Раздел 4. Типы ландшафтных геосистем
4.1. Ландшафты и их морфологическая структура
Природные комплексы, или геосистемы, могут быть образованиями разной размерности и сложности. Для ландшафтных геосистем глобального и региональных уровней организации основными факторами их формирования служат астрономические и планетарные, в том числе эндогенные, процессы, явления и свойства внешней по отношению к ландшафтной оболочке среды. Геосистемы же локального уровня формируются в основном под влиянием факторов и процессов внутреннего саморазвития ландшафтов.
Наиболее широко принятой в настоящее время считается таксономическая схема ландшафтных геосистем локальных размерностей, представленная в т а б л . 4.1. В этой таблице представлены геосистемы структурно-генетического или морфоструктурного типа низшего регионального (ландшафт), местного и других локальных рангов. Каждая нижестоящая геосистема входит структурным элементом в вышестоящий геосистемный ранг.
Т а б л и ц а 4.1
Ранги и размерность локальных ландшафтных геосистем равнин
Ранги геосистем Характерные площади
Ландшафт |
20–50 км2 – несколько сотен км2 |
Местность |
5–50 км2 |
Урочище |
0,5–3 км2 – 10–20 км2 |
Фация |
10–20 м2 – 1–3 км2 |
В системной терминологии организации ландшафт – это система, он же – подсистема ландшафтной оболочки и внешняя надсистема по отношению к урочищам. Если ландшафтной оболочке насчитывается 3,5–4 млрд лет, то отдельным геосистемам локальной размерности (например, урочищам лесных болот, степных балок) всего несколько тысяч, а иногда лишь сотни лет.
Ландшафтные подсистемы рангов урочища и фацию принято называть морфологическими частями или элементами ландшафтов. Под морфологической структурой ландшафтных комплексов понимают их строение, то есть состав и взаимное расположение морфологических частей.
54
В ландшафтоведении, так же как и в других науках, чтобы глубже понять объект исследований, его последовательно расчленяют на все более мелкие, но функционально целостные составные части, вплоть до самой элементарной. Так, в биологии выделяются следующие уровни организации живой природы: клетка – ткань – орган – организм – сообщества организмов (ценозы); в физике: элементарные частицы – атомы – молекулы – тела и др. В ландшафтоведении, изучающем геосистемы разных уровней и типов организации, тоже выявлен элементарный ландшафтный комплекс как объект исследований именно данного раздела физической географии. Л.Г. Раменским, Л.С. Бергом, Н.А. Солнцевым и другими такую элементарную ландшафтную геосистему было предложено называть «фацией».
Фация – это элементарная природная геосистема, формирующаяся на одном элементе мезоформы рельефа и характеризующаяся однородными геолого-геоморфологическими условиями, одним микроклиматом, одним гигротопом (типом и степенью увлажнения), одной почвенной разностью, одной растительной ассоциацией и единым зооценозом.
Фация обычно занимает элемент мезоформы рельефа или даже часть этого элемента (верхняя, средняя, нижняя части склона) либо форму микрорельефа (микрозападина). Поэтому основными диагностическими внешними признаками фации и являются ее положение на одном элементе мезоформы рельефа (порой даже части этого элемента или формы микрорельефа) и один биоценоз (р и с . 4.1).
Площади фаций в равнинных условиях могут существенно варьировать – от нескольких м2 до 1–3 км2. Это их характерные размеры. Пространства, превышающие первые несколько км2, даже на равнинах, не могут длительное время сохранять ландшафтно-фациальное однообразие. Видимо, согласно закону необходимого разнообразия, фациаль-ная дифференциация необходима для адекватного реагирования охватывающей геосистемы на естественные колебания природной среды и обеспечения тем самым ее устойчивости в данных природных условиях. Наиболее значительны по площади молодые, формирующиеся геосистемы (речные пляжи и косы, морские побережья и др.). В ходе современного развития и эволюции они осложняют свою плановую структуру. Закон необходимого фациального разнообразия плановой ландшафтной структуры начинает проявляться обычно на площадях, не превышающих 0,5–1 км2 и даже менее. Поэтому отдельные фации и занимают малые площади. Примеры фаций представлены на рис. 4.1 (а, б, в).
55
а - Фации заболоченной западины:
1 - крупноосоковое болото с торфяно-пере-гнойно-глеевой почвой;
2 - осоково-влажнотравно-злакового луга с перегнойно-глеевой почвой;
3 - разнотравно-злакового луга на серой лесной глееватой легкосуглинистой почве.
