Вопрос 25

Структурные части ПТК. Понятие геомасс и их классификация.

ПОНЯТИЕ ГЕОМАССЫ

Природно-территориальные комплексы обычно рассматрива­ются или как моносистемы, или как полисистемы. В первом слу­чае под ПТК понимают систему, состоящую из «ряда взаимо­действующих компонентов и факторов», а во втором — из «ряда взаимодействующих подсистем — структур низшего порядка» (В. С. Преображенский, 1969).

Рассмотрение природно-территориального комплекса как моносистемы тесно связано с понятием «компонент». При этом под компонентами природы обычно понимаются ее части, одно­родные по агрегатному составу, а также наличию или отсутствию в них проявлений жизни (Д. Л. Арманд, 1975). Наиболее часто выделяют следующие компоненты: горные породы (вещество зем­ной коры, составляющее так называемую «литогенную» или гео­лого-геоморфологическую основу), воздушные и водные массы, растения, животные, органоминеральные смеси (почвы).

Из чего состоят эти компоненты? Их можно разбить на со­ставляющие, которые изучаются в отраслевых дисциплинах. Например, растительность рассматривается как набор фитоценозов, являющихся, в свою очередь, набором отдельных видов рас­тений; почва изучается как система генетических горизонтов, каждый из которых имеет свой цвет, структуру, механический состав, плотность, рН и др.

С точки зрения геофизики и пространственно-временного анализа природно-территориальных комплексов в ПТК можно выделить такие части, которые характеризуются определенной массой, специфичным функцио­нальным назначением, а также скоростью изменения во времени и/или перемещения в пространстве. Элементарные структурно-функциональные части могут пере­мещаться в пространстве, увеличиваться или уменьшаться в своем количестве, т. е. быть активными; не перемещаться в пространстве и не изменяться в своем количестве (в доступных для измерения пределах), но принимать участие в процессах функционирования ПТК и, таким образом, быть стабильными (пассивными) и не принимать или почти не принимать (все в природе взаимосвя­зано в той или иной степени) участия в функционировании в данном состоянии ПТК, т. е. быть инертными.

Одни и те же структурно-функциональные части могут быть и инертными, и стабильными, и активными, если их рассматривать в разные отрезки времени. Одной из основных характеристик структурно-функциональных частей ПТК является их плотность, которая, соотнесенная с занимаемым объемом, обусловливает количество вещества, их массу. Это вещество может находиться в различном агрегатном состоянии, поэтому в географии широко употребляются такие понятия, как «воздушная масса», «фитомасса», «зоомасса» (Ю. Г. Симонов, 1982). Можно, по аналогии, добавить — «педомасса» (органоминеральная часть почвы), «литомасса» (горные породы и скелетный материал почвы), «мортмасса» (отмершее вещество органического происхождения). Вместо воздушных и водных масс лучше употреблять соответственно термины аэромассы и гидромассы, подразумевая под ними газы и воды кон­кретных природно-территориальных комплексов.

Геомасса - это во-первых, часть конкретного природно-территориального комплекса, во-вторых, относи­тельно однородные по физическим свойствам (среди них основные — пространственно-временные, масса и энергия) и, в-третьих, иметь определенное функциональное значение, выполнять какую-то «работу» в природно-территориальном комплексе.

Очень важно подчеркнуть разницу между геомассой и ком­понентом ПТК. Различают географическую массу и некоторый носитель этой массы. К первым он относил газы, жидкости, твердое вещество, живое органическое и мертвое органическое вещество, а ко вто­рым — грунт, почвы, растительность, поверхностные воды, жи­вотный мир, приземной слой тропосферы.

Рассмотрим разницу между компонентами и геомассами. На­помним, что педомассами предложено называть органоминеральные смеси, т. е. мелкозем почвы с ее гумусом. Почва как компо­нент ПТК состоит в основном из педомасс, но, кроме того, вклю­чает в себя гидромассы — почвенную влагу, аэромассы — поч­венный воздух, литомассы — скелетную часть почвы, а также фитомассы и зоомассы в виде корней растений и почвенных жи­вотных.

К аэромассам относится так называемый сухой воз­дух — смесь газов в пределах ПТК без водяных паров. В отличие от аэромасс приземный слой тропосферы рассматривается как компонент ПТК, хотя и состоит в основном из аэромасс, но он содержит и литомассы в виде аэрозолей, гидромассы — водяной пар и т. п.

В горных породах, составляющих «минеральную основу» гео­лого-геоморфологического компонента природно-территориально­го комплекса, кроме литомасс наблюдаются гидромассы, аэро­массы и даже биомассы в виде микроорганизмов.

Во многих ПТК поверхностные воды (реки, озера, частично болота) отсутствуют, но практически всегда имеется гидромасса в виде почвенной и атмосферной влаги.

Мортмассам вообще не соответствует ни один компонент ПТК. Они могут находиться и в почве, и в составе растительности той или иной территории.

Сложнее обстоит с растениями и животными. Формально их можно разбить на минераломассы — зольные элементы, гидромассы — разность между сырой и сухой массой организмов и да­же аэромассы. Но тогда будет потеряно основное свойство этих компонентов — наличие проявлений жизни. При этом важно, если, например, высушить почву, а затем ее увлажнить, то она восстановит свои прежние свойства; организмы же при высуши­вании (обезвоживании) гибнут. Поэтому в отличие от других компонентов растения и животные не следует «делить» на отдель­ные геомассы. Исключением является мортмасса. Так, в буковых лесах кроме фитомассы присутствуют и мортмассы в виде сухо­стоя, мертвых ветвей и т. п.

