Функционирование и динамика ландшафта
Поскольку ландшафт является геосистемой, для него характерны все составляющие свойств геосистем. Познание ландшафта невозможно без знания его структуры, которую можно рассматривать в трех аспектах. Пространственный аспект – взаимное расположение составных частей ландшафта, функциональный аспект – внутренние системообразующие связи, временной аспект – упорядоченность смены состояний ландшафта но времени. Эти три аспекта мы будем рассматривать, изучая «механизм» взаимосвязей в ландшафте и соотношение его частей, т.е. применяя функциональный, динамический и системный подходы,
В ландшафте различают 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. Латеральная, или горизонтальная, структура ландшафта – это то же, что и морфологическая структура. Вертикальная структура ландшафта представлена отдельными геокомпонентами.
Согласно Н.Л. Беручашвили (1986), элементарными структурно-функциональными частями НТК служат геомассы – качественно разнородные тела, характеризующиеся определенной массой, специфическим функциональным назначением, скоростью изменения во времени и перемещения в пространстве. Это аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы (массы мертвого органического вещества), литомассы, педомассы, гидромассы. Геомассы отличаются от компонентов большей вещественной однородностью. Например, под аэромассой имеется в виду «сухой воздух», т.е. смесь атмосферных газов без водяного пара и других примесей.
Однородные слои в пределах вертикального профиля НТК, характеризующиеся специфическими наборами и соотношениями геомасс, НЛ. Беручашвили называет геогоризонтами. Основные из них: аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (приземный слой воздуха, пронизанный растениями), мортаэрогоризонт. снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. И геомасса и геогоризонт разработаны НЛ. Беручашвили применительно к фации для изучения первичных вертикальных связей в ландшафте.
Между геосистемами и между их частями существуют многообразные связи, различные по своей физической природе, направленности, значимости, устойчивости и т.д. Первооснову этих связей составляет обмен энергией, веществом и информацией, т.е. вещественно-энергетические потоки разного происхождения и мощности. Следует различать потоки внешние (входные и выходные) и внутренние. Системообразующими являются внутренние потоки, которые во многом превосходят по своей интенсивности внешние связи. Связи между частями могут быть прямыми и обратными, односторонними и двусторонними, принимать сигнальные формы и т.д. Вещественно-энергетические потоки подвергаются преобразованию (трансформации), входные воздействия вызывают различные ответные реакции в каждом блоке геосистемы, при этом последняя приобретает новые качества.
Совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме называют 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, Познание функционирования ландшафтов как целостных геоситем происходит через изучение отдельных процессов перемещения вещества, энергии и информации, что является частью географического синтеза, частью познания географической среды, ландшафтной сферы.
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.
Таким образом, влагооборот, геохимический круговорот и происходящий при этом энергообмен являются тремя главными составляющими функционирования ландшафтов.
Влагооборот в ландшафте. Ежегодный запас обращающейся в ландшафте влаги составляют атмосферные осадки – жидкие и твердые, а также вода, поступающая в почву за счет конденсации водяного пара. Часть осадков перехватывается поверхностью растительного покрова и, испаряясь с нее, возвращается в атмосферу; в лесу некоторое количество стекает по стволам деревьев и попадает в почву. Влага, непосредственно выпадающая на поверхность почвы, частично уходит за пределы ландшафта с поверхностным стоком и затрачивается на физическое испарение, остальное количество фильтруется в почвогрунты и образует наиболее активную часть внутреннего влагооборота. Относительно небольшая доля расходуется на абиотические процессы в почве, участвует в гидратации и дегидратации, более или менее значительное количество почвенно-грунтовой влаги выпадает из внутреннего оборота (потери на подземный сток); при иссушении почвы влага поднимается по капиллярам и может пополнить поток испарения. Однако в большинстве ландшафтов почвенные запасы влаги в основном всасываются корнями растений и вовлекаются в продукционный процесс.
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. Величины основных элементов водного баланса для некоторых типов ландшафтов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Основные элементы водного баланса типичных ландшафтов в различных зонах (по А.Г.Исаченко)
Ландшафты | Осадки, мм | Испаре-ние, мм | Сток, мм | Коэффи- циент стока |
Тундровые восточноевропейские | 0,60 | |||
Северотаежные восточноевропейские | 0,50 | |||
Среднетаежные восточноевропейские | 0,45 | |||
Южнотаежные восточноевропейские | 0,40 | |||
Подтаежные восточноевропейские | 0,35 | |||
Подтаежные западносибирские | 0,15 | |||
Широколиственнолесные западно-европейские | 0,30 | |||
Широколиственолесные восточно-европейские | 0,20 | |||
Лесостепные восточноевропейские | 0,15 | |||
Лесостепные западносибирские | 0,04 | |||
Степные северные восточноевропейские | 0,12 | |||
Полупустынные казахстанские | 0.02 | |||
Пустынные туранские | <1 | <0,01 | ||
Субтропические влажные леса восточноазиатские | 0,50 | |||
Пустынные тропические североафриканские | <10 | <10 | <1 | <0,01 |
Саванновые опустыненные северо-африканские | 0,04 | |||
Саванновые типичные североафриканские | 0,10 | |||
Саванновые влажные североафриканские | 0,20 | |||
Влажные экваториальные центрально-африканские | 0,35 | |||
Влажные экваториальные амазонские | 0,50 |
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 характерны для внутриконтинентальных областей и особенно для пояса тропической пассатной циркуляции.
