Общая схема иерархии геосистем.

Современную схему иерархии геосистем логически стройно обосновал А.Г. Исаченко (рис. 4). Он относит понятие эпигеосферы к глобальному уровню, другие индивидуальные единицы этого иерар­хического ряда геосистем к региональному и локальному уровням. К региональному уровню А.Г. Исаченко относит такие единицы, как ландшафтные зоны, страны и области (в схеме они следуют сразу же I за эпигеосферой), ландшафтную провинцию, ландшафтный округ и, конечно, собственно ландшафт. Следовательно, ландшафт — послед­няя иерархическая единица в этой схеме, завершающая региональный уровень иерархии геосистем. В то же время именно с ландшафта мы видим начало разделения геосистем на виды, классы и типы, что на следующем, локальном, уровне будет обозначено для всех выделяе­мых членов уже локального уровня. К последнему А.Г. Исаченко от­носит местность, урочище, фацию. При внимательном анализе схемы, предложенной А.Г. Исаченко, мы видим прежде всего логичность ее построения и ее замкнутость и в то же время ее полную определен­ность. Поэтому ниже, рассматривая преимущественно компоненты локального уровня (а также собственно ландшафты в целом), будем, в основном, следовать разработке именно этого исследователя.

Любая природная геосистема имеет иерархическую структуру. Это означает, что все геосистемы состоят из нескольких элементов, каждая геосистема входит в более крупную в качестве структурного элемента, образуется так называемая системная триада. По простран­ственным размерам можно выделить геосистемы планетарные (эпигеосфера и, несколько условно, самый верхний ряд регионального уровня - ландшафтные зоны, страны и др.); сюда же можно отнести материки и океаны, субконтиненты, пояса и зоны, площадь которых рассматривается в сотни миллионов км².

Далее следуют региональные геосистемы - это физико-географизическне области, страны, провинции, районы; наконец, локальные (от нескольких м² до нескольких тысяч м²) местности, урочища подурочища, фации. Последняя простейшая составляющая была предложена Л. Г. Раменским, Л.С. Бергом и Н.А. Солнцевым в качестве элементарной ландшафтной единицы.

Если обобщить все предложения названных исследователей, фация - это элементарная природная геосистема, характеризующаяся однородными геолого- геоморфологическими условиями, одним мик­роклиматом, одним гигротопом, одной почвенной разновидностью, одной растительной ассоциацией и единым зооценозом.

Несколько иначе разделяют фации ландшафтоведы - геохимики, учитывающие характер миграции вещества, степень дренированности и увлажненности (Б.Б. Полынов, М.А. Глазовская, А.И. Перельман).

Целесообразно подробнее рассмотреть единицы ландшафтной дифференциации на равнинах. Согласно схеме, предложенной А.А. Видиной (А.Г. Исаченко, 1991), элементарный природный тер­риториальный комплекс фация в дополнение к приведенному описа­нию характеризуется положением в пределах одного элемента мезоформы рельефа (реже в одной микроформе рельефа), одинаковым литологическим составом поверхностных отложений, одинаковым ре­жимом увлажнения (см. ниже - в одном гигротопе), одной почвенной разностью, одним биоценозом.

Далее следуют три природные геосистемы локальной размерно­сти, объединяемые в один общий ранг природно-территориальных комплексов: звено, местность и простое урочище. Все они состоят из фаций, т. е. это комплексы одноступенного морфологического строе­ния.

Звено характеризуется положением на (в) одной микроформе рельефа с микродифференциацией литологических условий, режима увлажнения (гигротопа) и почвенно-растительного покрова.

Подурочище характерно положением на одном элементе мезоформы рельефа, сходством в отношении поступления солнечного тепла и света, одинаковым соотношением мощностей наносов (имеются в виду новейшие, в ряде случаев и техногенные отложения) в почвообразующей толще (имеются в виду горизонты С и D почвенного профиля) и однотипным режимом увлажнения.

