На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Биогеохимическая зональность суши.

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 02.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 5. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


                            Содержание
    Биогеохимическая зональность суши.
    Биогеохимическая зональность океана.
    Геохимическая неоднородность биосферы и природных зон.
    Элементарный ландшафт (элементарная экогеосистема) как основная хорологическая единица биосферы Мировой суши.
 
 


Введение
      Главным источником энергии для  всех, в том числе биогеохимических, процессов на поверхности Земли  служит лучистая энергия Солнца. Закономерное уменьшение энергии  от экватора к полюсам создаёт  предпосылки для образования  системы циркумполярных термических  поясов, различающихся энергообеспеченностью  и соответственно распределением  масс живого вещества и его  годовой продукции. Однако на  эту тенденцию накладывается  влияние разнообразных факторов, осложняющих структуру природной  зональности.
 


    Биогеохимическая  зональность океана.
      Реализация поступающей солнечной  энергии в пределах океана и  на суше принципиально различается. Распределение масс живого вещества в океане в значительной мере зависит от характера циркуляции вод, содержащих элементы питания фотосинтезирующих организмов. Циклонический режим циркуляции способствует подъёму глубинных вод, богатых растворимыми формами химических элементов, в поверхностный слой океана. Это обеспечивает питанием значительную массу фитопланктона и поддерживает его активную биогеохимическую деятельность. Антициклональный режим благодаря слабой перемешиваемости и вследствие этого бедности элементами питания поверхностного слоя воды обусловливает ограниченное количество фитопланктона и, следовательно, всех других организмов. Такие районы занимают обширные центральные части океанов.
      Другой важный фактор распределения живого вещества в океане – приуроченность крупных масс организмов к прибрежной зоне шельфа, куда сносятся элементы питания с суши и где толща воды активно перемешивается, непрерывно восполняя убыль элементов в поверхностном слое.
      В пелагической (открытой) части Мирового океана есть области подъёма глубинных вод, обогащённых химическими элементами, необходимыми фитопланктонным организмам. Таковы области экваториальной и антарктической дивергенции. Благодаря влиянию морских течений в экваториальном поясе Мирового океана масса организмов на единице площади почти в 2 раза меньше, чем в арктическом и субарктическом поясах, и в 10 раз меньше по сравнению с субарктическим. По данным                   О.П. Добродеева и И.А. Суетовой (1976), продукция фотосинтезирующих организмов на единице площади составляет (т/км2): в открытом океане – 100, в прибрежной зоне и на шельфе – 300, в районах подъёма глубинных вод – 2200.
      В силу перечисленных причин система широтных поясов Мирового океана нарушена, во-первых, конфигурацией материков и обрамляющей их зоной шельфа, во-вторых, океаническими течениями. Несмотря на это, биогеохимическая зональность океана выражена вполне отчётливо. Общая картина распределения биогеохимической деятельности  в разных поясах Мирового океана представлена в таблице 1.
                                                                    
 

