Пространственная и временная организация ландшафтов

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 17Следующая ⇒

Понятие «организация» – совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого. Вландшафтоведении – это вопросы структуры ландшафта и его функционирования, т. е. изменений, обеспечивающих устойчивость.

Различают пространственную, временную и пространственно-временную организацию ландшафтов.

Пространственная организация. Она может быть горизонтальной и вертикальной.

Горизонтальную организацию начинают изучать с рассмотрения морфологической структурыландшафтов. Для этого рассматривают комплексы более низкого ранга, чем ландшафт: фации, подурочиша, урочища, местность. Пространственная организация комплексов включает: сочетание фаций, подурочищ, типов урочищ и местностей, пропорции площадей, закономерности чередования, неравенство и группы комплексов, характер их границ и соседство, связи между комплексами низшего ранга. Выявляют характерные черты горизонтальной структуры, зависящие от сформировавших их условий: зональные, азональные, пойменные, террасовые, моренные и т.д. Устанавливают воздействие осадков на внутриландшафтные процессы: поверхностный, внутрипочвенный, грунтовый сток и связанное с ним перемещение вещества. Представление об иерархии в горизонтальной структуре и горизонтальных связях между комплексами помогает раскрыть механизм формирования и возможности сохранения и управления организацией ландшафтов. Учитывая направления связей в моделях с односторонним или двусторонним перемещением вещества, можно объяснить и упорядочить комбинации горизонтальной территориальной организации ландшафтов, их границ и границ, выполняющих функции мембран или барьеров (частью или полностью). Горизонтальную систему внутренних связей природных комплексов в ландшафтоведении определяют как межсистемную, характеризующую взаимное расположение частей и способы их соединения.

Вертикальная организация ландшафтов выражается в ярусном расположении компонентов в соответствии с плотностью слагающего их вещества. Контактное взаимопроникновение и взаимодействие атмосферы, гидросферы, литосферы и биоты обеспечило формирование производного компонента – почв. В механизмах вертикальной организации ландшафтов большое значение имеют круговороты веществ и энергии, вертикальные потоки тепла и влаги, движение почвенных растворов, миграция органики и т.д.

Временная организация ландшафтов. Существование пространственных элементов ландшафта распространяется и на время. Изменения в ландшафте происходят с некоторой устойчивой повторяемостью, ритмичносгью и цикличностью. У человека создается впечатление постоянства объекта, хотя часть его состояний изменяется ежедневно и ежечасно (внутрисуточные изменения). Ландшафт как сложное образование формируется за счет связей и процессов. Совокупность устойчиво повторяющихся процессов перемещения обмена и трансформации вещества и энергии, связей и состояний называют функционированием.

При расчленении всех временных изменений, происходящих в ландшафте и с ландшафтом, выделяют три временные группы: краткопериодичные (функционирование), среднепериодичные (динамика), длиннопериодичные (эволюция). Разномасштабные процес сы и явления: функционирование, динамика, эволюция, объединяются общим понятием «изменение».

Ф у н к ц и о н и р о в а н и е л а н д ш а ф т а – это природный процесс, который складывается из множества элементарных процессов механической, физической, химической, биологической природы.

В краткопериодичной размерности, длительностью от суток до года включительно, отмечают переходы одного состояния в другое: дневного в ночное, осеннего в зимнее и т.д. Во временную организацию механизма функционирования ландшафта включены пять составляющих: влагооборот, трансформация солнечной энергии, перенос твердых масс, движение воздушных масс, био- и геохимический цикл.

В функционировании, наряду с простым протоколированием состояний отдельных элементов, требуются обобщающие взаимосвязи процессов, характеризующих функционирование в увязке с космическими ритмами. При такой классификации временной организации будут выражены космические и планетарные циклы, ритмы, биотическая активность и человеческая деятельность.

