Морфологическая структура ландшафта

Органолептические показатели качества питьевой воды

Органолептические показатели обеспечивают эстетическую потребность, свидетельствуют об эффективности очистки, могут лежать в основе причин серьезных заболеваний, связанных с хронической дегидратацией (водно-солевого баланса).

Согласно СНиПу на воду питьвую, запах и привкус не должны превышать 2 баллов, т. е. это слабый запах и привкус, обнаруженный потребителем только в том случае, если указать на него, или сакцентрировать внимание.

Шкала нормируемых показателей выглядит следующим образом:

0 – не ощущается;

1 – не определяется потребителем, но обнаруживается опытным исследователем;

3 – заметный, вызывает неодобрение потребителя;

4 – отчетливый, вода не пригодна для питья;

5 – очень сильный запах или привкус.

Цветность питьевой воды должна быть не более 20°.

Мутность не должна быть более 2,6 ЕМФ или 1,5 мг/л.

По предложению кафедры ландшафтоведения географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова природные геосистемы, более крупные, чем ландшафт, т. е. состоящие из нескольких ландшафтов, называют таксономическими единицами, а более мелкие, входящие в состав ландшафта, — морфологическими частями ландшафта. Раздел ландшафтоведения, уделяющий внимание изучению закономерностей внутреннего территориального состава ландшафта, представляющего его морфологические составные части, называют морфологией ландшафта. Морфологическое строение ландшафтов разнообразно по сложности внутреннего территориального устройства. На современном этапе развития географии ландшафт рассматривают как сложную индивидуальную террито­риальную единицу, исторически сложившуюся систему более мел­ких природных комплексов, обозначенных терминами: фация, подурочище, урочище, местность.

Фация. Это самая простая предельная категория геосистемной иерархии, характеризующаяся наибольшей однородностью природных условий. В фации на всей территории сохраняются одина­ковая литология поверхностных пород, одинаковый рельеф и ув­лажнение, один микроклимат, одна почвенная разность и один биоценоз. Фация — первичный функциональный элемент ландшафта и основной объект стационарных ландшафтных исследова­ний. С фации как первичной геосистемы начинают изучать круго­вороты вещества, биогеохимические перемещения и трансформа­цию энергии. На уровне фации исследуют вертикальные связи в ландшафте и его динамику. Накопление информации о структуре, функционировании и динамике фации как сопряженной системы низового уровня дает возможность изучать горизонтальные пото­ки вещества, энергии и территориальные связи в геосистемах. Фа­ция — открытая геосистема, которая функционирует во взаимодействии с соседними фациями разных типов. Фация — динамич­на, неустойчива и недолговечна как незамкнутая система. Она за­висит от прихода основных внешних потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций и уходящих от нее. Ландшафт и фация несоизмеримы по долговечности. У них разные масштабы как во времени, так и в пространстве. Недолговечность и относи­тельная неустойчивость фации означают, что связи между ее ком­понентами (при однородной территориальной распространеннос­ти в границах фации) изменчивые.

Наиболее активный компонент фации — биота. Воздействие биоты на абиотическую среду в границах фации проявляется ощутимее, чем в границах ландшафта. Например, лесные и болотные сообщества фаций трансформируют их микроклимат, но не влия­ют на климат ландшафта. Или локальное увеличение оврага при водной эрозии и отсутствии растительности приводит к трансфор­мации фации, но не изменяет природного характера ландшафта.

Разнообразие фаций требует их систематизации и классификации. При классификации фаций по двум критериям устойчивости и определяющему значению в формировании фации был выделен ее универсальный признак — месторасположение как элемент орографического (орография — классификация элементов релье­фа) профиля подавляющего большинства ландшафтов. Различия между фациями обусловлены их положением в сопряженном ряду месторасположений. Были выделены основные типы местораспо­ложений, соответствующие определенным типам фаций (рис. 1).

