Ландшафтоведов всегда волновал вопрос о низшей единице районирования геосистем. В соответствии с принципом атомизма, в каждой иерархической системе есть простейшая элементарная составляющая. Наиболее простая геосистема называется фацией. Термин "фация" пришел в географию из геологии. В смысле "природно-территориального комплекса" он был впервые применен Л Г. Раменским, позже Л.С. Бергом и Н.А. Солнцевым..
Фация - элементарная природная геосистема, характеризующаяся однородными геолого-геоморфологическими условиями, одним микроклиматом, одним гигротопом, одной почвенной разновидностью, одной растительной ассоциацией и единьм зооценозом. В названии низшей ступени районирования у разных ученых есть различия. Так, у В.Б. Сочавы такой низшей ступенью является элементарный геомер (часть фации), у Б.Б. Полынова - элементарный ландшафт, у Р.И. Аболина - эпиморфа, у В.Н. Сукачева - биогеоценоз. М.А. Глазовская такие единицы называет "элементарными ландшафтно-геохимическими системами" (ЭЛГС). Все вышеприведенные термины являются до известной степени синонимами, отражающими некоторые различия в понятийном аппарате частных географических наук. В среде ландшафтоведов более употребительным является термин "фация".
Фация служит первичной функциональной ячейкой ландшафта, подобно клетке в живом организме. С фаций следует начинать изучение круговоротов и трансформации вещества и энергии в геосистемах. Фации поэтому являются основными объектами стационарных ландшафтных исследований.
Характерная особенность элементарного ландшафта (фации) состоит в том, что в нем нет каких-либо внутренних причин, ограничивающих его размеры. Отсюда критерий выделения фации: при отнесении какого-либо участка земной поверхности к элементарному ландшафту, необходимо учитывать возможность (хотя бы мысленную) распространения данного элементарного ландшафта на значительно большей территории (Перельман, Касимов). Поэтому пятно солончака площадью 10м2 является фацией, т.к. известны солончаки размером в десятки и сотни раз больше. Фациями являются такыр, ельник-зеленомошник на валунных суглинках, луговая степь на лессах и т.д., размеры которых могут колебаться от квадратных метров до сотен и тысяч квадратных километров. Однако на земной поверхности встречаются образования, размеры которых ограничены самой природой. Так, кочку на болоте нельзя представить увеличенной в сотни и тысячи раз (длиной в несколько километров). Это относится и к муравейнику, дереву, норе землероя. Такие образования Б.Б. Полынов предложил называть предельными структурными элементами ландшафта или деталями ландшафта.
Наименьшая площадь, на которой размещаются все части элементарного ландшафта, именуется площадью выявления(Перельман, Касимов). Чем сложнее фация, тем интенсивнее в ней протекает миграция химических элементов, тем больше видовое и прочее разнообразие, т.е. чем больше в нем информации, тем больше и площадь выявления. Поэтому наименьшие площади выявления характерны для пустынь без высшей растительности (шоровые солончаки, такыры), а наибольшие - для лесных ландшафтов влажных тропиков с их огромным видовым разнообразием (биологической информацией).
Под мощностью фации понимается расстояние от верхней до нижней границы. Верхняя граница находится в тропосфере и определяется зоной распространения пыли земного происхождения (из данного или соседнего ландшафта), обитания организмов. Нижней границей в ряде случаев является горизонт грунтовых вод (включительно). Мощность элементарного ландшафта колеблется в значительных пределах и в общем подчиняется тем же закономерностям, что и площадь выявления: чем разнообразнее фация, т.е. чем больше в ней информации и чем она сложнее, тем больше и мощность (мощность мала на такыре и велика в экваториальном лесу).
Отличительные особенности фации как элементарной геосистемы - динамичность, относительная неустойчивость и недолговечность. Эти свойства вытекают из незамкнутости фации, ее зависимости от потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций. Размеры фаций могут быть различными: от нескольких м2 до 1-3 км2. Однако эмпирически было установлено правило, называемое законом необходимого разнообразия. Согласно закону необходимого разнообразия плановой ландшафтной структуры, мало-мальски значительные пространства, превышающие первые квадратные километры, даже на равнинах, не говоря о горных районах, не терпят ландшафтного однообразия, «не выносят» фациальной однородности. Наиболее однородными на значительных пространствах оказываются молодые, формирующиеся геосистемы (речные пляжи и косы, морские побережья и др.). В ходе эволюции они осложняют свою плановую структуру.