Д и н а м и к а л а н д ш а ф т а – это вторая группа понятий во временной размерности организации ландшафтов. С одной стороны, динамика перекрывается функционированием, т. к. высокочастотные колебания до года включительно относятся к функционированию. Более длительные временные колебания – многолетние, вековые уже ближе к эволюции, хотя и не тождественны ей. Масштаб динамической смены находится в интервале от десятков до 500...600 лет. В период динамических изменений закладываются связи будущих коренных трансформаций ландшафта. Динамика – изменения обратимого характера, не приводящие к коренной перестройке структуры, выражается в смене состояний геосистемы в рамках одного инварианта (инвариант – неизменность по отношению к какому-либо преобразованию). Например, эволюционный процесс мелководного озерного ландшафта, постепенно преобразующий его в болотный, не зависит от суточных изменений или сезонных циклов. Если эволюционный процесс ландшафта принять за основную тенденцию развития, то динамичные изменения — это отклонения от общей тенденции. Динамика ландшафта в основном обусловлена внешними факторами, и ей присуща ритмичность.

Динамика ландшафтов связана с планетарно-астрономическими причинами. Сезонные, внутривековые и вековые ритмы связаны с солнечной активностью, вызывают возмущения магнитного поля Земли и циркуляцию атмосферы, определяющую колебания температуры и увлажнения.

Динамика ландшафтов имеет близкое отношение к эволюции. Сверхвековой 1850-летний ритм объясняется изменчивостью приливообразующих сил, зависящих от взаимного расположения Земли, Солнца и Луны, и выражается в планетарных колебаниях климата. Ритмы продолжительностью 21, 42...45, 90, 370 тыс. лет связаны с колебаниями эксцентриситета земной орбиты, а также с чередованием ледниковых и межледниковых эпох.

Динамика ландшафта связана с его устойчивостью. Так, многолетние обратимые динамичные смены состояний ландшафта указывают на его способность возвращаться в исходное состояние, т. е. на устойчивость. В процессе динамичной смены состояний ландшафт может оставаться «самим собой» до тех пор, пока его устойчивость не будет нарушена внешними или внутренними причинами. К внешним причинам относятся: период климатических изменений, биологических циклов, тектонических движений, изменения уровня моря, воздействие человека.

Устойчивость – способность системы сохранять свои параметры при воздействии или возвращаться в прежнее состояние после нарушения структуры. Ландшафт, как любая геосистема, обладает устойчивостью в допустимых пределах, которые пока еще не установлены, а механизм устойчивости полностью еще не изучен. Устойчивость – не статическое состояние системы, а колебания вокруг некоторого среднего состояния. Чем шире природный диапазон состояний ландшафта, тем меньше вероятность необратимой трансформации после возмущающих воздействий. Аномальным, разрушающим воздействиям противостоят внутренние механизмы саморегулирования ландшафта, в результате эффект внешних воздействий ослабляется, поглощается или гасится.

Важнейшим стабилизирующим фактором в саморегулировании ландшафтов является биота. Она легко приспосабливается к различным условиям, мобильна и легко восстанавливается. Интенсивные биологические круговороты и биологическая продуктивность – одно из главных условий устойчивости ландшафтов. Растительный покров поддерживает гравитационное равновесие в ландшафте, препятствует денудации. В механизме саморегулирования ландшафта биоте принадлежит ведущая роль.

Наиболее устойчивым компонентом ландшафта является твердый фундамент, однако в случае нарушения он не способен восстанавливаться. Его стабильность – важная предпосылка устойчивости ландшафта.

Любой ландшафт в процессе своего развития подвергается воздействиям, и его устойчивость имеет свои пределы. Порог устойчивости, выраженный через сохранение ландшафтом своих параметров и свойств, и критические величины воздействий выясняют в каждом конкретном случае.

общие критерии природной устойчивости геосистем: высокая организованность, интенсивное функционирование и сбалансированность функций геосистем, включая биологическую продуктивность и возобновимость растительного покрова. Эти качества определяются оптимальным соотношением тепла и влаги, развитостью почвенного покрова, плодородием почв.

