Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова Географический факультет методическое пособие
| Вид материала | Методическое пособие |
СодержаниеТема 3. Условия формирования и результаты функционирования основных типов равнинных ландшафтов |
- Картографирование рельефа спутников Марса, 24.88kb.
- М. В. Ломоносова филологический факультет слово грамматика речь выпуск II сборник научно-методических, 97.35kb.
- Московский Государственный Университет Им. Ломоносова Географический факультет Курсовой, 441.03kb.
- М. В. Ломоносова филологический факультет кафедра истории зарубежной литературы Диплом, 949.48kb.
- Ю. К. Мельвиль Западная философия XX века Московский Государственный университет им., 5455.29kb.
- Ю. К. Мельвиль Западная философия XX века Московский Государственный университет им., 5457.14kb.
- М. К. Аммосова биолого географический факультет институт физической культуры и спорта, 137.1kb.
- Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова московский государственный, 2110.62kb.
- Дипломная работа, 1173.04kb.
- А. А. Криволуцкий Центральная аэрологическая обсерватория, 620.15kb.
Тема 3. Условия формирования и результаты функционирования основных типов равнинных ландшафтов
Задание
- Выявить по литературным и картографическим источникам гидротермические условия формирования разных типов равнинных ландшафтов, параметры и основные результаты их функционирования. Оформить данные в виде таблицы.
2. Провести текстовой анализ.
Цель занятия – изучить условия формирования основных типов равнинных ландшафтов России и сопредельных территорий и охарактеризовать главные результаты их функционирования. Типы ландшафтов выделяются по почвенно-биоклиматическим признакам на уровне типов почв, классов и групп растительных формаций. Формирование зональных типов ландшафтов связано с разными гидротермическими условиями, которые создаются в результате поступления солнечного тепла и особенностей циркуляции атмосферы в разных широтах и определенного соотношения тепла и влаги в пределах той или иной зоны. К основным показателям гидротермических условий относятся: суммарный приход солнечной радиации, радиационный баланс, суммы активных температур (суммы среднесуточных температур выше 100), температуры самого теплого и холодного месяцев, среднегодовое количество осадков, осадки теплого периода.
В качестве интегральных показателей, характеризующих соотношение тепла и влаги, используются коэффициент увлажнения (Ку) Иванова–Мезенцева, радиационный индекс сухости (R) Григорьева–Будыко, гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова. Коэффициент увлажнения (Ку) равен отношению годовой суммы осадков r (в мм) к годовой испаряемости Ем (в мм) для данного пункта, т. е. он рассчитывается по формуле:
Ку = r / Ем (1)
Годовой показатель испаряемости получается при суммировании месячных значений Ем, которые можно вычислить по формуле (Иванов, 1948):
Ем = 0, 0018 (25+Т)2 х (100–а) (2),
где Т – средняя месячная температура воздуха, в С0, а – средняя месячная относительная влажность воздуха, в %. Также испаряемость можно рассчитать по следующей формуле (Мезенцев, 1973):
Е = 0,2 t 100 +306 (3),
где Е – испаряемость за год, рассчитываемая через сумму активных температур выше 100 (0,2 t 100), а 306 – коэффициент, учитывающий в общей формуле сток.
Значения коэффициента увлажнения больше 1 характеризуют зоны избыточного увлажнения, меньше единицы – недостаточного, около 1 – оптимального.
Коэффициенты Иванова и Мезенцева по своей сущности близки, они различаются способом расчета испаряемости и выражаются в разных, но достаточно легко сопоставимых единицах.
Радиационный индекс сухости М.И. Будыко равен отношению годового радиационного баланса подстилающей поверхности R к сумме тепла Lr, необходимого для испарения годового количества осадков r на той же площади (L – скрытая теплота парообразования), т. е. рассчитывается по формуле:
И = R/Lr (4)
Гидротермический коэффициент характеризует соотношение тепла и влаги в вегетационный период. Он рассчитывается по следующей формуле:
ГТК = rt х 10/ t 100 (5),
где rt – сумма осадков теплого периода (жидких), t 100 – сумма активных температур выше 100 , а 10 – переходный коэффициент.
Еще одним интегральным показателем является показатель биологической эффективности климата (ТК), предложенный Н.Н. Ивановым. Он рассчитывается по формуле:
ТК = Т х Ку (6),
где Т – сумма активных температур (за период со средними суточными температурами выше 100) в сотнях градусов Цельсия, а Ку – коэффициент увлажнения.