Закон необходимого разнообразия плановой ландшафтной структуры вступает в силу на площадях, не превышающих 0,5-1.0 км2 и даже меньше, поэтому фации занимают, как правило, очень малые площади.
Огромное разнообразие фаций привело к тому, что существует несколько классификаций фаций по тем или иным признакам.
К.В. Пашканг приводит классификацию фаций по отношению к элементам мезо- и микроформ рельефа:
1. Фации, занимающие часть элемента формы мезорельефа, например, верхняя часть склона моренного холма юго-восточной экспозиции с распаханными дерново -слабоподзолистыми суглинистыми почвами, завалуненными, на моренном суглинке.
2. Фации, занимающие весь элемент формы мезорельефа, например, склон южной экспозиции растущего оврага в покровных суглинках.
3. Фации занимающие часть микроформы, например, центральная часть неглубокой западины на моренной равнине с хвощево-осоковым болотом на торфяно-глеевой суглинистой почве.
4. Фации, занимающие всю микроформу, например, мелкостароречье на пойме со щучником на пойменной дерново-глеевой тяжело-суглинистой почве.
Как видно из приведенных примеров, главной причиной фациальной дифференциации является изменение литогенной основы. В основе подобной классификации лежит:
1) форма мезо- или микрорельефа; 2) литогенная основа; 3) растительный покров; 4) почвы и 5) степень антропогенного влияния.
Большой интерес представляет классификация фаций Б.Б. Полынова, который, развивая идеи геохимии ландшафтов, подошел к классификации фаций исходя из оценки условий миграции химических элементов.
По условиям миграции химических элементов Б.Б. Полынов выделил четыре большие группы фаций - элювиальные, трансэлювиальные, супераквальные и субаквальные.
Элювиальные фации приурочены к плоским водоразделам с глубоким залеганием грунтовых вод, не оказывающих заметного влияния на биологический круговорот. Вещество и энергия в этом случае поступают из атмосферы и через атмосферу. Характерны прямые нисходящие водные связи. В элювиальных почвах происходит вмывание растворимых веществ и образование иллювиальных горизонтов. Каким бы плоским ни был водораздел, все же с него возможен смыв, в связи с чем в ходе своей истории почва постепенно теряет верхнюю часть горизонта А и почвообразовательные процессы глубже проникают в подстилающую породу. Если формирование ландшафтов продолжается в течение геологически длительного времени и вынос протекает непрерывно, то под почвой образуется мощная кора выветривания различного типа (латеритная, красноземная, каолиновая и т.д.).
Супераквальные (надводные) фации формируются в местах с близким залеганием грунтовых вод, которые оказывают существенное влияние на ландшафт, т.к. поставляют различные вещества, вымытые из коры выветривания и почв водоразделов. В супераквальных фациях возможно значительное накопление химических элементов, обладающих наибольшей миграционной способностью. Кроме того, вещество поступает сюда за счет стока с вышележащих элювиальных местоположений. Примером супераквальных фаций служат солончаки с аккумуляцией сульфатов, соды, хлоридов, нитратов и других солей. В этих элементарных ландшафтах преобладают обратные водные связи.
Для субаквалъных (подводных) фаций характерен принос материала с твердым и жидким боковым стоком: речной или озерный ил растет снизу вверх и может быть не связан с подстилающей породой. В субаквальных элементарных ландшафтах наблюдаются особые жизненные формы растений и животных и местами особые систематические группы. В водоемы поступают химические элементы с прилегающих водосборов, в первую очередь наиболее подвижные элементы, накопление которых типично для субаквальных ландшафтов. Местами поступает избыточное количество растворимых соединений, с которыми организмам приходится вести борьбу. Условия разложения остатков растений и животных в элювиальных и подводных ландшафтах различны; различны и получающиеся продукты (например, гумус и сапропель). Характерны обратные водные связи (положительные и отрицательные).
Продукты выветривания и почвообразования элювиальных фаций поступают с поверхностным и подземным стоком в пониженные элементы рельефа и влияют на формирование надводных и подводных ландшафтов. Поэтому последние именуются подчиненными. Фации водоразделов, напротив, менее зависят от надводных и подводных фаций, т.к. не получают от них химических элементов с твердым и жидким стоком. Поэтому элювиальные фации водоразделов называются также автономными, их почвы и растительность образуют центр всего ландшафта (Перельман. Касимов).
