основним. Основні сполучення класифікуються за особливостями центру ландшафту, звичайно це автономний ландшафт (як і в фізико-географічної класифікації).

Поняиия «Динаміка екосистем». Динаміка екосистеми - розвиток біоценозу в часі, зміна його видової структури і що протікають у ньому процесів в результаті: - внутрішніх впливів - відмирання або витіснення одних видів іншими, наприклад, старі дерева відмирають, падають і перегнивають, а покояться поруч до пори до часу в грунті насіння проростає, даючи новий цикл розвитку життя     -зовнішніх впливів - фактори зовнішнього середовища, вирубка лісу, вплив катастроф, наприклад, урагану, пожежі

Генезис та еволюція геосистем. Розвиток ландшафту (еволюція) – спрямовані незворотні зміни у ландшафті, які супроводжуються якісними змінами компонентної та морфологічної структури, які відбуваються у межах геологічного часу. Еволюційні зміни характеризуються направленістю та незворотністю. У біогеоценології незворотні процеси названі сукцесіями.

ЕВОЛЮЦІЯ (лат. evolutio — розгортання) — процес історичного розвитку живої природи

Загальні закономірності ландшафтної еволюції:

1. -Прогресивність - еволюційні зміни спрямовані на формування нових геосистем, а не на повторення тих, які вже були, і збереження існуючих.

2. -Необоротність - геосистеми, які існували раніше, у ході еволюції повторитися не можуть. Якщо повторення мають місце - це свідчить про сукцесії, а не еволюції.

3. -Поступовість (етапність) – зміни геосистем еволюційного характеру; вони не раптові, а відбуваються через ряд щаблів (етапів). У палеогеографії М. Ф. Веклич обґрунтував таксономічну схему палеогеографічних етапів, що має 16 рівнів, різних по тривалості. Найбільшим є еон (550-590 *10⁶ років), що складається з етапів нижчого порядку – аж до мініетапів-IV, тривалість яких 40-50 років.

4. -Тривалість - при еволюції формування нових геосистем забирає значний час (як мінімум 500-600 років, за іншим даними, кілька тисяч років). Раптова кардинальна перебудова структури геосистеми внаслідок стихійних процесів (зсуви, виверження вулканів) до еволюції геосистем не ставиться, а розглядається як катастрофічна.

5. -Спадковість - кожен новий етап еволюції геосистеми нерозривно пов'язаний з попереднім. При еволюційних змінах новостворена геосистема не є чимсь абсолютно новим. У вертикальній структурі можуть бути «реліктові» обрії ґрунту, види рослин, перекриті шари гірських порід. У цілому при ландшафтній еволюції стар і нове взаємодіють між собою й з них утвориться деякий цілісний сплав - нова геосистема.

Генезис ландшафту (геосистеми) – сукупність процесів, які обумовлюють його виникнення та сучасний динамічний стан. Виникнення ландшафтів повязують з провідними факторами їх формування – тими, які викликають зміну одного ландшафту іншим.

Виникнення і формування сучасних ландшафтів встановлюється за допомогою палеогеографічних, археологічних та історичних методів, аналізу морфологічної структури та процесів, які характерні для ландшафту. При цьому інтервал часу повинен бути таким, щоб виявити ті процеси та їх наслідки, які безпосередньо обумовили просторову структуру та інші властивості сучасних ландшафтів.

Щоб розуміти характер розвитку ландшафтів, необхідно чітко уявляти його вік. Вік ландшафту – відрізок часу, з початку якого і до наших днів ландшафт функціонує в умовах однієї структури. Довгий час вважалося, що вік ландшафту визначався віком утворення геологічних порід, на яких він сформувався. Але на сьогоднішній день доведено, що вік ландшафту обчислюється з того моменту, коли сформувався його відповідний зональний тип.