Для простых урочищ характерно положение в одной мезоформе рельефа. Остальные признаки сходны с двумя предыдущими.

 

К следующему, более крупному рангу природных территори­альных комплексов относятся сложное урочище, местность, ланд­шафт.

Природный территориальный комплекс, сложный по своей морфологии, состоящий из подурочищ, звеньев и отдельных фаций - это сложное урочище. Оно обычно совмещено с мезоформой рельефа или с ее частью, но состоит из нескольких элементов. Сложное уро­чище обладает однотипным сочетанием режимов увлажнения (одно­типными гигротопами), литологических разностей почвообразующих пород, почв, биоценозов.

Два последних таксона (ранга) - основные в ландшафтной диф­ференциации на равнинах имеют практически много общих черт, главное различие в том, что местность, тем не менее, входит в состав ландшафта.

Итак, местность по характеру своей морфологии является территориальным комплексом сложного (многоступенного) морфологи­ческого строения; местность состоит из урочищ, звеньев и отдельных фаций, образующих характерное пространственное сочетание. Из до­полнительных диагностических признаков местности можно отме­тить, что она, как правило, совмещается с определенным комплексом положительных и отрицательных мезоформ рельефа в границах одно­го и того же ландшафта.

Наконец, ландшафт — это (согласно рассмотренной схеме) при­родный территориальный комплекс сложного (многоступенного) мор­фологического строения, состоит из урочищ, звеньев и отдельных фа­ций, образующих характерное пространственное сочетание, иногда с дополнительными местными вариациями. Ряд признаков - природ­ных факторов позволяют дополнить приведенную характеристику. Ландшафт имеет однородную и одновозрастную литогенную основу (т.е. геологический фундамент, обычно располагающийся в границах местной геологической структуры); в ландшафте один тип рельефа, одинаковый климат.

 

24. Объясните термины: плакор, гигротоп, ландшафтные экотоны, ландшафтные катены.

 

Весь или преимущественный характер увлажнения поверхности ландшафтов в данном месте определяется таким показателем, как степень увлажнения. Любое местообитание, характеризующееся по тем или иным условиям увлажнения, носит название гигротопа(т.е. определенного количества влаги). Основной критерий для разделения гигротопов — коэффициент атмосферного увлажнения, установленный А.А. Роде: К =r/Е, т. е. отношение средней величины атмосферных осадков к величине испарения. По этому коэффциенту могут быть выделены следующие гигротопы (т.е. степени увлажнения): I

- недостаточное увлажнение (сухой гигротоп): Ку < 1;

- нормальное увлажнение (свежий гигротоп): К_у > 1;

- повышенное увлажнение (влажный гигротоп) К_у > 1,5;

- очень повышенное увлажнение (сырой гигротоп); I

- избыточное увлажнение (мокрый гигротоп).

 

В связи с этим целесообразно упомянуть о ландшафтном экотоне, термине, введенном в ландшафтоведение Ф. Клеменсом Ландшафтный экотон — это переходная полоса или зона между смежными природными геосистемами. В этой полосе (зоне) особенно активно (напряженно) осуществляется латеральный (площадной) перенос ве­щества и энергии между смежными геосистемами. Чем более контра­стны по своей природе смежные геосистемы, тем более ярко выражен между ними экотон. Примеров этого очень много. Вот несколько ха­рактерных: берег моря, лесная опушка, зона лесостепи, наконец, ж вся ландшафтная оболочка между атмосферой и литосферой. Ландшафтные экотоны, следовательно, могут быть разной размерности: локальные, региональные и даже планетарные.

Справедливо считается, что в пределах экотонов сохранены и наиболее благоприятные условия для видового и ценотического раз­нообразия биоты, в частности, известные как опушечный эффект. Для экотонов характерны наиболее высокие средообразующие ресурсовоспроизводящие потенциалы. В силу этого они чаще всего и служили местами основания и строительства новых населенных пунктов (сел, городов), а также рекреационных объектов.

