Ландшафт как система

Ведомые факторы

Почва

Растительность Животные

Водный режим

Климат Рельеф

Ведущие факторы

В этой схеме всегда существует обратное влияние от ведомых к ведущим, однако это влияние осуществляется на низших уровнях этих факторов. Так например, если макроклимат территории определяет здесь характер растительности, то растительность (например лес) изменяет параметры местного климата или микроклимата. Растительность на равнине, не меняя этого уровня рельефа, на переувлажненных участках образует кочковатый микрорельеф.

Ландшафт представляет собой систему, то-есть по определению Л.Берталанфи «комплекс элементов, находящихся во взаимодействии». Н.Ф.Реймерс дает такое определение понятия система: «система – это саморазвивающаяся и саморегулирующаяся определенным образом упорядоченная материально-энергетическая совокупность, существующая и управляемая как относительно устойчивое единое целое за счет взаимодействия, распределения и перераспределения имеющихся, поступающих извне и продуцируемых этой совокупностью веществ, энергии, информации, и обеспечивающая преобладание внутренних связей (в том числе перемещений вещества, энергии и передачи информации) над внешними». Иными словами, свойствами системы являются:

- иерархичность, то-есть способность делиться на подсистемы и способность входить в системы высшего порядка;

- обладание большим содержанием, чем сумма подсистем;

-наличие прямых и обратных связей между компонентами;

- непрерывность развития (способность к саморазвитию);

- структурность, то-есть наличие определенной организации.

Рассмотрим подробнее эти свойства. Ландшафт как саморегулирующаяся и самоорганизующаяся система. Это означает, что система обладает тенденцией к сохранению существующего положения. При каком –либо внешнем воздействии, нарушающем один из элементов системы, нарушающем существующее равновесие, система реагирует таким образом, что через какое-то время это равновесие восстанавливается за счет изменения других элементов. В системе осуществляется принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать, изменяя одно из условий, определяющих это равновесие, то она сместится в том направлении, при котором эффект произведенного воздействия уменьшится. Примером саморегуляции может служить поведение естественного откоса определенной крутизны. Если основание этого откоса будет подрыто и образуется вертикальная стенка, то тем самым будет нарушено равновесие между силой земного тяготения и силой сцепления частиц грунта. Склон начнет осыпаться до тех пор, пока не восстановится первоначальная крутизна, первоначальное равновесие этих сил. Аналогичная картина в случае равновесия в системе почва- растение. Существует равновесие между запасом воды в почве (влажностью почвы) и транспирацией произрастающей на ней растительности. При наступлении засушливого периода количество влаги в почве сокращается, равновесие нарушается. Следует реакция растительности – увядание или полная гибель части растений. При этом транспирация сокращается и равновесие восстанавливается. Общеизвестен пример равновесия между количеством травоядных животных и наличием кормовой базы – растительности.. При возрастании численности животных равновесие нарушается. Происходит усиленное поедание травяного покрова, его сокращение. Через определенный временной интервал это ведет к соответствующему сокращению поголовья животных и тогда равновесие восстанавливается

Иерархичность ландшафта как системы может поясняться следующим примером. Пусть имеется участок березового леса (в определенных условиях увлажнения, рельефа и т.п.) и соседствующий с ним участок леса другой породы – ельник. Рядом расположен луг, состоящий из более дренированных и более увлажненных участков с соответственно различающейся растительностью. Несколько упрощая, каждый из четырех участков может рассматриваться как самостоятельный ландшафт. Одновременно мы можем говорить о лесном массиве в целом, как о ландшафте, более высокого уровня, более высокой иерархической ступени. Тоже самое относится к лугу в целом. Но обобщение может продолжаться. Лес и луг могут рассматриваться как единый комплекс, единый ландшафт. Если наши лес и луг расположены на одном типе рельефа, а с ними соседствует другой тип рельефа с сочетанием других лесов и лугов, то мы вправе рассматривать каждую из этих двух территорий как самостоятельный ландшафт следующего иерархического уровня. Соответственно имеет место переход от верхних уровней иерархии к нижним. Эти иерархические уровни отражаются в системе таксономии ландшафтов.