б – Фации песчаных грив и межгривных понижений в зоне южной тайги:
1 – сухой сосновый беломошно-вересковый бор на подзолистых песчаных почвах;
2 – сосняк бруснично-зеленомошный;
3 – сосново-еловый чернично-зеленомошный лес на дерново-подзолистых супесчаных почвах;
4 – сосняк долгомошно-сфагново-багульниковый на торфяно-глеевых почвах.
в - Схематический профиль северо-западного Приладожья:
1 - скальные вершины сельговых гряд с редкостойными лишайниками и мохово-ли-шайниковыми сосняками;
2 - нижние склоны с осветленными травяно-черничными сосняками;
3 - подножья сельг с сероольхово-сосново-еловыми травяными лесами;
4 - пологие склоны ложбин с сероольхово-еловыми кисличными и широкотравными ле-
сами;
5 – плоские днища ложбин с сырыми мелколиственно-сосново-еловыми лесами;
6 – окраины болот (сфагново-травяные);
7 – осоково-сфагновые болота.
Рис
4.1. Фации и их сочетания на разных элементах и формах мезорельефа
56
По характеру миграции вещества, степени дренированности, увлажненности ландшафтоведы-геохимики (Б.Б. Полынов, М.А. Глазовская, А.И. Перельман и др.) делят фации (элементарные геохимические ландшафты) на следующие типы (р и с . 4.2 а).
Следующий ранг внутриландшафтных геокомплексов (морфологических элементов) – подурочище (термин предложен Д.Л. Армандом, 1952).
Подурочище – цепочка связанных друг с другом фаций, объединенных единым потоком вещества и энергии на определенном элементе мезоформы рельефа.
Обычно подурочище занимает тот или иной склон мезоформы рельефа или ее вершину либо понижение между положительными формами. Если рельеф достаточно расчленен, много склоновых элементов, то выделение подурочищ вполне целесообразно. Например, подурочища (ряды сопряженных фаций) на выпукло-вогнутых склонах разной экспозиции у холмов, балок, оврагов. Подурочища разной экспозиции подчиняются «правилу предварения». Например, в Западно-Сибирской лесостепи на северных склонах грив – подурочища березняков, а на южных склонах – степи.
Если же рельеф плоский, то выделять подурочища сложно, да и не имеет особого практического смысла. То есть подурочища как элементы ландшафтных геосистем представляются неповсеместно. Важно, что при выделении подурочищ особым показателем становится вещественно-энергетическая связь фаций между собой.
В подурочищах хорошо выражены связи между элементарными природными комплексами (фациями), объединяющие их в более сложные геосистемы. Эти связи называются латеральными (боковыми или горизонтальными). Подурочище – система векторная, каскадная, с нанизанными на однонаправленный поток вещества и энергии фациями.
Урочище – это геосистема одного из локальных уровней организации. Урочища являются достаточно хорошо выраженными морфологическими частями ландшафта. Урочище – это природный комплекс, выделяющийся на мезоформе рельефа и состоящий из определенным образом связанных фаций и подурочищ. Термин введен в ландшафтную географию Л.Г. Раменским.
Урочищем называется закономерно сопряженная генетически и вещественно энергетически связанная (потоками) система фаций, приуроченных к отдельным выпуклым или вогнутым формам мезорельефа или к выровненным междуречным участкам.
Основным диагностическим признаком для их выделения может быть приуроченность к форме мезорельефа (р и с . 4.2 а, б).
57
I – элювиальный; II – супераквальный; III – субаквальный; 1 – поступление веществ в ландшафт; 2 – удаление веществ из ландшафта; пунктир – уровень грунтовых вод
1 – автоморфная фация, разнотравно-злаковая степь на среднемощных черноземах; 2 – трансэлювиальная фация средней (выпуклой) части склона с разнотравно-злаковой степью на маломощных черноземах; 3 – трансаккумулятивная фация пологовогнутой нижней части склона с злаково-разнотравной степью на мощных намытых черноземах; 4 – супераквальная фация днища понижения с галофитно-разнотравно-полынно-злаковой степью на луговых солонцах
Р и с . 4.2. Схемы типичных сопряжений элементарных ландшафтов:
а – сочетание основных типов элементарных ландшафтов (по Б.Б. Полынову);
б – сопряжение фаций урочища холма в степной зоне Западной Сибири
Примеры урочищ: а) моренный холм с вариациями елового леса; б) песчаная грива с фациями сухого, свежего и влажного соснового бора; в) балка в степи с байрачным широколиственным лесом или сопка с вариациями степной растительности, приуроченными к разным склонам и их частям; г) заболоченная котловина с комплексом закономерно сменяющихся сопряженных фаций заболачивающегося леса, низинного, переходного и верхового болот среди таежного леса; д) песчаный бархан в пустыне и т.д.
