Естественно-географическое районирование ландшафтов

Естественно-географическое районирование ландшафтов
План:

1. 
   Структура и функционирование ландшафта
   
2. 
   Истоки районирования и ландшафтоведения
   
3. 
   Влагооборот в ландшафте
   

Истоки районирования и ландшафтоведения были заложены уже давно. Ещё В.В. Докучаев, изучая разный характер грунтов, обратил внимание на планетарное разнообразие природы в зависимости от широтного расположения местности, то есть, по сути, на зависимость изменения природы от характера влияния солнечной радиации. Он выделил природные зоны, опираясь на которые, позднее (1913г) Л.С. Берг выделил ландшафтные зоны и области. Целый ряд российских исследователей ещё в 1910 году положили в основу выделения областей (зон) климатический признак, а районов, как более мелких единиц – признак грунта /Мильков, 1966, с.14/. В послевоенное время особенно возросло внимание к вопросам ландшафта и ландшафтоведения. В течение 1953 – 1963 годов в СССР было проведено шесть всесоюзных совещаний по вопросам ландшафтоведения. Уже тогда сложились два разных подхода к пониманию ландшафта и районирования. Часть исследователей (С.В. Калесник, Ф.Н. Мильков, А.Г. Исаченко, В.Б. Сочава) физико-географическое районирование определяла как проявление ландшафтных комплексов разного таксономического ранга. Другой точки зрения придерживались Н.А. Солнцев и его последователи, согласно которым ландшафтоведение занимается изучением лишь низших ландшафтных комплексов – ландшафтов (районов) и их составных частей. Провинции, зоны, страны являются предметом изучения не ландшафтоведения, а региональной естественно географии /Мильков, 1966, с.31/. Причина этих расхождений заключалась в разных определениях понятия ландшафт. По Ф.Н. Милькову, самыми высокими единицами физико-географического районирования является материк и географический пояс. Далее идёт физико-географическая страна («часть материка, имеющая геолого-морфологическое единство территории, общность микроклиматических процессов, определённый план широтной зональности и высотной поясности ландшафтов » /1966, с.66/). Физико-географические страны делятся на зональные области, а те в свою очередь – на провинции и районы /там же, с.225/. Необходимо отметить, что данный автор не считал физико-географическую зону единицей физико-географического районирования в том виде, в каком её выделял В.В. Докучаев. Вместо неё он ввёл понятие «зональной области», которая является отрезком физико-географической зоны в пределах страны /там же, с.77/. Провинция по Ф.Н. Милькову – это система взаимосвязанных физико-географических районов. А физико-географический район – большая обособленная часть провинции, которая имеет характерные соединения грунтов и растительных группировок /там же, с.107/. Это так называемые обязательные единицы физико-географического районирования. Кроме того, есть ещё и необязательные единицы, которых в каждом конкретном случае может и не быть. К ним Ф.Н. Мильков относил «группы стран», «подзоны» или «полосы» и т.п. /там же, с.225/. Таким образом по Ф.Н. Милькову отмечается следующая иерархия единого физико-географического районирования: материк – пояс – зональная область – провинция – район. У нас, в пределах Украины, проходит граница двух физико-географических стран: Русской равнины и Карпатской горной страны; две зональные области: степь и лесостепь, в которых можно выделить несколько провинций: в лесостепи – Волынско-Подольскую и Приднепровскую приподнятость, Приднепровскую низменность и провинцию Донецкого кряжа, в степи – Причерноморскую низменность /Мильков, 1966, с.102/. Ф.Н. Мильков выступал также против мнения Н.А. Солнцева и его сторонников о том, что будто бы ни физико-географическая зона, ни зональная область не могут быть единицами физико-географического районирования, поскольку они не составляют единого целого на литогенной основе. Он считал, что Н.