ландшафтоведение. Киреев Д. М. Лесное ландшафтоведение. Спб. Лта, 2002. 239 с. Природный объект, методы изучения, история развития предмет лесного ландшафтоведения
Скачать 1.46 Mb.
|
2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЛАНДШАФТА, СТРОЕНИЕ ПРИРОДНОГО ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, ЛАНДШАФТНЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ 2.1. Основные компоненты природного территориального комплекса Природный территориальный комплекс – это исторически сложившееся и пространственно обособленное единство основных компонентов ландшафта. Все разнообразие окружающей природы определяется разнообразием сочетаний природных компонентов. Н.А. Солнцев впервые назвал пять основных компонентов и расположил их в определенной логической последовательности по соподчиненности. Под основными компонентами он понимал: литогенную основу, атмосферу, воду, растения и животных. Основные компоненты являются различными состояниями вещества материи: литогенная основа – твердый компонент ПТК, атмосфера - газообразный, вода - жидкий, растения и животные – живые компоненты. Основные компоненты ПТК взаимообусловлены, тесно взаимосвязаны, взаимодействуют, взаимовлияют друг на друга и взаимопроникают друг в друга. Однако относительная сила воздействия компонентов друг на друга и в целом на ПТК различна. Н.А. Солнцев ранжировал компоненты по силе и расположил их в ряд от относительно сильных к относительно слабым. Ряд Солнцева является рядом генетическим, так как основные компоненты располагаются в том порядке, в котором они возникали при формировании и развитии планеты Земля. Предыдущий компонент определяет и предваряет появление и развитие последующего (Солнцев, 1949). Первоначально образовалась твердая оболочка Земли – земная кора. Затем оформилась газовая оболочка – атмосфера. Вода появилась как результат взаимодействия земной коры и атмосферы. С появлением на Земле воды стало возможным существование растений. Растения видоизменили атмосферу, обогатив ее кислородом. И только после этого стало возможным развитие животного мира. Поэтому генетический ряд – это одновременно и ряд убывающего возраста компонентов. В этом же порядке основные компоненты располагаются и по скорости их изменения или инертности развития. Наиболее консервативный и медленно развивающийся компонент – литогенная основа. Быстрее изменяется атмосфера, затем вода, наиболее подвижными компонентами являются растения и животные. Поэтому каждый последующий компонент природы, более подвижный и изменчивый, вынужден приспосабливаться, адаптироваться, к более инертному. Поэтому генетический ряд Солнцева является и рядом распределения компонентов по силе их воздействия на природные территориальные комплексы, по их ландшафтоформирующей силе. Каждый предыдущий компонент оказывает более сильное воздействие на последующий и на ПТК в целом, чем последующий на предыдущий. Наиболее сильным компонентом является литогенная основа, земная кора. Земная кора контролирует распределение компонентов по поверхности Земли, а поэтому и развитие и формирование природных территориальных комплексов. Она является относительно наиболее жестким фундаментом формирования и развития природных территориальных комплексов, определяет их строение, структуру и экологические свойства. Она же – кладовая, откуда все компоненты черпают слагающие их вещества и химические элементы. Н.А. Солнцев впервые дал четкое и развернутое определение литогенной основы ПТК. Под литогенной основой он предложил понимать земную кору с четырьмя ее свойствами: тектоническим режимом, геологическим строением, литологическим составом горных пород и рельефом поверхности. Тектонический режим, или режим движений земной коры, определяет три ее последующих свойства: геологическое строение, литологический состав горных пород и рельеф поверхности. Тектонический режим ведет и направляет развитие рельефа, но не определяет полностью, так как геологическое строение, литологический состав и рельеф подвержены воздействию остальных компонентов, которые «обрабатывают» земную кору с поверхности. Солнцев впервые показал, что литогенная основа (земная кора) – это цельный и неделимый компонент ландшафта, развивающийся как единое целое. Это особенно важно, когда изучаются сложные ПТК: ландшафт, ландшафтный район, ландшафтная область, страна. Единство развития этих единиц определяется единством их геологического и тектонического фундаментов, которыми являются блоки и тектонические структуры земной коры. Именно единство развития тектонического фундамента определяет структурное единообразие ПТК высокого таксономического ранга и их более мелких подразделений вплоть до ландшафтной фации. Именно тектонические структуры