Урочища делятся на денудационные (элювиальные, автоморфные), преимущественно отдающие (рассеивающие) в смежные геосистемы
58
(холмы, гривы) вещество и энергию; аккумулятивные (депрессии), накапливающие или концентрирующие их (низинные болота, озерные котловины) и транзитные, связывающие урочища (овраги, балки и др.), транспортирующие вещества с водоразделов в депрессии рельефа.
Местность – природный комплекс, структурно-генетически и функционально объединяющий внутри себя закономерно сопряженные и повторяющиеся в определенной последовательности природные комплексы ранга урочищ. Местности обычно соответствуют важнейшим элементам макроформ рельефа. На равнинах выделяют местности пла-коров, придолинных склонов, надпойменно-террасовые, пойменные и др. Например, местность всхолмленной возвышенной вторичной морен-но-водноледниковой равнины, сложенной с поверхности покровными суглинками, подстилаемыми перемытой, местами в кровле заметно опесчаненной, моренной, под ельниками зеленомошниками и елово-мелколиственными с примесью широколиственных пород и сосны разнотравными лесами, на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах.
То есть основным внешним диагностическим признаком для их выделения может быть приуроченность повторяющихся однотипных сочетаний урочищ на одном элементе макроформы рельефа.
Соответственно выделяются следующие типы местностей: местности плакоров (возвышенных равнин, сложенных суглинками) – автономные; местности склонов – транзитные; местности надпойменно-террасовые – аккумулятивные и трансаккумулятивные; местности пойменные – аккумулятивные, супераквальные (гидроморфные). Схема расположения разных типов местности по Н.Ф. Милькову представлена на р и с . 4.3.
Р и с . 4.3. Схема распределения типов местности по элементам рельефа на Окско-Донской равнине (Н.Ф. Мильков, 1977)
59
Ландшафт представляет собой сложно организованный природный комплекс, для которого характерна закономерная упорядоченная повторяемость урочищ нескольких видов и местностей, приуроченных к генетически и морфологически однотипному макрорельефу. Обычно одному природному ландшафту соответствует один генетический тип макрорельефа (совокупность генетически взаимосвязанных форм рельефа).
Если для фации и урочища характерен свой микроклимат, то для ландшафта – местный климат. В иерархической системе природных комплексов ландшафт относится к геосистемам низшего регионального ранга. Ландшафт – узловая единица в иерархии природных геосистем. Он в равной мере несет на себе черты природной зональности и местные особенности геолого-геоморфологического строения.
Ландшафт можно определить как сложную природную геосистему региональной размерности, состоящую из связанных генетически и функционально локальных природных геосистем, приуроченных к одному типу рельефа, одной морфоструктуре со специфическим местным климатом. В ландшафте урочища и их группы, фации закономерно чередуются в пространстве, образуя его территориальную морфологическую структуру.
Диагностически обособленный контур ландшафта можно связать с одним генетическим типом рельефа и геологической структурой сравнительно низкого порядка (региональной морфоструктурой).
Например, в Центральном Казахстане обособляются: а) ландшафт островных лесов на гранитных низкогорьях, связанных с глыбовыми горстовыми поднятиями; б) ландшафт степного мелкосопочника на приподнятых блоках Казахского складчатого щита; в) ландшафт степных и солонцово-солончаковатых долин, приуроченных к грабенам. В Центральном районе европейской части России хорошо обособляются сопряженные и контрастные ландшафты: а) низменной, сложенной флювиогляциальными песками, сильно заболоченной, с сосновыми лесами (Мещеры) и б) возвышенных, сложенных покровными суглинками, сильно освоенных, с островами смешанных лесов, плодородных ополий.
Площади ландшафтов могут существенно варьироваться, на равнинах – от нескольких десятков км2 до нескольких сотен км2.
Важной характеристикой ландшафтов, определяющей его свойства, диагностические признаки и практическое использование, является его морфологическая структура. Морфологическая структура ландшаф-60
та – это состав, соотношение площадей и взаиморасположение формирующих его локальных геосистем, именуемых морфологическими единицами (частями или элементами).