Обобщенным показателем внутриландшафтного влагооборота можно считать суммарное испарение. Максимальные показатели характерны для влажных экваториальных амазонских ландшафтов (осадки – 2500 мм, испарение – 1250 мм), минимальные – для пустынных тропических североафриканских (осадки – менее 10 мм, испарение – менее 10 мм). Во внутриландшафтном влагообороте особую роль играют лесные сообщества. Крона деревьев перехватывает до 20% и более годового количества осадков (сосняки – 14-150 мм, ельники – 200-230 мм, экваториальные леса – до 500 мм). Основным звеном биологической части влагооборота является транспирация (просачивание) влаги через листья, циркуляция в растениях. В плакорных условиях наибольшее количество влаги перекачивает в атмосферу влажный экваториальный лес, примерно в два раза меньше – суббореальный широколиственный лес, в холодном климате транспирапия резко снижается, а в экстрааридном она минимальна. В гидроморфных условиях, при наличии подтока поверхностных или грунтовых вод, объем транспирации может превосходить количество осадков.
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. Около половины создаваемого при фотосинтезе органического вещества окисляется до СО2 при дыхании и возвращается в атмосферу. Оставшаяся фитомасса называется чистой первичной продукцией.
Часть чистой первичной продукции поступает в трофическую цепочку – потребляется растительноядными животными (фитофагами), следующий трофический уровень представлен плотоядными животными (зоофагами). Основная часть фитомассы после отмирания разрушается животными-сапрофагами, бактериями, грибами, актиномицетами. В конечном счете мертвые органические остатки минерализуются микроорганизмами. Конечные продукты минерализации возвращаются в атмосферу и почву. Процессы созидания и разрушения биомассы не всегда сбалансированы – часть ее (в среднем менее 1 %) может выпадать из круговорота на более или менее длительное время и аккумулироваться в почве (в виде гумуса) и в осадочных породах.
Важнейшие показатели биогенного звена функционирования ландшафта – запасы фитомассы и величина годичной первичной продукции, а также количество опада и аккумулируемого мертвого органического вещества (табл. 3). 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 опадом и закрепление в истинном приросте, накопление в подстилке, потеря на выходе из геосистемы и степень компенсации на входе.
Таблица 3
Запасы и продуктивность фитомассы плакорных сообществ различных зон и подзон (по А.Г.Исаченко)
Зоны (подзоны) | Фитомасса, т/га | Продукция, т/га год |
Полярные пустыни | 1,6 | 0,2 |
Арктическая тундра | ||
Субарктическая тундра | ||
Лесотундра | ||
Северная тайга (темнохвойная) | ||
Средняя тайга (темнохвойная) | 6,5 | |
Средняя тайга (лиственничная) | ||
Южная тайга (темнохвойная) | ||
Подтайга восточноевропейская | ||
Подтайга западносибирская | ||
Широколиственные леса западноевропейские | ||
Широколиственные леса восточноевропейские | ||
Широколиственные леса новозеландские | ||
Суббореальные притихоокеанские леса из дугласии | >1000 (до 2900) | 11-16 |
Луговые степи европейско-сибирские | ||
Типичные суббореальные степи | 10-13 | 10-13 |
Сухие суббореальные степи | ||
Пустыни суббореальные (полынно-солянковые) | 1,2 | |
Пустыни тропические | 1,5 | 0,5 |
Влажные субтропические леса | ||
Субтропические сезонные леса | >1000 (до 4250) | До 27 |
Саванны типичные | ||
Сезонно-влажные саванновые леса | ||
Влажные экваториальные леса | 30-40 |
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: зональности, секторности, высотной поясности, включая также внутриландшафтную морфологическую дифференциацию.
По запасам фитомассы и первичной продуктивности первое место занимают влажные экваториальные леса (максимальные запасы фитомассы присущи лесам из долго живущей секвойи вечнозеленой). Минимальные значения характерны для арктических пустынь. В целом запасы биомассы тем больше, чем выше теплообеспеченность и чем ближе к оптимуму соотношение тепла и влаги. От величины биологической продуктивности зависит емкость биологического круговорота веществ.
