Функционирование природных геосистем

Функционирование природных геосистем – совокупность взаимосвязанных процессов переноса, обмена и трансформации вещества и энергии между составляющими геосистему природными компонентами, ее морфологическими частями, а также геосистемой в целом и внешней средой. Основные энергетические факторы функционирования геосистем – лучистая энергия Солнца и сила земного тяготения. Их источники находятся за пределами ландшафтной оболочки.

Среди многообразных процессов функционирования геосистем различают физико-механические, химические, биохимические (в почве) и биологические. Все вместе эти процессы называются биогеохимическими процессами, биогеохимическим круговоротом или метаболизмом геосистемы.

Каждая природная геосистема в зависимости от ее таксономического ранга характеризуется круговоротом вещества и энергии различного размера. На крайних ступенях иерархии природных геосистем выделяют малый круговорот (свойственен фациям, охватывает только вертикальную структуру геосистемы) и большой круговорот (свойственен всей ландшафтной оболочке, охватывает вертикальную и горизонтальную структуру геосистем всех рангов). Между этими крайними по своему размаху биогеохимическими круговоротами существует множество промежуточных.

Процессы собственно функционирования природных геосистем мало изучены. Наибольшее внимание уделяется тому, что продуцирует геосистема, что является результатом ее функционирования. С этим связаны показатели продуктивности геосистем. Биологическая продуктивность – способность всех живых организмов и их сообществ производить за определенную единицу времени биологическую продукцию. Различают первичную (производимую продуцентами), вторичную (производимую консументами) и абсолютную (суммарную) биологическую продукцию.

Общая масса живого вещества на единицу площади ландшафта называется биомассой. Общая биомасса Земли составляет 184•10⁹ т. В лесных ландшафтах накопленная за много лет биомасса во много раз превышает биологическую продукцию. Приближённо полная биологическая масса Земли оценивается в 2,4×10¹² тонн. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд. т. первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.

Основные особенности функционирования ландшафта:

1. Биомасса существенно варьирует в разных природных зонах.

2. При длительном (многовековом) устойчивом состоянии ландшафта его функционирование приводит к образованию свойственной ему не только почвы, но и коры выветривания.

3. Длительно функционирующий ландшафт практически формирует свой мезорельеф, микрорельеф и нанорельеф того или иного генетического типа – морфоскульптуру рельефа. Этот процесс называется морфогенезом.

4. Формируя микро- и мезорельеф ландшафт самоорганизуется. Самоорганизация геосистемы также называется ее синергетикой. Плановая структура либо создается одним ландшафтом в ходе его эволюционной самоорганизации, либо наследуется, воспринимается от предшествующих эпох ландшафтной эволюции.

5. Следствием функционирования природных геосистем является формирование осадочных горных пород: аллювия, озерных или болотных отложений, делювия, пролювия, коллювия, эоловых накоплений. Эти осадочные образования несут на себе определенный отпечаток биологических круговоротов тех ландшафтов, в которых они сформировались.

К осадочным полезным ископаемым относятся:

· осадочные железные руды (Керченское);

· осадочные марганцевые руды (Чиатура);

· бокситы (месторождения Урала, Казахстана);

· торф, каменные угли;

· строительные материалы – пески, гравий, глины.

Таким образом, функционирующим ландшафтам свойственны морфогенез и литогенез, или морфолитогенез.