2.2 Периодический закон географической зональности

Открытие В. Докучаевым географических зон как целостных природных комплексов было одним из крупнейших событий в истории географической науки. [6, 15] После этого на протяжении почти полувека географы занимались конкретизацией и как бы «вещественным наполнением» этого закона: уточнялись границы зон, делались их подробные характеристики, накопление фактического материала позволило выделить внутри зон подзоны, установлена была неоднородность зон по простиранию (выделение провинций), исследовались причины выклинивания зон и отклонения их направления от теоретического, разрабатывалась группировка зон в пределах более крупных таксономических подразделений - поясов и т.д.

Принципиально новый шаг в проблеме зональности был сделан А.А. Григорьевым и М.И. Будыко, которые подвели под явления зональности физический и количественный базис и сформулировали периодический закон географической зональности, лежащий в основе структуры ландшафтной оболочки Земли.

Закон опирается на учет трех тесно взаимосвязанных факторов. Один из них - годовой радиационный баланс (R) земной поверхности, т.е. разница между количеством тепла, поглощаемого этой поверхностью, и количеством тепла, отдаваемого ею. Второй - это годовая сумма атмосферных осадков (r). Третий, получивший название радиационного индекса сухости (К), представляет отношение первых двух:

K = ,

где L - скрытая теплота испарения.

Размерность: R в ккал/см² в год, r - в г/см², L - в ккал/г в год, - в ккал/см². [1, 47]

Оказалось, что одно и то же значение К повторяется в зонах, относящихся к разным географическим поясам. При этом величина К определяет тип ландшафтной зоны, а величина R - конкретный характер и облик зоны (таблица I). Например, К>3 во всех случаях указывает на тип пустынных ландшафтов, но в зависимости от величины R, т.е. от количества тепла, облик пустыни меняется: при R = 0-50 ккал/см² в год - это пустыня умеренного климата, при R = 50-75 - пустыня субтропическая и при R>75 - пустыня тропическая.

Если К близок к единице, это значит, что между теплом и влагой существует соразмерность: осадков выпадает столько, сколько может испариться. Такой индекс обеспечивает биокомпонентам бесперебойность процессов испарения и транспирации, а также аэрации грунтов. Отклонение К в обе стороны от единицы создает диспропорции: при недостатке влаги (К>1) нарушается бесперебойное течение процессов испарения и транспирации, при избытке влаги (К<1) - процессов аэрации; и то и другое сказывается на биокомпонентах отрицательно.

Значение работ М.И. Будыко и А.А. Григорьева двоякое: 1) подчеркнута характерная черта зональности - ее периодичность, что может быть сопоставимо с важностью открытия Д.И. Менделеевым периодического закона химических элементов; 2) установлены ориентировочные количественные показатели для проведения границ ландшафтных зон.

2.3 Ландшафтные зоны

Современные представления о связях и взаимодействии отдельных компонентов ландшафтной оболочки Земли позволяют построить теоретическую модель ландшафтных зон на суше на примере так называемого однородного идеального материка (рис. 1). Размеры его соответствуют половине площади суши земного шара, конфигурация - ее расположению по широтам, а поверхность - невысокая равнина; на месте горных систем типы зон экстраполированы. [8, 116]

Из схемы гипотетического материка необходимо сделать два основных вывода: 1) большинство географических зон не имеет западно-восточного простирания и, как правило, не опоясывает земной шар и 2) у каждого пояса свои наборы зон.

Объяснение этого в том, что суша и море на Земле размещены неравномерно, берега континентов омываются в одних случаях холодными, в других - теплыми морскими течениями, а рельеф суши весьма разнообразен. Распределение зон зависит также и от циркуляции атмосферы, т.е. от направления адвекции тепла и влаги. Если господствует меридиональный перенос (т.е. совпадает с широтным изменением количества радиационного тепла), зональность будет чаще широтная, в случае западного или восточного (т.е. зонального) переноса широтная зональность скорее исключение, зоны приобретают различное простирание и очертания (полосы, пятна и т.п.) и не очень протяженны. При этом существенные особенности природных зон складываются под воздействием увлажнения и адвекции тепла (или холода) в теплое время года. [7, 121]

Анализу действительной картины географической зональности должно предшествовать разделение земной поверхности на географические пояса. Сейчас обычно выделяют пояса: полярные, субполярные, умеренные, тропические, субтропические, субэкваториальные и экваториальный. Иными словами, под географическим поясом понимают широтное подразделение географической оболочки, обусловленное климатом. Однако главный смысл выделения географических поясов заключается в обрисовке лишь самых общих черт распределения первичного фактора зональности, т.е. тепла, чтобы на этом общем фоне можно было наметить и первые самые крупные детали (тоже достаточно общего характера) - ландшафтные зоны. Этому требованию вполне удовлетворяет деление каждого полушария на пояса холодный, умеренный и жаркий. Границы этих поясов проводятся по изотермам, которые в конкретных величинах отображают влияние на распределение тепла всех факторов - инсоляции, адвекции, степени континентальности, высоты стояния Солнца над горизонтом, продолжительности освещения и т.д. По мнению В.Б. Сочавы, основными звеньями планетарной зональности надо считать всего три пояса: северный внетропический, тропический и южный внетропический.

В последнее время в географической литературе проступает тенденция к увеличению не только числа географических поясов, но и числа ландшафтных зон. В.В. Докучаев в 1900 г. говорил о семи зонах (бореальная, северная лесная, лесостепная, черноземная, сухих степей, аэральная, латеритная), Л.С. Берг (1938) - о 12, П.С. Макеев (1956) описывает уже около трех десятков зон. В Физико-географическом атласе мира выделено 59 зональных (т.е. укладывающихся в зоны и подзоны) типов ландшафтов суши. [11, 154]

Ландшафтная (географическая, природная) зона есть крупная часть географического пояса, характеризующаяся господством какого-нибудь одного зонального типа ландшафта.

Названия ландшафтных зон даются чаще всего по геоботаническому признаку, так как растительный покров - чрезвычайно чуткий индикатор разнообразных природных условий. Необходимо, однако, иметь в виду два положения. Первое: ландшафтная зона не идентична ни геоботанической, ни почвенной, ни геохимической и никакой другой зоне, объективно выделяемой по отдельному компоненту ландшафтной оболочки Земли. В ландшафтной зоне тундр есть не только тип тундровой растительности, но и леса по долинам рек. В ландшафтную зону степей почвоведы укладывают и зону черноземов, и зону каштановых почв и т.п. Второе: облик любой ландшафтной зоны создается не только совокупностью современных природных условий, но и историей их формирования. В частности, систематический состав флоры и фауны сам по себе не дает представления о зональности. Черты зональности растительности и животному миру сообщает адаптация их представителей (а еще более - их сообществ, биоценозов) к экологической обстановке и как следствие выработка в процессе эволюции комплекса жизненных форм, отвечающего географическому содержанию ландшафтной зоны.

На первых этапах изучения зональности полагали как нечто само собой разумеющееся, что зональность южного полушария всего лишь зеркальное отражение зональности северного полушария, несколько ущербленное меньшими размерами материковых пространств. Как будет видно из дальнейшего, подобные предположения не оправдались, и от них приходится отказаться.

Опытам подразделения земного шара на ландшафтные зоны и описанию зон посвящена обширная литература. Схемы деления, несмотря на некоторые различия, во всех случаях убедительно доказывают реальность ландшафтных зон.