Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Некоторые принципиальные положения геохимической классификации ландшафтов были высказаны Б.Б. Полыновым, но систематически эти вопросы стали разрабатываться с конца 50-х годов А.И. Перельманом и М.А. Глазовской. Ниже излагаются принципы классификации А.И. Перельмана.

Общие принципы геохимической классификации ландшафтов

Прерывность (дискретность) и непрерывность. Прерывность (дискретность) характерна для основных объектов изучения химии и геохимии — атомов элементов. Так, элемент может быть или кальцием, или натрием, и никакие промежуточные формы, переходные между кальцием и натрием, невозможны. Классификация подобных объектов также имеет дискретный характер, и принцип систематики адекватен природе объектов. Именно в данной области классификация достигла наибольших успехов, примером чему служит Периодическая система Д.И. Менделеева. Однако для химических свойств ландшафтов и их компонентов особенно характерна непрерывность, когда объекты исследования постепенно через ряд промежуточных членов сменяют друг друга в пространстве, образуя единый ряд. По аналогии с геофизическими полями (электрическим, магнитным и др.) говорят и о геохимическом поле — земном пространстве с определенными содержаниями химических элементов и их соединений.

Таковы ряды элементарных ландшафтов с разной степенью заболачивания и засоления, величиной рН вод, их минерализацией, содержанием Са, Na и других элементов, почвы с содержанием Si02, Са, Mg и т.д. Представление о параметрах геохимических полей дает их изображение с помощью изолиний. Для систем с непрерывным распределением элементов использование дискретных понятий и терминов при классификации, т.е. выделение типов, классов, видов и т.д., достаточно условно. Лишь крайние члены непрерывного ряда могут быть отнесены к определенным таксонам классификации. Приходится выделять промежуточные таксоны, вводить границы, не вытекающие из природы явления. Так, при классификации вод по минерализации пресными условно считаются воды, содержащие до 1,0 г ионов на 1 кг воды, солоноватыми — 1—25 г и т.д. Причина затруднений связана не с субъективным фактором — несовершенством классификации, а с объективной причиной — природой объектов. Иначе говоря, принцип классификации, исходящий из существования дискретных единиц, здесь не адекватен природе классифицируемого объекта, для которого характерно непрерывное распределение.

Признаки систематические и несистематические, ландшафтный вид и индивид (илан), районирование. Систематические признаки — это признаки, общие для многих ландшафтов. Именно они важны для геохимической и других классификаций. Изучение индивидуальных (несистематических) признаков не является задачей систематики. В ботанике, зоологии, минералогии и других науках объекты исследования также обладают множеством признаков, однако не все они используются для классификации, т.е. не все имеют систематическое значение. Так, рост конкретного животного, его вес, габитус, индивидуальные особенности психики не используются при отнесении животного к тому или иному виду, хотя эти признаки важны. Установлено и понятие о конкретном ландшафтном индивиде со всеми его специфическими особенностями. Такой индивид неповторим так же, как неповторимы индивиды животных, растений, минералов. Ландшафтные индивиды, для которых автор и Ю.Е. Сает предложили краткий термин "илан" (индивидуальный геохимический ландшафт), особенно легко обособляются в условиях эрозионного рельефа.

Так, южнотаежные низкие горы, сложенные гранитоидами, представляют собой вид геохимического ландшафта, к которому относится множество планов — элементарных бассейнов стока, ограниченных долиной ручья и местными водоразделами. Помимо планов существуют и более крупные индивиды — районы, округа, провинции, страны и т.д. Одним из критериев их выделения служит территориальная близость входящих в них ландшафтов друг к другу, в то время как для систематики ландшафтов подобная близость не имеет значения. К одному району могут относиться ландшафты, весьма далекие в систематическом отношении, но расположенные рядом. Напротив, к определенному виду ландшафта часто принадлежат участки территории, весьма удаленные друг от друга, но близкие в систематическом отношении. Так, такыры пустынь Монголии, Казахстана и Средней Азии относятся к одному типу ландшафта, но к различным районам. То же можно сказать о песчаных пустынях Монголии и Казахстана. Выявление ландшафтных индивидов какой-либо территории называется ее районированием. Это важная проблема наук о Земле, в том числе и геохимии ландшафта.

