Файл: Ландшафтоведение (Счастная).doc

Математические модели представляют собой набор символов. К ним должна быть приложена программа для дальнейшей обработки данных на ЭВМ. Эти модели широко применяются в ландшафтоведении. Особенно интенсивно этот процесс стал развиваться в 80-е гг. ХХ-го столетия, что связано с внедрением персональных компьютеров, позволяющих оперативно обрабатывать получаемую разнородную информацию и выдавать ее потребителю в удобном для него виде.

3 . ВЕРТИКАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ ЛАНДШАФТА

В природно-территориальном комплексе различают две системы внутренних связей – вертикальная (межкомпонентная) и горизонтальная (межсистемная). И та, и другая осуществляется путем передачи вещества и энергии (отчасти информации). Строение ландшафта находится в постоянном развитии.

Под вертикальным строением подразумевается порядок, расположение природных компонентов в пределах ландшафта. Ряд природных компонентов и элементов ландшафта (по разным авторам) выглядит следующим образом: геологический фундамент–рельеф–климат–воды–почвы–растительность–животный мир. Рассмотрим его на примере территории Беларуси.

3.1. Природные компоненты и элементы

Основой формирования ландшафта всегда выступают горные породы. В западной части Русской платформы обнаруживается достаточно сложная картина распространения тектонических структур и геологических пород различного времени и генезиса образования. Фундамент опущен на глубину от 300 м в антеклизах, выступах и поднятиях до 1500 м в синклинальных впадинах и прогибах. Кристаллические породы данного структурного этажа перекрыты осадочными отложениями палеозоя, мезозоя, кайнозоя и не сказываются на формировании ландшафтов.

Наиболее существенна в этом плане роль четвертичных отложений. Они имеют мощность 20–150 м, развиты повсеместно, разнообразны в литологическом и генетическом отношении, характеризуются сложной контурностью, часто сменяют друг друга. В пределах ландшафта отложения должны обладать генетическим единством и единообразием литологического состава. Однако в области ледниковой аккумуляции однотипные породы редко занимают значительные пространства. Гораздо чаще имеет место комплекс отложений разного типа: конечно-моренные образования и камовые или озовые пески, древнеаллювиальные пески и эоловые, что приводит к увеличению набора ПТК.

Рельеф представляет собой элемент литосферы, тесно связанный с геологическими породами и тектоническими структурами. В основных чертах геоморфологии Беларуси унаследованы особенности ее доантропогенового рельефа. Почти все возвышенности центральной и северной Беларуси приурочены к поднятиям поверхности коренных пород, а низменности – к депрессиям. Это находит отражение в вертикальной дифференциации ландшафтов. Общий характер поверхности определяется также комплексом мезо- и микроформ рельефа и современными геоморфологическими процессами, которые изменяются в зависимости от зоны оледенения. Например, в зоне валдайского оледенения рельеф свежий, слабо переработанный процессами эрозии и денудации. В границах московского оледенения преобладает денудация, вблизи речных долин – эрозия, а в долинах – аккумуляция. Под совокупным воздействием этих процессов поверхность моренных возвышенностей и равнин часто приобретает увалистый характер, склоны холмов становятся пологими, появляются овраги и балки. В зоне днепровского оледенения рельеф формируется под влиянием денудации, эрозии и аккумуляции (речной, эоловой). Вследствие этого он отличается выровненностью, монотонностью.

Внутри ландшафта рельеф характеризуется относительным генетическим единством. Таким свойством обладают типы рельефа, которым, как и типам четвертичных отложений, свойственна достаточно высокая степень комплексности. Поэтому важно учитывать возраст рельефа и формирование его в однотипных условиях под влиянием одного и того же фактора (водно-ледниковых потоков, речной аккумуляции, стадиальной остановки ледника). Разнообразие мезо- и микроформ рельефа сказывается на усложнении горизонтального строения ландшафта. Поэтому наиболее сложное внутреннее строение свойственно ландшафтам Белорусского Поозерья, наиболее простое – ландшафтам Белорусского Полесья.

Важную роль в ландшафте играет климат. Климатические особенности территории формируются под воздействием множества показателей – прихода и расхода солнечного тепла и влаги, циркуляции воздушных масс, температуры и влажности воздуха, направления и скорости ветров. Основные метеорологические показатели изменяются с севера на юг, и это изменение является главной причиной смены широтных ландшафтных зон. Некоторое влияние на климатические особенности оказывает рельеф: на возвышенностях средняя месячная температура воздуха на 0,3–0,5° ниже, а сумма осадков на 50–150 мм больше, чем на окружающих равнинах. Климатические контрасты углубляют и подчеркивают проявления вертикальной дифференциации ландшафтов.

Все метеорологические показатели, регистрируемые метеостанциями и геофизическими обсерваториями, характеризуют местный климат. Понятие «местный климат» наиболее соответствует климату ландшафта. В зависимости от рельефа, растительности, наличия или отсутствия водоемов в местном климате обнаруживаются существенные различия, обозначаемые как микроклимат. В системе ландшафт–местный климат–микроклимат закономерность остается прежней: чем больше комбинаций микроклиматов в ландшафте, тем сложнее его горизонтальное строение.