делают границы (природные рубежи) ПТК наиболее отчетливыми, линейными. Геологическое строение – это последовательность и расположение в земной коре пластов горных пород. Литологический состав пластов горных пород – это совокупность различных минералов, обломков и гранул, которые их слагают. Вечная мерзлота и ледовые образования являются горными породами с отрицательной температурой. Они формируют криолитозону Земли, влияют на все компоненты ландшафта: рельеф, литологический состав отложений, климат Земли, характер и структуру эрозионно-гидрографической сети, закономерности распределения растительности и животных. Прямое и косвенное влияние мерзлоты на растения и животных часто неверно приписывают климату. Более сильно водно-минеральное питание растений и животных зависит от термического режима земель. Рельефом будем называть совокупность форм земной поверхности. Каждая из форм образовалась в результате определённого природного процесса. До Н.А. Солнцева к компонентам ландшафта относилась почва. Но почва является производным и динамичным природным телом, на которое оказывают определяющее влияние все компоненты ландшафта, в том числе и самые слабые - растения и животные. До Н.А. Солнцева к компонентам ландшафта относилась поверхность рельефа. Но она – это лишь одно из свойств материального природного тела земной коры. К компонентам ландшафта относился и климат, но это многолетне наблюдаемый режим движения атмосферы. По разному оценивалась относительная «сила» компонентов. Наиболее распространенное мнение до настоящего времени – что наиболее сильным компонентом является климат, который определяет широтную зональность. Но зональность не всегда широтна, а климат испытывает перераспределяющее влияние литогенной основы на всех уровнях его формирования. Солнцев основные компоненты ландшафта подразделил вслед за предшественниками на мертвые (косные) и живые. Живые компоненты ландшафта полностью подчинены мертвым и развиваются под их ведущим воздействием, включая и распределение по Земле. На это же указывал в своих работах Г.Ф. Морозов. 2.2. Строение ПТК Компоненты ландшафта достаточно тесно взаимодействуют между собой, проникают друг в друга и образуют устойчивые сочетания. Сочетания компонентов называются строением ПТК. Строение – это вертикальный разрез, вертикальная сопряженность компонентов и элементов ПТК. Сопоставляя строение различных природных единств, изучаемых учеными разного профиля, можно видеть, что они состоят из различного числа основных компонентов. Фитоценоз состоит только из растений сообщества, биоценоз – из фитоценоза и зооценоза, биогеоценоз – из фитоценоза, зооценоза, воды и атмосферы. Природный территориальный комплекс, по Солнцеву, является полным природным единством и слагается из всех пяти основных компонентов природы, то есть кроме атмосферы, воды, растений и животных в его состав входит литогенная основа, под ведущим воздействием которой он развивается. Поэтому Н.А. Солнцев и называл ПТК «полными» единствами в отличие от «частных», которые включают лишь часть компонентов природы. Одной из задач ландшафтных исследований является изучение взаимосвязи и взаимодействия основных компонентов ландшафта, являющихся причиной возникновения специфического экологического режима и лесорастительного эффекта. Иллюстрацией лесных ПТК с различным строением, а следовательно, и с различной лесной растительностью, дает в своей книге «Учение о типах насаждений» Г.Ф. Морозов (1930, с. 254-261). В книге приводится ландшафтный профиль характерного сочетания ПТК, многократно повторяющихся на протяжении средней части Восточно-Европейской равнины, междуречья Днепра и Суры. Если дать ландшафтную интерпретацию профиля Г.И. Танфильева, то здесь отчетливо выявились закономерно сочетающиеся пять видов ландшафтных местностей с различным строением. 1. Нагорные дубравы с участием в составе насаждений спутников дуба, с темно-серыми лесными почвами под лесом и черноземами возделываемых полей на лёссах, подстилаемых известняками и мергелями с солонцеватыми и солонцовыми почвами – в просадочных впадинах. 2. Крутые, расчлененные эрозией, склоны правых берегов рек с дубравами и судубравами на светло-серых и серых лесных в различной степени смытых почвах, с аллювиальными суглинками – на днищах балок, лощин и оврагов. 3. Поймы рек на слоистых аллювиальных отложениях с черноольховыми трясинами, пойменными дубняками, осокорниками, прирусловыми ивняками. 4. Боровые надпойменные террасы рек с песчаным аллювием, осложненные эоловыми буграми, с борами беломошниками на вершинах бугров, борами зеленомошниками на склонах, травяными дубовыми суборями в понижениях между буграми, болотами – во впадинах. 