Геоморфология. Основные формы рельефа

Геоморфология - наука о формах рельефа современной поверхности, его происхождении и развитии. Цель геоморфологии - отобразить не только устройство поверхности, но и возраст - пространственное размещение форм рельефа, их генезис и развитие во времени. Основной объект геоморфологии - современный рельеф земной поверхности и история его развития. Рельеф земной поверхности – это комплекс форм, которые имеют определенное геологическое строение и подвержены постоянному воздействию атмосферы, гидросферы и внутренних сил земли.

Три подхода к изучению рельефа:

1) Морфологический подход - выявляет внешние (морфографические) признаки форм рельефа, их плановую конфигурацию.

2) Морфометрический подход - устанавливает количественные характеристики рельефа (абсолютные и относительные высоты, размеры в плане, уклоны поверхности).

3) Историко-генетический подход - исследование происхождения рельефа, истории развития, его закономерностей.

Геоморфология изучает: внешний облик (описание); генезис; историю развития; динамику.

Геоморфология тесно связана с физической географией, так как она изучает закономерности природных комплексов (ландшафтов), взаимосвязь природных комплексов и растительности, почвы с рельефом, где рельеф важнейший компонент. Использует материалы физ. географии и геологии.

Геоморфология как одна из наук, изучающих нашу планету, вносит свой вклад в познание строения, истории развития и происхождения земной поверхности, поэтому она тесно связана с тем кругом теоретических задач, которые решают геология, физическая география, палеогеография.

Одной из таких задач является исследование взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов, формирующих лик Земли. Эти исследования ведутся по линии изучения поверхностей выравнивания, речных и морских террас, выяснения воздействия тектонических процессов на формы, создаваемые экзогенными агентами, при помощи моделирования этого взаимодействия в экспериментальных лабораториях, при помощи разнообразных морфометрических приемов, с целью получения количественных характеристик этого взаимодействия.

Разделы геоморфологии:

1) Общая (фундаментальная). Изучает рельеф в целом. Обобщает понятие о рельефе.

2) Структурная. Занимается взаимосвязью рельефа с геологическим строением.

3) Климатическая. Изучает влияние экзогенных процессов на рельеф.

4) Динамическая. Изучает механизм рельефообразующих процессов.

5) Историческая. Изучает смену рельефа.

6) Поисковая. Помогает искать россыпи полезных ископаемых, когда они связаны с рельефом, или когда есть корелятные отложения.

7) Инженерная. Изучает рельеф в связи с необходимыми инженерными задачами (строительство).

8) Морская. Берегов (курорты, проектирование портов, защита берегов от размыва, строительство водохранилищ). Дна Морей и океанов – изучение рельефа дна.

Рельеф рассматривается как набор взаимосвязанных элементов. Рельеф любого участка земной поверхности слагается из чередующихся между собой отдельных форм рельефа, каждая из которых состоит из элементов рельефа.

Формы рельефа могут быть:

1) Замкнутыми (мореный холм, мореная западина) или открытыми (овраг, балка).

2) Положительными и отрицательными (межбалковое пространство и балка).

3) Простые и сложный (простые – невелики, и с правильными очертаниями, а сложные – это комбинация простых форм).

4)Аккумулятивные (моренный холм) и денудационные (овраг): сформированы экзогенными процессами.

Классификация по размеру.

1) Планетарные: занимают площади в сотни тысяч и миллионы квадратных километров, количество таких форм невелико.

а) Материки, б) Геосинклинальные пояса, в) Ложе океана, 4) Срединно-океанические хребты.

2) Мегаформы: занимают десятки и сотни тысяч квадратных км.

а) Горные пояса, б) Равнинные страны в) Впадины, г) Поднятия, д) Разломы планетарного масштаба.

3) Макроформы: занимают тысячи квадратных км.

а) Отдельные хребты, б) Впадины.

4) Мезоформы: занимают десятки квадратных км.

а) Овраги, б) Балки, в) Моренные гряды, г) Долины ручьёв.

5) Микроформы – это неровности, являющиеся деталями долее крупных форм.

а) Карстовые воронки, б) Эрозионные рытвины, в) Береговые валы.