1- элювиальные;2 -аккумулятивно-элювиальные; 3 - трансэлювиальные; 4 - трансаккумулятивные; 5 - супераквальные; 6 - субаквальные (водные); 7 - пойменные

Рисунок 1 – Схема основных типов месторасположений фаций

Элювиальные фации расположены на плакорах (плакор — выровненная водораздельная территория), водораздельных поверхностях со слабыми уклонами (1...2^о), без существенного смыва почвы, атмосферным типом увлажнения и глубоким залеганием грунтовых вод. Последние не оказывают влияния на почвообразование и растительный покров. Вещества поступают только из ат­мосферы с осадками и пылью. Расход веществ — с поверхностным стоком воды, дефляцией или вглубь с нисходящими токами влаги. Почвы, развивающиеся в элювиальных фациях, промыты от лег­корастворимых соединений, и на некоторой глубине формируется иллювиальный горизонт, в котором накапливаются вымытые из верхней части профиля вещества. За длительное время происходит непрерывный смыв почвенных частиц, почвообразовательный процесс постепенно проникает глубже в подстилающую породу, вовлекая все новые слои. Образуется мощная кора выветривания с остаточно накопленными химическими элементами, не поддаю­щимися выносу. Растительность захватывает минеральные эле­менты и препятствует их выносу. В результате биологической ак­кумуляции верхние горизонты почвы обогащены элементами, участвующими в биологическом круговороте веществ. Глубокое положение уровня грунтовых вод и активный водообмен опреде­ляют окислительную реакцию в почвах и коре выветривания. Это приводит к выносу тех элементов, которые дают более раствори­мые соединения при высоком окислении (сера, мышьяк, молиб­ден, ванадий и др.), и затрудняет вынос элементов, окисленные соединения которых малоподвижны (железо, марганец и др.).

Именно почвы элювиальных фаций на плоских глинистых водоразделах В. В. Докучаев относил к зональным, «нормальным».

По степени увлажненности элювиальных фаций судят о потребности в орошении земель.

Аккумулятивно-элювиальные фации — бессточные или полубессточные водораздельные понижения или впадины с затрудненным стоком, замкнутые западины или котловины, с дополнительным водным питанием за счет аккумуляции атмосферных натечно-поверхностных вод, частым образованием верховодки, глубоким положением грунтовых вод. Большая часть подвижных водорастворимых соединений при поверхностном переувлажнении выносится вглубь, попадая в грунтовые воды.

Трансэлювиальные фации расположены на верхних относитель­но крутых (не менее 2...3) частях склонов. Эта группа фаций отличается условиями рельефа, специфическим водным режимом (питание осуществляется атмосферными осадками и интенсив­ным поверхностным стоком), характером выноса и поступления химических элементов за счет плоскостного смыва. Для них характерно поступление химических элементов с боковым твердым и жидким стоком. Унос элементов происходит здесь не только с просачиванием вод при вертикальном водообмене, но и по склону с поверхностными и грунтовыми водами, циркуляцией вод, осыпанием и сползанием почв и пород. Микроклиматические разли­чия таких фаций существенны и зависят от экспозиции склонов.

Трансаккумулятивные фации (делювиальные) расположены в нижних частях склонов и подножий. Здесь происходит не только вынос, но и частичная аккумуляция жидкого и твердого стока (делювия). Переувлажнение можно наблюдать за счет стекающих сверху поверхностных вод.

Супераквальные фации формируются на пониженных участках рельефа, с близким залеганием грунтовых вод, доступных растительности. Выделяют два подтипа:

транссупераквальные фации (в местах выхода грунтовых вод и притока поверхностных вод);

собственно супераквальные фации (на пониженных участках рельефа с близким залеганием грунтовых вод). В этом случае создаются условия заболачивания как за счет поднятия грунтовых вод, так и за счет поверхностного стока с окружающих элювиальных фаций. Образуются низинные болота. В условиях обогащения почвы подвижными химическими элементами развиваются спе­цифические биоценозы — низинные луга.

Субаквальные (подводные) фации формируются на дне водоемов. Подвижные и хорошо растворимые элементы поступают в водоем с окружающих фаций с поверхностными и грунтовыми водами, поэтому на дне водоемов накапливаются элементы с наибольшей миграционной способностью. Количество поступающей в водоем воды и состав растворенных в ней веществ определяют особеннос­ти состава органики водоемов. Разложение и минерализация орга­нических остатков в субаквальных фациях происходят в анаэроб­ных условиях и сопровождаются образованием сапропелей.

