Основні організаційні рівні геосистем

Три головних уровня организации геосистем (або три розмірності): планетарний, регіональний і локальний, або топический (місцевий).

Планетарний рівень представлений на Землі в єдиному екземплярі - географічною оболонкою. Термін «географічна оболонка» походить від назви науки і не несе жодного змістовного навантаження (у назвах окремих земних сфер таке «навантаження» міститься: атмосфера переводиться як повітряна оболонка, гідросфера - як водна оболонка і т. д.). Тому пропонувалися різні найменування цієї оболонки. Найбільш короткий і точний термін - эпигеосфера, що в буквальному перекладі означає «зовнішня земна оболонка», як її вперше і визначив ще в 1910 р. П. І. Броунов.

До геосистем регіонального рівня відносяться великі і досить складні по будові структурні підрозділи эпигеосферы - физико-географические, або ландшафтні, зони, сектори, -страны, провінції і ін.

Під системами локального рівня маються на увазі відносно прості ПТК, з яких побудовані регіональні геосистеми - так звані урочища, фації і деякі інші. Регіональні і локальні геосистеми, або природні територіальні (географічні) комплекси, і є безпосередніми об'єктами ландшафтного дослідження. Таким чином, ми можемо визначити ландшафтоведение як розділ фізичної географії, предметом якого є вивчення геосистем регіонального і локального рівнів як структурних частин эпигеосферы (географічної оболонки). Це визначення підкреслює нерозривний зв'язок ландшафтоведения і загальній фізичній географії.

 

Саморозвиток ландшафтних систем. Метахронність ландшафтних компонентів. Вік ландшафтних систем.

Розвиток ландшафту

У діленні змін ландшафту на оборотних і безповоротних є відома умовність, оскільки повної оборотності не буває. Допущення про оборотність теоретично і методично виправдано при дослідженні режиму функціонування ландшафту або пошуку закономірностей довготривалих ритмічних коливань: у цих випадках ми свідомо абстрагуємося від процесу направлених змін, що безперервно йде. Цей процес на перший погляд непомітний і затушований більш яскраво вираженими циклічними змінами станів ландшафту, що легше фіксуються. Проте після кожного циклу або порушення структури ландшафту якими-небудь зовнішніми чинниками система повертається до вихідного стану з великим або меншим «зрушенням».

Кожен цикл, навіть відносно нетривалий, наприклад річний, залишає після себе в ландшафті деякий безповоротний залишок: втрачається із-за стоку якась кількість мінерального і органічної речовини, в глиб вододілів просуваються яри, додається кількість мулу в озерах або торфу в болотах; непомітно, шляхом поступового щорічного кількісного накопичення збільшується товща наносів на алювіальних рівнинах, відбувається заростання озер, деградація багатолітньої мерзлоти і так далі Подібні процеси мають ясно направлений характер, хоча і ритмічно пульсують, то прискорюючись, то ослабляючись по сезонах або стадіях багатолітніх циклів.

Окремий цикл можна порівняти з витком висхідної спіралі: його завершуючий стан відрізняється від початкового, і чим більше тривалість циклу, тим сильніше це відмінність. Оскільки довговічність ландшафту несумірна з тривалістю найбільших циклів, повторні цикли можуть здійснюватися вже на іншій ландшафтній основі. Впродовж одного геологічного циклу на одній і тій же території встигають багато разів змінитися різні ландшафти, і ясно, що в ландшафтоведческом аспекті про оборотність геологічного циклу не може бути мови. Для менш довговічних геосистем типологічного рівня навіть вікові і внутривековые цикли виявляються безповоротними. Розглядаючи, наприклад, в рамках окремих фацій або урочищ висхідну або низхідну гілку 1850-річного.климатического циклу, ми сприйматимемо її як направлений процес усихання або зволоження, оскільки часу, впродовж якого процес йде в один бік, досить для повної трансформації геосистеми такого рівня. Цього, проте, не можна сказати про ландшафт як систему складнішу, стійку і довговічну.

Питання про причини, або рушійні сили, розвитку ландшафту принципово ясний. Довгий час географи пояснювали трансформацію ландшафтів лише дією якого-небудь зовнішнього чинника (тектонічними рухами, змінами сонячної активності, переміщеннями полюсів Землі) або зміною одного з компонентів, який вважався таким, що «веде». У другому випадку, по суті, причини зміни ландшафтів також зводяться до зовнішніх сил, оскільки «провідні компоненти» - зазвичай клімат або рельєф - знаходяться на входах в систему і виявляються простими передавачами зовнішніх дій.

Те, що ландшафти схильні до безповоротних змін під впливом зовнішніх космічних і тектонічних сил, - безперечний, такий, що не викликає сумнівів факт. Проте визнання цього факту не дає пояснення діалектичному єству розвитку ландшафту як процесу саморозвитку, основу якого складають боротьба протилежностей і перехід кількісних змін в ка-\. виразні.

