Функциональный аспект структуры ландшафтов
Понятие о функционировании ландшафта
Понятие структуры ландшафта включает три момента: состав и взаимное расположение частей ландшафта, способ соединения отдельных частей, т.е. внутренние связи (первооснова – обмен энергией, веществом, информацией. Геосистемы пронизаны вещественно-энергетическими потоками разной мощности и происхождения) и временной или динамический момент.
Таким образом, структура ландшафта рассматривается не только как некоторая организованность его составных частей в пространстве, но и как упорядоченность смены его состояний во времени. Все пространственные и временные элементы структуры геосистемы составляют её инвариант.
Инвариант – это совокупность устойчивых отличительных черт системы, придающих ей качественную определённость и специфичность, позволяющих отличить данную систему от остальных.
Всю совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации энергии, вещества, а также информации в геосистеме можно назвать её функционированием. Функционирование геосистемы осуществляется по законам механики, физики, химии и биологии. С этой точки зрения геосистема – сложная физико-химико-биологическая система. Функционирование геосистем слагается из трансформации солнечной энергии, влагооборота, геохимического круговорота, биологических процессов, механического перемещения материала под действием силы тяжести.
Изменчивость, устойчивость и динамика ландшафта
Изменчивость ландшафтов обусловлена многими причинами, она имеет сложную природу и выражается в принципиально различных формах.
Прежде всего в ландшафтах надо различать два основных типа изменений, которые Л.С. Берг называл обратимыми и необратимыми. К первым он относил как сезонные смены, которые, как он говорил, «не вносят ничего нового в установившийся порядок вещей», так и другие (катастрофические) изменения, после которых «ландшафт восстанавливается приблизительно до состояния, бывшего до катастрофы». При необратимых, или прогрессивных сменах возврата к прежнему состоянию не происходит, изменения идут в одну сторону, в определённом направлении.
Изменения первого типа не приводят к качественному преобразованию ландшафта, изменения второго типа ведут к трансформации структур, т.е. к смене ландшафта.
Все обратимые изменения ландшафта образуют его динамику, тогда как необратимые смены составляют сущность его эволюционных изменений, т.е. его развития.
Иначе динамику можно определить как смену состояний в рамках одного инварианта, в то время как эволюция есть смена самого инварианта.
Под состоянием геосистемы подразумевается упорядоченное соотношение параметров её структуры и функций в определённый промежуток времени. Состояние геосистемы находится в соответствии с внешними воздействиями (лучистой энергии, атмосферных осадков и т.д.).
Динамика ландшафта также обусловлена преимущественно внешними факторами и имеет в основном ритмический характер. Это и суточный, и сезонный ритм, известны также внутривековые и вековые ритмы, сверхвековые (1850-летний), геологические (млн лет).
Природа многих ритмов ещё не ясна, и их воздействие на ПТК также. Однако известно, что различные ритмы проявляются в ландшафте совместно и одновременно, накладываясь друг на друга.
Многие вопросы динамики и пространственно-временного анализа геосистем, включая понятие о состояниях, динамических сменах и другие, разработаны только на примере элементарных ПТК – фациях.
Динамика – понятие очень сложное. С динамикой связаны и другие свойства геосистем.
Под устойчивостью системы подразумевается её способность сохранять структуру под воздействием возмущающих факторов или возвращаться в прежнее состояние после нарушения. Устойчивость не означает абсолютной стабильности, неподвижности. Напротив, она подразумевает колебания вокруг некоторого среднего состояния, т.е. подвижное равновесие. Считается, что чем шире привычный диапазон состояний, тем меньше риск подвергнуться необратимой трансформации при аномальных внешних воздействиях.
В саморегуляции геосистем огромную роль играет биота как важнейший стабилизирующий фактор благодаря её мобильности, приспособляемости, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со своим режимом.
Степень устойчивости геосистем пропорциональна их рангу. Фации наименее устойчивы к внешним воздействиям и наименее долговечны. Ландшафт – система более устойчивая.
Устойчивость каждого ландшафта относительна и имеет свои пределы. Любая система устойчива при сохранении параметров внешней среды. Однако порог устойчивости каждого ландшафта неизвестен и его ещё предстоит выяснить.
Эволюция или развитие ландшафта
Вопрос о причинах или движущих силах развития ландшафта принципиально ясен. Бесспорно, что ландшафты подвержены необратимым изменениям под воздействием внешних космических и тектонических сил. Однако этот факт не объясняет сущности развития ландшафта как процесса саморазвития.
Способность саморазвития доказывается тем, что ландшафт поступательно изменяется и без вмешательства внешних факторов, при их постоянстве. Это было ясно ещё В.В. Докучаеву, который утверждал, что такой природный комплекс, как озеро, «носит в себе зародыши своей будущей смерти», даже при постоянстве стока и др. внешних условий оно постепенно мелеет, расход воды на испарение начинает превышать приход, и в конце концов озеро неизбежно исчезает, т.е. превращается в комплекс другого типа (болото, солончак).
