Лекция № 4 Тема 4. Рельеф как компонент ландшафтов и его возраст

Тема 4. Рельеф как компонент  ландшафтов и его возраст

План

1.     Рельеф как компонент ландшафтов

2.     Возраст рельефа и история его развития

3.     Связь возраста рельефа с почвенным покровом

 1.  Рельеф как компонент ландшафтов

Рельеф земной поверхности отличается большой многообразностью. В пространстве рельеф изменяется в зависимости от изменения набора эндогенных и экзогенных процессов, воздействующих на земную поверхность.

Характер рельефообразующих процессов, их интенсивность и направленность на каждом участке земной поверхности зависит от физико- географических условий, к числу которых можно отнести геологическое строение местности, сложившийся на ней рельеф и климат. Климат также определяет наличие и характер целого ряда условий рельефообразования: почвенного покрова, мерзлоты и растительности.

Вышеперечисленный комплекс явлений на земной поверхности обуславливает ее дифференциацию на многочисленные природные территориальные комплексы или ландшафты, под которыми понимаются закономерные сочетания всех природных компонентов земной поверхности, а именно горных пород, рельефа, климата, почвенного покрова, растительности, поверхностных и подземных вод и животного мира.

Все эти компоненты природной среды находятся в тесной связи друг с другом и с рельефом земной поверхности. Они влияют на рельеф и в то же самое время сами испытывают его воздействие. Климат влияет на растительность, растительность на почвы; геологическое строение оказывает влияние не только на рельеф, но и на почвы, а через них и на растительный покров. Иными словами, все компоненты ландшафта взаимосвязаны и взаимообусловлены, определяют развитие друг друга как напрямую, так и косвенно, через другие компоненты.

Компоненты природной среды весьма разнообразны по многим характеристикам. Ландшафты еще более многообразны и исчисляются многими тысячами. Среди них есть ландшафты, неоднократно повторяющиеся на земной поверхности в сходных условиях, являющиеся типичными для тех или иных ее участков.

Рельеф представляет собой весьма сложный и важный компонент географического ландшафта, тесно связанный с почвенным покровом и с остальными компонентами природной среды.

Роль рельефа в формировании ландшафтов очень велика. Крупные черты рельефа в значительной мере обусловливают характер климата, а также зависящих от него почвенного и растительного покровов. Климат изменяется в зависимости от гипсометрического уровня, поэтому в горных странах часто наблюдается вертикальная климатическая поясность почвенного и растительного покровов. Кроме того, средние и высокие горы представляют собой более или менее значительные препятствия для движения воздушных масс, из-за чего наблюдается резкое различие в климатических условиях, а также в почвах и растительности наветренных и подветренных склонов гор. Наветренные склоны имеют влажный климат, а подветренные - сухой. Данное явление наблюдается, конечно, лишь в том случае, когда горные хребты ориентированы перпендикулярно направлению господствующих влажных ветров.

Небольшие неровности земной поверхности (микрорельеф и нанорельеф) часто являются причиной ее неравномерной увлажненности. В микро понижениях скапливаются дождевые и талые воды и близко к поверхности лежит уровень грунтовых вод. Это является причиной образования здесь пышного сомкнутого растительного покрова, представленного влаголюбивыми видами, под которым формируются различные типы интрозональных почв (болотные, луговые в лесной зоне, солоди в зоне степей). На повышениях рельефа увлажнение менее значительно, растительный покров не столь пышный и представлен иными видами (мезофитами или ксерофитами). Здесь образуются различные типы зональных почв.

Особенно велико влияние рельефа на биогенные компоненты ландшафтов аридных и семигумидных районов. Резкие различия в растительном и почвенном покровах здесь нередко бывают связаны с чередованием мельчайших неровностей земной поверхности (нано-форм), обусловливая появление так называемого комплексного почвенно-растительного покрова.