«Здатність саморозвитку доводиться тим, що ландшафт поступально змінюється і без втручання зовнішніх чинників, при їх стані. Це було ясно ще Ст Ст Докучаєву, він показав, зокрема, що озеро «носить в собі зародки майбутньою своїй смерті»: навіть при постійності стоку і інших зовнішніх умов воно поступово міліє, витрата води на випар починає перевищувати прихід і в кінці кінців озеро неминуче зникає, тобто перетворюється на комплекс іншого типа (болото, солончак).

Єство внутрішніх протиріч як рушійної сили розвитку геосистеми полягає в тому, що її компоненты в ході взаємодії стремятся4, прийти у відповідність між собою, тобто система прагне до рівноваги, але ця рівновага може бути лише тимчасовою, відносною, бо самі ж компоненты його неминуче порушують. Найактивніший компонент, як відомо, - біота. Прагнучи найбільш пово пристосуватися до абиотической середовища, біота в той же час вносить до цього середовища зміни в результаті своєї життєдіяльності (наприклад, в лісі відбувається вилуговування верхнього горизонту грунту, і утворення водотривкого иллювия в нижнем, у зв'язку з чим погіршуються дренаж і аерація); отже, біоті доводиться постійно перебудовуватися, пристосовуючись до нею ж зміненим умовам, в результаті поступовий перебудовується вся система. Внутрішньо суперечливі взаємини існують і між іншими компонентами або процесами (наприклад, між стоком і випаром), але головне протиріччя - між біотою і абиотическими компонентами.

Саморозвиток ландшафту протікає відносно повільно і рідко виражено «в чистому вигляді», бо на нього накладаються зміни, що викликаються зовнішніми діями (як особливий рід зовнішніх дій можна розглядати вплив на даний ландшафт процесів розвитку суміжних ландшафтів і вміщаючих регіональних геосистем вищих рангів - країн, областей і ін.). ВнешнТрансформациі, обумовлені зовнішніми причинами, строго кажучи, не можна відносити до розвитку, хоча вони є невід'ємними складовими історії ландшафту, і в цій історії відображаються навіть більш глибоко, чим закономірні еволюційні зміни. Прикладом можуть служити катастрофічні зникнення багатьох ландшафтів в результаті настання материкових льодів або морських трансгрессий.

«Механізм» розвитку ландшафту полягає в поступовому кількісному накопиченні елементів нової структури і витісненні елементів старої структури. Цей процес врешті-решт наводить до якісного стрибка - зміни ландшафтів. Свого часу ще Б. Б. Полинов і Л. С. Берг звернули увагу на те, що в ландшафті можуть бути представлені різновікові елементи. Б. Б. Полинов розрізняв в ландшафті елементи реліктові, консервативні і прогресивні. Перші збереглися від минулих епох, вони вказують на попередню історію ландшафту. Реліктовими можуть бути форми рельєфу (наприклад, льодовикові), елементи мережі (сухі русла в пустелі, озера) гідрографії, біоценози і грунти (степові співтовариства з відповідними грунтами в тайзі, древні торф'яники і т. п.) і цілі фації або урочища. Консервативні елементи - ті, які якнайповніше відповідають сучасним умовам і визначають сучасну структуру ландшафту. Прогресивні елементи найбільш молоді, вони вказують на тенденцію подальшого розвитку ландшафту і тим самим служать підставою для прогнозу. Приклади прогресивних елементів: поява острівців лісу в степу, плям талого грунту в області багатолітньої мерзлоти, ерозійних форм рельєфу в моренних ландшафтах.

Процес розвитку ландшафту найвиразніше виявляється у формуванні його нових морфологічних частин, що виникають із спочатку ледве помітних парцел, або фаціальних мікрокомплексів: ерозійних промоїн, вогнищ заболочування в мікропониженнях, сплавин, куртин дерев або чагарників на болоті, таликов в мерзлоті і тому подібне Але для того, щоб трансформувалася вся морфологічна структура ландшафту, потрібний значно більш тривалий час. Повністю прослідити закономірності цього процесу можна лише при відносній постійності зовнішніх зональних і азональних умов. Фактична картина розвитку ландшафту складається з багатьох змін, обумовлених складним переплетенням внутрішніх і зовнішніх стимул-реакцій. В ході розвитку на прогресивний рух накладаються ритмічні коливання і регресивні зрушення.

До складних і дискусійних питань теорії розвитку ландшафту відноситься питання про його вік. Висловлювалася думка, що вік ландшафту слід відлічувати з часу появи нової території - після виходу її на поверхню в результаті регресії моря або відступання льодовикового покриву. Проте еслиие дії порушують закономірний хід розвитку (саморозвитку) ландшафту, можуть обернути його назад і зовсім присікти, в останньому випадку порушення виявляється катастрофічним.")