Сущность внутренних противоречий как движущей силы развития геосистемы состоит в том, что её компоненты в ходе взаимодействия стремятся прийти в соответствие между собой, т.е. система стремится к равновесию, но это равновесие может быть только временным, относительным, так как сами компоненты его нарушают. Один из самых активных компонентов – биота. Стремясь наиболее полно приспособиться к среде, биота в то же время вносит изменения в результате своей жизнедеятельности. Таким образом, биоте опять приходится перестраиваться, приспосабливаясь к ею же изменённым условиям, в результате постепенно перестраивается вся система.
Саморазвитие ландшафта протекает относительно медленно и редко выражено «в чистом виде», ибо на него накладываются изменения, вызываемые внешними воздействиями. Внешние процессы нарушают закономерный ход развития (саморазвития) ландшафта, могут повернуть его вспять и вовсе пресечь.
«Механизм» развития ландшафта состоит в постепенном количественном накоплении элементов новой структуры и вытеснении элементов старой структуры. Этот процесс приводит к качественному скачку – смене ландшафтов. Б.Б. Полынов и Л.С. Берг обратили внимание на то, что в ландшафте могут быть представлены разновозрастные элементы. Б.Б. Полынов различал в ландшафте элементы «реликтовые» (сохранились от прошлых эпох и указывают на историю ландшафта); консервативные – те, которые наиболее полно соответствуют современным условиям и определяют современную структуру ландшафта; прогрессивные – наиболее молодые, которые указывают на тенденцию дальнейшего развития ландшафта, служат основанием для прогноза. Прогрессивные элементы – появление лесных участков в степи, талого грунта в области многолетней мерзлоты и т.д.
Процесс развития ландшафта наиболее отчётливо проявляется в формировании его новых морфологических частей, возникающих из едва заметных фациальных микрокомплексов (промоины, талый грунт, участки заболачивания в понижениях).
Однако чтобы трансформировалась вся морфологическая структура, требуется длительное время. Таким образом, картина развития складывается из перемен, обусловленных переплетением внутренних и внешних стимулов. В ходе развития на прогрессивное движение накладываются ритмические колебания и регрессивные сдвиги.
Понимая всю условность деления развития ландшафтных комплексов на прогрессивное и регрессивное, всё же их разграничение представляется желательным и должно основываться на учёте трёх не просто взаимосвязанных, а корректирующих друг друга критериев: нарастание или уменьшение биологической продуктивности, усложнение или упрощение структуры, рост или снижение стабильности (устойчивости).
Прогрессивное развитие ландшафтного комплекса характеризуется нарастанием его биологической продуктивности с одновременным усложнением структуры и ростом стабильности. Таков ход развития типов ландшафта в направлении: пустыня – полупустыня – степь – лесостепь (саванна тропиков). Лесостепь – заключительная стадия прогрессивного ряда развития. С нею совпадает ось оптимизации ландшафтов, отличающаяся максимальной для умеренного пояса биологической продуктивностью, высокой сложностью структуры (дифференциация ландшафта на две резко контрастные группы биогеоценозов – лесную и степную) и климатической устойчивостью (Мильков, 1980). Переход лесостепного типа ландшафта к лесному следует рассматривать как регрессивное развитие, а в смене лесного ландшафта лесостепным видеть пример прогрессивного развития. Регрессивным является развитие ландшафтов в направлениях: лес – болото; лесостепь – степь – полупустыня – пустыня.
В региональном аспекте прогрессивным следует считать развитие комплексов в сторону оптимума-ландшафта. Один и тот же процесс в разных региональных условиях может определять различную направленность в развитии ландшафтных комплексов. Например, активные неотектонические поднятия на плоских низменностях, заболоченных на севере и засоленных на юге, обусловливают прогрессивное развитие комплексов, но эти же поднятия на расчленённых возвышенностях приводят к регрессивному развитию, заканчивающемуся образованием овражно-балочного бедленда. Или: понижение уровня Каспийского моря – одновременно фактор прогрессивного развития прилегающих районов Прикаспийской низменности (дифференциация рельефа, рассоление почв, формирование полынно-злаковых группировок) и регрессивного развития усыхающих прибрежных аквальных ландшафтов.
Возраст ландшафта
Этот вопрос относится к сложным и дискуссионным вопросам. Есть мнение, что возраст ландшафта следует считать со времени формирования новой территории – после выхода её на поверхность в результате регрессии моря или отступания ледникового покрова. Однако если платформа существует с архея, то совершенно не значит, что ландшафты здесь архейского возраста. Даже на территории, освобождённой ото льдов только 10–15 тыс. лет назад, ландшафты не раз сменялись вследствие трансформаций климата, которые вели за собой смещение ландшафтных зон.
