Глава 16
ГЕОЭКОЛОГИЯ И ЛАНДШАФТНАЯ ЭКОЛОГИЯ
Современные экологические исследования должны проводиться с учетом особенностей взаимодействия сложных территориальных образований. Для решения этих задач на границе экологии и географииобособилисьновыенаучныенаправления– геоэкологияиландшафтнаяэкология.
16.1.ГЕОЭКОЛОГИЯ
Втерриториальных системах множество элементов гео-, эко-
исоциосистемпересекаются. Пространство, вкоторомонинаходятся
во взаимодействии, составляет объект геоэкологических (=геогра- фо-экологическихилиэколого-географических) исследований.
Геоэкология – наука о взаимодействии географических, биологических (экологических) и социально-произ- водственных систем. Особое внимание геоэкология обращает на отрицательные последствия хозяйственной деятельности человека, разработку рекомендаций по рациональному природопользованию и охране природы.
Системугеографическихнаукможноизобразитьввидестопки дисков, гдекаждыйдиск– частнаягеографическаядисциплина(рис. 16.1). Осью, связующей всю стопку, являются идеи докучаевской географии, а в современных условиях – экологическая парадигма. Сегмент, вырезанный из стопки, – это региональный объект геоэкологических исследований. Он включает природно-терри- ториальныйкомплекс(ПТК) сприсущимиемубиоценозамиитерри- ториально-производственный комплекс (ТПК) с его социально-эко- логическими проблемами.
Требует уточнения вопрос о соотношении таких направлений общейгеоэкологии, какландшафтнаяэкологияисоциоэкология. Подобно тому как, ратуя за единство географий, мы все же признаем самостоятельность объектов и методов физико-географических и
306
Рис. 16.1. Объектгеоэкологическихисследований. Объяснения см. втексте
экономико-географическихисследований, вобщейгеоэкологиитакже выделяются два направления: геоэкология в узком смысле, или ландшафтнаяэкология, исоциоэкология, ищущиепутигармонизации человеческойдеятельностивконкретныхгеографическихусловиях.
Итак, объектом геоэкологии на региональном и топологическом уровнях являются находящиеся во взаимодействии географические, экологические (биологические) и социосистемы (природнохозяйственные). В глобальном масштабе – это триединство географическойоболочки, биосферыитехносферы. Данномуопределению геоэкологиисоответствуетметодологическийпринциправнозначности системообразующей роли элементов каждой группы множеств: гео-, экоисоциосистемывзаимосвязаныивзаимноопределяютдруг друга. Из этого следует вывод о географическом детерминизме: социосистемызависятотприродныхусловий, вкоторыхониформируются. Точно так же существует социальный детерминизм: природные системы меняются под воздействием человеческой деятельности.
307
16.2. ЛАНДШАФТНАЯЭКОЛОГИЯ
Немецкий географ К. Тролль в 1939 г. обозначил науку, лежащую на рубеже географии (ландшафтоведения) и биологии (экологии), ландшафтной экологией. Основополагающим положением ландшафтной экологии является утверждение, сформулированное В.Б. Сочавой, что пространственная неоднородность биосферы определяетсяпространственнойнеоднородностьюгеографическойоболочки: системе геохор (природно-территориальных комплексов – ПТК) соответствует адекватная ей система биохор.
При средне- и крупномасштабных геоэкологических исследованиях синэкологические (экосистемы, биогеоценозы) и ландшафтные объекты – ландшафты и их морфологические единицы – тесно взаимосвязаны. Учитываянеоднозначностьтолкованиятерминаландшафт, отметим, что при экологических исследованиях, предпочтительнее его региональная трактовка.
Ландшафт – объективно существующая часть земной поверхности, представляющая собой самостоятельный природно-территориальный комплекс, который качественно отличается от других. Каждый ландшафт как региональное природное образование имеет индивидуальный внешний облик и внутреннюю структуру. Он имеет конкретное положение на земной поверхности и границы. Динамика и эволюция ландшафта определяются его энергетической базой, спецификой массообмена и функций живого вещества. С антропоцентрических позиций ландшафт рассматривается как ресурсосодержащая и ресурсовоспроизводящая система, как среда жизни и деятельности человека, как система, хранящая генофонд, как природная лаборатория научных исследований, как место отдыха и эстетического вдохновения.
Основоположник науки о ландшафтах В.В. Докучаев, первый на рубеже XIX-XX вв. обосновал необходимость изучения взаимосвязей между разными природными факторами, особенно между неорганическойиживойприродой. Какужеотмечалось, дляобозна-
308
чения целостных природных комплексов в современной географии используется термин геосистема. По своей сущности он близок понятию экосистема. Отличие состоит в том, что в первом случае взгляд исследователя полицентричен, он с одинаковым вниманием устремлен как на биотические, так и на абиотические компоненты системы. Во втором случае взгляд исследователя биоцентричен, он устремленпреждевсегонасообществаживыхорганизмов, акомпоненты среды рассматриваются как система экологических факторов, определяющих характер местообитания (биотопа).
