Данный учебный курс призван выработать и закрепить у студентов практические навыки:

-выявления и картирования различных типов пространственных структур ландшафтных территорий;

-определения степени антропогенной нагрузки, в результате которой возникают экологические проблемы в ландшафтах разных типов геосистем; -расчета количественных показателей устойчивого развития ландшафтов; -определения и оценивания экологического потенциала геосистем; -осуществления экологических оценок ландшафтов с выбором критериев и показателей; -чтения и составления ландшафтных экологических карт с использованием ГИС технологий,

1/ГЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛАНДШАФТНОЙ ЭКОЛОГИИ

1.1. История развития науки ландшафтная экология

До последнего времени термин ландшафтная экологи;! не имел широкого распространения. Лишь понимание широких возможностей решения современных экологических проблем на основе наук о Земле обусловило объединение двух предметов исследования геосистем и экосистем в пределах одной дисциплины - ландшафтная экология. СИНОНИМОМ ландшафтной экологии в современных географических и геологических исследованиях введён термин «геоэкология». Термин «ландшафтная экология» впервые был предложен К. Троллем в 1939г. для обозначения пространственного взаимоотношения природных явлении н пределах определенного элементарного экотопа и экосистемы. Исследование связей проводилось путем ландшафтао-пространственного анализа. В настоящее время понятии о ландшафтной экологии кик о науке существенно расширилось, по. до сих пор пег четкости и формулировке, На иерном международном конгрессе ландшафтной экологии большинство ученых пришли к ныводу о признании ей как науки, специфической не по объектам анализа! а по его аспектам. И так, ландшафтная экология -это паука о функциональном анализе геосистем. Функциональный анализ является основным предметом лаидшйфтоведеиия,

Ландшафт географический - внешняя оболочка Земной коры с ее неоднородностью, контрастностью слагающих частей, которая служит местом трансформации солнечной энергии в различные виды земной энергии и является наиболее благоприятной сферой для развития жизни. Мощность ее составляет от нескольких десятков до 250м. В этих пределах формируются ландшафты на суше, в океанах и морях в результате прямого соприкосновения и активного взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы. В ландшафтную сферу на суше входят современная кора выветривания, почва, растительность живые организмы.

Ландшафт геохимический, этот гермин, введен Б.Б. ПолыяОВЫМ в 1956г для определения участка земной поверхности, однородной по природному, геохимическому, литологическому, структурному составу.

Особенностью изучения различных типов ландшафтов является широкое использование картографических методов. Карта неотъемлемый инструмент

картографических исследований. Она характеризуется четкими границами географических объектов, размерами экосистем, несет смысловую нагрузку компонентов ландшафта и т.д. Картографирование экологических изменений в ландшафте -сравнительно молодая наука. Она находится на стыке многих природных дисциплин и образует сложное единство специфических экологических и геоэкологических методов получения и территориальной интерпретации данных о состоянии окружающей среды. Для обеспечения корректности дандшафтно-экологических карт и формируемых на основе их анализа выводов решающее значение имеет анализ физического смысла и факторов пространственной и временной изменчивости показателей применяемых для характеристики экологической обстановки. Понимание геосистемы. как полиструктурной системы, позволяет определить

методологическую плотность проводимых работ. В отличие от задач, решаемых общей

экологией, в центр модели исследований ландшафтной экологии ставятся как биотические,

так и абиотические компоненты. Существенной методологической чертой считается

акцентирование на проблему взаимодействия человек - природа. Главные методологические

подходы исследований в ландшафтной экологии: геосистемный, экологический,

ландшафтный, ландшафтно-геохимический, биогсохимический и медико-географический.

Сегодня важной функцией ландшафтной экологии является разработка теоретических основ,

среди которых особое место занимают научные регламентации рационального, с

экологической точки зрения, поведения человека в ландшафте. Центральные проблемы

ландшафтной экологии:

-классификация природных и техногенных факторов формирования ландшафтов,

-стойкость геосистем,

-ландшафтно-э ко логическое прогнозирование,

-экологическое нормирование антропогенно - техногенных нагрузок на ландшафты,

-определение границ самоочищения и восстановления ландшафтов.