Так, тундровые ландшафты с недостатком тепла имеют слаборазвитые почвы, неустойчивые к техногенным нагрузкам – сильно ранимы и очень медленно восстанавливаются. Дефицит тепла определяет низкую активность биохимических процессов, медленную самоочищаемость от промышленных выбросов. При разрушении растительного и почвенного покровов нарушается тепловое равновесие многолетнемерзлых пород, что вызывает просадки, разрушения фундаментов сооружений и т. п.

Таежные ландшафты более устойчивы из-за лучшей обеспеченности теплом и, благодаря более мощному растительному покрову, здесь формируются не очень плодородные подзолистые почвы, но отзывчивые на высокую культуру земледелия. Их интенсивный влагооборот способствует удалению подвижных форм загрязняющих веществ, но биологический круговорот в них еще медленный. Устойчивость геосистем в этой зоне понижена также из-за заболоченности и сведения лесного покрова.

Высокой устойчивостью обладают ландшафты степной зоны, где наблюдается наиболее благоприятное (для условий России) соотношение тепла и влаги. Здесь под пологом мощной степной травянистой растительности в естественных условиях образовались одни из самых плодородных почв – черноземы. Высокая биохимическая активность степных ландшафтов способствует их довольно интенсивному самоочищению. широкомасштабная распашка черноземных почв существенно понизила их устойчивость: происходит интенсивная выработка гумуса, являющегося фактором устойчивости, повсеместно развилась водная и ветровая эрозия, ухудшаются свойства почв при многократных обработках, особенно с применением тяжелой техники, происходит уплотнение почв. Орошение большими нормами, с высокой интенсивностью искусственного дождя также ухудшает свойства почв, так как вымывание питательных веществ приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию.

В пустынных ландшафтах интенсивная солнечная радиация ускоряет биохимические процессы, в частности разложение отмерших растительных остатков и органических загрязнителей, но недостаток влаги уменьшает вынос продуктов разложения, в том числе и загрязняющих веществ. Растительность здесь бедная, биологическая продуктивность невелика, вследствие этого почвы – маломощные и, как и в тундровой зоне, сильно ранимы, поэтому пустынные ландшафты малоустойчивы. Повысить их устойчивость может орошение, но без соблюдения рекомендуемых норм происходят большие потери воды из каналов. связанное с этим дополнительное дренирование территории интенсифицирует гидрохимические потоки, что приводит к вторичному засолению земель, загрязнению и истощению рек. Все это делает ландшафты неустойчивыми.

Водные мелиорации (орошение и осушение) повышают устойчивость геосистем, приводя к оптимуму соотношение тепла и влаги, но они являются сильным возмущающим фактором: при превышении рекомендуемых норм могут привести к противоположному результату.

Устойчивость геосистем зависит от внутренней неоднородности свойств компонентов: разнообразный состав луговых трав делает луг более устойчивым при разных погодных условиях, чем искусственный сенокос с меньшим видовым разнообразием. Выраженный микрорельеф и вариация водно-физических свойств почв также повышают устойчивость и почвенного и растительного покровов: в сухие периоды года продуцирование биомассы лучше в понижениях, а во влажные – на микровозвышениях.

Устойчивость геосистемы растет с повышением ее ранга – наименее устойчивой является фация, наименьшая геосистема, характеризуемая однородными условиями месторасположения и местообитания, одним биоценозом. Фации сильнее всего откликаются на изменение внешних природных условий и на деятельность человека. Радикально их изменяют при природопользовании. Более крупные геосистемы в меньшей степени подвержены изменениям.