Основную часть элементарного химического состава вещества, участвующего в биологическом метаболизме, составляют важнейшие элементы-биогены: N, К, Са, Si, Р, Mg, S, Fe, Аl и др. В зависимости от избирательной способности растений к поглощению тех или иных элементов их количественные соотношения в составе биомассы и ежегодно потребляемого минерального вещества несколько варьируют и подчинены географической зональности. Так, тундровые и таежные сообщества потребляют больше всего азота, затем следуют кальций и калий; в широколиственных лесах — на первом месте кальций, затем азот и калий; в степях – кремний, азот, калий, кальций; в пустынях – кальций, калий, азот, магний; в тропических и экваториальных лесных ландшафтах особенно активно поглощаются кремний, железо, алюминий.
Немаловажную роль в биологическом метаболизме играет углеродный обмен, от которого зависят характер обменных процессов в почвах, химизм речных вод и др.
В характере биологического круговорота и продуцировании биомассы наблюдаются существенные внутриландшафтные различия между плакорными (автономными, элювиальными) и подчиненными (аккумулятивными, преимущественно гидроморфными) фациями. При недостаточном атмосферном увлажнении и высокой теплообеспеченности перераспределение влаги в ландшафте обусловливает большую контрастность в интенсивности биологического круговорота и продуцировании биомассы по местоположениям. В гидроморфных местоположениях, как правило, наблюдаются наиболее высокие показатели.
Абиотическая миграция вещества литосферы. Абиотические потоки вещества в ландшафте в значительной мере подчинены воздействию сипы 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.
По отношению к каждой конкретной геосистеме различают входные и выходные абиогенные потоки. В суммарном итоге для всех ландшафтов суши перевес на стороне выходных потоком, но для каждого ландшафта будет складываться своя специфика абиогенной миграции вещества.
Основные выходные абиогенные потоки:
1. Твердый сток, точнее, сток взвешенных наносов (не учитывается перераспределение обломочного материала, делювиальный перенос). Интенсивность денудации варьирует по ландшафтам в зависимости от степени расчлененности рельефа и глубины местных базисов денудации, податливости горных пород к выветриванию и размыву, величины стока, развитости растительности, препятствующей сносу и смыву. Распределение твердого стока в определенной мере подчинено широтной зональности. В тундре и тайге величина модуля твердого стока не превышает 5-10 т/км2 • год, в зоне широколиственных лесов – 10-20 т/км3 • год, в степи – 50-100 т/км2 • год.
Со стоком взвешенных наносов ландшафты суши теряют ежегодно примерно 22-28 млрд т вещества, или слой толщиной около 0,1 мм.
2. Дефляция. Выходные эоловые потоки наиболее интенсивны в аридных областях, а также на распаханных территориях. Оценивать глобальные масштабы дефляции достаточно сложно. Однако в отличие от твердого стока эоловая миграция не представляет собой полностью необратимого потока. Частицы пыли удерживаются в атмосфере от 1 до 10 сут. За это время, находясь в обороте, они могут осесть частью в том же ландшафте, частью — в соседних или даже более отдаленных ландшафтах, или за пределами суши – в Мировом океане.
3. Выходные потоки водорастворимых веществ. Фильтруясь под действием гравитации в почвогрунты и горные породы, атмосферные осадки обогащаются растворимыми солями, которые вовлекаются в биологический круговорот, частью выносятся за пределы геосистемы с речным и глубинным стоком. Масса растворенных веществ, выносимых мировым речным стоком, определяется в 2,5-5,5 млрд т.
4. Миграция водорастворимых солей с воздушными потоками. С поверхности суши соли попадают в атмосферу с пылью, а также при испарении и транспирации. Главными поставщиками атмосферных ионов служат аридные ландшафты.
Потеря вещества из ландшафта частично может компенсироваться за счет выходных потоков, причем на фоне общей для суши убыли существуют ландшафты с положительным балансом твердого материала в результате его гравитационного и эолового перераспределения или выноса из глубинных толщ земной коры. Взвешенные наносы не полностью выносятся в океан, часть их откладывается в русле, а многие реки при впадении в океан образуют дельты. У некоторых крупных рек (Миссисипи, Хуанхэ, Меконг, Иравади и др.) дельты растут со скоростью 50-100 м в год. Во внутриконтинентальных областях разгрузка потоков механического переноса обломочного материала приводит к образованию предгорных шлейфов, конусов выноса, слепых дельт и др.