В настоящее время выявлена хорошая корреляционная связь между многими экологическими характеристиками (в том числе геохимическими показателями, биологической продуктивностью и т. д.) с этими показателями, с границами распространения зональных типов ландшафтов на равнинах и в горах (табл. 2).
При выполнении задания значения гидрометеорологических показателей берутся из литературных (Исаченко, 1985; Иванов, 1948; Будыко, 1977; Мячкова, 1983) и картографических источников (Атлас СССР, 1983; Климатический Атлас, 1968), либо некоторые из них могут быть вычислены по формулам (1, 2, 3 или 4, 5) на основе использования вышеназванных источников. Из интегральных коэффициентов рекомендуется использовать два, проще всего Ку и ТК. Значения показателя биологической эффективности климата приведены в приложении 2 данного пособия.
Таблица 2
Оценка увлажнения (по Н.Н. Иванову, 1948) с дополнениями
| Зона | Область увлажнения | Типы и подтипы ландшафтов | Коэффи-циент увлаж-нения | Радиационный индекс сухости |
| Засушливая | Ничтожного Скудного Слабого | Пустынь Полупустынь Южных степей | 0,0–0,2 0,2–0,3 0,3–0,4 | Более 3 |
| Недостаточного увлажнения | Недостаточного Неустойчивого Умеренного | Типичных степей Северных степей Лесостепей | 0,4–0,5 0,5–0,8 0,7–1,0 | 1–3 |
| Достаточного | | Широколиствен-ных лесов | 1,0–1,2 | Около 1 |
| Повышенного | Умеренноповышенного Сильноповышенного | Смешанных лесов Тайги | 1,1–1,5 1,5–2 | 0,7–0,9 0,45–0,7 |
| Избыточного | | Лесотундры и Тундры | Больше 2 | Меньше 0,45 |
При разных гидротермических условиях различно функционирование ПТК. Под ним понимаются процессы обмена вещества и энергии, происходящие в результате взаимодействия компонентов внутри ландшафтов и с внешней средой. В разных типах ландшафтов неодинаково протекают рельефообразующие, почвенные процессы, биологический круговорот и т. д. И как следствие для разных типов характерны свои преобладающие морфоскульптуры, типы почв, растительные сообщества, разная биомасса и продукция, органоминеральные образования в виде сапропелей в озерах, солей и т. д., различная минерализация природных вод и т.д. Ландшафт, как функциональная система, создает в процессе функционирования как вещества с новыми свойствами, так нередко и новые вещества, возникающие только в результате взаимодействия природных компонентов, которые А.А. Макунина (1985) предложила называть сингенетическими образованиями ландшафта. К ним отнесены торф, сапропель, соли, гумус и т.д. (Макунина, Рязанов, 1988). Для разных зон характерны свои продукты функционирования.
В пределах равнин России и сопредельных территорий с севера на юг выделяется несколько основных типов ландшафтов: полярнопустынный, тундровый, лесотундровый, таежный, смешанных лесов, широколиственных лесов, лесостепной, степной, полупустынный, пустынный умеренного пояса, пустынный субтропического пояса. Небольшие площади на межгорных равнинах Кавказа занимают субтропические влажнолесной и ксерофитнолесной типы.
Задание может быть выполнено в двух вариантах. В первом варианте каждому студенту следует охарактеризовать условия формирования и особенности функционирования всех типов ландшафтов (возможны вариации, например, без характеристики субтропических ландшафтов) и представить результаты в табличной форме по сокращенной программе (табл. 3).
Таблица 3
Гидротермические условия, параметры и результаты функционирования основных типов ландшафтов
| Тип (подтип) ландшафта | Гидротермические условия | Параметры и результаты функционирования | |||||||||||||
| Суммарная радиация, ккал/см2 | Радиационный баланс, ккал/см2 | Температура июля | Температура января | Сумма температур выше 100 | Показатель биологической эффективности климата (ТК) | Годовое кол-во осадков, мм | Коэффициент увлажнения | Фитомасса, ц/га | Ежегодная продукция, ц/га | Минерализация вод поверхостного стока, мг/л | Основные природные процессы | Сингенетические образования | Преобладающие почвы | Преобладающая растительность | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| Полярнопустыньй | | | | | | | | | | | | | | | |
Во втором случае каждый студент дает характеристику одного типа ландшафта – тундрового, лесотундрового и т.д. или подтипа ландшафта (северотаежного, среднетаежного и т.д.) по расширенной программе (табл. 4). В этом варианте при характеристике типа или подтипа ландшафта выявляются его особенности в пределах равнинных физико-географических стран в разных долготных секторах. При этом важным показателем степени
континентальности климата является коэффициент континентальности. Его можно вычислить по формуле Н.Н Иванова (1959):
Кк = А х 100/0,33 х (7)
или Кк = А/sin (8),
где Кк – коэффициент континентальности, в % (от 25 до 300), А – годовая амплитуда температуры воздуха (т.е. разность между средними температурами самого холодного и самого теплого месяца в году), – широта места, в градусах. Значения этого коэффициента можно рассчитать, либо заимствовать из таблицы, приводимой в работе Н.Н. Иванова (1959).