Итак, каждому местообитанию соответствует своя группировкаорганизмов; сообществаживотныхирастенийзакономерноповторяются всякий раз при сочетании определенных типов рельефа и почво-грунтов с определенными же гидротермическими и другими условиямижизни. Поэтомудляуглубленногоизучениязакономерностей распределения организмов возникает необходимость изучать не толькосамиорганизмы, ноиландшафты, вкоторыхониобитают.
16.2.1. Морфологическая структура природных ландшафтов
Ландшафтноэкологический подход ориентирован, прежде всего, на крупномасштабные исследования, объектом которых служат природно-территориальные комплексы (ПТК) внутриландшафтной размерности, т. е. морфологические единицы ландшафта. Они рассматриваются экологами как местообитания. Остановимся на двух главных объектах ландшафтно-экологических исследований - фациииурочище.
Фация – наименьший элементарный природно-тер- риториальный комплекс. Занимает одно местоположение – форму микрорельефа или одну элементарную поверхность мезорельефа; сложена одной литологической разностью покровных отношений; занята одним растительным сообществом, одним почвенным контуром.
Вкачествеиллюстрациирассмотримфациитаежноголандшафта на озерно-ледниковой равнине правобережья р. Оки (рис. 16.2).
309
Рис. 16.2. Фациитаежноголандшафтанаозерно-ледниковойравнине правобережьяр. Оки
Условныеобозначения. Фации: I – сосново-еловыйкустарничковыйзе- леномошный лес на песчаных подзолах; II – заболоченный сосновый кустарничковыйсфагновыйлеснаторфяно-болотныхпочвахвпониже- нии рельефа; III – верховоесфагновоеболотосугнетеннымиформами сосны в понижении рельефа с близким залеганием водоупорных суглинков. Грунты: 1 – торф; 2 – песок; 3 – суглинок; 4 – шурфы
На профиле хорошо видно, что каждая фация представляет собой связное целое формы рельефа, почвы и растительного сообщества.
Фация – первичная ячейка, в которой совершаются процессы обмена веществом и передачи энергии компонентами экосистемы. Главную роль здесь играют жизнедеятельность организмов, их взаимоотношения между собой и со средой. С биоцентрических позиций фация трактуется как биогеоценоз.
Рассмотрим карту фаций ключевого участка южнотаежного сельгово-ложбинного ландшафта Северо-Западного Приладожья, Карельский перешеек (рис. 16.3). Как видим, при выделении фаций учитываютсякакособенности абиотических факторов, такикомпонентов биоты – растительности.
Пространственная организация фациальной структуры терри- ториивомногомопределяетсявещественно-энергетическимипото- ками (геопотоками), как вертикальными (между различными природнымикомпонентами), такигоризонтальными, илилатеральными
310
311
Рис. 16.3. Картафацийключевогоучастка, поА. Г. Исаченко:
I. Группасельговых фаций: 1 – скальные фации. Выходы гранитов; мелкозем только в трещинах и микропонижениях; увлажнение резко неустойчивое; комплексныймохово-лишайниковыйпокровсредкойсоснойIV – V бонитета; 2 – ф а ц и и к р у т ы х с к л о н о в. Уклоны свыше 10 – 15°; незначительныйинеравномерныйслоймелкозема; увлажнениенеустойчивое; редкостойныесухиесоснякибрусничныеивересковые; 3 – фации, в ыровненных вершин(уклоныдо5°) и верхних склонов(уклоны 5 – 10°). Маломощныйслойэлювиально-делювиальногоматериала; сосняки брусничные и чернично-брусничные на мало мощных слабоподзолистых почвах; 4 – фации нижних склонов южной экспозиции. Уклоны 3 – 10°, значительныйслойделювия, соснякиюжнотаежноготипанаслабоподзолистыхпочвах; 5 – фации нижних склонов северной эк спозиции. Уклоны5 - 10°; значительныйслойделювия; ельникиюжнотаежноготипанаслабоподзолистыхпочвах; 6 – фации подножий сел ьг. Сероольховыеопушки. II. Группафацийложбининизкихтеррас, сложен-
ныхленточнымисуглинками. А. Облесенныеизаболоченныеложбины. 7 –
фации облесенных ложбин. Уклоныдо2°; обильноеслабопроточное увлажнение; сосново-березово-сероольховый лес на дерново-слабоподзо- листых(частьюоглеенных) почвах; 8 – фации заболоченных ложб ин. Уклоныдо2°; застойноеувлажнение; редкостойныесфагновоолгомош- ныеберезнякинаторфянисто-глеевыхпочвах. Б. Окультуренныеложбиныи низкие озерные террасы с сетью дренажных канав, с различными вариантами злаково-разнотравных лугов и перелогами на дерново-скрытоподзо-
листых почвах. 9 – ф а ц и и п р и о п у- ш е ч н ы е. Уклоны обычно свыше 5°; 10 – фации склонов террас. Уклонысвыше5°; 11 – фации ни зких террас открытых ложбин. Уклоны2 – 5°;12 – тоже. Уклоны до2°. 13 – фации узких плоских ложбин. Уклоныдо2°; 14 – фа ции замкнутых ложбин с вогнутой поверхностью. Уклоны до2°.III. Группафацийзарастающихозер. 15 – переходные фации п рибрежных гигрофитов (вдольмеженногоурезаводы); 16 – фац ии хвощевые. Глубиныдо0,5 м; растительныйпокровсомкнутый;17 – фации хвощевоосоковые. Глубины0,5 – 1,2 м; растительныйпокров сомкнутый; 18 – фации кувшинково– кубышковые. Глубиныот 1,2 до2 – 3 м: покровнесомкнутый.
