Изучение функционирования и эволюции ПТК

Под функционированием геосистемы следует понимать совокупность всех процессов, перемещения, обмена и трансформации в ней. Единый процесс функционирования ПТК можно расчленить на несколько основных звеньев:

1. поглощение
2. передача
3. трансформация солнечной энергии
4. газооборот и газообмен
5. биологический метаболизм, с его многообразными географическими следствиями (метаболизм – обмен веществ).
6. абиогенные потоки твердого вещества.

Такое расчленение процесса функционирования ПТК весьма условно, служит необходимым методическим приемом для проведения работ в определенном направлении. Среди них особое место занимают ландшафтно-геофизичекие и ландшафтно-геохимические виды работ.

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Ведущим химическим методом изучения ландшафта считается метод сопряженного анализа. Сопряженный анализ – это специфический метод исследования в геохимии ландшафта, заключающийся в одновременном изучении химического состава всех компонентов ландшафта (горных пород, коры выветривания, поверхностных и подземных вод, почв, растительности) и последующем сравнении полученных результатов между собой как в пределах одного элементарного ландшафта (ЭЛ), и также смежных с ним. Методологической базой геохимического ландшафта является системный подход; по уровням организации среди ландшафтно-геохимических систем (ЛГС) выделяют элементарные и сложные (каскадные) системы. Понятие ЭЛ и ЭГС примерно соответствует фации у ландшафтоведов и физикогеографов. Выделяют 3 основных типа ЭЛ и ЭГС

1. элювиальные (автономные) ландшафты приурочены к поверхностям водораздела с глубиной залегания грунтовых вод. Здесь вещество и энергия поступают с понижения в понижениях рельефа пониженный подчиненный элементарны комплекс среди них выделяют
2. супераквальные (надводные)
3. субаквальные. (подводные). Куда с водораздела сносятся продукты почвообразования и рельефа.

Ряд сменяющих друг друга ЭЛ от водораздела до водоема образуют единое целое, которое Полынов назвал геохимическим ландшафтом. ЭЛ с однонаправленным потокам вещества образует каскадные геосистемы (процесс выноса, транзита и аккумуляции). Каскадные ландшафтно-геохимические это такие парагенетические ассоциации элементарного ландшафта, целостность которых определяется потоками вещества энергии и информации от верхних уровней к нижней. Это система пространственно смежных комплексов, связанных общностью своего происхождения. Наиболее просто организованная каскадная система- это сочетание ЭЛ на склоне, которое называется катена. Каскадные системы бывают локальные, когда они совпадают с водосборами первого и второго порядка. И региональные - водосборы прочих размерностей. В ландшафтно-геохимических исследованиях используются различные показатели. Абсолютное содержание элементов выражено в виде кларков и местные Кларки. Относительное распределение химических элементов анализируются посредством геохимических коэффициентов. Для целостной характеристики фонового состояния ЭЛГС используются понятия фоновая геохимическая система. Она состоит из радиальной и латеральной структур, характеризующая вертикальную и горизонтальную дифференциацию ландшафта. Ланшафтно-геохимический анализ территории начинают с изучения вертикального профиля. Каждый элемент ландшафта рассматривает структуру, состоящую из радиальных систем: почва - растения и почва- вода. В связи с этим радиальную геохимическую структуру характеризуют геохимическим коэффициентом-R- анализ. Для изучения функциональности ПТК все физико-географические разбивают на ряд звеньев. Отношение содержания химического элемента в генетическом горизонте почвы к содержанию его в почвообразующей породе. Коэффициент биологического поглощения – сопоставляет содержание элемента в зоне растений с его содержание в горной породе или почве. Коэффициент водной миграции - отношение содержание элемента в минеральном остатке воды к его содержанию в водовмещаемых породах.

Латеральная (горизонтальная) геохимическая структура L- анализ изучается на примере монолитных локальных катен. Использования коэффициента латеральной дифференциации - это отношение содержания элементов в минеральном горизонте. В горизонте почвы и коры выветривания в геохимически-подченненных элементарных ландшафтах к его содержанию в том же горизонте автономного ландшафта. Важнейшим фактором является геохимический барьер – это участки где на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции элементов и как следствие и их концентрации. По направлению миграции потока различают латеральные и радиальные барьеры. По типам миграции элементов выделяют барьеры природные: биохимические физико-химические и механические, а так же особо выделяют техногенные барьеры. Чаще изучаются физико-химические барьеры.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Применительно к компонентом физико-географического исследования, метод сопряженного биохимического анализа позволяет выявить характерные для каждого ПТК химические элементы, и проследить их миграцию внутри каждого комплекса, так же и от одного комплекса к другому. Наиболее приемлемо организация таких исследований на уровне ландшафтных катен – это ряд закономерно сменяющих друг друга морфологических частей ландшафта от водораздела вниз по склону к водоприемнику, связаны однонаправленным потоком вещества и энергии.

Пробы биохимических анализов отбирают из атмосферных осадков, вод, почв, растений на заранее выбранных эталонных участках по определенным методикам (Н.Г.Мусалева «Аналитический метод ландшафтоведения»). Обработку образцов производят в лабораториях с использованием химических, физических, физико-химических методов и современной аппаратуры. Результаты носят массовый характер. Это позволяет широко использовать математический метод, который позволяет вычислить коэффициент процентного содержания элементов и т.д. результаты исследования могут быть выражены в виде карт, профилей, текстовых характеристик.