Основы теории и методологии ландшафтоведения

Концептуальные основы ландшафтоведения. Геосистемная парадигма. Соотношение понятий «геосистема» и «экосистема».

Научные концепции современного ландшафтоведения

Методологической основой современного ландшафтоведения является геосистемная концепция. Ее зарождение совпадает с зарождением ландшафтоведения. В ландшафтоведение системную концепцию привнес В.Б. Сочава. Геосистемная концепция в физической географии формировалась одновременно с общей теорией систем, в противоборстве с механицизмом.

Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство. Целостность системы также называют эмерджентностью. Каждая система обладает внутренней неоднородностью, разнообразием входящих в нее элементов. Отсюда в кибернетике и в учении о системах существует закон необходимого разнообразия: только та система может более или менее длительно существовать, которая обладает необходимым разнообразием взаимодополняющих друг друга элементов.

В ландшафтоведении объектами исследования служат природные и природно-антропогенные геосистемы. Природная геосистема – исторически сложившаяся совокупность взаимосвязанных природных компонентов, характеризующаяся пространственной и временной организованностью, относительной устойчивостью, способностью функционировать как единое целое, продуцируя новое вещество. Природные геосистемы – открытые системы, имеющие связь с внешней средой. Совокупность биологических организмов, их сообществ и среды их обитания называется экосистемой.

Параллельно с классическим ландшафтоведением развивались идеи о воздействии человека на окружающую среду, природно-антропогенных ландшафтах. Концепция природно-производственной геосистемы предполагает обязательное сопряженное изучение природной и производственной составляющих в природно-антропогенных ландшафтах.

Главная концепция учения о природно-антропогенных ландшафтах – это концепция геоэкосистемная, объединяющая геосистемный и экосистемный подходы.

Природные компоненты ландшафта. Литогенная основа, воздушные массы, природные воды, почвы, биота. Межкомпонентный энерго- и массообмен. Прямые и обратные связи. Геогоризонты и вертикальная структура природных геосистем.

Литогенная основа. Ее роль в структуре и функционировании ландшафта

Литогенная основа ландшафта или геолого-геоморфологическая основа – приповерхностная часть земной коры, находящаяся в пределах зоны гипергенеза, выветривания (эпигенетического преобразования горных пород под воздействием самого ландшафта). Литогенная основа – горные породы и рельеф дневной поверхности, слагаемый ими.

Свойства литогенной основы:

1. Вещественные свойства: состав горных пород. Влияет на минеральное питание растений, на состав твердой фазы воздушных масс.

2. Энергетические свойства. Горючие полезные ископаемые являются продуктом функционирования ландшафта – накопление биологической энергии. Эта энергия реализуется в виде экзогенных гравитационных процессов. Внутренняя энергия Земли реализуется при извержениях вулканов.

3. Информационные свойства: неоднородность горных пород, тектонических структур, а также расчлененность (пластика) рельефа влияют на дифференцирование геосистем и пространства.

Одним из примеров передачи информации от рельефа к геосистемам является сформулированное Василием Васильевичем Алехиным правило предварения: на равнинах плакорные местообитания характеризуются растительностью данной природной зоны (подзоны), в то же время местообитаниям склонов северной экспозиции свойственна растительность более северной зоны (подзоны), а местообитаниям склонов южной экспозиции – растительность более южной зоны (подзоны).

Плакор (термин предложен Г.Н. Высоцким) – приводораздельная возвышенно-равнинная территория с незначительным эрозионным расчленением, глубоким залеганием грунтовых вод и сложенная с поверхности суглинистыми отложениями. Плакор развивается в условиях только атмосферного увлажнения и является эталоном географической зональности.

Правило предварения – проявление закона квантитативной компенсации веществ и энергии Александра Леонидовича Чижевского: если одна геосистема характеризуется недостаточным поступлением вещественно-энергетических ресурсов из внешней среды, то пространственно противостоящая ей система получает соответственно большее количество тех же ресурсов (пространственный аспект); если геосистема получает меньше веществ и энергии в какой-то промежуток времени по сравнению с многолетней нормой, то в другой отрезок времени она восполняется соответствующим избытком поступления тех же веществ и энергии.

Биота и ее роль в структуре и функционировании ландшафта

Биота – совокупность растительности и животного мира. Биота – самый активный компонент ландшафта. По словам Владимира Ивановича Вернадского, живые организмы – самая мощная сила, преобразующая вещество на земной поверхности.

Влияние биоты на природные геосистемы стало существенным 570 млн. лет назад, когда начался фанерозой (эра явной жизни). Стал активно идти биохимический процесс фотосинтеза. С этого времени природные геосистемы существенным образом изменились под действием биоты: содержание кислорода в воздухе увеличилось в 1000 раз, сформировалась почва, кора выветривания и т. д.

93% всех видов растений и животных обитает на суше. Биомасса – количество живого вещества, обитающего в данном месте. Биомасса обычно измеряется в т/га. Биомасса земного шара составляет 2 трлн. т сухого живого вещества, из них 98% – биомасса наземных растений. Биопродуктивность – количество живого вещества, которое производят живые организмы (главным образом, зеленые растения) за год на единицу площади. Биопродуктивность земного шара составляет 170 млрд. т сухой массы в год. Из них 25–27% – водоросли, 35–37% леса суши, 25–30% травянистые, кустарниковые сообщества степей, саванн и пустынь.

По трофическим (пищевым) цепям биота делится на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты – зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют неорганическое вещество в органическое. Консументы – живые организмы, не производящие органическое вещество, но потребляющие в пищу продуцентов. Различают консументы 1, 2 и 3-го порядков. Редуценты – главным образом микроорганизмы, разлагающие отмершее органическое вещество на минеральные составляющие.

Р. Линдэман сформулировал закон пирамиды энергии, или закон трофической пирамиды (правило 10%): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии. Этом закон отражает реализацию в биоте 2-го закона термодинамики. Остальные 90% диссипируются (рассеиваются) в окружающую среду. Так или иначе, минеральные вещества снова оказываются в почве и используются растениями для питания. Таким образом, осуществляется малый биологический круговорот. Этот круговорот частично разомкнут, т. к. часть веществ выбывает из круговорота на долгое время, например, органические вещества, образующие гумус, каустобиолиты. В каустобиолитах накапливается 0, 004% биологической энергии, однако за 570 млн. лет накопилось 10³² ккал. В настоящее время в год расходуется столько энергии, сколько было накоплено биотой за 370 млн. лет. При таких темпах использования полезных ископаемых биогенной энергии хватит на 4, 5 тыс. лет.

Факторы жизни растений: свет; тепло; вода; воздух; элементы минерального питания.

Согласно закону незаменимости, для жизни растений необходимо наличие всех этих пяти факторов. По закону минимума (закону Либиха) биопродуктивность растений в наибольшей степени зависит от того фактора, который находится в минимуме.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