Таблица 1
Показатели  биогеохимической деятельности фотосинтезирующих  организмов в географических поясах Мирового океана.
Географический  пояс Живая биомаса,т/км2 Продуктивность (живая маса),т/(км2*год) Поглощение CO2, т/(км2*год)
Выделение О2, т/(км2*год)
Арктический 60 830 160 120
Субарктический 360 3190 620 450
Северный умеренный
250 2480 480 350
Северный субтропический
70 1290 250 180
Северный тропический
30 990 190 140
Экваториальный 40 1450 280 210
Южный тропический
20 910 180 130
Южный субтропический
30 970 190 140
Южный умеренный
50 1020 200 140
Субарктический 70 910 180 130
Антарктический 60 1480 290 210
Среднее значение для Мирового
океана *
50 1180 230 170
*Средние  значения указаны с учётом  площадей поясов.
      Как следует из приведённых  данных, наибольшая масса фотосинтезирующих  организмов (фитопланктона) на единице  площади характерна для субарктического  и северного умеренного поясов. Не случайно именно эти пояса  обеспечивают 2/3 мирового улова рыбы. В то же время суммарная площадь экваториального и тропического поясов занимает около 60% всей площади океана. Поэтому, несмотря на небольшую продуктивнось единицы площади этой экватории, более половины годовой продукции фотосинтезирующих организмов Мирового океана создаётся в этих поясах.
      Процесс фотосинтеза органического  вещества сопровождается выделением  кислорода. Его наименьшее количество продуцируется в арктическом поясе – 120 т/км2 в год, в экваториальном – 210 т/км2 в год. Пропорционально выделившимся массам кислорода происходит связывание масс углекислого газа.
    Биогеохимическая зональность океана.
      На первый взгляд, интенсивность  биологических и биогеохимических  процессов на суше должна возростать  от менее тёплых к более  тёплым поясам. Но использование  энергии для химических, физико-химических, биологических процессов возможно  лишь при наличии воды. Согласно     В.Р. Волобуеву (1974), на поверхности суши основная часть энергии расходуется на испарение и транспирацию воды растениями (от 95 до 99,5%). Затраты на биологические процессы составляют от 0,5 до 5%, большей частью около 1%. На гипергенное преобразование минералов расходуются сотые и тысячные доли процента этой энергии. Полнота использования поступающей солнечной энергии в перечисленных процессах зависит от степени увлажнения: в засушливых районах показатель использования очень мал, в хорошо увлажняемых районах он достигает 70 – 80%.
      Атмосферное увлажнение на суше  не повторяет термическую зональность.  Годовое количество атмосферных  осадков, режим их выпадения  обусловливают неодинаковую степень  увлажнения разных территорий  внутри термических поясов. Это  ведёт за собой различную интенсивность  водной и биологической миграции  элементов.
      Основная часть выпавших осадков  в результате испарения и транспирации  возвращается в атмосферу. Испаряющая  влага регулирует тепловой режим,  что делает возможным существование живых организмов. Обмен воды на конкретной территории имеет определяющее значение для всех видов миграции химических элементов. Для количественной оценки этого процесса используется коэффициент относительной увлажнённости Ку. Коэффициент в своём первоначальном виде был предложен В.В. Докучаевым и Н.Г. Высоцким; в настоящее время он определяется как отношение суммы атмосферных осадков к величине испаряемости.
      В.Р. Волобуев (1974) проанализировал  ареалы распространения почв  всех типов и установил следующие  показатели однотипной относительной  увлажнённости ландшафтов: 
 

Области равного увлажнения Ку
Крайне  сухие 0,20
Сухие 0,20 – 0,40
Умеренно  сухие 0,40 – 0,75
Умеренно  влажные 0,75 – 1,20
Влажные 1,20 – 1,95
Очень влажные 1,95 – 2,90
Особо влажные 2,90
 
      Первые три величины характеризуют  территории различной степени  аридности, три последние –  гумидные области. Относительная  увлажнённость, характеризуемая коэффициентом, равным 0,75 – 1,20, соответствует области с уравновешенным водным балансом.
      В условиях одинаковой относительной  увлажнённости интенсивность миграционных, в тои числе биогеохимических, процессов в экосистемах возростает  с увеличением поступающей солнечной  энергии (радиационного баланса). При пизкой относительной увлажнённости аридных территорий влияние изменения величины радиационного баланса проявляется слабо. Поэтому биогеохимические процессы в экстрааридных ландшафтах высоких и низких широт имеют общие черты. Иное положение в пределах гумидных территорий, где с увеличением относительной увлажнённости возрастает влияние величины радиационного баланса. Вследствие этого интенсивность массообмена химических элементов в гумидных ландшафтах тропиков и высоких широт сильно различается. В таблице 2 приведены данные, характеризующие динамику масс органического вещества, синтезируемого основными зональными типами растительности суши.
      Величина биомассы не даёт  представления о продуктивности  типов растительности. Для этого  необходимы показатели годового  прироста, ежегодной продукции растительности. Прямой пропорциональности между  фитомассой и годовым приростом  нет. Третий показатель – опад, т.е. величина ежегодно отмирающего  растительного материала. Количества  органического вещества, заключённые  в опаде и годовом приросте, очень близки. Эти показатели  характеризуют синтез и деструкцию  органического вещества на протяжении  года. Отношение опада к фитомассе  показывает, насколько прочно данный  тип растительности удерживает  синтезированное органическое вещество. Очевидно, что в наибольшей мере  оно удерживается в лесах умеренного  типа. В таёжных еловых лесах  на опад расходуется от 2 до 4% органического  вещества фитомассы, в дубравах  – около 1,5%. Во влажных тропических  лесах в опад уходит значительно больше – 5%, в растительности степей ежегодно отмирает почти всё органическое вещество фитомассы.
                             Таблица 2 
Биологическая продуктивность основных зональных  типов растительности, т/км2 (по П.Е. Родину, Н.И. Базилевич,1965).
Тип растительности Биомасса Прирост Опад Лесная подстилка (или степной войлок)
Арктические тундры 500 100 100 350
Кустарничковые  тундры 2800 250 240 8350
Ельники северной тайги 10000 450 350 3000
Ельники южной тайги 33000 850 550 3500
Дубравы 40000 900 650 1500
Степи луговые (остепнённые луга) 2500 1370 1370 1200
Сухие степи 1000 420 420 150
Пустыни полукустарничковые 430 120 120 -
Саванны (Гана) 6660 1200 1150 130
Вечно влажные тропические леса 50000 3250 2500 200
 