Фундаментальными теоретическими исследованиями ландшафтной экологии являются работы В. И. Вернадского, В.В.Докучаева, Б.Б. Поливанова, А.И.Перелъмана. М.Д.Гродзинского и других. Зарождение науки о ландшафтах связано с трудами В.В. Докучаева (конец 19 века) - геолога и почвоведа, основателя генетического почвоведения. Он предложил системный подход к изучению земной поверхности в связи с живой и неживой природой. В последствии учение о природных зонах трансформировалось в науку о ландшафтах. В лекциях по почвоведению Докучаев приводит взаимосвязи распространения почв с био климатической зональностью, климатом, растительностью и рельефом поверхности Земли. При рассмотрении природных зон ландшафт рассматривается им как единая система, которая функционирует на основе прямых и обра-шьгх связей. В.В.Докучаев открыл вертикальную и горизонтальную зональность почв, связь почвы с растительностью, высотной зональностью и рельефом. Учеником В.В.Докучасва в Петербургском университете был будущий основатель геохимии и биогеохимии В.И.Вернадский. Он заложил основу современной концепции о ноосфере и ландшафтной экологии, установив, что объектами синэкологических и ландшафтных исследований являются биогеоценозы, экосистемы и морфологические единицы ландшафта.

Б.Б.Полыиов и А.И.Перелъман являются основателями науки геохимия ландшафтов. В статьях «Геохимические ландшафты». «Учение о ландшафтах», «Роль почвоведения в работах о ландшафтах», «Валовый почвенный анализ и его пояснение», написанные в 30-40г.г. авторы характеризуют ландшафт как географический индивид и обосновывают необходимость перехода к рассмотрению и изучению геохимического ландшафта. К наиболее важным положениям этих работ относятся положения об элементарных ландшафтах, как о фундаменте ландщафтно-геохимического районирования. Теоретические основы решения общих экологических задач на ландшафтной основе и техногенных ландшафтов разработаны в трудах А.И. Перельмана в 6О-80г.г ХХв. Он сформулировал главный принцип исследования техногенного загрязнения ландшафтов, так называемый, принцип дифференциации и установил, что наряду с системой естественных первобытны* ландшафтов с ненарушенным растительным покровом в результате антропогенноге воздействия возникают различные категории естественно-антропогенных ландшафте! (вторичные леса, луга, болота и т.д.). В зависимости от вида хозяйственной деятельности * интенсивности антропогенного воздействия формируются вторичные, по отношению ь исходным ландшафтам, природно-хозяйствениые системы с трансформ арованнык растительным покровом. Крайний случай представляют урбанистические ландшафты, i которых почвен но -растите льпый покров заменен техногенным. Однако, даже у техногенной покрова (жилых и промышленных зданий, дорог и т.д.) существует своего род; экологическая связь с литологической основой ландшафта, крутизной и экспозицнсг склонов, условиями увлажнения и т.п. В силу разных причин полное соответствие межд;

-I—

ландшафтными и природно-хозяйетвенпыми контурами может не наблюдаться, однако в общих чертах эта закономерность все же прослеживается довольно часто. В таком случае используются геотопологические исследования, которые позволяют получать критерии для оценки ландшафтов под разные виды землепользования, судить об экологическом состоянии ландшафта, разрабатывать рекомендации по его охране и рациональному использованию. Топологический уровень геоэкологических исследований ориентирован на изучение внутри ландшафтных морфологических структур. Каждый ландшафт, как региональное природное образование, имеет индивидуальный внешний облик и внутреннюю структуру, конкретное положение на земной поверхности и границы. Динамика и эволюция ландшафта определяется его энергетической базой спецификой массообмена, функцией живого вещества. С антропогенных позиций ландшафт рассматривается как ресурсосодержащая и рссурсовоспроизводящая система, как среда жизни и деятельности человека, как система, хранящая генофонд, как природная лаборатория научных исследований, как рекреационная структура.