По соотношению занимаемых площадей и повторяемости в структуре выделяют: доминантные (господствующие) урочища, субдоминантные (подчиненные) урочища, редкие и уникальные урочища. Ландшафты, в которых абсолютно господствует лишь один вид урочища, а остальные урочища субдоминантны и редки, называются монодоминантными (р и с . 4.4 а).
Например, расчеты проф. В.А. Николаева соотношений площадей для степных ландшафтов цокольных равнин южного Зауралья показывают, что преобладающие здесь урочища степного плакора занимают до 85% территории. Среди этих урочищ, занимая 10–15% площади, достаточно равномерно по всему контуру ландшафта рассеяны луговые суф-фозионно-просадочные западины. Изредка среди степной цокольной равнины торчат останцовые кустарниково-степные сопки. Это – ландшафт монодоминантный.
Существуют и полидоминантные по морфологической структуре ландшафты. В них разные содоминантные урочища, закономерно сменяясь, занимают более или менее равные площади (р и с . 4.4 б). Примерами их являются различные гривисто-ложбинные, мелкосопочные или холмистые, дельтовые ландшафты; в частности, лесо-лугово-степные ложбинно-гривистые ландшафты Западно-Сибирской лесостепи. Здесь, по расчетам В.А. Николаева, урочища лесостепных грив занимают около 60% площади, а урочища галофитных, порой заболоченных лугов в межгривных понижениях и ложбинах – около 40% площади.
Р и с . 4.4. Плановая структура (а) монодоминантного и (б) полидоминантного ландшафтов
Состав урочищ, количественные соотношения их площадей и повторяемость, а также взаимное их расположение достаточно хорошо харак-61
теризуют и диагностируют морфологическую структуру и ландшафт в целом. Поэтому смена в пространстве морфологической структуры одного вида другим видом – показатель смены одного ландшафта другим ландшафтом.
Знание и анализ морфологической структуры позволяет оценивать ландшафты с точки зрения целесообразности того или иного их хозяйственного использования. Так, монодоминантные ландшафты более благоприятны для ведения крупноконтурного земледелия с преобладанием, например, зерновых или пропашных монокультур. Полидоминантные ландшафты лучше подойдут для мелкоконтурного земледелия различных направлений. В среднем они более устойчивы к неблагоприятным воздействиям среды, так как разные природные комплексы и культуры, определяющие контурность сельскохозяйственных угодий, неодинаково реагируют на изменения среды.
Итак, состав слагающих ландшафт морфологических единиц, их территориальная организация и взаимные вещественно-энергетические связи (то есть морфологическая структура плюс латеральные связи) называется горизонтальной структурой ландшафта.
Соответственно различают вертикальную структуру геосистем, образованную природными компонентами (воздух атмосферы, вода, биота и т.д.) и межкомпонентными, вертикальными связями, и горизонтальную структуру сложных ландшафтных геосистем, образованную их морфологическими элементами (фациями и т.д.) и горизонтальными (боковыми, латеральными) связями между ними.
Вертикальная структура природных комплексов – это стратифицированный ряд компонентных геогоризонтов и связи между ними. Ей соответствует моносистемная модель ландшафта.
Горизонтальная структура – это плановая структура морфологических единиц, слагающих ландшафт, и латеральные связи между ними. Ей отвечает полисистемная модель ландшафта (см. рис. 1.4 а, б).
В иерархии природных территориальных комплексов морфострук-турного типа в качестве граничных выделяются: фация (элементарная геосистема); ландшафт (узловая геосистема); ландшафтная оболочка (верхняя объемлющая геосистема).
В формировании геосистем подобного типа значительная роль принадлежит палеогенезу наиболее консервативных структур их компонентов (литологический состав отложений, рельеф, виды организмов и др.), запечатленному в веществе, форме и организации (повторяемость, пространственное распределение). Именно эти элементы на конкрет-62
ных территориях определяют статистический ансамбль представленных здесь ПТК морфоструктурного типа, развивающихся на фоне и под непосредственным влиянием современных зональных и других процессов. Морфологическая выраженность и функциональное своеобразие подобных геокомплексов, как правило, определяется статистической устойчивостью их структур, основанной на повторяемости и разнообразии структурных элементов в пространстве. Геокомплексы морфост-руктурного типа можно рассматривать как устойчивые элементы или звенья в современных разномасштабных функциональных геосистемах, обусловливающих целостность круговоротов вещества и энергии в географической оболочке.