      Дальнейшая эволюция отмершего  растительного материала в разных биоценозах неодинакова. Опад в тропических лесах быстро разрушается, в лесах умеренного климата не успевает полностью перерабатываться. Поэтому под покровом умеренных лесов на почве лежит значительное количество (3000 – 3500 т/км2) мёртвого органического вещества, так называемая подстилка. В тропиках это количество в десятки раз меньше. В степях количество мёртвого органического вещества незначительное и уменьшается с увеличением аридности климата.
      Круговорот углекислого газа  и степень выделения углерода  из этого цикла в различных  растительных формациях мира  можно характеризовать коэффициентом  аккумуляции углерода,который равен отношению углерода , связанного на единице площади в процессе годового фотосинтеза, к количеству углерода, выделившегося в составе СО2 за год из почвы в атмосферу за счёт разрушения мёртвого органического вещества. Ориентировочно можно считать,что крайние значения этого коэффициента  относятся к влажным тропическим лесам и пустыням (1), с одной стороны, и к тундрам (около 4 - 5) – с другой. Остальным формациям отвечают промежуточные значения.
      Некоторое представление о сооотношении  СО2, связанного в процессе фотосинтеза в растительности и выделенного из почвы, даёт коэффициент аккумуляции органического вещества К0, который численно равен отношению массы мёртвого органического вещества к массе опада. Чем энергичнее протекает процесс разрушения органического вещества и выделения СО2, тем меньше значение этого коэффициента:
Природная зона К0
Северная  тайга и тундра 10
Южная тайга 5 – 10
Широколиственные  леса умеренного пояса  2 – 5
Степи умеренного пояса 1 – 2
Пустыни, влажные тропические леса 1
 
      В процессе синтеза органического  вещества растения выделяют О2. Наибольшая продукция О2 соответствует тропическим и субтропическим лесам, наименьшая – пустынной и арктической растительности. Абсолютная величина продуцирования О2 не даёт истинного представления о вкладе той или иной растительной формации в обогащение атмосферы О2. Если в течение года вся маса  опада разлагается, то соответственно расходуется весь выделенный при фотосинтезе прирост О2, который сохраняется в атмосфере только при условии систематического накопления в педосфере мёртвого органического вещества. Следовательно, атмосфера обеспечивается О2 не за счёт деятельности самых продуктивных формаций типа тропических лесов. Основные «поставщики» свободного кислорода на суше – ландшафты умеренного и бореальных поясов, где вследствие подавленности микробиологических процессов происходит накопление мёртвого органического вещества.
      Вовлечение масс химических элементов  в биологический круговорот из  почвы в разных ландшафтах  столь же неодинаково, как массообмен  газов. Так, например, в луговых  чернозёмных степях до вмешательства  человека в биологическом круговороте  участвовало более 2 ц/га зольных  элементов ежегодно, а в южно-таёжных  лесах – в 5раз меньше.
    Геохимическая неоднородность биосферы и природных зон.
      При рассмотрении биосферы как целостной системы необходимо оперировать значениями, характеризующими состав отдельных её  компонентов: земной коры, океана, педосферы и т.д. В то же время состав каждого конкретного, реально существующего природного объекта (горной породы, речной воды, почвы в определённом месте) обязательно имеет отличия от состава аналогичных объектов в другом месте. Геохимическая неоднородность пространства биосферы является её характерным свойством, тесно связанным с биологическим разнообразием. Очевидно, что природные зоны и пояса также геохимически неоднородны, хотя их пространство объединено системой биогеохимических циклов массообмена, обусловленной определёнными гидротермическими условиями.
      Геохимическая неоднородность биосферы  обусловлена двуми группами факторов. Первая группа связана с  колебаниями концентрации химических элементов и форм их нахождения в составных частях биосферы: земной коре, гидросфере, газовой оболочке. Даже в мобильной, постоянно перемешивающейся среде тропосферы содержание химических элементов на разных участках меняется в десятки и сотни раз. Ещё менее выражена неоднородность состава среды Мирового океана. Области разной солёности и факелы высоких концентраций тяжёлых металлов  в морской воде над глубоководными гидротермами настолько устойчивы, что возможно их детальное картирование.
      Геохимическая неоднородность более  чётко представлена на поверхности  земной коры в связи с неодинаковым  составом горных пород. Контрасты  пород разного состава отчасти  нивелируются толщей рыхлых отложений,  на которых образованы почвы.  Эти отложения сформированы за  счёт денудации и переотложения продуктов выветривания как местных горных пород, так и обломков, принесённых издалека. В зависимости от соотношения местных и принесённых обломков и особенностей их состава содержание химических элементов в толще рыхлого покрова закономерно меняется.
      Большая часть переотложенных  продуктов выветривания состоит  из мелких обломков величиной  от 0,01 до 1 мм,принесённых из разных  районов. Как видно на рисунке  1 в северной половине Восточно-Европейской  равнины преобладают обломки  минералов, принесённых из области  Балтийского кристаллического щита (Карелия, Финляндия, Кольский  полуостров). В Заволжье и Приуралье  обломочный материал поступил  с Уральских гор.
Рис. 1.” Минералогические провинции покровных четвертичных отложений Восточно- Европейской равнины (по В.В. Добровольскому, 1964)”.

