ИЕРАРХИЯ ПРИРОДНЫХ ГЕОСИСТЕМ

В настоящее время разработаны иерархические шкалы объектов - от простых, до самых сложных. В геологии такая иерархия объектов исследования включает (снизу вверх): кристаллы - минералы - горные породы - геологические формации - тектонические структуры разных порядков - земную кору - земной шар в целом. В геоморфологии по размерности различают формы нано-, микро-, мезо-, макро- и мегарельефа. В биология принята следующая иерархия: молекула - клетка - ткань - орган - организм - биоценоз - биом - биостром - биосфера.

Ландшафтная оболочка также подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований океанов и континентов до малых и очень изменчивых, подобных песчаной отмели на речном берегу или каменистой осыпи у подножия горного склона. Все они составляют многоступенную систему таксонов, которую называют иерархией природных геосистем [26].

4.1. Основные организационные уровни геосистем: локальный, региональный, планетарный

Многоступенную иерархию природных геосистем принято членить на три крупных отдела: планетарный, региональный и локальный [25,36].

Каждая вышестоящая в иерархии природная геосистема является по отношению к нижестоящим объемлющей не только пространственно, но и исторически, эволюционно, как более древняя по возрасту. При этом иерархическая соподчиненность перерастает в пространственно-временную, структурно-эволюционную. Например, зональная область (природная зона в пределах физико-географической страны) обычно древнее слагающих ее ландшафтов. А ландшафты долговечнее своих морфологических единиц (Табл. 4) [26].

Таблица 4

Иерархия природных геосистем

Размеры ландшафтов, и в первую очередь их площадь, иг­рают важную роль, т.к. они обусловливают существенные разли­чия или сходство их геометрических, физических, химических, биологических и других параметров. Это позволяет судить о сложности их внутреннего устройства и степени преобразованности человеком.

К локальному уровню относятся фации, типы урочищ и типы мест­ности, представляющие собой низшие типологиче­ские единицы ландшафтной сферы. Их характерной чертой явля­ется то, что они выступают объектами ландшафтно-типологического картирования, т.е. их изучение проводится пре­имущественно в полевых условиях.

Региональный уровень образуют физико-географические районы, провинции, страны, зональные области и их подзоны, а также типы и классы ландшафтов. Посредством единиц этого масштаба раскрывается природная специфика отдельных доста­точно крупных регионов Земли.

И, наконец, глобальный, или планетарный уровень включа­ет в себя такие региональные единицы, как материки, географи­ческие пояса, природные зоны (в широком смысле), а также все пять вариантов ландшафтной сферы.

Элементарной единицей морфологической структуры ландшафта принято считать природную геосистему ранга фации.

В географическую литературу термин фация был введен в 30-е годы Л. Г. Раменским [29]. Фацию он рассматривает как мельчайшую единицу ландшафта, вся территория которой характеризуется однотипным происхождением и экологическим режимом и одинаковой биотой.

Фация - единственная природная геосистема, отличающаяся полной гомогенностью. На всей занимаемой ею площади вертикальная структура геогоризонтов одинакова. По Н. А. Солнцеву, в пределах фации сохраняется одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый характер рельефа и увлажнения, и один биоценоз [26].

Полная природная однородность сохраняется на местности лишь на очень небольших участках. Поэтому размеры фаций невелики. В равнинных условиях их площадь колеблется от 10-20 м² до 1-3 км². В горах она еще меньше. Всюду прослеживается территориальная связь фаций с нано- и микроформами рельефа, либо элементами последних.

Таким образом, фация - это элементарный (далее неделимый) природный комплекс, на всем протяжении которого сохраняются одинаковая литология пород, характер рельефа и увлажнения, микроклимат, почвенная разность биоценоз.

Внутренняя однородность фации - понятие условное. Дело в том, что отдельные компоненты в ее пределах не монолитные тела. Так, фитоценоз и зооценоз состоят множества обособленных друг от друга живых организмов располагающихся в пространстве далеко не равномерно. Элементарный почвенный ареал состоит из более мелких подразделений, относящихся уже к самой почве и не являющихся географическими категориями.

В пределах фации можно выделить болотные кочки, нору землероя, понижение на месте корней упавшего дерева и пр. Эти образования Б. Б. Полыновым названы «предельными структурными элементами ландшафта» или «деталями ландшафта». Сейчас их называют парцеллами [8]. При отнесении какого-либо участка земной поверхности к фации необходимо учитывать возможность (хотя бы мысленную) распространения его в другом месте на значительной территории. Например, небольшие пятна солонцов, слабозадернованных выходов мела на склонах, лисохвостовых лугов на зернистых наносах среднего уровня поймы, имеющие размеры 10 м², относятся к фациям, поскольку известны места, где их отдельные ареалы занимают по площади десятки и даже сотни гектаров. А вот примерно таких же размеров сурчины, понижения на месте ветровалов могут рассматриваться только в качестве деталей фаций, так как их нельзя представить себе увеличенными в десятки и сотни раз.