Специфические функции выполняют в ландшафте поверхностные и грунтовые воды. При обилии озер, как это имеет место в Белорусском Поозерье, формируются особые, свойственные только этой территории ландшафты (холмисто-моренно-озерные, моренно-озерные). Эрозионная и аккумулятивная деятельность русловых вод также приводит к появлению специфических ПТК (пойменных, террасовых), что связано с историей формирования речной долины. Роль грунтовых вод ощущается в ландшафте повсеместно. Имеют значение глубина их залегания, наличие или отсутствие связи с атмосферными осадками, химический состав, скорость течения, область питания. Все эти особенности отражаются в степени увлажнения и дренированности территории. Различают интенсивно, умеренно, слабо дренированные и недренированные ПТК. Уменьшение степени дренированности приводит к заболачиванию территории и формированию болотных ландшафтов. Пестрота увлажнения существенно усложняет горизонтальное строение ландшафтов.

Почвенный покров – важный компонент ПТК, хотя в некоторых ПТК (в горных странах, Антарктиде) он может отсутствовать. В значительно большей мере, чем рассмотренным компонентам и элементам ландшафта, почве присуща пространственная изменчивость и комплексность. Даже в ландшафтной зоне, которую характеризуют, как правило, одним типом почвы, распространены почвы еще нескольких типов. Например, в Белоруссии наряду с доминирующими дерново-подзолистыми (42,5 %) развиты дерново-подзолистые заболоченные (25 %), болотные (около 18 %), дерновые и дерново-карбонатные заболоченные (9 %) почвы и некоторые другие. В пределах ландшафта наблюдаются сочетания почв 2–3 типов, 4–6 подтипов. Повышение степени комплексности почвенного покрова следует рассматривать как проявление усложнения внутреннего строения ландшафта. Наибольшая комплексность почв присуща ландшафтам зоны валдайского оледенения.

Растительность входит в состав биоты ландшафта и играет важнейшую роль в регулировании его функций. Как и почвенный покров, естественная растительность подвержена значительной пространственной изменчивости, что предопределяет ее комплексность. Зону смешанных лесов обычно характеризуют как территорию с господством широколиственно-хвойных насаждений. В Беларуси на такие формации приходится 15 % лесопокрытой площади, а доминирующее положение (50 %) занимают хвойные (чаще сосновые, реже еловые) леса. Помимо лесной, на 15,4 % территории республики представлена луговая, на 12,4 % – болотная растительность. В границах ландшафта обычно распространены три-четыре растительные формации и десятки сообществ более мелкого ранга. Высокая степень комплексности растительного покрова также влияет на усложнение горизонтального строения ландшафтов.

Животный мир – подвижный компонент ландшафтной биоты. Распространение животных тесно связано с наличием кормовых ресурсов, что обусловлено главным образом ресурсами и биологической продуктивностью растительности. Ландшафты – среда обитания крупных копытных и хищных животных, земноводных, пресмыкающихся, птиц, насекомых. Есть основания полагать, что видовой состав, численность, плотность животных значительно колеблются в различных ландшафтах. В целом же вопрос о взаимосвязях животного мира с природными территориальными комплексами еще требует изучения.

Таким образом, важнейшим свойством ландшафтов Белоруссии выступает комплексность природных компонентов.

Ландшафт недаром представляет собой комплекс компонентов. Его изменения от места к месту начинаются всегда с изменения какого-либо одного компонента. При этом вследствие всеобщности взаимосвязей изменяются и все другие. Если в результате сводового поднятия какой-либо участок земной коры, например, в степной зоне выгибается на 100–200 м над окружающим ландшафтом, он попадает в более прохладные слои атмосферы и на нем начинают выпадать более обильные осадки: при этом возникает сток, существовавшие ранее понижения рельефа дренируются, возникает балочная сеть. По северным склонам балок вырастают байрачные леса, по водоразделам на смену типчаково-ковыльным степям приходят ковыльно-разнотравные, что привлекает новые виды копытных и грызунов, появляются более влаголюбивые насекомые и т. д. Иногда изменения бывают не столь глубокими. Скажем, вследствие ухудшения условий в области его старого обитания в некоторую местность откочевывает вид травоядных животных, ранее в ней не водившихся. Он вызовет в месте нового поселения исчезновение некоторых растений, частичное угнетение всего растительного покрова и из-за этого, а также из-за различных отложений небольшое изменение свойств почвы, главным образом ее гумусности. И этим дело ограничится, рельеф, климат и водный режим существенно не изменятся.

Однако резкие ли произошли перемены или изменились только «оттенки» ландшафта, затрагивает ли отличие все компоненты или только один-два, все равно мы рассматриваем их как разные типы ландшафта. Ранг различий будет тем более высоким, чем больше компонентов ими затрагивается и чем глубже, контрастнее сами различия.