Наряду с основными фациями существуют многочисленные переходные формы, приуроченные к склонам, поймам рек и т.д. Помимо элювиальных М.А. Глазовская различает транс-элювиачьные (ландшафты верхних частей склонов), элювиалъно-аккумулятивные (нижних частей склонов и сухих ложбин), аккумулятивно-элювиальные (местных замкнутых понижений с глубоким уровнем грунтовых вод). Супераквальные ландшафты она делит на транссупераквалъные и собственно супераквальные (замкнутых понижений со слабым водообменом), а субаквальные - на трансаквальные (реки, проточные озера) и аквальные (непроточные озера).
По характеру и направлению потоков вещества и энергии фации от элювиальных до супераквальных и субаквальных являются сопряженными. Такой ряд фаций у геохимиков-ландшафтоведов называется геохимическим ландшафтом, а в классическом ландшафтоведении -ландшафтной катеной.
Термин «катена» (в переводе с лат. «цепь») впервые был введен английским почвоведом Дж. Милном в 30-е годы для обозначения почвенных сопряжений на склонах, затем этот термин стал употребляться в ландшафтоведении.
Ландшафтная катена - ряд пространственно сменяющих друг друга природных геосистем, объединенных однонаправленным потоком вещества и энергии от водораздела до местного базиса эрозии, чаше всего реки или озера.
Можно разделить также фации на коренные (исходные) и производные (измененные, вторичные).
Коренные - это те, в которых биогенные элементы наиболее полно отвечают условиям данного местообитания: в лесной зоне - определенному типу леса и т.д.
Производные фации могут образовываться на коренных путем изменения биогенной группы компонентов, как при воздействии человека, так и стихийных сил природы.
3. Урочища и подурочища.
Важнейшей морфологической частью ландшафта является урочище. Термин введен в ландшафтную географию Л.Г. Раменским. Широко используется и полно охарактеризован в учении о морфологии ландшафта Н.А. Солнцева. При любом ландшафтном исследовании урочище является основной единицей изучения и картирования, а также важной промежуточной ступенью в геосистемной иерархии между фацией и местностью.
Урочище - природная геосистема локальной размерности, представляющая собой сопряженную генетически и энергетически (переносом вещества и энергии) систему фаций, приуроченных к отдельным выпуклым или вогнутым формам мезорельефа или к выровненным междуречным участкам. Примеры: моренный холм, песчаный бархан, участок долины реки в ее нижнем течении.
Наиболее отчетливо урочища выражены в условиях расчлененного рельефа с чередованием положительных и отрицательных форм мезорельефа - холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов. Там где нет расчлененного рельефа на обширных плоских междуречьях, формирование урочищ определяется различиями материнских пород и удаленностью от линий естественного дренажа.
Урочища в системе морфологической структуры ландшафта подразделяются на две главные группы:
1) фоновые, или доминантные — они занимают в ландшафте большую часть его площади и тем самым образуют его фон.
2) субдоминантные или второстепенные - более молодые природные комплексы, возникшие на исходной поверхности под влиянием геологических и геоморфологических процессов. Занимают в ландшафте меньшую площадь, чем фоновые.
Урочища подразделяют и по своему внутреннему фациальному строению. Существуют простые урочища, связанные с четко обособленной формой мезорельефа, на однородном субстрате, с однородными условиями дренажа Сложные урочища формируются при следующих условиях:
1. Крупная мезоформа рельефа с наложенными или врезанными мезоформами второго порядка (балка с донным оврагом, заболоченная котловина с озером).
2. Одна мезоформа рельефа, но разнородная литологически, например балка, где в ее верховье овраг на моренных суглинках, средняя часть балки расположена на юрских глинах, нижняя часть на каменноугольных отложениях.
3. Двойные, тройные и т.п. урочища, когда в болотный массив входят несколько самостоятельных урочищ.
Кроме сложных и простых урочищ выделяют промежуточную единицу - подурочище (термин ввел Д.Л. Арманд в 1952 г.).
Подурочище - природная геосистема локальной размерности, представляющая собой цепочку связанных друг с другом фаций, объединенных единым потоком вещества и энергии на определенном элементе мезорельефа. Обычно подурочище занимает склон определенной экспозиции мезоформы рельефа или ее вершину, или понижение между положительными формами. Если рельеф достаточно плоский, то подурочища обычно не выделяют, т.е. можно сказать, что единица ранга "подурочище" является геосистемой, развитой не повсеместно и потом промежуточной, не всегда обязательной.