В качестве другого критерия отделения фации от своей детали необходимо использовать представление о системоформирующей роли географической формы движения материи. Действительно, обособление закочкаренного дна во­дораздельной заболоченной западины связано с одновремен­ным проявлением и географического, и биологического кру­говорота вещества и энергии (ландшафтный уровень орга­низации приповерхностной комплексной оболочки Земли). Образование же отдельной кочки вызвано сугубо биологи­ческими процессами. Поэтому закочкаренное дно западины - фация, а кочка - всего лишь деталь этой фации.

Ландшафтная фация неоднородна и в вертикальном раз­резе. Она состоит из современной коры выветривания, почвенно-растительного покрова с населяющим его животным миром, грунтовых и поверхностных вод, приземного слоя воздуха, находящегося под непосредственным воздействием подстилающей поверхности. Подобные слои называются биогеоценотическими горизонтами, ярусами, и в достаточно слож­ном комплексе их может быть не менее пяти. Так, в на­земных фациях выделяет следующие ярусы: воздушный, напоч­венный, почвенный, подпочвенный [21].

Общая мощность фаций колеблется от 30 - 60 до 150 - 200 м.

Ландшафтная фация - элементарная геосистема при­родных компонентов, обособившаяся на поверхности Земли под влиянием географического и биологического круговоро­тов вещества и энергии, характеризующаяся устойчивостью в пределах определенных пространственных и временных ин­тервалов.

Ландшафтные фации в сравнении с урочищами и бо­лее сложными комплексами имеют две характерные черты:

1. В их пределах на общем фоне вертикального разреза приповерхностной комплексной оболочки Земли происходит основной процесс поглощения энергии солнечных лучей и формирование энергетической базы географического и био­логического круговоротов вещества.

2. В горизонтальном плане фации наименее (по срав­нению с более сложными комплексами) обособлены функ­ционально и наиболее пронизаны транзитными и обменными потоками. Поэтому они являются самыми динамичными и изменчивыми ПТК [16].

.При обсуждении проблемы различия между понятиями фация и биогеоценоз существуют две противо­положные точки зрения:

1) понятия «природная фация» и «биогеоценоз» идентичны (В. Н. Сукачев, Ф. Н. Мильков);

2) «природная фация» и «биогеоценоз» - принципиально различающиеся естественные образования (Н. А. Солнцев, А. Г. Исаченко, Н. А. Гвоздецкий и др.).

Решение проблемы имеет большое значение для комплексной физической гео­графии, поскольку тесно связано с вопросом об элементар­ном объекте изучения науки.

Определения фации и биогеоценоза, приводимые в работах Н. А. Солнцева и В. Н. Сукачева почти идентичны. Так, В. Н. Сукачев [37] дал следующее определение: «Биогеоценоз представляет собой всякий участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются одинаковыми, имеющими однородный характер взаимодействия между ними, и поэтому в совокупности образующими единый, внутренне взаимообусловленный ком­плекс ... Поэтому, как правило, границы отдельного биогео­ценоза определяются отдельным фитоценозом».

С момента первых определений прошло значительное время. Появились опыты детальных характеристик фаций и биогеоценозов, опубликованы крупные теоретические обоб­щения [9,16]. Поэтому возникла возможность при решении проблемы соотношения понятий «фация» и «биогеоценоз» перейти от сопоставления определений к сопоставлению их содержания.

По содержанию биогеоценоз представляет собой экосис­тему, в которой в качестве «хозяина» выступает живое ве­щество [27]. Поэтому при изучении его функционирования на первое место выдвигается биоло­гический круговорот вещества и энергии. Другие круговоро­ты привлекаются лишь постольку, поскольку влияют на развитие живых организмов. При характеристике ландшафт­ных комплексов биота и геома выступают в качестве равно­правных частей.

При классификации биогеоценозов основное внимание уделяется их биотической части. При систематике ланд­шафтных фаций наряду со свойствами биоценоза на равных правах учитываются параметры литогенной основы.

Таким образом, фация и биогеоценоз - две концептуальные системы, отражающие в разных аспектах один тот же реальный объект.

Фации, связанные друг с другом горизонтальными вещественно-энергетическими потоками, образуют объемлющие геосистемы.