В условиях недостаточного увлажнения микрорельеф оказывает существенное влияние на распределение солей в почвенном покрове. В семи- гумидном климате промывной режим может существовать только в отрицательных формах рельефа, получающих необходимое для этого количество влаги не только за счет атмосферных осадков, но и вследствие стока по склонам с окружающей их территории. Поэтому в западинах (особенно замкнутых) происходит вынос солей на глубину и формируются солоди. Вынос минеральных частиц из западин с нисходящим током воды приводит к постепенному проседанию их дна и к углублению форм. За пределами западин на положительных формах совершается обратный процесс. Здесь происходит капиллярное подтягивание соленосных растворов к земной поверхности из-за сильного прогревания солнечными лучами относительно повышенных безлесных участков, лишенных сомкнутого травяного покрова. Поэтому между западинами формируются солонцы и солончаки.

Перераспределение энергии солнечной радиации на земной поверхности обязано ее рельефу. Ландшафты, представленные склонами разных экспозиций, обуславливают особенности распределения энергии солнца. Особенно наглядно это можно проследить при сравнении склонов северной и южной экспозиций.

Склоны северной экспозиции получают меньше тепла и поэтому лучше сохраняют влагу, чем склоны южной экспозиции и отличаются друг от друга по своему почвенному и растительному покрову. Особенно резко проступают эти различия в условиях засушливого (аридного или семигумидното) климата, а также в зоне тундр и в областях распространения многолетней мерзлоты.

В семигумидном климате (климате степей) склоны северной экспозиции нередко представляют собой лесные ландшафты, которые резко противостоят степным ландшафтам южных склонов.

В аридном климате на склонах северной экспозиции отмечаются участки степной растительности, а на южных склонах господствует пустынная флора или же здесь наблюдаются участки, совершенно лишенные растений и развитого почвенного покрова.

В зоне тундр картина противоположная. Здесь оголены или покрыты скудной изреженной растительностью склоны северной экспозиции, получающие наименьшее количество тепла, а южные склоны несут сомкнутый (мохово-травянисто-кустарниковый растительный покров).

В таежно-лесной зоне леса одинаково хорошо произрастают на склонах любой экспозиции, однако, в видовом составе древесной и травяной растительности склонов северной и южной экспозиции нередко замечаются существенные различия. Иногда на крутых склонах южной экспозиции в таежно-лесной зоне обнаруживается степная растительность и соответствующие ей почвы, характерные для более южных районов (серые лесные, черноземы оподзоленные).

Рельеф влияет не только на все остальные компоненты природного ландшафта, но и сам испытывает их воздействие. Существенное влияние на рельеф оказывают климат, геологическое строение территории, поверхностные и подземные воды. В меньшей мере влияют на рельеф почвы и растительность и совсем незначительна в формировании рельефа роль животных.

Влияние на рельеф почвенного покрова сказывается главным образом в различной подверженности разных типов почв процессам водной и ветровой эрозии, оползанию, пучению и просадкам. Поэтому неровности земной поверхности, связанные с этими процессами, несколько различны в пределах распространения разных типов почв. Однако это влияние, ввиду незначительной мощности почвенного покрова, сказывается лишь на мельчайших неровностях земной поверхности (наноформах), да и то не повсеместно. Более крупные денудационные формы, полностью прорезавшие почвенный покров, в большей мере связаны с литологией подстилающих горных пород.

Густая древесная и травяная растительность препятствует развитию процессов водной и ветровой эрозия и формированию дефляционных и эрозионных форм рельефа. В этом и состоит ее влияние на процессы формирования рельефа.

Иногда растительный покров способствует образованию аккумулятивных форм, создаваемых ветром или водными потоками, скорость которых в густых зарослях резко падает, что ведет к осаждению материала, принесенного потоком. В более редких случаях растения непосредственно формируют рельеф. Таковы ямы (искори) и холмики, образуемые деревьями при их падении с выворачиванием корней, болотные кочки и т. д.