В настоящее время принято выделять несколько основных функ­ций ландшафтного экотона:

1) буферные функции, где осуществляется, главным образом, гашение сигналов; I 2) мембранные функции - идет избирательное пропускание (веществ, энергии, информации);

3) трансляционные функции - происходит основной транзит потоков.

Говоря о литогенной основе (фундаменте) ландшафтов, необходимо отметить введенный Г.Н. Высоцким термин «плакор» (плакорные пространства). Термин характеризует приводораздельные возвы-шенно-равнинные территории с незначительным эрозионным расчленением, глубоким, как правило, залеганием грунтовых вод. С дневной поверхности эти пространства в большинстве случаев сложены суглинками. Термин «плакор» широко употребляется в ландшафтоведении Отметим, что плакор развивается лишь в условиях атмосферного увлажнения и часто выступает как эталон географической зональности

Ландшафтные катены. Латеральные вещественно-энергетические геосистемные связи образуют единства не только внутри ландшафтов, но и межландшафтные. Они порой рассекают ландшафтные рубежи (границы). Такие единства, сопряженные (своими частями) круговоротами или однонаправленными потоками вещества и энергии, дали основание именовать их перагенетическимш системами. Если парагенетическая система была сформирована однонаправленным потоком вещества и энергии, она называется векторной. В ней всегда можно увидеть тренд (направление) формирования таких систем, ко­торые особенно контрастно выявляются при ландшафтном или ландшафтно-геохимическом картографировании. В последнем случае явлению главных векторов образования таких систем очень способствует и установление направлении миграции вещества, причем часто почти во всех компонентах ландшафта (почвах, водах, растительном покрове). Отметим также, что парагенетические системы могут быть разной размерности: локальной, региональной, планетарной. Ограничимся упоминанием о вполне типичном примере такой системы - овражно-балочной системы в степи. Ее составляют овраг, балка, прибалочные склоны, конус выноса.

В понятие векторной парагенетической системы укладывается и представление о ландшафтных катенах (термин предложен Милном). Исходя из сказанного выше, ландшафтная катена - это векторная парагенетическая геосистема, представляющая собой ряд (или цепь) пространственно соединяющих друг друга природных геосистем, объединенных однонаправленным потоком вещества и энергии от водораздела до местного базиса эрозии (или денудации). Чаще все го таким базисом служит местная гидрографическая сеть - река, озеро.

Главный же интегрирующий (собирательный) фактор ланд­шафтной катены — это поверхностный, но отчасти и внутрипочвенный и грунтовый сток ( жидкий, твердый, ионный). Отсюда ясно, что ландшафтная катена - каскадная геосистема. Она всегда имеет ряд ступеней или ярусов, уровней перемещения вещества и энергии свер­ху вниз. Совокупность нескольких ландшафтных катен представляет собой бассейновую систему.

В самом общем виде практически в любой катене можно выделить три звена: элювиально-денудационное, транзитное, аккумуля­тивное. Эти звенья вполне очевидны при анализе поперечного профи­ля любой катены, и во многом (часто целиком) совпадают с известной схемой элементарных (геохимических) ландшафтов, рассмотренных в свое время Б.Б. Полыновым.

Если обратиться к ландшафтной катене регионального уровня, то, например, для Центрального Казахстана это:

1) надпойменно-террасные ландшафты;

2) полугидроморфные и гидроморфные ландшафты, днища речных долин;

3) аквальные геосистемы.

Отметим, что в последних часто, преимущественно летом, может и не быть «живого» речного русла, водотоки могут пересыхать, днища долин наполнены водой лишь в более холодные сезоны, в суровые зимы они могут полностью промерзать, однако они и в этих случаях принадлежат к аквальным геосистемам. Остается в заключение отметить, что в двух верхних звеньях катены, особенно в транзитном, при сельскохозяйственном использовании часто достаточно интенсивно проявляется эрозия почв, а в нижнем - аккумулятивном звене - идет, напротив, накопление перемещенного по катене материала, в том числе комплексного, вызывающего химическое загрязнение.