Набор долготных секторов может меняться в зависимости от анализируемого типа ландшафта, например, при характеристике степей, полупустынь и пустынь выпадают восточносибирский и дальневосточный сектора.
В завершение работы следует дать письменный анализ, в котором указывается на связь гидротермических условий с особенностями функционирования выбранного типа ландшафта и его основными свойствами.
Таблица 4
Гидротермические условия, параметры и результаты функционирования типа ландшафтов
| Показатели | Ландшафты | ||||
| Восточно-евро-пейские | Западно-си-бирские | Восточно-сибирские | Дальневосточные | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Географическое положение, характер границ, протяженность | | | | | |
| Преобладающие экзогенные процессы (мерзлотные и т.д.) и морфоскульптуры | | | | | |
| Климатические показатели | Среднегодовая суммарная радиация и радиационный баланс | | | | |
| Средние температуры июля | | | | | |
| Средние температуры января | | | | | |
| Абсолютные минимумы и максимумы температур | | | | | |
| Сумма температур выше 100 | | | | | |
| Биологическая эффективность климата | | | | | |
| Годовое кол-во осадков | | | | | |
| Континентальность климата | | | | | |
| Коэффициент увлажнения | | | | | |
| Преобладающая растительность | | | | | |
| Преобладающие типы почв | | | | | |
| Фитомасса, ц/га | | | | | |
| Продуктивность, ц/га | | | | | |
| Минерализация поверхностных вод, мг/л | | | | | |
| Преобладающие процессы в почвах (торфонакопление, оглеение, накопление Mn и Fe, гумуса и т. д.), | | | | | |
| Сингенетические образования | | | | |
По результатам выполненных заданий рекомендуется провести семинар, на котором подводятся общие итоги изучения условий формирования и особенностей равнинных типов и подтипов ландшафтов.
При первом варианте выполнения задания каждый студент характеризует гидротермические условия и результаты функционирования того или иного типа или подтипа ландшафта, выявляя причинно-следственные связи между компонентами ПТК внутри зонального типа. Сообщения рекомендуется начинать с характеристики типов ландшафта с севера на юг и давать их в сравнении (например, сравнивая лесотундровые ландшафты с тундровыми и т. д., т. е. последующий тип с предыдущим). В сообщениях надо обращать внимание на то, как изменения гидротермических условий влияют на изменения природных процессов и результаты функционирования, в каких ландшафтах они более разнообразны и где интенсивнее идет функционирование и т. д. Кроме этого, полезно проанализировать изменения гидротермических условий и особенно результаты функционирования по разным типам ландшафтов, т. е. провести анализ изменения каждого показателя по всем ландшафтам (по вертикали). Например, охарактеризовать изменения фитомассы, минерализации вод и т. д. в ландшафтах с севера на юг и связать их с различиями гидротермических условий.
Во втором случае, каждый студент докладывает о полученных результатах по своему типу ландшафта и составляется единая сводная таблица, в которую заносятся основные характеристики ландшафтов.
По завершении задания с целью закрепления полученных результатов может быть проведена контрольная работа. Каждому студенту выдаются тестовые таблицы со значениями гидротермических показателей и параметров функционирования (фитомассой, продуктивностью, минерализацией, сингенетическими образованиями) всех типов ландшафтов. Задачей студентов является составление по этим таблицам правильных характеристик нескольких типов ландшафтов. Каждому из них может быть дано по 3–5 типов ландшафтов.
Литература
Алекин О.А., Бражников Л.В. Сток растворенных веществ с территории СССР. М.: Наука, 1964. 144 с.
Базилевич Н.И., Гребенщиков О.С., Тишков А.А. Географические особенности структуры и функционирования природных экосистем. М.: Наука, 1986. 296 с.
Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. С. 139–156.
Иванов Н.Н. Ландшафтно-климатические зоны Земного шара. М.: Л., 1948. С. –117 (Записки Геогр. о-ва, Новая серия; Т.1.).
Иванов Н.Н. Пояса континентальности Земного шара // Изв. Всес. Геогр. о-ва. 1959. Т. 91, вып.5. С. 410–423.