А. Солнцев прав лишь в том случае, если проблему физико-географического районирования свести к выделению геолого-морфологических комплексов /там же, с.71-72/. Если же под физико-географическим районированием иметь в виду территориальную общность с единой генетической основой, однородными природными комплексами и т. п., то литогенная основа для этого не должна играть важной роли /там же, с.35/. Упомянутый вопрос весьма важен, так как здесь речь идёт о двух очень серьёзные факторы, от которых зависит природная дифференциация Земли. Другое дело применять ли их как основные принципы для выделения одного или двух разных иерархических рядов природной дифференциации земной оболочки. По сути, у Ф.Н. Милькова иерархические единицы выделены на основании разных принципов: материк – чисто физическое понятие, как обособленная большая часть суши; пояс – широтное разделение этой суши по принципу количества получения солнечной энергии; страна – уже имеет геолого-морфологическое единство; зональная область, не имея такого единства, всё же выделяется по принципу разного распределения солнечной энергии в широтном направлении, однако отделяется в пределах страны, то есть в рамках, очерченных геолого-морфологической основой; провинция выделяется по принципу особенностей долготно-климатических и оро-геоморфологических условий; и, наконец, район, как мы уже видели, имеет геоморфологические и климатические особенности, то есть, по сути, то, чем является ландшафт по Н.А. Солнцеву. Таким образом, Ф.Н. Мильков по сути соглашается с А.Г. Исаченком, который рассматривает учение о ландшафте и физико-географическое районирование как два разных отдела ландшафтоведения в его широком понимании /Мильков, 1966, с.31/. Другие специалисты всю географическую оболочку Земли делят на мировой океан и сушу. Суша разделяется на материки, внутри которых выделяются страны. В пределах равнинных стран выделяются зоны, внутри которых обозначаются провинции. Физико-географический район представляет собой участок провинции – это соединение родов и видов ландшафта, а в ландшафте уже выделяются более мелкие таксономические единицы: урочища и фации /Михайлов, 1985, с.92, 96/. Вообще на разделение географами земной поверхности на определённые территориальные участки влияют главным образом два вида факторов: зональные и азональные. Зональные факторы влияют на изменения природы земной поверхности в направлении от экватора к полюсам, в связи с изменением угла наклона солнечной лучей к поверхности Земли. Азональные зависят от других причин, одной из них можно считать литогенную основу земной поверхности. Всё, что на Земле зависит от распределения солнечной энергии - зональное, а что зависит от эндогенных сил – азональное. В структуре земной оболочки зональные и азональные факторы противоречиво едины и неразрывны /Калесник, 1970, с.165/. В то же время, считают, что зональность в чистом виде встречается сравнительно редко, поскольку природные комплексы (ландшафты) более зависимы от соотношения тепла и влажности, чем о географической широты /Рихтер, 1964, с.60-61/. Это, возможно, связано с тем, что на распределение радиации, которую получает Земля, решающее влияние имеет не только угол наклона солнечных лучей, а и длительность освещения и прозрачность атмосферы, в частности, облачность /там же, с.57/. Зональность на Земле обусловлена планетарно-космическими или астрономическими причинами. В основе же азональности лежит историческое тектоническое развитие Земли – тектогенез, одним из проявлений которого является рельеф поверхности /Исаченко, 1965, с.49,82,87/. Азональные и зональные факторы действуют одновременно, и вся природа, в том числе и человек, как её часть, зависит от них. Все совремённые ландшафты являются результатом взаимодействия зональных и азональных факторов в процессе исторического развития географической оболочки. Но ландшафт в системе физико-географического районирования занимает самое нижнее звено /там же, с.111-113/. Таким образом, ландшафты являются составной частью как зонального ряда районирования, так и азонального. Границы между ландшафтами иногда очень чёткие, но часто размытые. Реки, как правило, бывают весьма чёткими очертаниями границ ландшафтов, поскольку многие из них протекают границами разных морфоструктурных единиц земной поверхности. Поэтому часто ландшафты в пределах азональных областей теснее связаны между собой, чем в пределах зоны или подзоны. Так, например, степные и лесостепные ландшафты области Верхнего Заволжья во многих отношениях ближе друг к другу, чем, скажем, лесостепные ландшафты