Общее понятие о функциональной структуре ландшафта.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 9Следующая ⇒

Структуру ландшафта в широком смысле, как и у любой природной системы, следует понимать в смысле его пространственно-временной организации. Эта структура представлена в виде некоей динамической системы внутренних связей между составными частями ландшафта, то есть между его компонентами и морфологическими элементами. Однако, определенная упорядоченность и устойчивость морфологического и межкомпонентного строения в пространстве ландшафта, являясь важной характеристикой его организованности, не раскрывает в полном объеме сущность его структуры, до тех пор пока не выяснены способы взаимосвязей и взаимодействий между компонентами и морфологическими элементами ландшафта. Взаимосвязи и взаимодействия между компонентами и подсистемами в любой природной системе, в том числе и в любом ПТК, заключаются в обмене веществом и энергией междуними, в ходе которого происходит трансформация последних. Вспомним, что совокупность всех процессов вещественно-энергетического обмена и трансформации вещества в ПТК понимается как его функционирование. Отсюда мы можем предполагать наличие у ПТК кроме морфологической, или пространственной структуры и некую функциональную структуру, или пространственно-временную структуру. Сложность такой функциональной структуры прямо пропорциональна рангу ПТК. Так, например, для ПТК ранга фация такая

функциональная структура определяется вертикальными связями между ее косными и биокосными компонентам, а горизонтальные, или межфациальные связи для каждой отдельной фации являются уже внешними. Однако, для урочища и ландшафта горизонтальные связи между, образующими их фациями, уже будут внутренними. Следовательно, для функциональной структуры урочищ и ландшафтов характерны как вертикальные, или межкомпонентные связи, так и горизонтальные, или межсистемные связи, между образующими их компонентами и ПТК меньшего ранга. Они обеспечивают обмен веществом и энергией и трансформацию ПТК меньшего ранга в ходе этого обмена.

Функционирование ландшафта подчинено законам механики, физики, химии и биологии. Таким образом, его можно разложить на элементарные составляющие процессы – механическое движение обломочного материала, льда, воды, испарение влаги с поверхности почвы, инфильтрацию воды в почву и ее материнскую породу, химическое растворение горных пород, перемещение любого химического элемента и взаимодействие его с другими химическими элементами в ходе осуществления химических реакций, процессы фотосинтеза, хемосинтеза, транспирации, превращения зеленой массы растений в ткани животных, размножение и расселение организмов, минерализацию органических остатков и т. д. При этом осуществление каждого из таких процессов сопровождается поглощением, трансформацией и высвобождением энергии. Подобное разностороннее аналитическое расчленение функциональной структуры ландшафта на элементарные процессы вполне осуществимо и позволяет детально изучать каждый из них. Следует отметить, что большую помощь в этом оказывает такая научная дисциплина как геохимия ландшафта, исследующая ландшафт на уровне взаимоотношений атомов, изучающая вертикальную и горизонтальную миграцию последних. Однако аналитическое выделение и изучение функциональных связей ландшафта само по себе не дает целостного объяснения его функционирования, так как оно не представляет собой простую смесь физико-механических, химических и биологических процессов. Так, например, физический смысл поверхностного и подземного стока водной массы, выпадающих на поверхность ландшафта атмосферных осадков сам по себе тривиален – это всего лишь движение воды под действием силы тяжести. Однако географический смысл этого процесса нельзя сводить к простому закону механики, потому, что он одновременно и

процесс гидрологический, как фактор образования речных бассейнов стока, и геологический, как фактор формирования новых генетических типов отложений, и геоморфологический, как фактор рельефообразования, и геохимический, как фактор миграции химических элементов, а в целом географический, как звено большого круговорота воды в природе и как один из главных механизмов взаимодействия между всеми компонентами ПТК и между ними сами.

Отсюда, между структурными элементами ландшафта – фациями, подурочищами и урочищами всегда выявляются следующие каналы связи:

1) Механический канал – гравитационный перенос вещества (твердого, жидкого, газообразного), который сопровождается превращением потенциальной энергии в кинетическую. Особенностью этого канала является его односторонняя направленность сверху вниз. Однако он играет важную роль в пространственной системе как вертикальных, так и горизонтальных вещественно-энергетических связей ландшафта. По данному каналу связи в значительной степени осуществляется интеграция фаций в подурочища и урочища, а последних в самостоятельный ландшафт.

2) Физический канал – совокупность молекулярных процессов, которые обеспечивают звенья преимущественно вертикального межкомпонентного обмена в ландшафте и его морфологических единицах. К таким процессам следует относить, например, испарение, капиллярное поднятие влаги в почве и зоне аэрации, капиллярное поднятие влаги по сосудистой системе растений и транспирацию, конвективные потоки воздуха и др. Следует подчеркнуть, что источником энергии этих молекулярных процессов является солнечное тепло, которое в процессе их осуществления трансформируется в другие виды энергии, позволяющие преодолевать силы гравитации.

3) Биохимический канал – совокупностьметаболических процессов, которые осуществляются в биотических элементах ландшафта (растениях и животных) с участием солнечной энергии и энергии химических связей и обеспечивающие вовлечение в обмен веществ и энергии всех компонентов ландшафта, посредством малого биологического круговорота, осуществляющегося в рамках границ ландшафта. Метаболизм (от греч. metabole – перемена, превращение) представляет собой совокупность процессов биохимического превращения вещества и энергии в живых организмах. Ему принадлежит важная регуляторная и стабилизирующая роль в ландшафте. В противоположность гравитационному каналу, по которому происходит вынос вещества из ландшафта, при процессах метаболизма происходит захват или ассимиляция вещества, включение его в биологический круговорот, трансформация его в ходе осуществления последнего, накопление преобразованного вещества и аккумуляция энергии в ландшафте в виде различных органических соединений и органоминеральных осадков, получивших название метаболитов. Примером такого преобразованного вещества, или метаболитов, являются гумус почвы, торф, сапропель, аминокислоты и биофильные химические макроэлементы и микроэлементы. Таким образом, биохимические каналы связи служат своеобразными интеграторами вещества и энергии в ландшафте.

Анализ характера связей между компонентами и морфологическими элементами ландшафта позволяет выделять их два главных вида: 1) прямые и 2) обратные. Прямые связи – это связи, возникающие в природной системе в результате воздействия факторов внешней среды, обратные – связи, возникающие в результате обратного воздействия природной системы на среду. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Если результаты процесса его усиливают, то обратная связь считается положительной, и наоборот когда результаты процесса ослабляют его действие, то имеет место отрицательная обратная связь. Следовательно, положительная обратная связь выражается в том, что процесс, возникнувший как следствие деятельности тех или иных факторов, сам себя усиливает наподобие лавины или цепной реакции. При отрицательной обратной связи начавшийся процесс сам себя со временем гасит. В качестве примера отрицательной обратной связи рассмотрим развитие системы материкового покровного оледенения. Она начинает развиваться в условиях циклонической циркуляции воздушных масс при определенном соотношении низких годовых температур воздуха и количества твердых атмосферных осадков. Однако, развитие такой ледниковой системы происходит не беспредельно, так как, по мере роста площади оледенения над центром ледникового покрова формируется область высокого давления, или антициклона. Следствием этого является уменьшение количества твердых осадков в области питания ледниковой системы и начинается постепенная ее деградация. В связи с этим, можно утверждать, что для ландшафта как природной системы присуща способность к относительной саморегуляции.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 Следующая ⇒