5. Пологие слабонаклонные равнины левых берегов рек с песчаными маломощными отложениями на лёссовидных суглинках с дубовыми суборями с сосной хорошего роста и корявым дубом. Нетрудно заметить, что в приведенном примере в ПТК на различных генетических формах рельефа одновременно меняются: геологическое строение, литологический состав отложений и подстилающих горных пород, почвы и лесная растительность. Строение ПТК изменяется под ведущим воздействием литогенной основы. Поэтому природными рубежами, отделяющими один ПТК от другого, являются границы форм рельефа. Основные компоненты ландшафта следует отличать от элементов ландшафта, которые являются составными частями основных компонентов. 2.3. Элементы ландшафта Элементы ландшафта очень многочисленны: это природные и искусственные объекты, тела и предметы, которые закономерно распределяются в природном ландшафте. Они обнаруживаются на дистанционных изображениях, являются объектами картографирования на общегеографических и тематических картах. Элементы ландшафта так же, как основные компоненты, взаимосвязаны между собой, закономерно размещаются в природном ландшафте. Элементами литогенной основы ПТК являются пласты, слои земной коры, скальные останцы, обнажения, выступающие на дневной поверхности, четвертичные отложения, почвы, мерзлота, блоки земной коры, глубинные ее разломы, генетические формы рельефа, состоящие из отдельных элементов форм и т.д. Пласты и толщи горных пород имеют различный возраст, происхождение, литологический состав. Элементами атмосферы Земли являются различные ее слои: тропосфера, приземные слои, хионосфера, стратосфера и т.д. Элементами атмосферы являются и различные обособленные массы океанического или континентального воздуха, которые вступают во взаимодействие между собой. Воды Земли образуют эрозионно-гидрографическую сеть с ее элементами: водоемами, водотоками, подземными водами. Растительные сообщества являются совокупностью видов растений, популяций, синузий, ярусов, фитоценозов. Древостой элемента леса является важнейшим элементом лесного ландшафта. Животные так же, как и растения, образуют зооценозы, являющиеся совокупностью видов, популяций. Жизнедеятельность животных и человека вписывается в структуру ландшафта, а следы жизнедеятельности совпадают с контурами и выделами ПТК, подчеркивают природные рубежи. Примерами могут служить населенные пункты, возделываемые земли, очаги энтомовредителей лесов. Л.Н. Гумилёв (1990; 2001) в своих работах показал тесную взаимосвязь этносов человека с «вмещающим» и «кормящим» ландшафтами. 2.4. Изображение элементов ландшафта на источниках информации Элементы ландшафта являются индикаторами ПТК, их природных свойств, экологических режимов земель и поэтому особенно внимательно и тщательно анализируются ландшафтоведами по ландшафтным источникам информации (ЛИИ). На общегеографических и топографических картах они обозначаются системой условных обозначений, которые читаются специалистами при их ландшафтной интерпретации. Какие характеристики литогенной основы обозначаются на общегеографических (физических) картах? Рельеф, изображенный горизонталями или цветовой раскраской в соответствии с цветовой шкалой высот, даёт возможность опознавать генетические формы рельефа: различные формы равнин (ледниковые, озерные, водно-ледниковые, аллювиальные), террасы, уступы, склоны и их части с направлением падения, крутизной и т.д. Внемасштабными знаками изображаются перевалы, обрывы, скалистые стенки отрыва, скалы-останцы, дайки, карстовые воронки, западины (блюдца), вымочки, дефляционные котловины, ямы, курганы, естественные бугры, камни и гряды камней, каменные реки, овраги, промоины, сухие русла, водороины, задернованные уступы, бровки форм рельефа, оползни, осыпи рыхлых пород, осыпи твердых пород, каменные россыпи и наледи. Внемасштабными условными обозначениями на топографических картах изображаются литологический состав отложений и микроформы земной поверхности: пески ровные, ячеистые, бугристые, галечники, такыры, глинистые поверхности, каменные россыпи и щебеночные поверхности, выходы монолитных скальных пород, полигональные поверхности, поверхности с буграми, кочкарники, торфяники, оводнённые земли с лугами, кустарниками и лесами, солончаки. На физико-географических картах обозначаются следующие элементы эрозионно-гидрографической сети: береговая линия в межень, береговые отмели, перекаты, осыхающие берега (песчаные, скалистые, обрывистые), водопады, пороги, скалы надводные и подводные, канавы и каналы с направлением и скоростью течения, плотины, водохранилища, постоянные и временные водотоки, переправы, броды. При обозначении растительности выделяются древесная растительность с указанием древесной породы: хвойные – сосна, ель, кедр, пихта; лиственные – береза, ольха, осина; широколиственные – дуб, бук, граб, клен; их высота, диаметр стволов и расстояние между деревьями. При обозначении растительности часто отражаются экологические условия ее развития: криволесья, пьяный лес на оползнях, редины на мерзлоте и болотах, низкорослые и карликовые леса на камнях и скалах, полосы деревьев вдоль водотоков (галерейные леса), стланики в горах, заросли кустарников, луговая растительность, высокотравье, мочажины, степная, моховая, лишайниковая растительность. Антропогенные, биогенные и другие производные растительные группировки: вырубки, гари, поросль мелколиственных на них, просеки и визиры в лесу, посадки вдоль магистралей, лесные культуры, сухостойные участки леса различного происхождения (гари, очаги энтомовредителей с поеденным лесом), буреломы, ветровалы, сады, возделанные поля, огороды, выгоны, сенокосы, пустыри. Многочисленны антропогенные элементы ландшафта, изображенные на общегеографических картах: населенные пункты с кварталами застройки, приусадебными участками, дома, юрты, чумы, промышленные сооружения, горные и торфяные разработки, загоны для скота, железные дороги с насыпями и выемками, автогужевые дороги, тропы, гати, зимники, ограждения. На топографических картах крупного и среднего масштабов изображены квартальные и другие магистральные просеки, номера кварталов, контуры вырубок. При внимательном изучении многообразных элементов ПТК на общегеографических картах ландшафтоведы обнаруживают ПТК и взаимосвязи компонентов, получают развернутые характеристики строения природных территориальных комплексов. Различные тематические карты посвящаются изображению какого-либо одного элементарного ландшафта. Тематика карт поэтому может быть очень разнообразной: тектонические структуры, блоки земной коры, геологическое строение, четвертичные отложения, почвы, рельеф, вечная мерзлота и условия ее залегания, подземные воды, растительность, лекарственные растения, древостой и т.д. На дистанционных снимках в зависимости от условий съемки одновременно изображаются определенные совокупности элементов ландшафта: рельеф, глубинные разломы, дренажная сеть, оводнённые земли, снег, лед, растительность, землепользования, последствия пожаров и болезней леса, структура ПТК. Одновременность, совмещенность, документальная точность, актуальность и объективность изображения элементов ландшафта и структуры ПТК являются главными преимуществами дистанционных источников информации. 2.5. Ландшафтные и экологические индикаторы Элементы ландшафта, основные компоненты взаимосвязаны и образуют единства. Поэтому при ландшафтно-морфологическом анализе они используются в качестве индикаторов других компонентов, ПТК и экологических режимов земель. Ландшафтный индикатор – это точно опознанный элемент ландшафта, по которому обнаруживается другой, скрытый от наблюдения, элемент ландшафта или индикат. Индикат определяется и оценивается на основании установленной взаимосвязи. Ландшафтные индикаторы должны быть физиономичны на дистанционных снимках и легко читаться на физико-географических картах. Индикаторы различаются по степени сопряженности с индикатами. Значимость индикаторов выражается процентом случаев, когда индикатор и индикат встречаются совместно: 100% - абсолютный, 90% - верный, 75% -удовлетворительный, 60% - сомнительный, менее 60% - не достоверный индикатор (Викторов, 1990). Экологические индикаторы – те же компоненты, элементы ландшафта и ПТК, позволяющие оценивать экологические режимы земель. С давних времен была известна индикационная роль растений. По растительным индикаторам определяли экологический режим земель, пригодность их для выращивания леса и сельхозпродуктов. По ним отыскивали полезные ископаемые, пресные грунтовые воды в пустынях, определяли физические свойства грунтов при дорожном строительстве. Фитоиндикационные методы получили научное обоснование в трудах Ф.Э. Клементса, А.А. Крюденера, П.С. Погребняка, Д.В. Воробьева, Л.Г. Раменского, СВ. Викторова, Е.А. Востоковой, Е.В. Лукичевой, Б.В. Виноградова, Д.М. Киреева и др. В 60-х годах была разработана методика применения всех без исключения элементов ландшафта и опознаваемых ПТК в качестве ландшафтных и экологических индикаторов (Киреев, 1977). Такой подход расширил количество ландшафтных источников информации. Помимо разнокачественных дистанционных материалов для изучения структуры ландшафтов были привлечены общегеографические, топографические, тематические карты, фондовые и литературные материалы. Значительный объем ландшафтных исследований и ландшафтного картографирования стал выполняться камерально до начала полевых работ. Можно перечислить те ландшафтные индикаторы, которые можно использовать при ландшафтной интерпретации лесной территории. 