Верхнего Заволжья и Волыно-Подолья /Исаченко, 1965, с.266/. Из сказанного можно сделать вывод о том, что азональное разделение поверхности Земли для установления характера деятельности человеческих общностей, использовать более рационально. Можно сказать, что зональные факторы имеют большое значение при рассмотрении этих вопросов в более крупном масштабе, а для более детального их рассмотрения необходимы азональные факторы. Так, например, районирование природы зауральских равнин базируется на морфоструктурном анализе земной коры. Западно-Сибирская физико-географическая страна размещена на равнине, основа которой является Западно-Сибирская плита. Центрально-Казахстанский щит, обозначенный на поверхности мелкосопочником, тоже является физико-географической страной. Прииртышская синеклиза – равнина, считается провинцией, так же, как и Кокчетавская глыба – поднятием или Тенгизская мульда – равниной /Николаев, 1979, с.24/. Таким образом, можно полагать, что физико-географическое районирование имеет под собой реально существующие отличия в природе, а не являются результатом чисто научной конструкции. Так считало большинство советских географов /Михайлов, 1985, с.71/. Более того, рядом с физико-географическим усматривают климатическое, гидрологическое, грунтовое, геоботаническое и зоогеографическое районирования /Федина, 1973, с.7/. Однако в мире среди учёных относительно этого существуют и противоположные мнения. Так, в Америке не признают физико-географическое районирование, поскольку не признают объективности существования комплексных природных районов /там же, с.20/.


рочища и другие морфологические единицы ландшафта. Урочищем называется сопряженная система фаций, объединяемых общей направленностью физико-географических процессов и приуроченных к одной мезоформе рельефа на однородном субстрате. Наиболее отчетливо они выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием выпуклых ("положительных") и вогнутых ("отрицательных") форм мезорельефа - холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов и т.п.
Урочище - важная промежуточная ступень в геосистемной иерархии между фацией и ландшафтом. Оно обычно служит основным объектом полевой ландшафтной съемки.
По своему значению в морфологии ландшафта урочища могут быть фоновыми, или доминантными, субдоминантными и подчиненными (второстепенными).Урочища достаточно разнообразны по своему внутреннему (фациальному) строению, и поэтому возникла необходимость различать несколько категорий урочищ по степени их сложности. Наряду с типичными, или простыми урочищами, которые отвечают приведенному выше определению и связаны с четко обособленной формой мезорельефа или участком водораздельной равнины на однородном субстрате с однородными условиями дренажа, выделяются подурочища и сложные урочища. Подурочище - промежуточная единица, группа фаций, выделяемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций, если экспозиционные контрасты создают разные варианты фациального ряда.
Классификация урочищ разрабатывается на конкретном региональном материале в процессе составления крупно- и среднемасштабных ландшафтных карт. Как правило, за исходное начало принимается систематика форм мезорельефа с учетом их генезиса, морфографического типа и положения в системе местного стока. Таким образом, рельеф учитывается в тесной связи с естественным дренажем и увлажнением.
Самой крупной морфологической частью ландшафта считается местность, представляющая собой особый вариант характерного для данного ландшафта сочетания урочищ. Причины обособления местностей и их внутреннее строение очень разнообразны.
Все морфологические подразделения, выделяемые на равнинах, в том числе фации и урочища, имеют силу и для горных ландшафтов.
5.5 Структура и функционирование ландшафта
Для познания структуры ландшафта следует в первую очередь четко определить все его составные части, а затем изучить "механизм" их взаимосвязей, памятуя при этом о динамическом подходе.
В ландшафте, как мы знаем, различаются две системы внутренних связей - вертикальные и горизонтальные (латеральные), причем межкомпонентные (вертикальные) связи как бы опосредованы через латеральную структуру ландшафта, через сопряжение входящих в него элементарных геосистем.
Совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме мы называли ее функционированием, функционирование ландшафта - интегральный процесс; близкий смысл А.А. Григорьев вкладывал в понятие "единый физико-географический процесс".
Функционирование ландшафта слагается из множества элементарных процессов, имеющих физико-механическую, химическую или биологическую природу.
Влагооборот - важная составная часть механизма взаимодействия между компонентами геосистем и между самими геосистемами, его можно определить как одно из главных функциональных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен, или геохимический круговорот. В совокупности влагооборот и минеральный обмен (вместе с газообменом) охватывают все вещественные потоки в геосистеме. Но перемещение, обмен и преобразование вещества сопровождаются поглощением, трансформацией и высвобождением энергии - массообмен тесно связан с энергообменом, который также следует рассматривать как особое функциональное звено ландшафта.
5.6 Влагооборот в ландшафте
Интенсивность влагооборота и его структура (соотношение отдельных составляющих) специфичны для разных ландшафтов и зависят прежде всего от энергообеспеченности и количества осадков, подчиняясь зональным и азональным закономерностям.
Абсолютные величины внешнего влагообмена хорошо увязываются с общими зонально-азональными закономерностями циркуляции атмосферы: наиболее обильное поступление внешних осадков (и соответственно наиболее интенсивный вынос воды из ландшафта) наблюдается в экваториальных широтах, а также в муссонных тропиках и субтропиках, затем в приокеанических областях пояса западного воздушного переноса. Наиболее слабые входные и выходные потоки влаги свойственны внутриконтиненталь-ным областям и особенно поясу тропической пассатной циркуляции.
Обобщенным показателем внутриландшафтного влагооборота можно считать суммарное испарение.
5.7 Биогенный оборот веществ
Биогеохимический цикл, или "малый биологический круговорот", - одно из главных звеньев функционирования геосистем. В основе его - продукционный процесс, т.е. образование органического вещества первичными продуцентами - зелеными растениями, которые извлекают двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот
- с водными растворами из почвы.
Важнейшие показатели биогенного звена функционирования
- запасы фитомассы и величина годичной первичной продукции, а также количество спада и аккумулируемого мертвого органического вещества. Для оценки интенсивности круговорота используются производные показатели: отношение чистой первичной продукции к запасам фитомассы, отношение живой фитомассы к мертвому органическому веществу и др. Для характеристики вклада биоты в функционирование геосистем особенно важны биогеохимические показатели: количество элементов питания, потребляемых для создания первичной биологической продукции (емкость биологического круговорота) и их химический состав, возврат элементов с спадом и закрепление в истинном приросте, накопление в подстилке, потеря на выходе из геосистемы и степень компенсации на входе.
Продуктивность биоты определяется как географическими факторами, так и биологическими особенностями различных видов.
С величиной первичной биологической продуктивности непосредственно связана емкость биологического круговорота веществ. Хотя количество вовлекаемого в оборот минерального вещества зависит от биологических особенностей различных видов, размещение этих видов в значительной мере подчинено географическим закономерностям.
5.8 Абиотическая миграция вещества литосферы
Абиотические потоки вещества в ландшафте в значительной мере подчинены воздействию силы тяжести и в основном осуществляют внешние связи ландшафта. Ландшафтно-географическая сущность абиотической миграции вещества литосферы состоит в том, что с нею осуществляется латеральный перенос материала между ландшафтами и между их морфологическими частями и безвозвратный вынос вещества в Мировой океан. Значительно меньше (в сравнении с биогенным обменом) участие абиотических потоков в системе внутренних (вертикальных, межкомпонентных) связей в ландшафте.
Вещество литосферы мигрирует в ландшафте в двух основных формах: 1) в виде геохимически пассивных твердых продуктов денудации - обломочного материала, перемещаемого под действием силы тяжести вдоль склонов, механических примесей в воде (влекомые и взвешенные наносы) и воздухе (пыль); 2) в виде водорастворимых веществ, т.е. ионов, подверженных перемещению с водными потоками и участвующих в геохимических (и биохимических) реакциях.