Основные понятия о динамике и устойчивости ландшафтов

Под состоянием природной геосистемы обычно понимают определенный типе структуры и функционирования, ограниченные некоторым отрезком времени. Отсюда логически следует, что динамика природной геосистемы – это смена ее состояний. Ясно, что антропогенная динамика геосистем обусловлена хозяйственной (в широком понимании – антропогенной) нагрузкой на нее: ускоренной эрозией и дефляцией почв, вторичным засолением почв на орошаемых участках в аридных регионах, дегрессией пастбищ, вырубкой лесов, заболачиванием и подтопление побережий водохранилищ, опустыниванием, евтрофикацией (загрязнением) природной среды.

В целом динамика природных режимов и восстановительных сукцессий – это виды стабилизирующей динамики ландшафта, остальные виды динамики ведут лишь к необратимому качественному изменению или даже разрушению ландшафта. Под устойчивостью ландшафта понимается его способность сохранять свою структуру и функционирование в режиме нормальных природных ритмов и в обстановке изменяющиеся внешней среды или под воздействием антропогенных нагрузок.

Устойчивость ландшафтной сферы, как и в целом геосистемы, подчиняется принципу относительности, в частности:

1) К одним нагрузкам ландшафты устойчивы, к другим нет;

2) Разным геосистемам (ландшафтам в том числе) своиственны потенциалы устойчивости к одним и тем же воздействиям. Характерный пример этого: верхние звенья степной катены лучше переносят загрязнение, чем нижние, а нижние лучше верхних переносят эрозию.

Установлено также, что относительно малая устойчивость к возмущающим внешним воздействиям характерно для многих реликтовых геосистем (например, для лесных массивов в степях). Такие реликты находятся в известной дисгармонии с окружающей их внешней средой. Не устойчивы и геосистемы на ранних стадиях своего формирования, например, только начинающие зарастать пески. В сравнении с такими системами намного более устойчивы климаксовые геосистемы.

Устойчивость ландшафтов во многом зависит от того, какой вид динамики у них преобладает. В частности, если господствует стабилизирующая динамика, устойчивость значительно повышается. Однако она сильно падает в тех случаях, когда динамический тренд (направление нагрузок) усугубляется наложением однонаправленных антропогенных нагрузок.

В этих случаях и происходит так называемый ландшафтный резонанс – явление усиления внутренних колебаний геосистемы внешними колебаниями. Весьма известный пример здесь – опустынивание Сахели (области на севере Африки), которое из за засухи усилилось также многолетним перевыпасом скота.

Различаются три основных механизма ландшафтной устойчивости.

1. Устойчивость инерционная – это такой механизм устойчивости, когда отсутствуют реакции на нагрузки до каких то определенных пороговых значений. Такой устойчивостью обладают преимущественно ландшафты в срединных частях природных зон, так называемые квазистационарные ландшафты.

2. Устойчивость резистенная (упругая). Она свойственна главным образом системам с мощным растительным покровом, потому что именно растительный покров прежде всего обеспечивает восстановительную сукцессию геосистемы.

3. Устойчивость адаптивная, или устойчивость приспособления (толерантности, терпимости, пластичности). Сущность этого механизма устойчивости в том, что геосистемы( и, следовательно, ландшафты), способны чутко приспосабливаться и к меняющимся условиям внешней среды, и к антропогенным нагрузкам, но в определенных рамках терпимости (толерантности).

Адаптивная, т.е. пластичная устойчивость определяется широтой диапазона между максимальным и минимальным значением факторов, в пределах которого ландшафт способен сохранять характерные для него структурные и функциональные особенности. Это положение соотносится с известным законом толерантности В. Шелфорда.

Чем менее разнообразна горизонтальная структура ландшафта, тем более слабы ее механизмы компенсации и, следовательно, тем слабее ее устойчивость. Очевидно и то, что локальные антропогенные нагрузки чаще всего не сказываются или почти не сказываются на крупных региональных иерархических единицах: провинциях, зонах и т.п.