Таким образом, возраст ландшафта нельзя отождествлять с возрастом его геологического фундамента или с возрастом суши, на которой он развивался. Совпадение возможно лишь в том случае, когда ландшафт формируется на молодых участках морского дна. На таких территориях ещё не успели смениться ландшафты, и мы наблюдаем первичные процессы их формирования.
Теоретически возраст ландшафта определяется тем моментом, с которого появилась его современная структура. Практически установить этот момент очень сложно. Основная проблема заключается в том, что новая структура сменяет старую постепенно, а не внезапно.
Качественный скачок также имеет определённую продолжительность. На протяжении долгого времени «старый» и «новый» ландшафт сосуществуют, они как бы перекрываются. Даже после резких перемен между ними сохраняется преемственность – элементы прежнего ландшафта переходят по наследству новому ландшафту; полностью переходит – геологический фундамент и морфологические черты рельефа, долго сохраняются также реликтовые почвы и биоценозы.
Признавая структуру основным критерием при определении возраста ландшафта, мы оказываемся опять перед вопросом: что же принять за точку отсчёта – время появления элементов новой структуры или время, когда сложилась современная структура. В любом варианте ответ будет слишком формальным, в нём не найдёт отражение стадиальность развития ландшафта.
Всякий ландшафт переживает две стадии в своём развитии:
1) стадия формирования;
2) стадия устойчивого развития (эволюционного).
Первая стадия протекает быстро – вначале ландшафт характеризуется быстрой изменчивостью и носит черты молодости и несложившейся структуры: несформировавшиеся биоценозы, слабо развитые почвы, малорасчленённый рельеф, неразработанная гидрографическая сеть. Постепенно компоненты ландшафта приходят в равновесие друг с другом, территория морфологически дифференцируется, ландшафт образует черты устойчивой структуры – достигает зрелости.
Здесь ландшафт переходит во вторую продолжительную стадию развития, основной процесс – процесс саморазвития.
Таким образом, понятие «возраст ландшафта» распадается на две части: возраст первичных элементов современного ландшафта в недрах прежней структуры и возраст современного ландшафта в буквальном смысле слова – как сложившегося устойчивого образования.
Как определить возраст ландшафта? Какие его признаки? Одним из важных индикаторов при этом является почва. Зрелый почвенный профиль служит как бы «памятью ландшафта» и свидетельствует об относительной устойчивости всех факторов, под влиянием которых эта почва сформировалась. Существуют и другие взгляды на определение возраста современных ландшафтов – есть предложение определить его по другим компонентам.
Таким образом, вопрос о возрасте ландшафта нельзя считать вполне решённым. Впрочем, практически, не так важно точно установить «день рождения» ландшафта, как важно выяснить устойчивые современные тенденции и закономерности развития и таким образом создать предпосылки для разработки прогноза его дальнейшего поведения.
Контрольные вопросы
1. Какие уровни организации геосистем вы знаете?
2. Какими свойствами обладает эпигеосфера?
3. Назвать важнейшие свойства любых геосистем.
Оглавление книги открыть закрыть
Ландшафтоведение как наука
История развития отечественного ландшафтоведения
Ландшафтоведение за рубежом
Ближайшие задачи ландшафтоведения
Условия успешного развития ландшафтоведения
Ландшафтоведение на переходе ко второму столетию своей истории
Ландшафтоведение в современном обществе и актуальные задачи ландшафтных исследований
Природные территориальные (географические) комплексы и геосистемы
Природные территориальные комплексы и ландшафты как пространственно-временные системы
Свойства геосистем
Функционально-динамические аспекты учения о ландшафте
РЕГИОНАЛЬНАЯ И ЛОКАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЭПИГЕОСФЕРЫ
Высотная ландшафтная дифференциация равнин
Закон широтной зональности
Природные комплексы Мирового океана
Долготная секторность и системы ландшафтных зон
Высотная поясность и азональность
Основные особенности азональной физико-географической дифференциации равнин
ЛАНДШАФТ И ГЕОСИСТЕМЫ ЛОКАЛЬНОГО УРОВНЯ
Морфология ландшафта
Природные компоненты и факторы. Межкомпонентные связи. Вертикальная структура природной геосистемы
Горизонтальное строение ландшафта
Функционирование ландшафта
Возраст ландшафта
Функционирование ландшафтов
Функционально-динамическое направление ландшафтоведения
Классификация ландшафтов
Комплексное природное районирование и территориальная интеграция
Топологическая дифференциация и элементарный природный территориальный комплекс
Ландшафтоведение и взаимодействие природы и общества
Культурный ландшафт
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ по ландшафтоведению
« назад Оглавление вперед »
Свойства геосистем « | » РЕГИОНАЛЬНАЯ И ЛОКАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЭПИГЕОСФЕРЫ
Источник статьи: http://referatwork.ru/landshaftovedenie/section-10.html