5.9 Энергетика ландшафта и интенсивность функционирования
Функционирование геосистем сопровождается поглощением, преобразованием, накоплением и высвобождением энергии.
Первичные потоки энергии поступают в ландшафт извне - из космоса и земных недр. Важнейший из них - лучистая энергия Солнца, поток которой по плотности многократно превышает все другие источники. Для функционирования ландшафта солнечная энергия наиболее эффективна; она способна превращаться в различные иные виды энергии - прежде всего в тепловую, а также в химическую и механическую. За счет солнечной энергии осуществляются внутренние обменные процессы в ландшафте, включая влагооборот и биохимический метаболизм, а кроме того, циркуляция воздушных масс и др. Можно сказать, что все вертикальные связи в ландшафте и многие горизонтальные так или иначе, прямо или косвенно связаны с трансформацией солнечной энергии.
Обеспеченность солнечной энергии определяет интенсивность функционирования ландшафтов (при равной влагообеспеченности), а сезонные колебания инсоляции обуславливают основной - годичный - цикл функционирования.
Преобразование преходящей солнечной радиации начинается с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от характера поверхности ландшафта.
Подавляющая часть полезного тепла, поглощаемого земной поверхностью, т.е. радиационного баланса, затрачивается на испарение (точнее, на эвапотранспирацию) и на турбулентную отдачу тепла в атмосферу, иными словами - на влагооборот и нагревание воздуха.
На другие тепловые потоки в ландшафте расходуется лишь небольшая часть радиационного баланса.
Преобразование энергии может служить одним из показателей интенсивности функционирования ландшафта. Интенсивность функционирования ландшафта тем выше, чем интенсивнее в нем внутренний оборот вещества и энергии и связанная с ним созидающая функция, которая выражается, прежде всего, в биологической продуктивности. В свою очередь, все перечисленные процессы определяются соотношением теплообеспеченности и увлажнения.
5.10 Годичный цикл функционирования ландшафта
Функционирование геосистем имеет циклический характер и подчинено цикличности поступления солнечной энергии. Каждому компоненту присуща определенная инертность, т.е. большее или меньшее отставание ответных реакций на внешние (астрономические) причины внутригодовых изменений, в силу чего эти изменения не синхронны в отдельных процессах и явлениях. С инертностью компонентов связан эффект последействия, т.е. зависимость состояния геосистемы от характера предшествующих сезонных фаз.
Цикличность процессов функционирования геосистемы сопровождается определенными изменениями ее вертикальной структуры. В умеренном поясе особенно четко различаются летний и зимний варианты этой структуры. Летний, ассимилирующий зеленый покров с более или менее сложной системой горизонтов (древесный полог, подлесок, травяной ярус и т.п.) зимой полностью или частично деградирован, но в это время года появляются снежный покров и мерзлотный почвенный слой.
5.11 Изменчивость, устойчивость и динамика ландшафта
Изменчивость ландшафтов обусловлена многими причинами, она имеет сложную природу и выражается в принципиально различных формах.
Прежде всего, следует различать в ландшафтах два основных типа изменений, которые Л.С. Берг еще более полувека назад назвал обратимыми и необратимыми.
Изменения первого типа не приводят к качественному преобразованию ландшафта, они совершаются, как отметил В.Б. Сочава, в рамках одного инварианта, в отличие от изменений второго типа, которые ведут к трансформации структур, т.е. к смене ландшафтов. Все обратимые изменения ландшафта образуют его динамику, тогда как необратимые смены составляют сущность его развития.
Под состоянием геосистемы подразумевается упорядоченное соотношение параметров ее структуры и функций в определенный промежуток времени.