Среди ступеней классификации урочищ выделяют следующие: форма мезорельефа (с ее генезисом, морфографическим типом и положением в системе местного стока) - литогенная основа - тип почв - растительность.
Самой крупной морфологической частью ландшафта считается местность, представляющая собой совокупность генетически сопряженных урочищ, объединенных положением на одном элементе макрорельефа. На равнинах выделяют местности плакоров (автономные), придолинных склонов (транзитные), надпойменно-террасовые (аккумулятивные и трансаккумулятивные), пойменные (аккумулятивные, супераквальные).
Местности выделяются в следующих случаях:
1. При некотором варьировании геологического фундамента в пределах одного ландшафта: неодинаковой мощности поверхностных отложений или залегании во впадинах древних четвертичных пород отдельных пятен более молодых отложений.
2. При одном и том же генетическим рельефе встречаются участки с изменяющимися морфографическими и морфометрическими характеристиками мезоформ: в холмисто-моренных ландшафтах, чередуются урочища крупных моренных холмов и обширных котловин (по Солнцеву).
3. Мезорельеф представлен формами разного порядка, когда в пределах крупных форм развиты формы второго порядка: грядовые и межгрядовые местности.
4. Простые и сложные системы однотипных урочищ, сливаются в процессе своего развития, например, крупные системы водораздельных болот, карстовые котловины.
5. Когда в качестве особых местностей рассматривают фрагменты чуждых ландшафтов: среди ландшафтов моренных равнин - участки моренных и камовых холмов, впадины.
5. Ландшафт - узловая единица геосистемной иерархии.
Если разделять так называемое «региональное» понимание географического ландшафта, разработанное С.В. Калесником. А.Г. Исаченко, Н.А. Солнцевым, К.В. Пашкангом, то, согласно их взглядам ландшафт рассматривается как индивидуальная территориальная единица, представляющая сложную, исторически сложившуюся систему более мелких ПТК (фаций, урочищ, местностей). От произвольно выбранной территории ландшафт отличается тем, что входящие в его состав более мелкие ПТК закономерно чередуются в пространстве, образуя его морфологическую структуру. Такие комплексы называются морфологическими частями ландшафта. Природные комплексы более высокого ранга называются таксономическими единицами.
Обычно одному природному ландшафту соответствует один генетический тип рельефа (т.е. совокупность генетических взаимосвязанных форм рельефа), в ряде случаев удается обособленный на местности контур ландшафта связать с морфоструктурой (т.е. сопряжением типа рельефа и геологической структуры сравнительно низкого порядка).
Площади ландшафтов могут существенно варьировать, но, как правило, на равнинах они не меньше нескольких десятков квадратных километров, а часто занимают сотни квадратных километров.
Ландшафт внутренне неоднороден, внутренне оструктурен, т.е. несет в себе структурную информацию. Внутреннее строение ландшафта изучает особое направление в ландшафтоведении - морфология ландшафта.
Под морфологической структурой ландшафта понимают состав формирующих его природных геосистем локальной размерности, именуемых морфологическими единицами, а также характер их взаиморасположения, генетических и функциональных связей.
Территориальная организованность (морфология ландшафта) прекрасно читается на аэроснимках и космических снимках. Рисунок аэрофотоизображения служит ценным дешифровочным признаком.
Когда стали оценивать роль различных морфологических единиц в структуре ландшафта, то пришли к заключению, что она неоднозначна.
Бывают ландшафты, в которых господствует лишь один вид урочищ, а остальные виды урочищ субдоминантны и редки. Такие ландшафты по своей морфологической структуре считаются монодоминантными. Монодоминантные ландшафты обычно имеют пятнистый или дендровидный плановый рисунок.
Например, цокольные равнины южного Зауралья с преобладанием урочища степного плакора (до 85%). Среди степных плакоров, занимая не более 10-15% площади, разбросаны луговые суффозионно-просадочные западины. Они размещаются достаточно равномерно по всему контуру ландшафта. Кроме того, очень редко, единично среди степной цокольной равнины возвышаются кустарниково-степные сопки. Ландшафт монодоминантный, формула его морфологической структуры: степные плакоры - доминант - 85% площади; лугово-степные западины -субдоминант 10- 15% площади; останцовые кустарниково-степные сопки - редкие урочища до 2 - 3% площади. Плановый рисунок - пятнистый.