1 –  Кольско-Карельская; 2 – Прибалтийско-Архангельская; 3 – Центрально-русская; 4 – Украинская; 5 – Волжско-Донская; 6 – Приуральская; 7 – Затиманская; 8 – Предкавказская; 9 – Предкарпатская.
        В почвах Украины много обломков минералов, слагающих породы Украинского кристаллического массива. Особенности минералогического и химического состава горных пород областей сноса сильно влияют на состав почв. Так, среди обломков, принесённых с  территории Карелии, много кварца, а в массе обломков, поступивших с хребтов Средней Азии, больше гипогенных силикатов (полевых шпатов, слюд и др.), чем кварца. На Урале очень распространены так называемые зеленокаменные горные породы,содержащие много эпидота, актинолита, хлорита. Среди них наиболее устойчив эпидот, поэтому им обогащены наносы, на которых образованы почвы Приуралья.
      Изменение в составе почвообразующих  пород сказывается на составе  почв, поверхностных и грунтовых  вод, а также растений. Например, на территории Эстонского плато  рыхлые почвообразующие породы  насыщены обломками известняков  ордовикского возраста, слагающих  цоколь плато. Обилие карбонатов  кальция способствует образованию  тёмных дерново-карбонатных почв, а не подзолистых, как в соседних  районах. В естественной растительности  распространены нуждающиеся в  большом количестве кальция широколиственные  деревья и травянистая растительность, а не хвойные леса, доминирующие  в соседних с востока районах.
      Местные отклонения концентрации химического элемента в почвообразующих породах от общепланетарных величин характеризуется значениями кларка концентрации – Кк.
      Концентрация большей части рассеянных  элементов,особенно металлов, в рыхлых  покровных отложениях ниже, чем  в гранитном слое земной коры. Это вполне закономерно, так  как покровные отложения образованы  многократно переотлагавшимися  продуктами выветривания, из которых  часть химических элементов вынесена. В то же время существуют  региональные геохимические особенности,  обусловленные составом горных  пород, обломки которых слагают  покровные отложения. Так, в  почвообразующих породах Северного  Кавказа относительно повышена  концентрация титана, свинца и  меди, на Устюрте – стронция, на  Восточно-Европейской равнине –  циркония, в Приуралье – меди  и кобальта.
      По данным Х. Шаклетта, почвы  и рыхлые отложения западных  штатов США отличаются более  высокой концентрацией тяжёлых  металлов, а расположенные к востоку  от 960 з.д. – более высокой концентрацией элементов, характерных для кристаллических пород докембрийского фундамента (Nb, Zr и др.). Таким образом, покров рыхлых отложений и сформированные на нём почвы делятся на обширные минералого-геохимические провинции. В качестве примера на рисунке 1 показана карта минералого-геохимических провинций почвообразующих пород Восточно-Европейской равнины.
      Внутри провинций выделяются  площади распространения отложений,  и площади, покрытые песчаными  отложениями. Каждый минерал –  носитель рассеянных элементов с определенными уровнями их концентрации. В песках Восточно-Европейской равнины преобладают обломки кварца, в которых концентрации всех химических элементов, кроме кремния, очень низкие. В глинистых минералах, слагающих фракцию частиц величиной менее 0,001 мм, концентрация многих рассеянных элементов повышена. На территории европейской части России в суглинистых отложениях больше, чем в песках: ванадия – от 1,0 до 1,5 раз; меди – от 1,5 до 3,2; никеля – от 1,3 до 2,2; галлия – от 1,4 до 2,5; титана – от 1,2 до 2,2; кобальта – от 1,9 до 2,0. Кроме того, в суглинистых почвах и почвообразующих породах значительно больше элементов, находящихся в сорбированном состоянии, что очень важно для участия этих элементов в биологическом круговороте.
       Колебания концентрации элементов  в коренных горных породах  и рыхлых покровных отложениях детерминируют геохимическую неоднородность биосферы суши независимо от деятельности живых организмов. В то же время геохимическая мозаичность педосферы и рыхлого покрова континентов  является важным фактором развития органического мира. В какую бы сторону не было направлено отклонение концентрации химического элемента – в сторону повышения или понижения от кларкового значения – оно должно отражаться на биологическом круговороте элементов и составе местных живых организмов. В первую очередь это относится к растениям, которые непосредственно связаны с минеральным веществом почв и отражают колебания его состава.