Разница между растениями и фитомассами видна при их бо­лее детальном рассмотрении. Отдельные фракции фитомассы имеют различное функциональное назначение: стволы и ветки — транспортно-скелетную функцию, листья выполняют функции га­зообмена, транспирации, фотосинтеза и т. п. Отдельные расте­ния состоят из различных фитомасс. В то же время одни и те же фитомассы могут наблюдаться у совершенно разных растений. Например, фитомасса мезофитных листьев со средними значения­ми перечисленных выше функций характерна и для граба, и бука, и лещины.

Разница между компонентом ПТК и геомассой — «компонент природно-территориального комплекса» - это природное тело, ха­рактеризующееся преобладанием какой-либо одной геомассы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОМАСС. Наиболее существенными являются агрегатный состав геомасс и связанные с этим составом структурно-функциональные особенности. На основе этих при­знаков геомассы подразделяются на наиболее крупные классифи­кационные единицы — классы геомасс.

К классам геомасс логично отнести те структурно-функцио­нальные части ПТК, которые уже были рассмотрены выше:

А — аэромассы , S — педомассы, Р — фитомассы , L — литомассы, М — мортмассы, Н — гидромассы

Z — зоомассы

В пределах гидромасс следует различать подклассы по тому, в каком виде они находятся: воздушном, жидком или твердом.

Типы геомасс — выделяются в пределах классов на основе различий в функциональном назначении геомасс, их плотности, роли в структуре ПТК и скорости изменения во времени и пере­мещения в пространстве. Если в принятой индексации геомасс классы обозначаются заглавными буквами, то типы — первой строчной буквой, следующей сразу же за индексом класса гео­масс.

Роды геомасс — различаются в пределах типов, в основном по принципу интенсивности процессов функционирования более мелких по значимости различий в структуре и плотности. В индек­сах геомасс для обозначения родов применяется вторая строчная буква. Например, Pfm — фитомасса листопадных мезофитных листьев; Sss — педомасса суглинка среднего и т. п.

Наконец, виды геомасс выделяются с учетом метрических характеристик (формы, размера, ориентации и др.), определяю­щих ряд мелких текстурно-функциональных особенностей гео­масс.

Структурно-функциональные части ПТК, хотя и являются «элементарными», но состоят из определенных элементов, каж­дый из которых имеет свои метрические характеристики (длину, ширину, высоту/толщину, площадь, объем), форму, ориентацию, плотность, массу, цвет, спектральную отражательную способ­ность, характерное время.

Между геомассами и их элементами имеются определенные различия. Геомаса — это собирательное, общее название всех элементов, обладающих теми свойствами, которые были призна­ны необходимыми для их выделения. В то же время элемент — это относительно или полностью обособленная от других элемен­тов часть геомассы. Например, в геомассе мезофитных листьев выделяется множество отдельных листьев, каждый из которых является элементом. Эти элементы отделяются друг от друга аэ­ромассами или транспортно-скелетными органами. К элементам относятся структурные отдельности почвы (элементы столбчатой, зернистой, комковатой и других почвенных структур), каждый из этих элементов разделяется порами и трещинами, в которых со­держатся аэромассы, гидромассы или фитомассы. В то же время, отдельные зерна минералов горных пород не являются элемента­ми, так как тесно связаны друг с другом и между ними не нахо­дятся другие геомассы. Более того, если «извлечь» из породы какой-либо минерал, то его свойства могут существенно отли­чаться от свойств породы в целом. К элементам горных пород бу­дут относиться их пласты, отдельности и другие обособленные части, возникшие в результате делимости (трещиноватость, кли­важ, сланцеватость и др.).

По характеру связности элементов выделяются следующие группы геомасс:

1. Полностью обособленные — элементы одних и тех же гео­масс, не соприкасающихся друг с другом. Например, отдельные валуны в пределах почвы, листья большинства древесно-кустар-никовых растений.

2. Слабосвязанные — элементы одной и той же геомассы, частично соприкасающиеся друг с другом. Например, листья многих травянистых и некоторых древесно-кустарниковых расте­ний (так называемые «сложные листья»).

3. Среднесвязанные (зернистые) — элементы, имеющие вид достаточно плотно упакованных зерен, комков или глыб, между которыми тем не менее остаются свободные пространства, заня­тые другими геомассами. Например, зернистая структура почв, наслоения песка, подстилка с плотно уложенными листьями.

4. Сильносвязанные — элементы одной и той же геомассы, разделенные только лишь трещинами, порами или другими вида­ми делимости. Например, солонцовые горизонты почв, пласты кристаллических сланцев и др.

5. Аморфные — геомассы, в которых невозможно выделить отдельные элементы. К ним относятся воздушные и водные мас­сы, некоторые плотные магматические, метаморфические и оса­дочные породы (базальты, известняки, мрамор и др.).

Выделяется шесть основных видов ориентации геомасс (вер­тикальная, субвертикальная, наклонная, субгоризонтальная, горизонтальная и неопределенная). Иногда следует учитывать, как наклонены элементы. Например, наклонная, ориентирован­ная вверх; субгоризонтальная, ориентированная вниз, и т. п.