5 Современная структура подсистемы физико-географических наук.

Как мы уже отмечали, современная физическая география – фундаментальная географическая наука, изучающая географическую оболочку Земли, ее состав, структуру, особенности формирования и развития ее пространственной организации, является одним из базовых элементов системы географических наук 1-го порядка, но одновременно сформировалась как сложная система (подсистема) физико-географических наук 2-го порядка. Для определения ее внутренней структуры используем системную методологию по аналогии с тем подходом, который был использован при определении внутренней структуры системы географических наук. С определенной долей условностей в рамках физической географии можно выделить следующие блоки частных наук: теория и методология физической географии, отраслевые, аналитические, синтетические, территориальные (глобальные и региональные), прикладные физико-географические науки.

Любая зрелая наука характеризуется наличием собственной теории, в которой обосновываются объект, система основных понятий, принципы и методы исследования. Теория современной физической географии направлена на изучение общих проблем территориальной дифференциации (зональность, азональность, природные районы разных рангов) географической оболочки Земли. В задачу этой общей физической географии входят систематика, классификация, типология и таксономия территориальных физико-географических единиц, вопросы теории физико-географического районирования и исследования природных территориальных комплексов.

5.1 Отраслевые физико-географические науки.

Особую большую группу представляют отраслевые физико-географические науки. Хотя общим объектом исследования всех физико-географических наук выступает географическая оболочка Земли, но предметом изучения отраслевых физико-географических наук выступают, как правило, отдельные конкретные элементы такой оболочки. При этом ориентация на анализ взаимосвязей с географией оболочки Земли в целом является критерием географичности таких частных наук. К числу отраслевых физико-географических наук относятся: геоморфология, климатология, гидрология суши, океанология, гляциология, геокриология (мерзлотоведение), география почв, биогеография. На стыке физической географии с другими естественными науками сформировались геофизика, геохимия, биогеоценология.

Одной из старейших отраслевых физико-географических наук является геоморфология, изучающая поверхность литосферы. При этом наряду с геоморфологией литосфера изучается другими естественными, но негеографическими науками (геология, литология, вулканология). Предметом исследования геоморфологии выступает исторически развивающийся рельеф земной поверхности. Геоморфология изучает внешний облик рельефа суши и морского дна, происхождение, возраст, особенности строения, развития и распространения тех или иных его форм, воздействие на формирование рельефа эндогенных и экзогенных процессов, а также антропогенных факторов. В связи с давностью формирования внутри геоморфологии возникли отдельные частные научные направления: орография – описание различных форм рельефа с точки зрения их конфигурации, размеров и направлений; карстоведение – изучение карстовых явлений, возникающих в растворимых водой осадочных горных породах; спелиология – наука, занятая изучением пещер. Современная геоморфология делится на общую и региональную. В последние годы внутри нее, как пишет В.П. Максаковский, складываются и такие направления, как структурная, климатическая, динамическая, прикладная геоморфология и геоморфология моря.

Объектом исследования климатологии, сформировавшейся еще во второй половине XIX в., выступает изучение атмосферы – нижней части газовой оболочки Земли. При этом наряду с климатологией газовая оболочка Земли изучается негеографическими науками: метеорологией, аэрологией и аэрономией. Наиболее тесные связи у климатологии с метеорологией - наукой о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физических процессах. Собственно климатология – наука о климате, его формировании, географическом распространении и изменении во времени. Климатология, в свою очередь, подразделяется на общую климатологию и климатографию. В этом случае основной задачей общей климатологии является изучение атмосферных процессов за длительный период во взаимосвязи с влиянием других элементов географической оболочки Земли, обобщение результатов измерений параметров погоды и в итоге оценка климатического режима. А задача климатографии состоит в описании климата различных территорий. В числе внутренних направлений климатологии следует назвать динамическую климатологию, рассматривающую климат как результат общей циркуляции атмосферы. В связи с большой практической важностью климатологии в ней сформировались такие прикладные направления, как агроклиматология, изучающая климат как фактор сельскохозяйственного производства, и аэроклиматология, исследующая процессы тропосферы и стратосферы в целях использования летательных аппаратов.

Исследованием гидросферы Земли занимаются также традиционные физико-географические науки, как гидрология суши и океанология. Гидрология суши (неудачность термина отмечал Э.Б. Алаев) исследует закономерности процессов и явлений, протекающих в природных водах суши, формирование водного баланса и стока, структуру речных потоков и других водных объектов, русловые и береговые процессы, термический и ледовый режим, химический состав вод и др. В составе гидрологии суши как науки выделяются гидрография и гидрометрия. При этом гидрография занимается съемкой и нанесением на карту водных объектов, а также составлением их описаний. Гидрометрия занимается методикой измерения гидрологических процессов – методами определения величин, характеризующих движение, состояние и режим водных объектов. В соответствии со спецификой предметов исследования гидрология суши подразделяется на отдельные частные направления: гидрологию рек (потамологию), лимнологию (озероведение), болотоведение, а на стыке с геологией сформировалась гидрогеология – наука, изучающая происхождение, движение, физико-химические свойства подземных вод и вопросы их практического использования.

В середине XIX в. известна частная географическая наука океанография, изучавшая физические и химические свойства водных процессов в Мировом океане. Со второй половины XX в. эта наука трансформировалась в более широкую совокупность научных дисциплин – океанологию, изучающую физические, химические, геологические и биологические процессы в Мировом океане. При этом последний рассматривается одновременно как часть гидросферы и как целостный планетарный природный объект. Поэтому главная задача океанологии состоит в выявлении общих закономерностей природы океана как единого целого. В связи со спецификой исследуемых процессов внутри океанологии сформировались отдельные научные направления: физика, химия, геология, биология океана.