Пойменные фации формируются в условиях специфического водного режима: регулярного затопления во время весеннего половодья или летних, летне-осенних паводков. Пойменные фации отличаются динамичностью, разнообразием микрорельефа, продолжительностью затопления и подтопления.

Осушительные мелиорации нужны на супераквальных и пойменных фациях. Количество отводимой воды здесь зависит не только от общей увлажненности территории, но и от местного питания поверхностных и подземных вод, а также от условий их

оттока. В связи с этим различают атмосферный, склоновый, грунтовой типы водного питания.

Изложенная схема типов месторасположений фаций конкретизируется на различных участках ландшафта в зависимости от по­ложения в профиле рельефа, разнообразия экспозиций, крутизны и формы склона, глубины залегания грунтовых вод, почв, биоце­ноза, литологического состава пород.

Подурочище. Представляет собой природный территориальный комплекс, состоящий из одной группы фаций одного типа, тесно связанных генетически и динамически, расположенных на одной форме элемента рельефа, одной экспозиции (рис. 2). Поскольку фации не оригинальны, а всегда типично повторяются по территории, нет смысла изучать каждую фацию отдельно. Достаточно изучить основные типы фаций. Далее ограничиваются выделени­ем сопряженной группы фаций, приуроченных к определенному элементу рельефа: склону или вершине холма, плоской поверхно­сти террасы определенного уровня. Все фации, входящие в состав определенного подурочища, по условиям миграции химических элементов относятся к одной группе.

Примерами подурочищ являются: склон моренного холма юж­ной экспозиции с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами, коренной склон долины реки, литологически сложенный различ­ными породами.

Выделяют следующие типы подурочищ: склон, вершина холма, плоский водораздел, плоская терраса, долина реки, часть поймы, оврага.

Рисунок 2 – Подурочище. Сопряженный фациальный ряд супераквальных фаций (Ф1- Ф7)

Урочище. При выделении ландшафта «снизу», т. е. на основе его морфологического строения, опираются в основном на изучение урочищ. Урочище— основная единица изучения и картирова­ния характерных пространственных сочетаний ландшафтного ис­следования. На ландшафтной карте исследуемой территории оконтуривают все урочища. Только изучив особенности характерных сочетаний урочищ, можно оконтурить и площадь конкретного ландшафта.

Урочищем называют сопряженную систему генетически, динамически и территориально связанных фаций или их групп — подурочищ. Подурочище — группа фаций одного типа, выделяемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций (рис. 3).

Наиболее ярко урочища выражены в условиях чередования выпуклых и вогнутых форм рельефа: холмов и котловин, гряд и лож­бин, межовражных плакоров и оврагов или сформировавшихся на основе таких мезоформ рельефа, как балки, овраги, плоские водо­раздельные равнины, надпойменные террасы однообразного стро­ения и уровня, моренные холмы, замкнутые западины между мо­ренными холмами, одиночные камы. За исходное начало урочищ принимают систематику форм мезорельефа, их генезис, условия естественного увлажнения и дренажа, систему местного стока. Об­щая направленность физико-географических процессов, приуро­ченных к одной мезоформе рельефа, выражается в местной цирку­ляции атмосферы, характерных процессах стока, миграции хими­ческих веществ, почвенно-растительных покровах.

Рассматривая распространенные в гумидной зоне урочища с сопряженным рельефом выпуклой и вогнутой формы, отметим принципиальное различие и закономерности в специфике процессов. Верхние части холмов и их склоны интенсивно дренируются, вещество отсюда выносится, холодный воздух стекает вниз, преобладают фации элювиальных типов. Ниже по склону, в низи­не, во впадинах и ложбинах происходят аккумуляция (накопление) вещества, переувлажнение почв, холодный воздух застаива­ется, распространены супераквальные фации.