Исаченко А.Г. Ландшафты СССР. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1985. 320 с.
Исаченко А.Г. География в современном мире. М.: Просвещение, 1998. 156 с.
Макунина А.А. Физическая география СССР. М: Изд-во Моск. ун-та, 1985. 294 с.
Макунина А.А., Рязанов П.Н. Функционирование и оптимизация ландшафта. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 93 с.
Мезенцев В.С. Водный баланс. Новосибирск, 1973, 229 с.
Мячкова Н.А. Климат СССР. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. 192 с.
Основные данные по климату СССР. Обнинск, 1976. 391 с.
Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. Издание 3-е, переработанное и дополненное. М.: Астрея-2000, 1999. 768 с.
Карты и атласы
Ландшафтная карта СССР. 1 : 4 000 000 /под ред. А.Г. Исаченко М.: ГУГК, 1988.
Атлас СССР. М.: ГУГК, 1983.
Тема 4. Физико-географические зональные области Русской равнины (природные условия, ресурсы, использование, экологические проблемы)
Задание
- Составить комплексную физико-географическую характеристику одной из физико-географических зональных областей (зон) или подзон Русской равнины методом анализа различных тематических карт. Результаты анализа свести в таблицу.
- Дать текстовой анализ.
Цель задания – изучить природные особенности одной из зональных областей Русской равнины, выявить ее ресурсы, особенности использования в связи с природными условиями. Для обширной Русской равнины характерен разнообразный спектр широтных зональных областей (зон). С севера на юг сменяются области тундры и лесотундры, лесная (тайги, смешанных и широколиственных лесов), лесостепей, степей, полупустынь и пустынь. Природа зон и подзон в разной степени подвержена многовековому использованию человеком, поэтому многие из них в той или иной степени изменены.
Характеристику зон и подзон следует давать в соответствии со следующим планом-вопросником.
1. Географическое положение, географические координаты, протяженность с севера на юг и с запада на восток, характер границ (слабоизрезанный, фестончатый и т. д.).
2. Основные орографические черты –наличие крупных возвышенностей и низменностей, их максимальные и средние высоты. Характер распространения в пределах анализируемой территории.
3. Генезис и особенности четвертичных отложений, их изменение в пределах зоны (подзоны).
4. Рельеф: а) преобладающие морфоструктуры и их связь с орографическими элементами (наличие или отсутствие); в) морфоскульптурные особенности, характер их изменения в пределах зоны (подзоны), их связь с четвертичными отложениями. Степень эрозионного расчленения территории, связь с орографическими элементами, четвертичными отложениями.
5. Климат: а) области на карте климатического районирования; б) преобладающие воздушные массы, характер циркуляции атмосферы по сезонам, б) характеристика основных элементов климата (см. табл. 4) и их изменение в зависимости от широтного и долготного положения, наличия крупных возвышенностей и низменностей. Укажите, какие климатические изменения (широтные, долготные) лучше выражены в пределах анализируемой территории.
6. Внутренние воды: а) какие реки преобладают – транзитные, берущие начало в данной зоне или подзоне или иные, их крупность, каковы источники их питания, сток, водный и ледовый режим; б) наличие озер, характер их распространения, связь заозеренности с рельефом и т. д., г) и степень заболоченности области. Следует указать, какие типы болот преобладают, выявляется ли связь распространения болот с рельефом, с климатическими условиями или с другими природными компонентами и их свойствами. (Данные о степени заболоченности можно получить с почвенной карты).
7. Основные типы почв. Каковы основные свойства почв, выявляется ли их связь с климатическими условиями, характером четвертичных отложений, рельефом. Каковы закономерности их распространения в пределах анализируемой территории.
8. Особенности растительного покрова. Укажите основные растительные формации и проследите, какие их изменения отмечаются в связи с изменением рельефа, четвертичных отложений, климатических показателей, почв. С каким из компонентов проявляется лучшая связь растительности.
9. Характеристика ландшафтной структуры: основные виды ландшафтов, особенности их сочетаний в разных частях зональной области, изменения в связи с геолого-геоморфологическим строением – возвышенные, низменные ландшафты.
10. Неблагоприятные природные процессы и явления: заболоченность, засухи, высокая кислотность почв, щебнистость почв и т. д.
11. Природные ресурсы. Основное внимание следует уделить биоклиматическим ресурсам –агроклиматическим, земельным, растительным, животным и их изменению в зависимости от гидротермических условий в пределах зоны или подзоны.