континентальний режим на даній території може існувати безперервно з архея, це зовсім не означає, що ландшафти тут архейского віку. Навіть на територіях, що звільнилися від материкових льодів 10-15 тис. років назад, ландшафти не раз змінялися унаслідок зональних трансформацій клімату, які спричиняли за собою зсув ландшафтних зон. Природно, що зміна ландшафтних зон одночасно є і зміною ландшафтів. Такі події добре вивчені, зокрема, для області заледеніння Валдайського.

Таким чином, вік ландшафту не можна ототожнювати з віком його геологічного фундаменту або з віком суші, на якій він развивался. Совпадение можливо лише у тому випадку, коли ландшафт формується на молодих ділянках морського дна, що оголіли вже в сучасну епоху, наприклад на площі колишнього дна Каспійського моря, яка осушилася в результаті пониження його рівня. На таких нових територіях ще не встигли змінитися різні ландшафти, і ми спостерігаємо первинні процеси їх формування, почало яких збігається з виходом території з-під рівня моря.

Теоретично вік ландшафту визначається тим моментом, з якого з'явилася його сучасна структура^ або, згідно Ст Би. Сочаве, вік ландшафту вимірюється часом, прошедшим з моменту виникнення його інваріантного початку. Проте на практиці встановити такий момент украй складно - вже по тій причині, що історія ландшафтів вивчена слабо, і ми не завжди маємо можливість' відновити її етапи. Принципова ж складність завдання визначається тим, що нова структура змінює \ стару не раптово: процес перебудови - від появи нових елементів до встановлення повної відповідності між компонентами - може бути тривалим. Якісний стрибок також має певну тривалість. Протягом деякого проміжку часу «старий» і «новий» ландшафти як би перекриваються. Навіть після катастрофічних змін між ними зберігається відома спадкоємність, багато елементів колишнього ландшафту дістаються в спадщину новому, в нього повністю переходить найбільш консервативний компонент - геологічний фундамент, а також морфоструктурные риси рельєфу, і довго можуть зберігатися реліктові грунти і биоценозы.

ГС уявленням про вік ландшафту близько стикається поняття довговічності. Довговічність ландшафту - тривалість його існування, тобто час, протягом якого він може зберігати основні риси своєї структури і функціонування. Тут ми стикаємося з аналогічною трудністю - довговічність різних елементів ландшафту неоднакова. Як у процесі становлення ландшафту, так і в процесі його «старіння» і зміни новим ландшафтом різні структурні елементи не можуть з'являтися і зникати одночасно і миттєво.

Визнаючи структуру основним критерієм при визначенні віку ландшафту і його довговічності, ми виявляємося перед новим питанням: що прийняти за точку відліку - час появи елементів нової структури або ж той час, коли склалася сучасна структура. В будь-якому разі відповідь буде недостатньою і формальною, в нім не знайде віддзеркалення стадіальність розвитку ландшафту. Всякий ландшафт переживає дві головні стадії в своєму розвитку: 1) стадію формування і 2) стадію еволюційного розвитку. Перша протікає порівняно швидко, наприклад на новій території, регресії моря або відступання материкового крижаного покриву, що з'явилася в результаті. «Готовий» геологічний фундамент відразу ж піддається дії сонячної радіації, атмосферних опадів, поверхневих вод, починає заселятися рослинами і тваринами. На початку цієї стадії ландшафт характеризується швидкою мінливістю і носить риси молодості і структури, що не склалася: биоценозы, що не сформувалися, слабо розвинені грунти, малорозчленований рельєф, неопрацьована гидрографиче-. йокаючи мережа.

Поступово, проте, компоненты ландшафту приходять у відносну відповідність (рівновага) один з одним і із загальними зонально-азональними умовами розвитку, територія морфологічно усе більш диференціюється, ландшафт набуває рис стійкої структури - досягає зрілості. З цієї миті він переходить в другу, тривалішу стадію повільної еволюції, коли джерелом подальших трансформацій служать суперечливі взаємодії компонентів - якщо не станеться істотної зміни зовнішніх умов, що можуть різко порушити нормальний перебіг процесу саморозвитку.

Таким чином, поняття «Вік ландшафту» як би розчленовується на два: вік первинних елементів сучасного ландшафту в надрах колишньої структури і вік сучасного ландшафту в буквальному розумінні слова - як стійкої освіти, що склалася.

Як вже наголошувалося, зародження нового ландшафту може бути обумовлене як внутрішніми, так і зовнішніми чинниками, причому останні наводять до різкіших трансформацій і грають роль основних орієнтирів при відновленні історії ландшафту. Оскільки нормальна еволюція ландшафту вимагає постійності зовнішніх зональних і азональних умов, то стабільність останніх впродовж певного відрізання часу, протягом якого не спостерігалося скільки-небудь помітних переміщень ландшафтних зон, зберігався стійкий тектонічний режим, були відсутні макро-регіональні коливання типа заледеніння - межледниковья, може служити відправним моментом для з'ясування віку сучасних ландшафтів. Одним з важливих індикаторів при цьому, на думку деяких дослідників, є грунт.