6) Наноформы – очень мелкие неровности осложняющие поверхность макро, мезо и микроформ.

а) Луговые кочки, б) Знаки ряби, в) Мелкие эрозионные бороздки.

Тип рельефа – сочетание форм рельефа, закономерно повторяющихся на обширных территориях и приуроченных друг к другу.

Планетарные формы рельефа, Мегаформы, Макроформы и некоторые Мезоформы сформировались в результате эндогенных процессов. А большая часть Мезоформ, а также Микро и Наноформ связаны с деятельностью экзогенных процессов.

19. Почвоведение: предмет, задачи и методы изучения

Почвоведение – фундаментальная естественная историческая наука о почвах, их происхождении (генезисе), строении, распространении, роли и функции биосферы Земли, формировании свойств и режимов, определяющих главное свойство почв – плодородие.

Главная задача лесного почвоведения - изучение и оценка лесных почв как среды леса и условий его местопроизрастания. В задачи лесного почвоведения также входит всестороннее изучение процессов почвообразования под пологом леса, зависимости состава и продуктивности лесных насаждений от свойств почв и характера лесной растительности, влияния на лесорастительные свойства почвы различных антропогенных и природных факторов, поиск путей повышения плодородия лесных земель.

Почвоведение является наукой о почве как природном теле, средстве производства и предмете труда и представляет собой самостоятельную отрасль естествознания. Оно тесно связано с другими естественными науками и широко использует их методы и достижения. Прежде всего, оно тесно связано с геологией и минералогией, так как почвы наследуют свойства той горной породы, из которой они образовались. Из других наук почвоведение находится в состоянии творческого обмена с гидрогеологией, геоботаникой, климатологией, метеорологией, биогеоценологией, петрографией, кристаллографией, физической географией, геоморфологией. Геология - наука о составе, строении, истории развития земной коры и более глубоких недр Земли, а также о размещении в земной коре полезных ископаемых.

Лесное почвоведение представляет самостоятельный раздел единой науки о почве, связывающий почвоведение с лесоводством.

«Почва – это обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени». По данным ученых, процесс почвообразования длительный: 1 см почвы образуется за 100, а в некоторых случаях - 300 лет. Почва в природе занимает особое место, в ее состав входят как минеральные, органо-минеральные, так и органические вещества. Располагаясь на границе соприкосновения литосферы, атмосферы и гидросферы, она формирует особую геосферу – педосферу, или почвенный покров Земли.

Основные положения, на которых строится современное почвоведение, следующие:

1. Почва представляет собой самостоятельное природное тело и в то же время средство производства в сельском и лесном хозяйстве.

2. Факторами почвообразования, под влиянием которых создается и развивается почва, являются: материнская горная порода, живые организмы (растения и животные), климат, рельеф, возраст страны и хозяйственная деятельность человека.

3. Разнообразные почвы, слагающие в совокупности почвенный покров земного шара, представляют собой продукт единого почвообразовательного процесса, проявляющегося в различных формах в зависимости от окружающих условий.

4. Существенным и неотъемлемым качеством почвы является ее плодородие.

5. Почва, как и все другие природные тела, развивается во времени. Вместе с нею развивается и ее основное свойство – плодородие. Развитие почвы совершается в тесной взаимосвязи с развитием важнейшего фактора почвообразования – живых организмов, главным образом высших растений и микроорганизмов, а также животных, вместе с которыми почва образует единую живую оболочку на поверхности суши.

6. Важнейшей практической задачей почвоведения является разработка научных основ повышения продуктивности почв в сельском и лесном хозяйстве.

В почвоведении используется широкий комплекс методов исследования почвы, адекватных ее специфике как природного тела.

Профильный метод: требует обязательного изучения почвы с поверхности на всю глубину ее толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставления изучаемых свойств или параметров почвенного профиля. Метод адекватно отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод: является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются широко все три вида морфологического анализа: макроморфологический при изучении почвы невооруженным глазом, мезоморфологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфологический с помощью микроскопов вплоть до электрвнного. Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований.

Сравнительно-географический метод: основан на сопоставлении почв и соответствующих факторов почвообразования, в их историческом развитии и пространственном распространении, позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их географии.