Таксономическое значение признаков

В основе всякой классификации лежат признаки изучаемых объектов. Поэтому в первую очередь необходимо установить таксономическое значение отдельных геохимических признаков ландшафта, т.е. выделить признаки главные и второстепенные, определить, какие из них должны быть положены в основу выделения крупных таксонов (типов, классов), какие мелких (родов, видов) и какие вообще не учитываться при классификации. Так как геохимические особенности ландшафтов определяются миграцией атомов, то естественно в основу классификации положить особенности миграции.

Принцип подвижных компонентов играет важную роль и при классификации ландшафтов: таксономическое значение химического элемента зависит от его содержания в среде, интенсивности миграции и способности к концентрации. Элементы с высокими кларками, энергично мигрирующие и накапливающиеся, имеют наибольшее таксономическое значение. Например, Se и S мигрируют с близкой интенсивностью, но кларк Se очень мал (5.10"6%) и он не имеет или почти не имеет таксономического значения, в то время как по особенностям миграции S выделяется особый класс ландшафтов.

Распространенные элементы в зависимости от условий миграции также имеют разное таксономическое значение. Сера, например, типоморфна в аридных ландшафтах и не типоморфна в тайге. Железо типоморфно в таежных болотах ("железные ландшафты") и не типоморфно в пустынях.

То минимальное содержание химического элемента в почве, организмах, водах и т.д., при котором оно приобретает таксономическое значение, называется критическим. При этом важно не валовое содержание элемента, а его подвижные формы. Так, все природные воды содержат кальций, но "кальциевые ландшафты" возникают только при вполне определенном количестве этого металла.

Распространенные и редкие ландшафты, вымершие ландшафты. К единице одного и того же таксономического ранга — типу, классу и т.д. — относятся и очень распространенные ландшафты, образующие целые зоны, и относительно редкие, встречающиеся в немногих районах, но отличающиеся высоким своеобразием. Так, в типе таежных ландшафтов к одному таксономическому рангу — классу принадлежат кислые ландшафты, занимающие большую часть таежной зоны, и редкие сернокислые ландшафты, развитые на пиритизированных породах и сульфидных рудах. В данном случае наблюдается аналогия с классификациями растений, минералов, почв и других естественных объектов, в основу которых кладутся свойства самого объекта, но не его географическое распространение или численность. Следовательно, распространенность ландшафтов не имеет таксономического значения. Главное внимание, естественно, уделяется широко распространенным типичным ландшафтам, но надо изучать и редкие ландшафты — нетипичные, так же, как изучают редкие минералы, редкие виды растений и животных. Помимо большого теоретического значения это важно и для практики, так как к числу редких ландшафтов относятся участки месторождений полезных ископаемых, курорты и другие объекты. В систематике должны найти место и исчезнувшие (вымершие) ландшафты, которые были распространены в прошлые геологические периоды (красноцветные ландшафты, палеофитные и мезофитные, влажные тропики и др.).

Таксономическое значение времени года

В большинстве ландшафтов интенсивность миграции изменяется по временам года. В классификации следует учитывать период наиболее интенсивной миграции, так как именно он определяет геохимический облик ландшафта в целом. Например, в тайге миграция в зимний период протекает слабо, она во многом аналогична процессам ледяной зоны Арктики (вода в твердом состоянии и т.д.). Напротив, в безморозный период миграция в тайге резко отлична от арктических ландшафтов, причем именно она определяет геохимическое своеобразие тайги. Естественно, что при классификации таежных ландшафтов следует в первую очередь учитывать летние, а не зимние процессы (хотя и последние учитывать необходимо). Для субтропических (сероземных) степей наиболее важен влажный весенний период, когда развивается пышная эфемеровая растительность и именно этот период кладется в основу классификации. В летний период эти ландшафты мало чем отличаются от соседних пустынь.

Значение принципа централизации

Таксономическое значение веществ определяется не только их свойствами, но и положением в пространстве относительно центра ландшафта. Так, солевые аккумуляции в верхнем горизонте почв оказывают большее влияние на геохимию ландшафта, чем соли в нижнем горизонте или в коре выветривания. Карбонатность почв имеет большее таксономическое значение, чем карбонатность коры выветривания и т.д. Поэтому чем ближе данная составная часть ландшафта к его центру, тем больше ее влияние на миграцию атомов, тем больше ее таксономическое значение.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов