I. Элементарные ландшафтно-геохимические системы

II. Каскадные ландшафтно-геохимические системы

Направления развития катенарной концепции

Катена как форма организации элементарных ландшафтно-геохимических систем

Закон пространственной геохимической сопряженности ландшафтов Полынова:

Почвенное направление катенарной концепции

Почвенно-геохимическое направление катенарной концепции

Ландшафтно-геохимическое направление катенарной концепции

II. Географо-геохимическая систематика катен

Основные классы водной миграции химических элементов в ландшафтах

Виды и разновидности латеральной дифференциации элементов в катенах

Фрагмент карты «Условия латеральной миграции….»

Типизация катен пример почвенно-геохимических сопряжений

U в черноземах дисперсно-карбонатных основных типов катен аргунских ландшафтов

Лесо-болотная катена среднетаежных ландшафтов (бассейн р. Заячья)

Лесо-болотная катена полесских ландшафтов (Озерная Мещера)

Болотно-лесо-луговая катена аллювиально-зандровых ландшафтов в подзоне смешанных лесов

Правило геохимической общности (типологичности) ландшафтов

Факторы катенарной организации ландшафтов

Концепция пространственной геохимической организации объектов (концепция геохимических полей и геохимических границ)

Принцип устойчивости геохимических параметров миграции

Концепция ландшафтно-геохимических потоков и процессов

Концепции ландшафтно-геохимических процессов и потоков

Основные геохимические типы эпигенетических процессов (А.И. Перельман, 1968)

Закон прогрессивного развития верхней оболочки нашей планеты

Концепция эколого-геохимической устойчивости

Правило загрязненности природных биокосных систем (правило загрязненности Глазовской)

38.22M

Category:

geography

Лекция 2. Ландшафтно-геохимические системы

1. Ландшафтно-геохимические системы

Лекция 2
Ландшафтно-геохимические
системы

2. I. Элементарные ландшафтно-геохимические системы

I. Элементарные ландшафтногеохимические системы
Элементарный ландшафт в своем типичном проявлении
должен представлять один определенный тип рельефа,
сложенный одной породой или наносом и покрытый в
каждый момент своего существования определенным
растительным сообществом. Все эти условия создают
определенную разность почвы и свидетельствуют об
одинаковом на протяжении элементарного ландшафта
развитии взаимодействия между горными породами и
организмами
( по Б.Б. Полынову).

3.

Автономный
(элювиальный)
Автономный
Аккумулятивноэлювиальный
Субаквальный
Надводный
(супераквальный)
Уровень грунтовых вод
- поступление вещества в ландшафт (из атмосферы,грунтовых вод)
-удаление веществ из ландшафта в атмосферу, грунтовые и поверхностные воды
Основные типы элементарных ландшафтов
( по Б.Б.Полынову с дополнениями М.А. Глазовской)

4.

Радиальная структура ландшафта
• Ах, Вх – коэффициенты биологического
и биогеохимического поглощения;
• R – коэффициент радиальной
дифференциации:
R= Сi горизонт/ Сi порода

5. Биогеохимические коэффициенты

• Ах= lx / nx - коэффициент биологического
поглощения (А. И. Перельман)
• lx - содержание элемента х в золе растения;
• nx - в горной породе или почве.
• Вх = ах / mx - коэффициент биогеохимической
подвижности (Н.С. Касимов)
• ах - содержание элемента х в сухом веществе
растений;
• mx - содержание подвижных форм элемента х в
почве.

6. II. Каскадные ландшафтно-геохимические системы

• Геохимический ландшафт – это парагенетическая
ассоциация сопряженных элементарных ландшафтов,
связанных между собой миграцией элементов
(по А.И.Перельману).
• Каскадные ландшафтно-геохимические системы (КЛГС) –
это такие парагенетические ассоциации ЭЛГС, целостность
которых определяется потоками вещества, энергии и
информации от верхних гипсометрических уровней рельефа к
нижним
(по М.А. Глазовской).

7.

ГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ
Центр
ландшафта
ПРИЗЕМНАЯ
АТМОСФЕРА
БИОЦЕНОЗ
КОРА
ВЫВЕТРИВАНИЯ
ПОЧВЫ
ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ
КОРЕННЫЕ ПОРОДЫ
ИЛ
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ
ОТЛОЖЕНИЯ
Типы связей
прямые
обратные
биоводные
Нижняя граница
современного
ландшафта
косные
воздуш- биоводные и
ные тические воздушные

8. Направления развития катенарной концепции

Первое определение
(Милн, 1935)
Почвенное
направление
факторноклассификационное
(Фридланд, 1962)
почвенноинвентаризационное
(Урусевская, 1990)
Почвенногеохимическое
направление
субстантивнопроцессное
(Глазовская,
1962)
балансовое
(Зоммер,
Шлихтинг,
1997)
Ландшафтногеохимическое
направление
структурномиграционное
(Глазовская,
2007)
факторномиграционное
(Глазовская,
1964)
изопотенциальновекторное
(Касимов,
Герасимова,
Богданова,
Гаврилова)

9. Катена как форма организации элементарных ландшафтно-геохимических систем

Катена как форма организации
элементарных ландшафтногеохимических систем
• Парадигма Милна-Полынова о катенарной
сопряженности почв и ландшафтов

10. Закон пространственной геохимической сопряженности ландшафтов Полынова:

Потоки вещества в ландшафтах
имеют системообразующее значение
и определяют их геохимическую
структуру.

11. Почвенное направление катенарной концепции

факторноклассификационное
(Фридланд, 1962)
почвенноинвентаризационное
(Урусевская, 1990)
Смена почв по
мезорельефу –
сочетания или
вариации
Почвенные катены Нечерноземной зоны РФ

12. Почвенно-геохимическое направление катенарной концепции

субстантивно-процессное
(Глазовская, 1962)
балансовое (Зоммер, Шлихтинг, 1997)
Концептуальная балансовая модель
выноса и накопления элементов (a, b,c)
в почвах. Разные объемы (х) элементов
определяют типы катен выщелачивания
(L1, L2, L3) при миграциях в растворах
Почвенно-геохимические сопряжения

13. Ландшафтно-геохимическое направление катенарной концепции

структурно-миграционное
(Глазовская, 2007)
Типы геохимических сопряжений
автономных и подчиненных
элементарных ландшафтов
факторномиграционное
(Глазовская, 1964)
Каскадная
ландшафтногеохимическая
система
изопотенциальновекторное
(Касимов, Герасимова,
Богданова, Гаврилова)
Миграционные
потоки в системе
элементарных
ландшафтов

14.

Принципы
географо-геохимической систематики
почвенно-геохимических катен

15.

I.
Почвенные катены Нечерноземной
зоны (Урусевская , 1990)
Группировка катен:
1)
2)
3)
состав компонентов почвенного покрова в
зависимости от литологии пород и генетического
типа рельефа;
закономерности смены почв по мезорельефу с
отражением положения гидроморфных почв
(автономное или подчиненное);
главные факторы дифференциации почв в катене:
специфика пород, эрозионные
процессы,увлажнение,глубина грунтовых вод,
перераспределение поверхностных вод.

16.

Группировка почвенных катен
Нечерноземной зоны
• Класс и подкласс – главные факторы
дифференциации почв в катенах;
• Группа – положение почв в геохимическом ландшафте;
• Тип – состав компонентов почвенного покрова;
• Разновидность – гранулометрический состав
почвообразующей породы;
• Разряд – генетический тип рельефа.

17.

Пример
Класс
Подкласс
Группа
Увлажненнолитогеннодифференцированные
Поверхностноувлажненные
Автономногидроморфные
Поверхностно- и
грунтовоувлажненные
Тип
Болотноглееподзолистоконтактно
-глееватые
Болотноподзолистоконтактно
-глееватые
Автономно- Полуболот
но-подполугидрозолистоморфные
контактно
-глееватые
Подчинен- Буроземноногидроморфн подзолисто
-болотные
ые
Подчиненнополугидроморфные
Подбуробуроземнодерновоглеевые
Разновидность
Разряд
Двучленные
Моренные
Моренноцокольные
Алювиально
-зандровые
и моренные
Песчаноглинистые
Песчаносупесчаные
Гляциальноцокольные
(средние и
кислые
породы)
Гляциальноцокольные
(основные
породы)

18.