Список литературы [4,6,71

Вопросы для самоконтроля:

1 .Основные формулировки, характеризующие науку ландшафтная экология. 2.Какие существуют методологические подходы при изучении вопросов связанных с экологией ландшафтов?

З.Какие фундаментальные теоретические вопросы разработаны в трудах В.И. Вернадского и В.В. Докучаева используемые при решении вопросов по ландшафтной экологии? 4.Какие фундаментальные теоретические вопросы геохимии ландшафтов разработаны в трудах Б.Ь. Полькюваи Л.И. Перельмава?

1.2. Морфологическая структура природных ландшафтов

Ландтафтоведение является сложной частью физической географии, изучающей закономерности строения и развития ландшафтной сферы земли (региональный уровень) и природных комплексов (локальный), которые сё составляют. К главным общетеоретическим задачам ландшафта ведения относится разработка теоретических основ рационального использования, охраны и преобразования территорий культурных ландшафтов; к главным прикладным задачам - ландшафтное районирование. Ведущими современными учеными -ландшафтоведами считаются Исаченко, Солнцек, Сочева, Раменский, Преображенский, а на Украине представители географической школы Киевского национального университета -П.Г. Шяшенко, СП. Пащенко и другие.

Ландшафтное районирование позволяет познать закономерности функционирования природной среды и руководить ими в необходимом направлении. В современной трактовке ландшафт (нем. land sen aft) - кешкретаая территория, однородная по своему происхождению и шлории развишя. Она не делима по зональным и азональным признакам. Ей свойственны единый геологический фундамент, однотипный рельеф, общий климат, одинаковые гидротермические условия, похожие грунты н биоценозы, определённая структура.* Т.е. закономерная связь его морфологических частей {местность, урочище, фация). Ландшафт -главная единица физико-географического районирования. Наравне с термином «ландшафт» в географической литературе используются синониме.! -- «геосистема» и «природпо-территориальный комплекс».

Выделяют три главных уровня пространстиенной организации ландшафтов: -планетарный (атмосфера; гидросфера, литосфера); -региональный (физико-географические зоны, страны, провинции); -локальный или местный (местность, урочища, фации)Л"

Факторы формирования ландшафтов подразделяются па зональные и азональные. Зональные факторы обусловлены неравномерностью распределения солнечной радиации и

подчинены широтной (географической) зональности - закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов й" комплексов от экватора до полюсов. Азональные особенности ландшафта определяют его морфологическое строение, которое обусловлено закономерным изменением локальных участков разных по микроклимату, наклону поверхности, природному дренажу и_почвенному разнообразию, рельефу и геологическому _ строеникм К азональным ландшафтам относятся также антропогенные (или" культурные) ландшафты, связанные с социальной деятельностью общества. Границы ландшафтов обуславливают их пространственную горизонтальную Дифференциацию iio "зональным ~"И азональным факторам. Зональное распределения ландшафтов в Украине приведено в таблице I.

Таблица 1 Зональное распределение ландшафтов на территории Украины.

Физико-			Природная	Типы почв (параметр"!
географическая	Рельеф (класс	Климат (параметр	растительность	типа ландшафта)
зона (типы	ландшафта)	тина ландшафта)	(параметр типа
ландшафта)			ландшафта)
		Количество		Дерново-лодзо-
Смешанные	Равнинный	осадков 550-620	Смешанные леса	листые, дерноно-
леса		мм/год,		литогенные, торфяно-
		коэффициент		болотпетые
		увлажнённости 2,(>
			Широколиственные	Бурые, дерново-
				буроземные
		Количество	На высоте 800-1000 м	Бурые, горно-
	Горный	осадков 600	- буковые и	лесовые, дерново-
		мм/год, в	смешанные леса; с	бурпзймные, дерново-
		предгорьях до 1600	высоты 4800 м	подзолистые
		мм/год.	субальпийский пояс с
		коэффициент	луговой и
		увлажнённости	растительностью
		1,2-2,4	высокогорья
				Чернозёмы, серые
Лесостепь	Равнинный	Количество	Степное разнотравье,	оподзоленные.
		осадков 540-700	смешанные леса	де рн ов о-л и т о ге н н ые,
		м м/год,		дерново-глинистые,
		коэффициент		степные черноземы,
		увлажнённости		подзолистые, серые
		1,0-1,9		лессовые,
				аллюаиально-
				дерновые, болотные
		Количество
Степь	Равнинный	осадков 300-500	Типчаково-	Чернозёмы, южные
		мм/год,	ковыльная степь	дерново-лито генные,
		коэффициент		дерново-глвнистые
		увлажнённости		1
		0,5-0.7		J