Иерархия различий устанавливается не от случая к случаю, а закономерно. Некоторые компоненты и их свойства постоянно оказывают более сильное влияние на другие компоненты, чем сами попадают под их влияние.

Имеется возможность расположить все компоненты от ведущих к ведомым в порядке подчинения. Такие попытки делались неоднократно. А.А. Григорьев, впервые высказавший идею о первенстве компонентов и назвавший их «двигательными силами», утверждал, что они меняются в зависимости от таксономической ступени. Так, на первой ступени у географических поясов двигательной силой служат климатические явления, у материков – геоморфологические, у секторов – опять климатические, у зон и подзон – снова геоморфологические и, наконец, у ландшафтов (районов) – сочетание гидро- и аэрогеоморфологических и фитогеографических.

Из более поздних попыток построения систем соподчинения компонентов наиболее известна система Н.А. Солнцева. Он расположил компоненты следующим образом, от «сильных» к «слабым»: земная кора – воздух – воды – почвы – растительность – животный мир. Способность компонентов быть ведущими не зависит от размера и ранга территории.

Эта система лучше предыдущей, но все же не является вполне точной. Д.Л. Арманд предлагает следующую иерархию компонентов.

Ведущие компоненты

Рельеф Климат

( горные породы) (газы и пары тропосферы)

В оды

Растения Животные

Почвы

Ведомые компоненты

Роль компонентов в ландшафте весьма различна. Независимо от их положения в иерархическом ряду одни из них монолитны, другие дисперсны, одни имеют устойчивую форму, другие содержат ее временно только в силу своего положения в пространстве.

3.2. Прямые и обратные связи компонентов

Важным моментом в изучении взаимосвязей компонентов явилось признание системы прямых и обратных связей между ними. Прямые связи – постоянные, отчетливо выраженные и устойчивые воздействия одних компонентов на другие – по Н.А. Солнцеву от более сильных компонентов к более слабым. Они проявляются, например, во влиянии тектонических структур на рельеф (синеклизам, как правило, соответствуют низменности, антеклизам – возвышенности), рельефа – на климат (точнее, метеорологические показатели: сумму атмосферных осадков, средние месячные и средние годовые температуры воздуха, влажность), климата – на режим и типы питания рек, грунтовых вод – на тип почвообразования, почв – на характер растительности, растительности – на видовой состав животных.

Обратные связи также характеризуются постоянством, но проявляются значительно слабее, чем прямые. Однако именно они обеспечивают стабильность, устойчивость к внешним воздействиям, саморегуляцию ПТК – по Н.А. Солнцеву от более слабых к более сильным. Типы обратных связей рассмотрены Я. Демеком (1977).

Наиболее простые обратные связи – непосредственные и цепочечные. Непосредственные возникают между двумя компонентами и выражаются, например, в изменении видового состава растительности на участке выпаса животных. В цепочечные связи вовлекается не менее трех компонентов. Так, особенности климата вызывают различные экзогенные процессы, трансформирующие не только рельеф, но и в определенной мере состав и свойства почвообразующих пород.

Однако в природе простые типы взаимосвязей компонентов почти не встречаются. Наиболее часто возникают отрицательные и положительные обратные связи – когда импульс извне ПТК затрагивает все компоненты и вызывает замкнутый контур изменения. При этом положительные связи действуют в том же направлении, что и импульс извне, и могут привести к разрушению ПТК. Так, ливневые осадки, попадающие на не закрепленные растительностью крутые склоны, способствуют появлению рытвин и разрушению этих склонов. Если же реакция ПТК направлена на погашение внешнего импульса, сохранение равновесия, то в ПТК преобладают отрицательные обратные связи. Никакие ливневые осадки не в состоянии разрушить крутые склоны, густо поросшие естественной растительностью. Таким образом, с помощью отрицательных обратных связей осуществляется процесс саморегулирования ландшафта, процесс, в котором основную стабилизирующую роль играет биота. Несмотря на постоянное воздействие внешних факторов, ландшафт благодаря саморегулированию сохраняет свои функции, структуру, устойчивость при непрерывном развитии. Нарушение вертикальных связей хозяйственной деятельностью приводит к разрушению ландшафта.

4 . ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ ЛАНДШАФТА

4.1. Организационные уровни природно-территориальных

комплексов (ПТК)

Горизонтальное строение ландшафта выражается в наличии системы пространственно взаимосвязанных и соподченных ПТК. А.К. Исаченко выделяет три уровня горизонтального строения ландшафта – локальный, региональный и глобальный. Каждый уровень, выбираемый в зависимости от масштаба исследования, представлен различными ПТК. Выделение глобального уровня имеет скорее теоретическое значение. Наиболее важными, разработанными и широко используемыми в практике являются единицы ПТК локального и регионального уровня. На локальном уровне (крупномасштабные исследования) это единицы морфологического строения ландшафтов, на региональном – единицы их классификации (среднемасштабные исследования) и ландшафтного районирования (мелкомасштабные).