Сравнительно-исторический метод: дает возможность исследовать прошлое почв и почвенного покрова на основании изучения современной ситуации. Детальное изучение погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков почв и их сопоставление с современными процессами лежат в основе палеопочвоведения- науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове.

Метод почвенных ключей, основанный на детальном генетико-географическом анализе небольших репрезентативных участков-ключей и интерполяции полученных таким путем заключений на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова, позволяет познать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижения влаги, солей, обмена ионов и т. д.) на почвенных колонках (монолитах) ненарушенного строения^ взятых особым образом из почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изучения процессов вертикальной миграции веществ в природных почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема, в зависимости от целей исследования, погруженный в водонепроницаемую оболочку, помещается на свое место в природную почву, а исследованию подвергаются вытекающие из его нижней части растворы. Расширенным вариантом лизиметрического метода служит метод стоковых площадок: площадка определенного размера окружается до некоторой глубины, желательно до относительно водоупорного горизонта, водонепроницаемой стенкой в траншее. На стоковых площадках изучают поверхностный и внутрипочвенный горизонтальный сток, эрозию почвы.

Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для исследования кинетики современного почвообразования на основе измерения тех или иных параметров (влажность, температура, содержание солей, гумуса, азота, других элементов минерального питания и т. п.) в одной и той же почве в течение длительного времени (вегетационный сезон, год, несколько лет) через заданные временные промежутки. Этот метод лежит в основе биосферного мониторинга.

Балансовый метод служит также для изучения кинетики почвообразования. В его основе лежит тот факт, что наблюдаемый в данный момент времени в почве запас какого-то вещества (воды, солей, азота и т. п.) или энергии является результатом изменения его исходного запаса за счет прихода и расхода в единице объема почвы за определенный промежуток времени.

Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей или солей разной концентрации, органические растворители — спирт, ацетон, бензол и т. п.) экстрагирует из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную группу соединений интересующего исследователя элемента. Метод особенно широко используется для изучения доступных растениям элементов питания, фракционного состава почвенного гумуса, подвижных соединений в почвах, процессов их миграции и аккумуляции, различных химических соединений тех или иных элементов.

Аэрокосмические методы в почвоведении включают, с одной стороны, инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра и с разной высоты, а с другой стороны — прямое исследование с самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной или поглотительной способности почвы также в разных областях спектра. Этими методами исследуется география почв, динамика ряда их важных параметров — влажность, плотность, солесодержание, гумусность.

Радиоизотопные методы в почвоведении применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и в экосистемах на основе меченых атомов (радиоактивных изотопов)! Соотношение различных изотопов в почвах, например 12С:14С, используется для определения возраста почв. Для анализа вещественного (гранулометрического, минералогического, химического) состава почв в почвоведении используется весь современный арсенал имеющихся в распоряжении науки физических, физико-химических, химических и биологических аналитических методов.

Биогеоценотический или экосистемный метод: проводится сопряженное одновременное изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод в определенных условиях географической среды. Важно подчеркнуть, что этот метод был разработан и впервые широко применен именно почвоведами на основе до-кучаевской теории почвообразования.

Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы изучения почв: рекогносцировочные маршрутные почвенные обследования; картирование почвенного покрова в заданном масштабе; многолетние режимные наблюдения на специально подобранных и оборудованных стационарах, в том числе особенно в заповедниках природы и на опытных станциях; определение параметров тех или иных свойств почв в ненарушенном природном состоянии; эксперименты по мелиорации и трансформации почв, в том числе в производственных условиях; изучение отдельных типов почв по их репрезентативным разрезам; модельные эксперименты в природных условиях, в том числе с использованием лизиметров и стоковых площадок.

При лабораторных почвенных исследованиях проводят анализ вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, различные физические и химические свойства, осуществляют физическое и математическое моделирование почвенных процессов, инструментальную обработку данных полевых работ.

В заключение надо подчеркнуть широкое использование в почвоведении системного методического подхода, при котором почва рассматривается, с одной стороны, как целостная система, состоящая из множества взаимодействующих подсистем-блоков, а с другой — как подсистема в экосистемах биосферы или экосферы.