Лекция №4

Иерархия природных геосистем

В настоящее время разработаны иерархические шкалы объектов - от простых, до самых сложных. В геологии такая иерархия объектов исследования включает (снизу вверх): кристаллы - минералы - горные породы - геологические формации - тектонические структуры разных порядков - земную кору - земной шар в целом. В геоморфологии по размерности различают формы нано-, микро-, мезо-, макро- и мегарельефа. В биология принята следующая иерархия: молекула - клетка - ткань - орган - организм - биоценоз - биом - биостром - биосфера.

Ландшафтная оболочка также подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют природные геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований океанов и континентов до малых и очень изменчивых, подобных песчаной отмели на речном берегу или каменистой осыпи у подножия горного склона. Все они составляют многоступенную систему таксонов, которую называют иерархией природных геосистем (Николаев, 2000).

Основные организационные уровни геосистем: локальный, региональный, планетарный.

Масштабность ландшафтов.

Многоступенную иерархию природных геосистем принято членить на три крупных отдела: планетарный, региональный и локальный (Неефа, 1974, Сочава, 1978).

Каждая вышестоящая в иерархии природная геосистема является по отношению к нижестоящим объемлющей не только пространственно, но и исторически, эволюционно, как более древняя по возрасту. При этом иерархическая соподчиненность перерастает в пространственно-временную, структурно-эволюционную. Например, зональная область (природная зона в пределах физико-географической страны) обычно древнее слагающих ее ландшафтов. А ландшафты долговечнее своих морфологических единиц (Николаев, 2000).

Таблица 1

Иерархия природных геосистем

Геосистемные уровни	Иерархические таксоны геосистем
Планетарный	Ландшафтная оболочка Географические пояса Континенты, океаны Субконтиненты
Региональный	Физико-географические: страны; области; провинции; районы; ландшафты
Локальный	Морфологические единицы ландшафта: местности; урочища; подурочища; фации

Размеры ландшафтов, и в первую очередь их площадь, иг­рают важную роль, т.к. они обусловливают существенные разли­чия или сходство их геометрических, физических, химических, биологических и других параметров. Это позволяет судить о сложности их внутреннего устройства и степени преобразованности человеком.

К локальному уровню относятся фации, типы урочищ и типы мест­ности, представляющие собой низшие типологиче­ские единицы ландшафтной сферы. Их характерной чертой явля­ется то, что они выступают объектами ландшафтно-типологического картирования, т.е. их изучение проводится пре­имущественно в полевых условиях.

Региональный уровень образуют физико-географические районы, провинции, страны, зональные области и их подзоны, а также типы и классы ландшафтов. Посредством единиц этого масштаба раскрывается природная специфика отдельных доста­точно крупных регионов Земли.

И, наконец, глобальный, или планетарный уровень включа­ет в себя такие региональные единицы, как материки, географи­ческие пояса, природные зоны (в широком смысле), а также все пять вариантов ландшафтной сферы.

Фация.

Элементарной единицей морфологической структуры ландшафта принято считать природную геосистему ранга фации.

В географическую литературу термин фация был введен в 30-е годы Л. Г. Раменским [32]. Фацию он рассматривает как мельчайшую единицу ландшафта, вся территория которой характеризуется однотипным происхождением и экологическим режимом и одинаковой биотой.

Фация - единственная природная геосистема, отличающаяся полной гомогенностью. На всей занимаемой ею площади вертикальная структура геогоризонтов одинакова. По Н. А. Солнцеву, в пределах фации "... сохраняется одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый характер рельефа и увлажнения, и один биоценоз" [1, с. 14 Цит. По Николаеву, 2000].

Полная природная однородность сохраняется на местности лишь на очень небольших участках. Поэтому размеры фаций невелики. В равнинных условиях их площадь колеблется от 10-20 м² до 1-3 км². В горах она еще меньше. Всюду прослеживается территориальная связь фаций с нано- и микроформами рельефа, либо элементами последних.

Таким образом, фация - это элементарный (далее неделимый) природный комплекс, на всем протяжении которого сохраняются одинаковая литология пород, характер рельефа и увлажнения, микроклимат, почвенная разность биоценоз.

Внутренняя однородность фации - понятие условное. Дело в том, что отдельные компоненты в ее пределах не монолитные тела. Так, фитоценоз и зооценоз состоят множества обособленных друг от друга живых организмов располагающихся в пространстве далеко не равномерно. Элементарный почвенный ареал состоит из более мелких подразделений, относящихся уже к самой почве и не являющихся географическими категориями.

При необходимости фацию можно разделить до болотной кочки, норы землероя, понижения на месте корней упавшего при сильном ветре дерева и т. д. Эти образования Б. Б. Полыновым названы «предельными структурными элементами ландшафта» или «деталями ландшафта». Сейчас их называют парцеллами (Дылис Н. В., 1969). При отнесении какого-либо участка земной поверхности к фации необходимо учитывать возможность (хотя бы мысленную) распространения его в другом месте на значительной территории. Например, небольшие пятна солонцов, слабозадернованных выходов мела на склонах, лисохвостовых лугов на зернистых наносах среднего уровня поймы, имеющие размеры 10 м², относятся к фациям, поскольку известны места, где их отдельные ареалы занимают по площади десятки и даже сотни гектаров. А вот примерно таких же размеров сурчины, понижения на месте ветровалов могут рассматриваться только в качестве деталей фаций, так как их нельзя представить себе увеличенными в десятки и сотни раз.

В качестве другого критерия отделения фации от своей детали необходимо использовать представление о системоформирующей роли географической формы движения материи. Действительно, обособление закочкаренного дна во­дораздельной заболоченной западины связано с одновремен­ным проявлением и географического, и биологического кру­говорота вещества и энергии (ландшафтный уровень орга­низации приповерхностной комплексной оболочки Земли). Образование же отдельной кочки вызвано сугубо биологи­ческими процессами. Поэтому закочкаренное дно западины - фация, а кочка - всего лишь деталь этой фации.

Ландшафтная фация неоднородна и в вертикальном раз­резе. Она состоит из современной коры выветривания, почвенно-растительного покрова с населяющим его животным миром, грунтовых и поверхностных вод, приземного слоя воздуха, находящегося под непосредственным воздействием подстилающей поверхности. Подобные слои называются биогеоценотическими горизонтами, ярусами, и в достаточно слож­ном комплексе их может быть не менее пяти. Так, в на­земных фациях выделяет следующие ярусы: воздушный, напоч­венный, почвенный, подпочвенный (Мильков, 1970).

Общая мощность фаций колеблется от 30 - 60 до 150 - 200 м. В условиях Черноземного центра она составляет 30 - 60 м.

Ландшафтная фация - элементарная геосистема при­родных компонентов, обособившаяся на поверхности Земли под влиянием географического и биологического круговоро­тов вещества и энергии, характеризующаяся устойчивостью в пределах определенных пространственных и временных ин­тервалов.

Ландшафтные фации в сравнении с урочищами и бо­лее сложными комплексами имеют две характерные черты:

1. В их пределах на общем фоне вертикального разреза приповерхностной комплексной оболочки Земли происходит основной процесс поглощения энергии солнечных лучей и формирование энергетической базы географического и био­логического круговоротов вещества.

2. В горизонтальном плане фации наименее (по срав­нению с более сложными комплексами) обособлены функ­ционально и наиболее пронизаны транзитными и обменными потоками. Поэтому они являются самыми динамичными и изменчивыми ПТК (Крауклис А. А., 1979).