Ф₁,Ф₁₀ -трансаккумулятивные фации; Ф₂..Ф₄ — группа супераквальных фаций на склонеI, подурочище I; Ф₆ — субаквальная фация, русло оврага; Ф₅, Ф₇ — группа транссупераквальных фаций на днище оврага, подурочише II; Ф₈, Ф₉ — группа супераквальных фаций на склоне II, подурочище III

Рисунок 3 – Урочище «овраг»

По мере удаления от речных долин, как линий естественного дре­нажа, и приближения к центральным частям междуречий на обшир­ных плакорах без контрастных форм мезорельефа уровень грунтовых вод повышается, сток затрудняется, воды застаиваются, изменяется почвенно-растительный покров. В результате происходит смена ти­пов урочищ (подурочищ и фаций). В этих условиях формирование урочищ определяется различиями материнских пород, их составом, мощностью распространения, видом подстилающих фунтов.

Сочетание основных факторов формирования урочищ — форм рельефа, состава почвообразующих пород, режима увлажнения — определяет распределение и состав почв и растительности. Почвы и растительность не являются определяющими критериями при классификации урочищ, они важны как индикационные признаки.

По площадному соотношению в морфологии ландшафта выделяются основные урочища, подразделяющиеся: на фоновые (доминанты) и субдоминантные (подчиненные), а также дополняющие урочища.

К фоновым урочищам относят те, которые занимают в ландшаф­те большую часть его площади и образуют его фон. Это наиболее древние урочища данного ландшафта, участки исходной поверх­ности территории, измененной последующими процессами.

Субдоминантные урочища в совокупности занимают в ландшафте значительно меньшую площадь, чем фоновые. Они возникли на исходной поверхности под влиянием геологических и геомор­фологических процессов, в основном эрозионных, характерных для гумидной зоны.

Дополняющие урочища — редкие урочища, возникают на таких участках поверхности, геологическое строение которых отличает­ся от остальной территории ландшафта (например, близкое к поверхности залегание известняков по отношению к остальной части ландшафта). Редкие урочища могут быть представлены уникальным урочищем, урочищем-одиночкой (одиночным холмом).

В классификации урочищ выделены следующие основные типы:

1. Холмистые и грядовые с большими уклонами рельефа.

2. Междуречные возвышенные с небольшими уклонами (2...5 %).

3. Междуречные низменные с малыми уклонами (1...2 %).

4. Ложбины и котловины.

5. Заторфованные депрессии и плоские болотные водоразделы.

6. Долины рек с урочищами разных типов, каньонообразные долины, поймы, долины мелких речек и ручьев.

Местность. Это наиболее крупная морфологическая часть ландшафта, состоящая по структуре из особого варианта, характерно­го для данного ландшафта, сочетания урочищ. В морфологии лан­дшафта местность занимает более высокий ранг в сравнении с урочищем. Эта морфологическая единица представляет законо­мерно повторяющийся набор одного из вариантов основных уро­чищ. Например, на территории одного ландшафта вместо распро­страненных урочищ, состоящих из сухих балок, встречаются уро­чища с мокрыми балками и оползнями на склонах. Особенности разных состояний таких урочищ объясняются варьированием гео­логического фундамента в пределах ландшафта.

Рассмотрим условия выделения границ местностей:

1. Разнообразие внутреннего строения. В границах ландшафта
наблюдается варьирование геологического фундамента.

2. При одном и том же генетическом типе рельефа встречаются
участки с изменяющимися морфологическими характеристиками.
Например, на холмистом рельефе, где чередуются урочища крупных моренных холмов и обширных котловин, есть участки, где встречаются мелкие холмы и мелкие котловины.

3. В границах одного и того же ландшафта при одинаковом наборе урочищ разного типа изменяется их площадное соотношение.

4. Грядовая и межгрядовая местность с относительной высотой
гряд до 25...35 м. Грядовая местность характеризуется сочетанием
урочищ: плакорных — на плоских вершинах гряд; ложбинных —
на поверхности гряд со смытыми почвами на склонах, балочных и
овражных. Межгрядовая местность — плоские заболоченные долины шириной 0,5...2,0 км с участками временного переувлажне­ния, заболоченные участки долин, торфяные участки.

5. Обширные системы однотипных урочищ: крупные водораздельные болота, дюнные гряды, карстовые котловины.