Но вместе с тем могут быть ландшафты полидоминантные. В них на равных правах, занимая примерно равные площади, участвуют разнородные урочища, закономерно сменяя друг друга. В таких ландшафтах не менее двух содоминирующих урочищ, могут быть и субдоминанты. Обычно таким ландшафтам свойственны полосчатая, поясная (концентрическая), ячеистая, мелкопятнистая и другие аналогичные виды планового рисунка.
Например, лесо-лугово-степные ложбинно-гривистые ландшафты Западно-Сибирской лесостепи. Здесь сочетаются: а) урочища лесостепных грив (около 60% площади) и б) урочища галофитных, порой заболоченных лугов в межгривных понижениях и ложбинах (около 40% площади). Плановый рисунок полосчатый.
Таким образом, каждый ландшафт характеризуется своей особой морфологической структурой.
Для каждого ландшафта может быть разработана модель его морфологической структуры, включающая данные о составе урочищ, формирующих ландшафт, соотношении их площадей, их территориальной организованности, т.е. плановом рисунке, плановой текстуре. Смена в пространстве одного вида морфологической структуры другим видом есть показатель смены одного ландшафта другим.
Региональные геосистемы
(физико-географические провинции, области и страны)
Основным объектом изучения в курсе региональной физической географии является физико-географическая страна. Физико-географическая страна - это обширная часть материка, соответствующая крупной тектонической структуре и достаточно единая в орографическом отношении, характеризующаяся климатическим единством (но в широких пределах) - степенью континентальности климата, климатическим режимом, своеобразием спектра широтной зональности на равнинах. А в горах - системой типов высотной поясности. Страна занимает площадь в несколько сот тысяч или миллионов квадратных километров. Примерами физико-географических стран Северной Евразии являются Русская равнина. Уральская горная страна, Западно-Сибирская равнина, Альпийско-Карпатская горная страна. Все страны могут объединяться в две группы: горные и равнинные.
Следующей географической единицей в иерархии геосистем является физико-географическая область - часть физико-географической страны, обособившаяся главным образом в неоген-четвертичное время под влиянием тектонических движений, материковых оледенений, с однотипным рельефом и климатом и своеобразным проявлением горизонтальной зональности и высотной поясности. Примерами физико-географических областей являются Мещерская низменность. Среднерусская возвышенность. Окско-Донская низменность, степная зона Русской равнины, зона тайги Западно-Сибирской равнины, Кузнецко – Алтайская область.
Далее при районировании территории выделяют физико-географическую провинцию - часть области, характеризующуюся общностью рельефа и геологического строения, а также биоклиматическими особенностями. Обычно провинция совпадает с крупной орографической единицей: возвышенностью, низменностью, группой горных хребтов и др. Примеры: Мещерская провинция смешанных лесов Русской равнины, лесостепная провинция Окско-Донской равнины, Салаиро – Кузнецкая провинция.
Физико-географический (ландшафтный) район — сравнительно крупная, геоморфологически и климатически обособленная часть провинции, в пределах которой сохраняются целостность и специфика ландшафтной структуры. Каждый район отличается определенным сочетанием форм мезорельефа с характерным для них микроклиматом, почвенными разностями и растительными сообществами. Район является низшей единицей регионального уровня дифференциации географической оболочки. Примеры: Кузнецкая котловина, Салаир, Горная Шория, Кузнецкий Алатау.
При анализе картографических материалов были вычислены примерные размеры геосистем разного уровня. В общем, чем выше иерархическая ступень геосистемы, тем больше ее площадь (табл. 2).
Таблица 2
Примерные размеры геосистем различных рангов на равнинных территориях
| Геосистемы | Характерные площади геосистем |
| Географическая оболочка | 510 млн. км |
| Физико-географическая область | 500 тыс. – 5 млн. км |
| Ландшафт | 5 – 50 тыс. км |
| Фация | 50 м – 50 000 м |
Вертикальную мощность геосистем В.Б. Сочава оценивает следующими величинами:
- фация - 0,02 - 0,05 км
- ландшафт -1.5- 2,0 км
- провинция - 3,0 - 5,0 км
- физико-географический пояс - 8,0 - 18,0 км
Но в таких оценках много неопределенного, т.к. нет комплексных данных и даже теоретически достаточно четко разработанных критериев для установления как верхней, так и нижней границ геосистем разных иерархических уровней.