12. Экологический потенциал природы (оценка природы как среды обитания человека). При этой характеристике рекомендуется воспользоваться картами и таблицами из книги А.Г. Исаченко (1998) и Приложением 2, 3 данного пособия.
13. Типы хозяйственного освоения и характер их изменения в пределах анализируемой территории. Специализация сельского хозяйства. Основные выращиваемые сельскохозяйственные культуры и характер их распространения. При ответе на этот вопрос кроме анализа карт Атласа СССР (1983), карты “Типы сельскохозяйственных районов СССР” (1989) или карты “Земледелие СССР” (1986) следует воспользоваться данными из таблицы (табл. 5).
14. Основные экологические проблемы в связи с природными условиями и хозяйственным освоением. Степень освоенности территории. Районы экологических кризисных ситуаций.
При ответе на эти вопросы рекомендуется использовать карты Атласа СССР (1983), “Экологическую карту России” (1997), карту “Охраны природы” (1989), литературные источники.
15. Меры по охране природы в связи с природными особенностями и типом использования: а/ мелиорации, борьба с эрозией, лесопосадки и т.д., б/ заповедники и другие ООПТ. Проследите, выявляется ли связь между ландшафтами, отдельными природными компонентами и набором мероприятий по охране природы, каковы закономерности изменения необходимых природоохранных мероприятий в пределах анализируемой территории. Данную информацию можно получить с карты “Охраны природы” (1989) и карты “Физико-географическое районирования СССР” для целей рационального природопользования и охраны природы”, которая является приложением к монографии “Рациональное природопользование и охрана природы в СССР” (1989).
При выполнении данного задания следует обратить внимание на наличие взаимосвязей между гидроклиматическими условиями, ландшафтной структурой и характером использования ландшафтов данной зоны.
Таблица 5
Потребность основных сельскохозяйственных культур в тепле
(в суммах активных температур) за вегетационный период1)
| Культуры | Сумма температур в С2) |
| Лук на перо, салат, редис Лен на волокно Ячмень Яровая пшеница Подсолнечник, картофель, просо Свекла столовая, брюква Сахарная свекла, конопля южная Кукуруза на зерно, сорго, соя Рис Хлопчатник Виноград | 500–700 800–1200 800–1600 1200–2000 1200–2400 1600–2800 2000–2600 2000–3200 2000–3600 2800–3600 2100–4000 |
- по Шульгину А. М. Агрометеорология и агроклиматология. М., 1978, с. 55).
- Первая цифра указывает на температуру для ранних сортов, вторая – для поздних. В связи с введением новых сортов указанные данные могут меняться.
Литература
Агроклиматические ресурсы природных зон СССР и их использование. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 157 с.
Исаченко А.Г. География в современном мире. М.: Просвещение, 1998. 160 с.
Красная книга РСФСР. Растения. М.: Росагропромиздат, 1988. 591 с.
Красная книга РСФСР. Животные. М.: Россельхозиздат, 1985. 455 с.
Растительность Европейской части СССР. Л., 1980. 429 с.
Рациональное природопользование и охрана природы в СССР. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 208 с.
Сладкопевцев С. А. Региональная геоэкология России. М.: Изд-во МосГУГиК, 2000. 158 с.
Карты и атласы
Геоморфологическая карта Европейской части СССР и Кавказа. 1 : 2 500 000. М.: ГУГК, 1970.
Геоморфологическая карта Европейской части СССР. 1 : 2000000, 1987.
Государственные природные заповедники и национальные парки России в 2000 г. . 1 : 7 000 000 . М.: ВВФ, 2000.
Ландшафтная карта СССР. 1 : 4 000 000 /под ред. А. Г. Исаченко/. М.: ГУГК, 1988.
Охрана природа СССР. 1 : 4 000 000 /под ред.С.Е. Сальникова/. М.: ГУГК, 1989.
Почвенная карта Российской Федерации и сопредельных государств. 1 : 4 000 000. Омск, Роскартография, 1995.
Почвенная карта СССР: Для высш. учеб. заведений. 1 :2 000 000. М.: ГУГК, 1986.
Природные кормовые угодья Российской Федерации и сопредельных государств. 1 : 4 000 000. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 2001.
Растительность Европейской части и Кавказа: Для высш. учеб. заведений. 1 : 2 500 000. М.: ГУГК, 1987.
Типы сельскохозяйственных районов СССР (под ред. А.Н. Ракитникова). М.: ГУГК, 1989.
Физико-географическое районирование СССР. М.: ГУГК, 1986.
Экологическая карта России. 1 : 4 000 000, М.: ГУГК, 1997.
Атлас СССР. М.: ГУГК, 1983.