6. Группы чуждых, нетипичных урочищ, вкрапленных в дан­ный ландшафт.

Ландшафты и речные бассейны. Ландшафтоведение предлагает наиболее объективное по сумме всех свойств членение территорий на ландшафтные зоны, страны, области, провинции, округа, ландшафты и их части: местности, урочища и фации. Это членение имеет нетолько научное, природоведческое значение, но и практическое, оно отчетливо видно на специальных ландшафтных картах. Помимо такого членения есть и частные: климатическое, геоботаническое, почвенное, геологическое, гидрогеологическое, геоморфологичес­кое, топографическое. Все эти членения субъективны, так как они отражают только часть совокупных свойств природных объектов, хотя также имеют существенное значение для науки и практики.

В ряду частных членений находится и выделение речных бассейнов, под которыми понимают природный объект (природное тело), с которого воды стекают в реку в виде поверхностных и подземных потоков.

Главная природная функция речного бассейна — стокообразующая, и в этом принципиальная важность такого членения террито­рии. Помимо этого, речные бассейны — это особым образом объе­диненные геосистемы (принцип объединения здесь — единство гидрогеохимических потоков, имеющих один объект для своей раз­грузки). Наконец, речные бассейны — это пространственный базис для природопользования (размещения земель разного назначения) и природообустройства. Наложение карты водотоков на ландшафт­ную показывает, что границы ландшафтов и их совокупностей пе­ресекают трассы водотоков, что свидетельствует о несовпадении границ ландшафтов и речных бассейнов. Эти территории можно представить как пересекающиеся множества по-разному выделен­ных природных объектов, что существенно усложняет сравнитель­ный анализ при их изучении, затрудняет решение практических за­дач природообустройства и природопользования. Речные бассейны объективно по-другому организованы для выполнения своей главной функции — стокообразующей и состоят из целого числа других геосистемных групп, в данном случае фаций.

Открытость фаций предопределяет их взаимосвязь и образование более сложных ландшафтно-геохимических систем. Так, се­рия фаций, сменяющих друг друга от местного водораздела к мес­тной депрессии рельефа (к местному постоянному или временно­му водотоку) и связанных латерально направленными гидрохими­ческими потоками, образует ландшафтно-геохимическую катену — простейшую каскадную ландшафтно-геохимическую систему и неделимую часть речного бассейна.

Совокупность ландшафтно-геохимических катен, составляющих общий водосборный бассейн, называют ландшафтно-геохимической ареной. В зависимости от размера водосборной площади можно выделить мега-, макро-, мезо- и микроарены.

Мега- и макроарены, охватывающие бассейны рек первого порядка (Волги, Оби, Лены, Енисея, Днепра, Дона и их главных при­токов), включают ряд ландшафтных зон, областей и имеют весьма сложную почвенную, геоботаническую, гидро- и геохимическую структуру и контрастную геохимическую обстановку. Мезоарены охватывают территории бассейнов более низкого порядка, лежащие обычно в пределах одной ландшафтной зоны и области; их структу­ра менее сложна. Микроарены, образующие малые первичные во­досборы, часто представлены одним типом ландшафтно-геохимической катены и наиболее просты.

При таком членении речного бассейна его уже представляют как целочисленное конечное множество ландшафтно-геохимических катен. Членение важно для схематизации природных условий при разработке моделей функционирования бассейна.

Цели обустройства речных бассейнов и их водосборов могут быть разные. Главной можно назвать улучшение качества речного стока в смысле объема стока и расходов воды в реке, желаемого распределения стока во времени, качества речных вод, глубин воды в русле. Помимо этого большое практическое значение имеет улучшение и восстановление (рекультивация) земель водосбора для нужд конкретных землепользователей. Важно также природоохранное обустройство водосбора, поддержание, восстановление, воссоздание экологической инфраструктуры на нем. Различные цели преобразования водосборов неизбежно вызывают конфликты интересов, например при строительстве гидроузлов и создании водохранилищ на равнинных реках. Поэтому неизбежны оптимизация целей обустройства водосборов, многовариантность намечаемых мероприятий.