Э в о л ю ц и я л а н д ш а ф т о в. В своем развитии ландшафт проходил две главные стадии: формирования и эволюционного развития. Первая протекала в период образования геологического фундамента при тектонических процессах, регрессии моря или таяния материкового ледяного покрова. На новый геологический фундамент воздействовали солнечная радиация, атмосферные осадки, поверхностные воды, развивался растительный и животный мир. Этот период был периодом молодости ландшафта с несложившейся структурой: неразвиты биоценозы и почвы, слабо расчленен рельеф, не выражена гидрографическая сеть. Постепенно компоненты ландшафта приходили в соответствие друг с другом и с общими зонально-азональными условиями развития. С этого момента он приобрел черты устойчивой структуры и перешел во вторую стадию – медленной эволюции.

Индикатором возраста современных ландшафтов служит почва. Почвенный профиль – это своего рода память ландшафта, свидетельствующая о факторах почвообразования в течение времени, на протяжении которого формировалась данная почва. Для образования почвы требуется от нескольких сотен до нескольких тысяч лет – это время можно приблизительно считать возрастом существования современных ландшафтов. В целом важен не возраст ландшафта, а тенденции и закономерности его развития, необходимые для разработки прогноза его поведения.

Пространственно-временная организация.

При освоении ландшафтов увязывают особенности природного комплекса с пространственной организацией хозяйственных мероприятий, проектируют организацию самих ландшафтов в зависимости от вида использования их земель и проведения необходимых мероприятий.

Развитие ландшафтов.

Всем ландшафтам свойственен непрерывный процесс направленных изменений, они незаметны на глаз. Человек фиксирует только цикличные смены различных состояний ландшафта. В конце же любого цикла или изменения структуры ландшафта после нехарактерного воздействия ландшафт возвращается в исходное состояние с некоторым необратимым сдвигом и остатком. Например, в результате эрозионных процессов с поверхностным стоком смывается почва, выносятся минеральные и органические вещества, деформируются русла рек, развивается овражная сеть, увеличиваются запасы ила в озерах и торфа в болотах, аллювиальных отложений – на поймах, зарастают озера и т.д. Эти процессы имеют определенную направленность и ритмичность, усиливаясь или ослабляясь сезонно или в многолетнем цикле.

Завершающее состояние ландшафта отличается от исходного продолжительностью цикла, которая может быть несоизмерима с долговечностью ландшафта: чем длительнее цикл, тем сильнее отличие. За один геологический цикл (век, эпоха, период) на одной и той же территории ландшафты могут многократно сменяться.

К причинам развития и трансформации ландшафтов относят: внешние космические воздействия, тектонические движения, изменения солнечной активности, перемещение полюсов Земли, изменения климата или рельефа.

Ландшафт может постепенно саморазвиваться и без вмешательства внешних факторов, эту способность отмечал еще В. В. Докучаев. Так, озеро при постоянстве внешних условий постепенно мелеет (расход воды на испарение превышает ее приход) и в итоге неизбежно исчезает, т. е. превращается в комплекс другого типа – болото.

Движущая сила процесса саморазвития ландшафта – внутренние противоречия взаимодействующих компо нентов, стремящихся прийти в соответствие между собой, т. е. к равновесию, которое будет временным, так как сами же компоненты его неизбежно нарушат. Например, биота, как самый активный компонент ландшафта, стремясь адаптироваться к абиотической среде, вносит в эту среду изменения, постоянно перестраиваясь, приспосабливаясь к ею же измененным условиям, и в результате постепенно перестраивается вся система. Внутренние противоречия существуют не только между биотой и абиотическими компонентами, но и между другими компонентами и процессами (например, между стоком и испарением воды).

Процесс саморазвития ландшафта протекает относительно медленно, на него накладываются внешние воздействия, способные обратить вспять саморазвитие ландшафта или прекратить в случае катастрофических нарушений – прекратить. Например, в результате катастрофических движений материковых льдов или морских трансгрессий исчезли многие ландшафты.

Диалектический механизм развития ландшафта обеспечивает постепенное количественное накопление элементов новой структуры и вытеснение элементов старой структуры, что приводит к качественному скачку – смене ландшафта. Современные устойчивые тенденции и закономерности развития ландшафта создают предпосылки для разработки прогноза его дальнейшего поведения.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