К числу отраслевых физико-географических наук относится гляциология, которая в середине XX в. выделилась из гидрологии суши. Гляциология – это наука о природных льдах в географической оболочке Земли. Она изучает роль льда в развитии Земли, его режим, динамику, взаимодействие с окружающей средой. Предметом ее исследования выступают горные ледники, ледниковые щиты и покровы, шельфовые ледники, подземные льды и снежный покров. В соответствии с этим гляциология делится на такие научные направления, как ледниковедение, снеговедение, лавиноведение, ледоведение водоемов и водотоков, палеогляциологию. Ледяная сфера Земли кроме гляциологии изучается и другой столь же новой физико-географической наукой – геокриологией (мерзлотоведением). Геокриология – это наука о мерзлых почвах и горных породах, процессах их образования и условиях существования, о процессах промерзания и оттаивания мерзлых почв.

Объектом исследования геоморфологии, климатологии, гидрологии суши, океанологии, гляциологии и геокриологии является неживая природа – некросфера Земли. На стыке живой и неживой природы находятся почвы, изучением которых занимается почвоведение (самостоятельная наука и не входит в систему географических наук) и отраслевая физико-географическая наука - география почв. Несмотря на то, что почвоведение и география почв входят в разные системы наук, между ними существуют тесные связи. Это вытекает даже из их определения. Почвоведение – наука о почвах, их происхождении, развитии, строении, составе, свойствах, географическом распространении и рациональном хозяйственном использовании. География почв, возникшая в России в конце XIX в., изучает закономерности формирования и пространственного размещения почв. Она делится на общую и региональную географию почв. Общая география почв содержит теорию почвообразования, факторов и закономерностей распространения почв по территории Земли. Региональная география почв занимается описанием, картированием и исследованием пространственного размещения почв по странам и регионам Земли.

В подсистеме физико-географических наук исследованием живой природы – биосферы Земли – занимается биогеография. В российской науке XIX в. биогеографические исследования в определенной степени сохраняли обособленность, поэтому биогеография и физическая география выступали как бы отдельными науками внутри системы географических наук. В XX в. биогеография становится структурным элементом физической географии. Биогеография – это наука о закономерностях распространения живых организмов и различных биоценозов (совокупностей растений, животных и микроорганизмов) в географической оболочке Земли. Внутри биогеографии выделяют географию растений и географию животных. География растений (фитогеография или ботаническая география) – раздел ботаники и физической географии, изучающий закономерности распространения растений по поверхности Земли, как настоящем, так и в прошлом. Одним из ее разделов является флористика, относящаяся к ботанике, предметом которой выступает изучение и систематическое описание видов растений, образующих флору земного шара или его частей. В отличие от географии растений геоботаника, как считают некоторые специалисты, является разделом ботаники и изучает растительный покров Земли как совокупность растительных сообществ – фитоценозов. География животных (зоогеография) – наука, изучающая географическое распространение животных и их экологических группировок на Земле как в настоящее время, так и в прошлом, современные и исторические факторы и закономерности этого распространения. Описательным разделом зоогеографии является фаунистика, которая определяется как раздел зоологии, изучающий видовой состав фауны, их происхождение и особенности.

На этих примерах видно, что граница между физической географией и биологией в ряде случаев имеет не «линейный» характер и многие научные направления являются пограничными. В целом же покомпонентный подход в географических исследованиях биосферы не завершен, так как в рамках биогеографии нет раздела по географии микроорганизмов. Вне системы физической географии, но весьма полезна для нее, фенология – наука, изучающая периодические явления в развитии живой природы, обусловленные сменой времени года. Пограничный характер между физической географией и биологией имеет биогеоценология – наука о биогеоценозах и их планетарной совокупности – биосфере. При этом под биогеоценозом понимается сложная природная система, объединяющая на основе обмена веществ и энергии совокупности живых организмов (биоценозов) с неживыми компонентами – условиями обитания. При этом пограничной с биогеографией являются биоценология – наука, изучающая биоценозы, их строение, развитие, взаимоотношения с окружающей средой, происхождение, распределение в пространстве и времени, а также фитоценология – раздел геоботаники, изучающий совокупности растений – фитоценозы.

Пограничный характер между физической географией и физикой имеет геофизика, не входящая в систему географических наук. Геофизика– это комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, ее физические свойства и процессы, происходящие в ее оболочках. В связи со спецификой изучаемых явлений и процессов в геофизике выделяются отдельные научные направления: физика так называемой твердой Земли (сейсмология, геомагнетизм, гравиметрия, разведочная геофизика), гидрофизика, физика атмосферы. От геофизики отпочковалась и сформировалась такая физико-географическая наука, как геофизика (физика) ландшафта – научное направление, изучающее физические процессы, прежде всего процессы превращения и передачи энергии в территориальных природных комплексах – ландшафтах.

Аналогично пограничный характер между физической географией и химией имеет геохимия, которая также (как и геофизика) не входит в систему географических наук, но имеет для нее важное значение. Геохимия возникла в начале XX в. Эта наука изучает химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов и их стабильных изотопов, закономерности распределения химических элементов в различных геосферах, законы поведения, сочетании и миграции (концентрации и рассеяния) элементов в природных процессах. В зависимости от особенностей исследуемых явлений и процессов внутри геохимии возникли отдельные научные направления: аналитическая, физическая, региональная, органическая, изотопная геохимия, геохимия литосферы, литогенеза, процессов, гидрогеохимия (в которой, в свою очередь, выделяются гидрохимия рек, озер, водохранилищ, подземных вод и химия Мирового океана), радиогеохимия, радиогеохронология, биогеохимия. Особое значение для географии имеет геохимия ландшафта – раздел геохимии и физической географии, изучающий химический состав и миграцию химических элементов в географических ландшафтах.