Таким образом, рельеф, являясь компонентом ландшафта, обусловливает его многие характерные черты и в то же время в той или иной мере сам зависит почти от всех его компонентов. В связи с этим познание ландшафтов и их отдельных компонентов (почв, растительности, животного мира, вод и т. д.) невозможно без изучения рельефа, так же как глубокое исследование рельефа немыслимо без выяснения особенностей того ландшафта, в пределах которого он сформировался. Для почвоведения особенно важно использования географического подхода к изучению рельефа, поскольку такой подход позволяет устанавливать тесные связи между почвенным покровом и рельефом и помогает изучению почвенного покрова во взаимосвязи его с другими компонентами ландшафта (климатом, растительностью, поверхностными и подземными водами), являющимися важнейшими факторами почвообразования.

2.     Возраст рельефа и история его развития

Рельеф, как и другие компоненты природной среды, имеет свой возраст и историю развития. Наиболее древними формами рельефа, возраст которых исчисляется миллиардами лет, являются крупные неровности, представленные материками, срединно-океаническими хребтами, ложем океана и современными геосинклинальными областями, т.е. это планетарные формы рельефа. Более молодыми формами рельефа являются менее крупные формы (Система Кавказских гор, Среднесибирское плоскогорье, Восточно-Европейская равнина, Среднерусская возвышенность – мега- и макроформы рельефа). Их возраст составляет десятки миллионов или тысячи лет. Еще более мелкие формы рельефа, такие как овраги, промоины, дюны, оползни, конусы выноса, дельты, поймы рек и т.д. (мезоформы рельефа) просуществовали всего несколько тысяч или сотен лет и являются самыми молодыми.

Таки образом, малые формы рельефа представляют собой самые динамичные и недолговечные образования. Они быстро возникают и столь же быстро исчезают на земной поверхности. Поэтому в современном рельефе, как правило, отсутствуют микроформы более древних, чем плиоценовые и четвертичные. Крупные формы представляют собой более стабильные образования, сохранившиеся в современном рельефе от далеких геологических эпох. Очень древний рельеф не может сохранить до настоящего времени все свои первоначальные черты, поскольку он непрерывно развивается, подвергаясь воздействию внутренних и внешних сил, характер которых к тому же неоднократно менялся на протяжении истории развития Земли. Поэтому, когда говорят о древнем рельефе, обычно указывают степень его преобразования последующими процессами.

Формы рельефа, хорошо сохранившие свои древние черты, находящиеся в резком несоответствии с современными условиями, называют реликтовыми. Эти формы рельефа встречаются довольно редко. Примером могут служить древние дюны в лесной зоне, сохранившиеся на боровых надпойменных террасах многих рек в Европейской части России и Сибири. Они сформировались в условиях более засушливого климата, чем современный, на месте первичных флювиальных форм.

Не следует путать реликтовые формы рельефа с унаследованными. Под унаследованными формами рельефа понимают молодые формы, возникшие сравнительно недавно на месте аналогичных древних форм и принявшие в какой-то степени их внешний вид, размеры и ориентировку в пространстве.

Примером унаследованных форм рельефа являются молодые донные овраги, которые нередко закладываются на днищах древних балок, наследуя их ориентировку и направление течения.

Чтобы познать историю становления рельефа, недостаточно упрощенного деления всех форм на молодые и древние. Для этого необходимо знать их абсолютный возраст, исчисляемый в сотнях, тысячах и миллионах лет. Для определения абсолютного возраста рельефа необходимо знать абсолютный возраст слагающих его горных пород. Последний определяется по распаду радиоактивных элементов, входящих в состав минералов, слагающих горные породы (применяется для определения возраста изверженных пород), по скорости накопления осадков (для осадочных пород), по археологическим источникам и по некоторым другим признакам. Данные методы имеют очень большую погрешность, поэтому на практике чаще всего определяют относительный, или геологический, возраст горных пород и соответствующий ему относительный (геологический) возраст рельефа под которым понимается время (момент) его заложения по отношению к времени образования других (соседних) форм рельефа.

Относительный возраст рельефа может быть определен тремя способами:

-  путем изучения соотношений между соседними формами рельефа;

-  по внешнему облику форм рельефа и их размерам;

-  по соотношению между формами рельефа и слагающими их горными породами, относительный возраст которых известен.