Главные источники поступления вещества в ландшафты: 1) вулканизм (в виде излияния лав на поверхность, выбросов обломочного магматического материала и др.); 2) поступление метеоритов и космической пыли (оценивается примерно в 10 млн т в год); 3) атмосферные осадки. По мере удаления от морских побережий вглубь суши минерализация осадков увеличивается – от 10 г/л и менее до 20-30 и более. Изменяется и состав ионов: в приокеаничсских районах преобладают ионы хлора и натрия, в континентальных – карбонаты, сульфаты, кальций и магний. В вулканических районах наблюдаются дожди с минерализацией до 250 мг/л и высоким содержанием сульфатов, хлора и натрия.
Надежных данных для суждения о соотношениях входных и выходных потоков по различным конкретным ландшафтам не существует, можно говорить лишь о некоторых общих закономерностях. В большинстве ландшафтов механический вынос твердого материала преобладает над привносом. Наиболее интенсивной механической денудации повергаются горные ландшафты, среди равнинных – возвышенности, сложенные рыхлыми породами (например, лессами) в условиях семигумидного климата и слабо развитой растительности, и равнины, подверженные дефляции. Положительным балансом твердого вещества отличаются ландшафты с преобладанием процессов современной аккумуляции: вулканические, дельтовые, низменные аллювиальные равнины гумидных (преимущественно муссонных) областей, подвергающиеся частым наводнениям и т.д. В любых условиях поддержанию баланса способствует мощный растительный покров.
В абиотической миграции веществ проявляется внутриландшафтная дифференциация (контрастность по морфологическим единицам). Плакорные фации характеризуются преобладанием выходных потоков. Переходные (транзитные, трансэлювиальные) склоновые фации приближаются к равновесному состоянию. Для подчиненных фаций типично преобладание локальных входных потоков, они часто служат «геохимическими ловушками», аккумулирующими многие элементы.
По своим масштабам биотические потоки вещества значительно превосходят абиотические. В абиотических потоках доминирует латеральная составляющая, относящаяся к внешним связям геосистем, в биотических – вертикальная составляющая, относящаяся к внутренним связям. Абиотические потоки разомкнуты; входные потоки не скомпенсированы с выходными, последние доминируют, что ведет к потере вещества. Биотические потоки квазизамкнуты, они имеют характер круговоротов и способствуют удержанию вещества в ландшафте, выполняя в нем стабилизирующую функцию.
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 обусловливают основной — годичный цикл функционирования.
Преобразование приходящей солнечной радиации начинается с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от характера поверхности ландшафта (альбедо). В результате наибольшую часть суммарной радиации теряют приполярные ландшафты (арктические пустыни – около 87 %), затем – тундровые (80 %), а также пустынные и таежные (около 65 %). Наименьшие потери присущи экваториальным лесным ландшафтам, ниже средней величины потери в степных, лесостепных и широколиственным суббореальных ландшафтах (59-62 %).
Подавляющая часть полезного тепла, поглощаемого земной поверхностью, т.е. радиационного баланса, затрачивается на испарение и на турбулентную отдачу тепла в атмосферу, иными словами, на влагооборот и нагревание воздуха. Соотношение указанных двух расходных статей радиационного баланса существенно различается по ландшафтам и в общих чертах подчинено зональности, причем в гумидных ландшафтах основная доля радиационного баланса расходуется на транспирацию, а в аридных – на турбулентный поток тепла в атмосферу. 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 теплообеспечен- ности и увлажнения.
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.
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. Состояние геосистемы находится в соответствии с внешними воздействиями, например, потоком лучистой энергии Солнца. Устойчивую смену состояний геосистемы в пределах суточных и годовых циклов можно назвать режимом функционирования геоситем или, по H.Л. Беручашвили, поведением ПТК.
Динамика ландшафта – 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. 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 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, что подтверждают наблюдения над его реакцией на преднамеренное и непреднамеренное вторжение человека (его хозяйственной деятельности).
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.
Зарождение нового ландшафта может быть обусловлено как внутренними, так и внешними факторами, причем последние приводят к более резким трансформациям и играют роль основных ориентиров при восстановлении истории ландшафта. Так как нормальная эволюция ландшафта требует постоянства внешних зональных и азональных условий, то стабильность последних на протяжении определенного отрезка времени, в течение которого не наблюдалось сколько-нибудь заметных подвижек ландшафтных зон, сохранялся устойчивый тектонический режим, отсутствовали макрорегиональные колебания типа оледенения – межледниковья, может служить отправным моментом для прояснения вопроса о возрасте современных ландшафтов. Одним из важных индикаторов при этом, по мнению некоторых исследователей, является почва.
Вопрос о возрасте ландшафта нельзя считать вполне решенным. Практически не так важно точно установить «день рождения» ландшафта, как выяснить устойчивые современные тенденции и закономерности его развития и тем самым создать предпосылки для разработки прогноза его дальнейшего поведения. Это наиболее актуально в современное время, когда «поведение» ландшафта зависит не столько от природных, сколько от антропогенных факторов.
Дата добавления: 2016-01-07; просмотров: 5135;