Морфологические части природного ландшафта, вовлекаемые в хозяйственное использование, должны рассматриваться как различные земельные угодья, которые обладают разными потенциальными возможностями. Они нуждаются в наиболее подходящих видах инженерно-геологической деятельности и мелиорации. Градостроительные, лесохозяйственные, сельскохозяйственные, мелиоративные и другие..¹ мероприятия по территориальной организации общества должны проводиться с учетом морфологической структуры локального ландшафта. Основными морфологическими единицами ландшафта, на локальном уровне, являются фации и урочища.

Потеря урожая при этом до 60%. Ухудшается продуктивность геосистемы d целом. Аккумуляция мигрирующих веществ в водоемах приводит к их замутнению, нитрификации, дефицита кислорода, уменьшению рыбопродуктивности.

Территориальные показатели ЛТС выделяются так, чтобы интенсивность современных и потенцшптБЖг-возможнйх процессов (обусловленных горизонтальными вещественио-энергетическимн потоками) на них, были почти одинаковыми. Поэтому границы между ними проводит вдоль линий скачкообразных изменений горизонтальных потоковТТакие линий можно назвать каркасными ■ линиями динамита "ландшафта: Ими являются все каркасньТё"1шнии рельефа" -■ водоразделы, подошвы и бровки склона, линии его перегибов. Вдоль этих линий скачкообразно изменяются значения ronoi-рафического градиента, а между ними ати значения "остаются неизменными. Гак как [интенсивность поверхностного стока непременно зависит от мощности склона, то в ссотопа!^ которые расположены между двумя каркасными линиями рельефа, она будет одинакова, j Роль каркасных линий динамики ландшафта играют так же траницы между геотопами, которые отличаются фильтрациейньш и способностями почв й пород зоны аэрацию Вдоль этих границ резко изменяются интенсивность фильтрации воды и" условия'миграции химических элементов (в ландшафтно-геохимичееком отношении эти линии соответствуют латеральным механическим барьерам). Фильтрационные каркасные линии часто совпадают с каркасными линиями рельефа.

Границы между _ггочваш1__^с._ различной противоэрозионной устойчивостью также принимаются за каркасные линии динамики ландшафта. Противоэрозионная устойчивость 'почвы - сложная функция, которая зависит от генетического, механического состава почв и содержания гумуса. С ландшафтов подобных по рельефному фактору стока, одинаковых по ГфОТИВОЭрОЗИОННОЙ устойчивости почв, смывается неодинаковое количество почвы. Среди типов ночи распространенных на Украине, наибольшему смыву подвергаются подзолистые ПОЧВЫ 1 [олесья, а стойкими являются черноземы типовые и обыкновенные.

Па горизонтальные потоки значительно влияет современный растительный покров. Рваные типы природных и агро-ландшафтов неодинаково формируют поверхностный сток. Так, смыв почвы под многолетним травами почти в 100 раз меньше, чем под пропашными культурами; под лесными фитоценозами с хорошо развитой поверхностью смыва даже с крутых склонов может не быть совсем. Поэтому границы между фитоценозами, которые имеют разную почвозащитную способность, играют существенную роль в пространственной дифференциации площадного стока и принимаются за важные каркасные линии динамики ландшафта.

В современном ландшафте роль таких линий отображают также и некоторые антропогенные линейные элементы, вдоль которых изменяются параметры стока.

/Таким образом, границы геотопов ограниченных каркасными линиями и их динамика характеризуется горизонтальными потоками .'Собственно это и дало основание называть тип ТГТС'потшционно-диУшмичсск им J