(между самими ПТК). Оба типа потоков всегда пространственно совмещены и неразделимы, однако в каждом случае удается выявитьдоминирующеезначениеодногоизнихвландшафтнойорганизации. М.А. Глазовская назвала элементы такой организации ланд- шафтно-геохимическими звеньями; Ф.Н. Мильков – парагенетичес-
312
кимиипарадинамическимикомплексами. Взарубежнойлитературе подобноепространственноеобъединениефацийполучилоназвание
катены.
Напестройлитогеннойоснове, причередованиигрунтовсразличными физико-химическими свойствами, при пересеченноммикрорельефе, формируется мозаичная фациальная структура территории.Внутренняя структура фаций может осложняться также образованиями, которые Б.Б. Полынов назвал предельными структурными элементами. Размеры их колеблются от нескольких сантиметров до нескольких метров. Их особенность состоит в том, что сама природа определяет их небольшие размеры – это сурчины или микрозападинывстепи, болотныекочки, приствольныеилиприкустовые бугры и т. п. Предельные структурные элементы создают подчасвесьмапеструювнутреннююструктуруфации, растительного сообщества, биогеоценоза.
Особую категорию фациальной структуры образуют серийные фации, которые представляют собой последовательный ряд стадий развития фаций в условиях относительно быстрого течения географическихпроцессов. Вестественныхусловияхэто, например, серия фаций, сменяющих друг друга в процессе формирования поймы; в условиях антропогенного воздействия – смены фаций, сопровождающие процесс зарастания отвалов горных пород, стадии дернового процесса на заброшенном поле и т. п.
Природные(коренные) фациииспытываютсильныеизменения в результате воздействия человека. Хозяйственная деятельность особенносильноизменяетрастительныйпокровиживотноенаселение фации, а также почвы, водный режим и т. п. При сельскохозяйственном освоении земель часто не учитываются мелкоконтурные фациальные различия и создаются сельскохозяйственные угодья, раскинувшиесянабольшихплощадях.
Однакораспашка, например, неможетполностьюнивелировать различия на участках, занимающих разные местоположения. Это сказывается прежде всего на урожайности сельскохозяйственных культур. Таким образом, производные варианты фаций всегда обнаруживают связь с коренными типами, и эта связь должна учитываться в хозяйственной деятельности.
313
Урочище истолковывается как участок с хорошо выраженными границами, отличающийся от окружающей местности. Наиболее надежным является выделение урочищ по характеру литогенной основы, т. е. мезоформам рельефа, однородным по происхождению, сложенным одинаковыми по составу породами. Урочища могут выделяться на равнине, где мезоформы выпуклостей и вогнутостей рельефа отсутствуют. В этом случае разные урочища будут формироваться на отличающихся физико-химическими свойствами породах.
В качестве иллюстрации рассмотрим несколько ситуаций, когда различия литогенной оснвы служат причиной обособления уро-
чищ (рис. 16.4).
Рис. 16.4. Типыурочищ, поГ. С. Макуниной:
Сменаурочищвпространстве, предопределенная: I – разноймощностью рыхлыхотложений; II – темжесдополнительнымвлияниемгрунтовых вод; III – разнымлитологическимсоставомрыхлыхотложений; IV – разнымлитологическимсоставомкоренныхпород; V – положениемнаэлементахрельефаразнойкрутизны и экспозиции ивыходамиразныхпород; 1–5 – разные типы урочищ
314
Литогеннаяосноваявляетсяважнымэкологическимфактором. Физико-химические свойства пород влияют на характер почвообразовательногопроцесса, режимувлажнения, аэрацию, богатствопочв, их засоленность и т. п. От рельефа зависят распределение стока (латеральных геопотоков), экспозиция склонов, энергия процессов денудации, микроклимат.
Урочище – более устойчивое к антропогенному воздействию образование. Дажеуничтожениепочвенно-растительногопокроваи замена его на техногенный покров может не изменить существа литогеннойосновытогоилииногоурочища, напримерречнойтеррасы, на которой построен жилой массив города. Вместе с тем человек, вооруженныйсовременнойтехникой, можетпреобразовыватьилиуничтожать целые урочища, создавать новые рукотворные – искусственные террасы, карьеры горных выработок, терриконы.
Морфологические ПТК не всегда четко выделяются в ландшафте. Спостепеннымипереходамимеждуморфологическимиединицами и целыми ландшафтами связано свойство континуальности (непрерывности) географической оболочки. В этом случае между соседнимиПТКвыделяется переходнаяполоса – экотон(рис. 16.5).
Рис. 16.5. Переходнаяполоса(экотон) междустепнымилесным ландшафтами
315