Прямые и обратные связи между компонентами ландшафта рассмотрены выше. Наиболее отчетливо эти связи проявляются в процессе круговорота веществ, существующего в ландшафте. Примером может служить круговорот минеральных элементов питания растений. При отмирании отдельных растений или их частей содержащиеся в них минеральные вещества в процессе переработки насекомыми и микроорганизмами поступают в почву. Оттуда они вновь извлекаются корнями растений и используются для образования их тканей. Части растений, поедаемые травоядными животными, проходя ту или иную часть трофической цепи, попадают опять-таки в почву в виде трупов или экскрементов и тоже минерализуются. Таким образом действует достаточно замкнутый круговорот. Здесь видно, как растения влияют на почву, а почва на растения. Изменения в этом круговороте компенсируются путем вышеописанного механизма саморегулирования ландшафта.

Здесь надо отметить, что теснота этих связей, степень взаимодействия между ними всегда выше внутри ландшафта, нежели между соседними ландшафтами, хотя последние конечно существуют. Ландшафты на любой ступени иерархии влияют друг на друга.Между ними происходит обмен веществом, энергией и информацией. Например листва и семена из березового леса заносятся в соседний ельник и наоборот. Однако это количество намного меньше, чем поступление тех же веществ внутри каждого из участков.

Естественные ландшафты являются саморазвивающимися системами, Непрерывность развития лесного ландшафта на фоне постоянного отмирания части деревьев, кустарников и трав обеспечивается самосевом этих растений без постороннего вмешательства. Этот процесс самовоспроизводства может длиться веками и прерываться только стихийными бедствиями. В этом основное отличие естественных ландшафтов от искусственных, созданных человеком. Посевы сельскохозяйственных культур не могут воспроизводиться без вмешательства человека.

Саморазвитие естественных ландшафтов может приводить к сукцессиям – последовательной смене биоценозов (а значит и ландшафтов как целого), возникающей на одной и той же территории. Эта смена может иметь циклический характер. Примером служит смена поколений, смена хвойных пород мелколиственными и затем, по мере старения последних, восстановление хвойных и т.п. Это может быть сукцессия под воздействием природных катастроф (например пожаров), когда лесная растительность временно сменяется травяной и т.п. Смены эти длятся десятилетиями и столетиями.

Пихтово-кедровая тайга после пожара сменяется вейниковым лугом, который существует 15 (25) лет, затем кустарником 925- 50 лет), далее мелколиственным лесом из березы или осины (75-100 лет), потом смешанным сосново-лиственным лесом (еще 100-150 лет), позже чистым сосняком (125-175 лет), еще позже сосново-кедровым лесом (150-200 лет) и наконец исходным типом кедрово-пихтового леса.

Организация ландшафта как системы выражается его структурностью, которая рассматривается в двух аспектах. Первое – это состав ландшафта из соподчиненных природно-территориальных комплексов и характер их пространственного сочетания (рисунок контуров на карте). Например, ландшафт моренной холмистой равнины состоит из сочетания сосновых и березовых лесов, образующих контура неправильной формы. В другом случае ландшафт камовой возвышенности образуют сосновые леса холмов в сочетании с болотами и озерами понижений, причем последние разбросаны в виде отдельных небольших пятен округлой формы на общем фоне соснового леса.

Второй аспект структуры ландшафта это состав слагающих его компонентов, их горизонтальная и вертикальная дифференциация. Смешанный сосново-еловый лес состоит из куртин сосны и ели, небольших прогалин с кустарничками. Это его горизонтальная структура. Породный состав может меняться по соотношению сосны и ели. Вертикальная неоднородность растительной компоненты выражается в дифференциации леса на ярус деревьев главной породы, ярус подлеска, кустарниковый, травянистый, моховой яруса. Вода как компонент тоже разделяется на воду атмосферы, влагу (осадки) на поверхности растений, поверхностную воду, внутрипочвенную влагу и грунтовые воды. Почва четко разделяется на разные горизонты. Различные ландшафты существенно отличаются по своей структуре.