В первом случае относительный возраст рельефа определяется путем изучения взаимоотношений между данной формой и формами, наложенными на нее, вложенными или преданными в нее или погребенными под ней. В общем случае любая форма (всегда является более древней по отношению к тем формам, которые наложены на нее, вложены в нее или вырезаны (выработаны) в ней, и более молодой по сравнению с теми формами, которые погребены под ней.

Для определения относительного возраста используются также связи, существующие между смежными коррелятными формами рельефа. Одновозрастны, например, овраг и его конус выноса, дюна и соседняя с ней котловина выдувания и т. д. Очень легко устанавливается относительный воз- раст серийных форм, единых по генезису, сходных по внешнему виду и расположенных относительно друг друга по порядку их образования. Таковы морские, озерные и речные террасы, образующие закономерные лестницы (ряды) на склонах долин или морских и озерных котловин, а также лестницы каров высокогорных стран, подвергшихся оледенению.

Относительный возраст рельефа очень приближенно может быть определен также по внешнему виду форм рельефа и их размерам. Молодые формы обычно невелики по размерам, имеют резкие очертания и обнаженные или слабо задернованные склоны со слаборазвитыми почвами. По сравнению с ними древние формы характеризуются более значительными размерами, мягкими очертаниями, задернованными или залесенными склонами с хорошо сформированными почвами.

Определение возраста рельефа по его морфологии страдает целым рядом существенных недостатков. Этот метод не только не дает нам точного представления о действительном возрасте рельефа, но нередко приводит к существенным ошибкам и даже к прямо противоположным заключениям при сравнении их с результатами определения возраста рельефа другими более обоснованными методами. Причина этого состоит в том, что внешний облик рельефа определяется не только его возрастом, но и генезисом неровностей земной поверхности, а также существенным образом зависит от свойств горных пород, слагающих поверхность литосферы.

Наибольшее научное значение имеет определение относительного геологического возраста рельефа по соотношению между формами рельефа и слагающими их горными породами, относительный возраст которых известен. Геологический возраст устанавливает принадлежность рельефа и его отдельных форм к той или иной геологической эпохе, периоду или эре. Выделяют, например, палеогеновый, неогеновый и четвертичный рельеф. Последний подразделяется, в свою очередь, на рельеф нижнечетвертичный, среднечетвертичный, верхнечетвертичный и голоценовый.

Для определения геологического возраста рельефа первоначально выясняют относительный геологический возраст горных пород, слагающих формы рельефа, используя палеонтологические методы. Установив геологический возраст горных пород, определяют затем и возраст рельефа. Наиболее просто устанавливается возраст аккумулятивных форм. Он соответствует возрасту тех пород, которыми они сложены.

Возраст денудационных (выработанных) форм рельефа определяется сложнее. В этом случае необходимо предварительно определить возраст отложений, в которых денудационная форма выработана, и возраст осадков, залегающих внутри денудационной формы (выполняющих ее). Очевидно, что любая денудационная форма всегда будет моложе самого молодого пласта из числа тех, которые она прорезает, и древнее самого древнего пласта из числа тех, которые ее выполняют.

Определение возраста рельефа в целом и отдельных составляющих его форм дает ключ к познанию истории развития земной поверхности, ее рельефа и поверхностных отложений, что является важнейшей задачей геоморфологии.

3.     Связь возраста рельефа с почвенным покровом

История развития рельефа представляет большой интерес для почвоведов, так как с ней связана история формирования современного почвенного покрова. Поскольку рельеф земной поверхности в разных своих частях имеет разный возраст, постольку и сформированный на ней почвенный покров также оказывается разновозрастным. На территории, имеющей молодой рельеф, почвенный покров будет молодым. Для него характерны слаборазвитые почвы, мало чем отличающиеся от первичной материнской породы, на которой они сформировались. В пределах распространения, древнего рельефа и почвенный покров будет более древним. Для него характерны хорошо сформированные почвы с четко выраженными генетическими горизонтами.