ПбТ

19. 20. II. Географо-геохимическая систематика катен

Таксономическая
Критерии выделения
единица
Принадлежность к ландшафтной зоне
Группа
Сочетания автономных и подчиненных ландшафтов в
Подгруппа
Разряд
Тип
Подтип
Семейство
Класс
Род
Вид
Разновидность
пределах каждой группы
Положение в речном бассейне
(автохтонное,аллохтонное,порядок бассейна)
Монолитность или гетеролитность
Литогеохимические особенности почвообразующих
пород в пределах типа
Миграционная структура,обусловленная строением
рельефа,литологией, характером
поверхностного,внутрипочвенного и грунтового стока
Дифференциация щелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий в
системе:автономный ландшафт-подчиненный ландшафт
Степень геохимической контрастности катен
Соотношение литогеохимической и латеральномиграционной дифференциации вещества (сопряженное, конвергентное, дивергентное)
Характер распределения химических элементов по
катене (транзитно-аккумулятивный, аккумулятивноэлювиальный и т.д.)

21. - принадлежность к ландшафтной зоне

ГРУППА
- принадлежность к
ландшафтной зоне
ПОДГРУППА
- сочетания автономных и подчиненных
ландшафтов в пределах каждой группы

22. Подгруппы почвенно-геохимических катен

Условия миграции
Подгруппы катен
автономные
подчиненные
Почвы
Горно–лесная
(лес→лес)
Лесные, кислые и слабокислые окислительные с дерново-подзолистыми и серыми
лесными почвами
Лесные, луговые, слабокислые и
нейтральные, окислительные и
восстановительные с солодями,
торфяно-глеевыми и луговыми
почвами
Лесостепная
(лес→степь)
Лесные слабокислые и нейтральные окислительные с серыми лесными почвами, выщелоченными и оподзоленными черноземами
Луговые и степные, нейтральные и
щелочные, окислительные и восстановительные с луговыми солодями,
торфянисто-глеевыми и луговыми
почвами
Колочно-долинная
и колочно-западинная
(степь→лес)
Степные, щелочные окислительные с черноземами
Лесные и лугово-болотные, слабокислые и нейтральные, восстановительные с глеевыми солодями и лугово-болотными почвами
Степная и сухостепная
(степь→степь)
Степные и сухостепные, ней
тральные и щелочные, окислительные с черноземными
и каштановыми почвами
Степные и лугово-степные, щелочные окислительные и восстановительные с лугово-каштановыми и
луговыми почвами, солонцами
22

23.

РАЗРЯД
•Автохтонный
•Аллохтонный

24.

ТИП
Монолитные и гетеролитные катены
Монолитный ландшафт
гранитного массива
Гетеролитный ландшафт массива,
сложенного вулканогенно-осадочной толщей

25.

ПОДТИП
- литолого-геохимический состав
почвообразующих пород (суглинистые,
суглинисто-песчаные и др.)

26.

Э
ТЭ
ТЭа
TSaq
Покровные
суглинки
Дерново-слабоподзолистая
Почвообразующие породы
Моренные суглинки
Почвы
Дерновая на смытой
подзолистой
Делювиальные
суглинки
Аллювиальные
суглинки
Дерновая
Пойменная
дерновая глеевая
Растительное сообщество
Березово-осиновое снытьево-осоковое
Березово-осиновое
копытнево-пролесниковое
Крапивноосоковое
Монолитная суглинистая водораздельно-балочная
катена склона Чолоховской балки

27.

Э
ТЭ
ТЭаSaq
TSaq
ТЭ
Почвообразующие породы
Флювиогляциальные бескарбонатные пески
Дерново-слабоподзолистая
Почвы
Дерновая
Дерново-среднеподзолистая
Аллювиальные
карбонатные пески
Пойменная
дерновокарбонатная
Растительное сообщество
Сосновое подмаренниково-манжетковое
Разнотравнозлаковый луг
Монолитная песчаная водораздельно-долинная катена
левого берега р.Протвы

28.