В ландшафтоведении фации рассматриваются как структурные элементы природных геосистем ранга урочища и подурочища. Эти фациальные связки обусловлены в первую очередь их местоположением в пределах одной мезоформы рельефа. Отсюда проистекает не простое топогенное соседство фаций, а генетическая и функциональная сопряженность их. Если урочищам, как правило, соответствуют целостные формы мезорельефа (холм, балка, котловина, бархан), то подурочищам - элементы (грани) этих форм (вершина, склоны, подножье холма; склоны и днище балки и т. п.). Таксон ранга урочища признан одной из важнейших морфологических единиц ландшафта. Подурочище - единица факультативная. Дифференциация природных геосистем на уровне подурочища чаще всего происходит в районах с достаточно расчлененным рельефом.

Урочищами называются природные территориальные комплексы, представляющие закономерно построенную систему генетически, динамически и территориально связанных фаций или их групп (подурочищ); обычно урочища формируются на основе какой-либо одной мезоформы рельефа и являются важной составной частью ландшафта. Типичные урочища равнинных ландшафтов: балка с байрачным лесом; моренный холм, залесенный темнохвойной тайгой; степная сопка; луговой лиман среди степи; такыр в пустыне, овраг, балка, степная западина, осиновый куст, черноольшаник в притеррасном понижении поймы и т. п. [26].

В «Толковом словаре pyсского языка» под редакцией Д.Н. Ушакова приводится два значения слова урочище - как ес­тественной границы и как участка местности, отличающегося от окружающего какими-нибудь естественными признаками, на­пример лес среди поля, болото [41].

В общем географическом смысле под урочищем обычно подразумевают наиболее примечательные, чем-либо выдающиеся природные участки с более или менее хорошо обозначенными границами. Другое, более точное содержание в термин урочище вкладывают ландшафтоведы, понимая под ним одну из основных типологических единиц ландшафтного картирования, а именно: урочище - закономерный комплекс фаций, достаточно хорошо обособленный в природе в связи с неровностями рельефа, неодно­родным составом грунтов и хозяйственной деятельностью че­ловека.

В природе нередко можно наблюдать такие природные комплексы, про которые трудно сразу сказать, к какому типу и даже к одному или нескольким типам урочищ они относятся. На­пример, что представляет собой балка, прорезанная донным ов­рагом? Одно это урочище или два? Картина еще более усложня­ется, если в балке, прорезанной донным оврагом, имеется пятно черноольшаника. В этом случае можно говорить уже о трех са­мостоятельных урочищах, причем возникает необычное положе­ние, при котором одно урочище встречается в другом.

Каждая таксономическая единица низшего и среднего ранга в ландшафтной географии охватывает большое число конкрет­ных природных комплексов. Эти конкретные природные ком­плексы одного и того же таксономического значения отличаются друг от друга различной сложностью своего строения. Степень сложности природного комплекса обусловлена многими причи­нами, среди которых первостепенное значение имеют возраст и свойства геолого-геоморфологического компонента. При прочих равных условиях природный комплекс тем сложнее, чем старше его возраст и чем неоднороднее геолого-геоморфологический компонент. Степная западина на плакоре или плоскодонная бал­ка с задернованными склонами представляют собой пример простого урочища, в то время как балка с донным оврагом и черноольшаником - пример сложного урочища.

Тип местности - относительно равноценная с точки зрения хозяйственного использования территория, обладающая законо­мерным, только ей присущим сочетанием урочищ. В лесостепной зоне, например, ими являются пойменный, надпойменно-террасовый, склоновый, плакорный (плоско-водораздельный), междуречный недренированный, останцово-водораздельный и др.

Ареал у большинства типов местности очень широкий, мно­гие из них повторяются в разных зонах, образуя зональные анало­ги (пойменный лесостепной - пойменный степной - тугайный пустынный). Сочетание разных типов местности с их характер­ными урочищами определяет морфологическую структуру физико-географических (ландшафтных) районов. Можно сказать иначе: рисунок типов местности раскрывает ландшафтное содержа­ние физико-географического района [12].

Географическая местность всегда сопряжена не с одной мезоформой рельефа, а морфогенетической совокупностью их. Важнейшими интегрирующими факторами для местности служат позиционное единство в рамках того или иного элемента макроформы рельефа и связанный с ним парагенезис слагающих ее урочищ. Географическая местность служит связующим звеном между локальными геосистемами ранга урочищ, подурочищ и ландшафтом [26].

В лесостепной и отчасти степной зонах Центральной Черноземной России, включающей в себя провинции Среднерусской возвышенности и Окско-Донской равнины, хорошо известны семь типов местности: пойменный, надпоймено-террасовый, склоновый, плакорный, междуречный недренированный, останцово-водораздельный, зандровый (водораздельно-зандровый).