Динамика ландшафта - очень емкое и многоплановое понятие, одно из узловых в ландшафтоведении. С динамикой связаны многие другие свойства геосистем. С одной стороны, динамика по существу перекрывается с функционированием: высокочастотные динамические колебания - до года включительно - относятся к функционированию, а колебания с более длительным временным диапазоном можно рассматривать как многолетние и вековые флюктуации функционирования. С другой стороны, динамика имеет близкое отношение к эволюции и развитию, хотя вовсе не тождественна им: в ходе динамических изменений закладываются тенденции будущих коренных трансформаций ландшафта, на чем в дальнейшем нам предстоит остановиться особо. Динамика ландшафта диалектически связана с его устойчивостью: именно обратимые динамические смены указывают на способность ландшафта возвращаться к исходному состоянию, т.е. на его устойчивость.
Под устойчивостью системы подразумевается ее способность сохранять структуру при воздействии возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения. Проблема устойчивости ландшафта приобретает важное практическое значение в связи с нарастающим техногенным "давлением". Ландшафт, как и любая геосистема, несомненно, обладает устойчивостью в определенных пределах.
Устойчивость не означает абсолютной стабильности, неподвижности. Напротив, она предполагает колебания вокруг некоторого среднего состояния, т.е. подвижное равновесие. Чем шире естественный, "привычный" диапазон состояний, тем меньше риск подвергнуться необратимой трансформации при аномальных внешних воздействиях.
В саморегулировании геосистем особенно большую роль играет биота - важнейший стабилизирующий фактор благодаря ее мобильности, широкой приспособляемости к абиотическим факторам, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со специфическими режимами - световым, тепловым, водным, минеральным.
Роль других компонентов в поддержании устойчивости неоднозначна и подчас противоречива. Климат и влагооборот быстро реагируют на входные воздействия и сами по себе крайне неустойчивы, но быстро восстанавливаются. Твердый фундамент - один из наиболее устойчивых компонентов, но в случае нарушения не способен восстанавливаться, и поэтому его нарушение (в основном в результате денудации) ведет к необратимым изменениям в ландшафте. Стабильность твердого фундамента, таким образом, важная предпосылка устойчивости ландшафта.
Устойчивость всякого ландшафта, разумеется, относительна и имеет свои пределы. Любая система устойчива при сохранении важнейших параметров внешней среды. При сохранении определенной стабильности зональных и азональных условий все современные ландшафты будут оставаться устойчивыми, и диапазон параметров внешней среды, от которой зависит их устойчивость, в общих чертах известен.
Степень устойчивости геосистем пропорциональна их рангу. Фации наименее устойчивы к внешним воздействиям и наименее долговечны. Ландшафт - система значительно более устойчивая, о чем наглядно свидетельствуют наблюдения над его реакцией на преднамеренное и непреднамеренное вторжение человека с его хозяйственной деятельностью.5.12. Развитие ландшафта
Процесс развития ландшафта наиболее отчетливо проявляется в формировании его новых морфологических частей, возникающих из первоначально едва заметных парцелл, или фациальных микрокомплексов: эрозионных промоин, очагов заболачивания в микропонижениях, сплавин, куртин деревьев или кустарников на болоте, таликов в мерзлоте и т.п. Фактическая картина развития ландшафта складывается из многих перемен, обусловленных сложным переплетением внутренних и внешних стимулов. В ходе развития на прогрессивное движение накладываются ритмические колебания и регрессивные сдвиги.
К сложным и дискуссионным вопросам теории развития ландшафта относится вопрос о его возрасте.
Возраст ландшафта нельзя отождествлять с возрастом его геологического фундамента или с возрастом суши, на которой он развивался.
Теоретически возраст ландшафта определяется тем моментом, с которого появилась его современная структура, или, согласно В.Б.Сочаве, возраст ландшафта измеряется временем, прошедшим с момента возникновения его инвариантного начала.
С представлением о возрасте ландшафта близко соприкасается понятие долговечности. Долговечность ландшафта - продолжительность его существования, т.е. время, в течение которого он может сохранять основные черты своей структуры и функционирования.
Понятие "возраст ландшафта" как бы расчленяется на два: возраст первичных элементов современного ландшафта в недрах прежней структуры и возраст современного ландшафта в буквальном смысле слова - как сложившегося устойчивого образования.