      Вторая группа факторов, способствующих геохимической неоднородности биосферы, связана с неодинаковой интенсивностью вовлечения химических элементов в миграционные процессы в разных экогеохимических системах. Степень интенсивности вовлечения элемента в миграцию характеризуется числовым значением специальных безразмерных коэффициентов – ландшафтно-геохимических показателей. К ним относятся коэффициент водной миграции (равный отношению концентрации элемента в сухом остатке воды к его концентрации в почвообразующей породе данного района) и коэффициент биологического поглощения (равный отношению концентрации элемента в золе растений к его концентрации в почвообразующей породе).
    Элементарный ландшафт (элементарная экогеосистема) как основная хорологическая единица биосферы Мировой суши.
      Изложенные факта показывают, как  сильно меняется концентрация  химических элементов в горных  породах и почвах, насколько различны  массы элементов, мигрирующих  в поверхностных водах разных  территорий и захватываемых в  биологический круговорот в разных типах растительности. Неоднородность состава и строения биосферы особенно характерна для природной среды суши: всей Мировой суши, каждого континента и региона. Всё более дробно разделяя территорию, можно выделить участки, в пределах которых выдерживается относительная однородность: одинаковые рельеф и горная порода, сходный микроклимат, однотипные почвы и растительность. Такой участок, являющийся хорологической (пространственной) единицей биосферы суши, был назван Б.Б. Полыновым (1956) элементарным ландшафтом. Для целей биогеохимии его можно рассматривать как самую мелкую хорологическую единицу биосферы Мировой суши и одновременно как элементарную экогеохимическую систему.
      Элементарный ландшафт – самый  мелкий природно-территориальный комплекс,в котором все компоненты (почвообразующие породы, почвы, поверхностные и грунтовые воды,живые организмы и воздух) связаны циклическими процессами обмена вещества. Главная черта всех циклических процессов массообмена химических элементов в биосфере – их незамкнутость. Вынесенные из автономных ландшафтов массы химических элементов включаются в биогеохимические процессы, происходящие в геохимически подчинённых экогеосистемах. Связь массопотоком серии элементарных ландшафтов, находящихся на разных уровнях рельефа, получила название геохимического сопряжения, которое оказывает огромное влияние на круговорот. В растительности подчинённых ландшафтов содержание зольных элементов в несколько раз больше, чем в автономных. В некоторых случаях концентрация поступающих в результате геохимического сопряжения химических элементов настолько повышается, что это имеет отрицательные последствия. Во Вьетнаме обильные атмосферные осадки, выпадающие в горных районах, способствуют активному выщелачиванию фтора из горных пород.Стекающие речные и грунтовые воды интенсивно испаряются, в результате чего концентрация фтора сильно возростает, превышает допустимый уровень и вызывает многочисленные заболевания: от разрушения эмали зубов до острых форм флюороза у населения низких приморских равнин. 
 
 
 
 
 

Заключение
Глобальная  система биосферы базируется на циклическом  обмене масс химических элементов. Ведущая  роль в этой системе принадлежит  биогеохимическим процессам. Возможность мобилизации масс химических элементов живым веществом для включения их в циклы массообмена возрастает по мере поступления солнечной энергии от полюсов к экватору. Реализация этой возможности на суше зависит от атмосферного увлажнения. Биогеохимическая мобилизация масс химических элементов не может совершаться в полном объёме в соответствии с термическими условиями, а может осуществляться лишь частично из-за дефицита атмосферной влаги. Существование зон и поясов с определённым сочетанием термических условий и атмосферного увлажнения обуславливает зональность биогеохимимческих процессов.
      Внутри зоны поясов на фоне  свойственных им биогеохимических  закономерномтей разные участки  имеют свои отличительные особенности.  Самой мелкой хорологической  единицей биосферы является элементарный  ландшафт (элементарная экогеосистема).
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.