СЕМЕЙСТВО
Типы геохимических сопряжений с преобладанием
химического стока (по М.А. Глазовской)
водно – поверхностно-почвенный
Грунтовые воды
водно – грунтовый
Грунтовые воды

29.

водно – поверхностно-почвенно-потускулярный
Грунтовые воды
водно – поверхностно-почвенно-грунтовый
Грунтовые воды
водный почвенно-грунтовый
Грунтовые воды

30.

Типы геохимических сопряжений с
преобладанием механического стока (по
М.А.Глазовской)
водно-почвенно-солифлюкционный
Мерзлый горизонт
водно-почвенно-эрозионный
Направление
перемещения
солифлюкционных масс
Делювиальный
нанос

31.

гравитационно-осыпной
Грубообломочный
материал осыпей
Коренные породы
дефляционный
Песок

32. Правило типоморфности

• Условия миграции в ландшафте, как правило, определяют
немногочисленные типоморфные (ведущие) химические элементы,
ионы и соединения – Ca, H, Fe, S, Cl и др.
Принцип подвижных компонентов Перельмана
Геохимические особенности ландшафта определяются элементами с
высокими кларками, наиболее активно мигрирующими и
накапливающимися в данном ландшафте.
Геохимическая систематика ландшафтов (кислые,
кальциевые и т.д.), эпигенетических процессов,
32
геохимических барьеров, илов, вод, почв, отложений.

33. Основные классы водной миграции химических элементов в ландшафтах

Щелочнокислотные
условия
Типоморфные
водные
мигранты
Сильнокислые
H+,SO42-, Al3+,
Fe3+
I.Сернокислый
H+,Cl-,Al3+,Fe3+
II.Солянокислый
H+,
Слабокислые органические
кислоты, HCO3Нейтральные
и слабощелочные
Сильнощелочные
Ca2+(Na+,Fe2+)
Типоморфные воздушные мигранты и
О2
СО2(CH4)
H2S
окислительно-восстановительные
усл.
III.Кислый (Н+)
IV.Кислый на
кварцевых песках
XI.Сернокислое оглеение
--XII.Кислый
глеевый
(Н+ - Fe2+)
V.Кислый
переходный к (H+-Ca2+)
кальциевому
VI.Кальциевый (Са)
XIII.Карбонатн
ый глеевый
VII.Кальциево2+
+
натриевый(Са -Na ) (Са2+-Fe2+)
Cl-,Na+,SO42-,
Ca2+,SO42-
IX.Соленосный
(Na+-Cl—SO42-)
VIII.Гипсовый
OH-,Na+,HCO3-,
SiO2
X.Содовый
(Na+-OH-)
XIV.Соленосный глеевый
XV.Гипсовый
глеевый
XVI.Содовый
глеевый
33
XVII.Сернокислый
сульфидный
--XVIII.
Кислый
сульфидный
XIX.Нейтральн
ый
карбонатный,
сульфидный
ХХ. Соленосносульфидный
(Na+ - H2S)
XXI.Содовый
сероводородный