Для молодого рельефа, обычно возникающего на месте осушенных участков прежнего морского или озерного дна, а также в поймах рек или на территориях, сравнительно недавно освободившихся из-под ледникового покрова, особенно характерны интразональные почвы (торфяные, торфянистые, глеевые, луговые, иловато-болотные и т. д.). По мере старения рельефа постепенно преобразуется и почвенный покров. При этом интразональные почвы мало-помалу преобразуются в зональные типы почв (подзолистые, черноземные, каштановые и т. д.).

Для молодого аккумулятивного рельефа очень характерны гидроморфные, погребенные и намытые почвы, тогда как для молодого денудационного рельефа более характерны почвы, сформированные в условиях глубокого залегания уровня грунтовых вод, а также почвы с разной степенью смытости.

Как уже указывалось, почвенный покров является несравненно более динамичным образованием, чем рельеф земной поверхности. Поэтому связь почвенного покрова с историей развития рельефа обнаруживается лишь у самых динамичных форм, обычно имеющих экзогенное происхождение. В зависимости от возраста в почвенном покрове этих форм наблюдается различная степень оподзоленности, засоленности и глееватости, неодинаковое содержание гумуса и полуторных оксидов, а иногда и различный гранулометрический состав.

Древние почвы нередко сохраняют в своей морфологии черты прежних стадий почвообразования (реликтовые). Таковы слабо оподзоленные лугово-дерновые почвы, которые иногда встречаются под, лесом на низких надпойменных террасах, лишь недавно завершивших пойменную стадию своего развития. По мнению В.А. Ковды значительная часть черноземов, сероземов и каштановых почв в прошлом пережила гидроморфную стадию развития, связанную с геоморфологическими условиями далекого прошлого. В практической работе чрезвычайно трудно отделить реликтовые особенности и свойства почв от тех из них, которые связаны с современными условиями почвообразования. Отсюда вытекает сложность проблемы познания истории почвенного покрова, для решения которой необходимы знания об истории развития рельефа.

Особенно отчетливо прослеживается связь почвенного покрова с историей развития рельефа при регрессии9 морских и озерных бассейнов, формировании дельт, речных террас и последующем перевевании их аллювиальных отложений. При снижении (регрессии) уровня моря или озера последовательно освобождаются от вод все новые участки прежнего морского или озерного дна, которые одновременно и в той же последовательности захватываются процессами рельефообразования и почвообразования. В результате образуются разновозрастные участки земной поверхности, почвенный покров которых также будет иметь разный возраст. Ближе к современному уровню моря или озера будут располагаться молодые, а поодаль от него древние участки. На молодых участках хорошо будут выражены первичные неровности рельефа прежнего морского (или озерного) дна, а также формы, свойственные прибрежной зоне (береговые валы, лагуны). На более древних участках будут появляться вторичные формы, связанные с воздействием эоловых и флювиальных процессов на первичную морскую равнину. Здесь сначала появляются дюны в результате перевевания морских песков, а затем формируются овраги и балки под воздействием эрозионных процессов. Чем древнее участок прежнего морского дна, тем больше здесь вторичных форм рельефа и тем хуже выражены

8  Регрессия моря - медленное (вековое) отступание моря от берегов, происходящее вследствие поднятия суши, опускания океанического дна или уменьшения объема воды в океаническом бассейне.

первичные (морские и береговые) формы. Если снижение уровня моря происходит очень быстро, то разновозрастные участки земной поверхности будут отличаться друг от друга не только своим рельефом, но и почвенным покровом, так как в таком случае почвообразующие процессы не смогут преобразовать их в равной степени. В таком случае вблизи береговой линии на самых молодых формах рельефа будут наблюдаться совершенно не измененные почвообразованием морские или озерные отложения. На некотором удалении от берега моря на более древних формах можно обнаружить недоразвитый почвенный покров, который еще далее вглубь материка сменяется хорошо развитыми зональными почвами, покрывающими самые древние участки прежнего морского дна. Такую картину можно наблюдать, например, па берегах Каспийского моря, уровень которого снизился на несколько десятков метров в течение верхнечетвертичного времени и продолжает снижаться по сей день. Во многих отношениях аналогичная картина наблюдается также при формировании почвенного покрова современных пойм.