34. Классы почвенно-геохимических катен

I.Кислородные
Автономные почвы
II.Глеевые
III.Сероводородные
рН
1.<3
2. 36,5
3. 6,5- 4.
8,5
>8,5
1.<3
2. 36,5
3.
6,58,5
4.
>8,5
1.<3
2. 36,5
3.
6,58,5
4.
>8,5
1.<3
--
2.36,5
3.6,5
-8,5
4.
>8,5
1.<3
D1,2
E2,1
--
E3,1
E3,2
E4,1
E1,2
A5 E6,1
D5,2 A6
E7,1
E7,2
E8,1
E8,2
A9 E10,1
D9,2 A10
E11,1
E11,2
E12,1
E12,2
D1,3
D2,3 --
E4,3
D5,3 D6,3
A7
E8,3
D9,3 D10,3 A11
E12,3
D1,4
D2,4 D3,4
--
D5,4 D6,4
D7,4 A8
D9,4 D10,4 D11,4 А12
C1
D1,6
E2,5
C2
E3,5
E3,6
E4,5
E4,6
-E6,5
D5,6 --
E7,5
E7,6
E8,5
E8,6
C9 E10,5
D9,6 C10
E11,5
E11,6
E12,5
E12,6
D1,7
D2,7 C3
E4,7
D5,7 D6,7
--
E8,7
D9,7 D10,7 C11
E12,7
D1,8
D2,8 D3,8
C4
D5,8 D6,8
D7,8 --
D9,8 D10,8 D11,8 C12
B1
D1,10
E2,9
B2
E3,9
E3,10
E4,9
E4,10
B5
E7,9
--
E7,10
E8,9
E8,10
D1,11
D2,11
B3
E4,11
D5,11 D6,11
B7
E8,11
D9,11 D10,11 --
D1,12
D2,12 D3,12
B4
D5,12 D6,12
D7,12 B8
ОВУ и
ЩКУ
Гетерономные
почвы
I.Кислородные
II.Глеевые
2.36,5
3.6,5
-8,5
4.
>8,5
III.Серо
водородные
1.<3
2.36,5
3.6,5
-8,5
4.
>8,5
D5,10
E6,9
B6
D9,10
E10,9
--
E11,9
E12,9
E11,10
E12,10
E12,11
D9,12 D10,12 D11,12 --

35. Роды ландшафтно-геохимических катен

Род
Степень контрастности
Первый
Слабая
Биогенная
Средняя
Щелочно-кислотная
Текстурная
Второй
Третий
Сильная
Четвертый
Очень сильная
Вид контрастности
Испарительная
Биогенная
Окислительно-восстановительная(кислотно-глеевая)
Щелочно-кислотная
Текстурная
Испарительная
Биогенная
Окислительно-восстановительная(кислотно-сульфидная)
Щелочно-кислотная
Текстурная
Испарительная
Биогенная

36. Виды и разновидности латеральной дифференциации элементов в катенах

Латерально-миграционная дифференциация
Литогеохимическая Аккумулятивный
дифференциация
Монотонный
L>1,3
0,7<L<1,3
Аккумулятивный МонотонноАккумулятивный
сопряженный(1) аккумулятив(концентрация в
ный
подчиненных ландшафтах), L>1,3
(4;а,б)
Аккумулятивно- МонотонныйМонотонный
монотонный
сопряженный
(равномерное распределение), 0,7<L<1,3
(2;а,б)
(5)
АккумулятивноМонотонноТранзитный
транзитный
транзитный
(рассеяние в подчиненных ландшафтах), L<0,7
(3;а,б)
(6;а,б)
Транзитный
L<0,7
Транзитноаккумулятивный
(7;а,б)
Транзитномонотонный
(8;а,б)
Транзитный
сопряженный
(9)

37.

Мобилизация
Выветривание силикатных
пород, биогенная
аккумуляция
Ca,Na-HCO3
Аккумуляция
Биогенная
аккумуляция,
содовое выщелачивание
Ca-Na,Na-OH
Кислый, глеевый, сорбционный геохимические
барьеры
H-Fe2+,HCO3-Fe2+,
Ca-Fe2+
Принципиальная схема мобилизации и аккумуляции
микроэлементов в степных ландшафтах

38.

КАТЕНЫ С НИСХОДЯЩИМИ И
ВОСХОДЯЩИМИ ПОТОКАМИ
А) С преобладанием нисходящих потоков
Б) С уравновешенными потоками
С) С преобладанием восходящих потоков
Направление и интенсивность потока

39.

Геоэкологические зоны побережья
Каспийского моря
Hm
Зона отсутствия
воздействия
Зона косвенного
воздействия
Зона прямого воздействия
Уровень нагонов (приливов)
Уровень моря
Уровень сгонов (отливов)
Зона затопления

40. Латеральная структура ландшафта

• L – коэффициент латеральной дифференциации:
L=
Сi подчиненный ландшафт
Сi автономный ландшафт
( по органогенным и минеральным горизонтам)