1. Тектонические структуры: глубинные разломы, геоблоки, прогибы земной коры, складки и т. д. 2. Геологическое строение, горные породы, четвертичные отложения. 3. Цитологический состав горных пород и отложений, в том числе и вечной мерзлоты и элементы ее залегания. 4. Рельеф, его генетические формы, морфографические, морфометрические свойства, характеристики: высоты, уклоны, простирание поверхностей и т.д. 5. Воды поверхностные, водоемы, водотоки, сезонные режимы их изменения, эрозионно-гидрографическая сеть в целом, грунтовые воды, глубина их залегания, направление поверхностного, полуповерхностного и грунтового стоков. 6. Растения и их сообщества, их связь с экологическими режимами земель, состав, производительность и структура сообществ. 7. Следы деятельности животных и человека, биогенные формы рельефа, тропы, очаги энтомовредителей, типы землепользования, мелиорация, эксплуатация ископаемых. 8. Структура ПТК, размещение и конфигурация урочищ, местностей, фаций, физиономичность на ландшафтных источниках информации (например, ПТК болот и их структура особенно физиономичны на дистанционных материалах). Особую роль приобрели индикаторы при дешифрировании и интерпретации дистанционных материалов, использование которых расширило площадь единовременного обзора. Исследователи увидели одновременно растительность, формы рельефа, следы деятельности животных и человека, эрозионно-гидрографическую сеть, структуру физиономичных ПТК, например болот. Многие исследователи считают, что ландшафтная интерпретация, основное ее содержание и смысл – регистрация и выявление очевидных взаимосвязей. Индикационные взаимосвязи могут быть простыми, одинарными, когда один индикатор взаимосвязан с одним индикатом. В одинарных индикационных взаимосвязях один индикатор взаимосвязан с одним индикатом. Для установления одного индиката могут быть использованы два, три и более индикаторов. В приведенном примере каждый из индикаторов указывает на один и тот же индикат, подтверждая его присутствие. Такая сходимость, конвергенция индикации делает ее наиболее достоверной и точной. В данном примере дополнительные индикаторы не только подтверждают индикат, но детализируют и уточняют его характеристику. В этом случае только совокупность индикаторов дает возможность однозначно оценить индикат. Один индикатор может индицировать два и более взаимосвязанных ин-диката: Индикаторы и индикаты могут меняться местами. Это зависит от того, какой исходной информацией располагает ландшафтовед. Очень часто индикаторы и индикаты образуют цепь взаимосвязанных и взаимообусловленных элементов ландшафта. В этом случае получается замкнутая прочная конструкция из генетически и логически взаимосвязанных компонентов, элементов ландшафта и экологических режимов. Дедуктивное ландшафтное мышление в эту цепь может добавлять дополнительные элементы и расширять характеристики и оценки природных территориальных комплексов. Ландшафтные индикаторы изображаются на АКС, общегеографических и тематических картах, содержатся в территориально привязанных фондовых и литературных материалах, которые в совокупности и являются ландшафтными источниками информации (ЛИИ). Чем полнее собраны ЛИИ, тем эффективнее будут проведены ландшафтные исследования. Меньше потребуется дорогостоящих полевых работ. Характеристики ПТК будут разносторонними, полными и достоверными. От специалиста требуется полноценная картоведческая и аэрометодическая подготовка. Сведения о взаимосвязях специалисты получают из литературных источников и накапливают в процессе ландшафтно-морфологической интерпретации лесов. Чем выше географическая, эколого-лесоведческая подготовка специалиста, чем выше его и общеприродная образованность, тем успешнее будет идти его ландшафтно-морфологическая деятельность. При ландшафтной интерпретации АКС вырабатывается способность связывать элементы ландшафта в комплексы, отыскивать взаимосвязи между ними. Одним из эффективных методов тренировки исполнителей и выявления ландшафтных взаимосвязей является совмещенный анализ ЛИИ: общегеографических и тематических карт, АКС и тематических карт, АФС различных масштабов, общегеографических и топографических карт различного масштаба и т.д. По мере накопления опыта у интерпретатора вырабатывается ландшафтно-индикационный способ мышления, позволяющий объединять элементы ландшафта в цепи взаимосвязанных природных явлений типа: Форма рельефа – состав отложений – богатство условий произрастания – глубина грунтовых вод – мерзлота – лесная растительная группировка – таксационные показатели древостоя Или: Землепользование – почвы – литологический состав отложений – глубина грунтовых вод – поемность – карбонатность – степень заболоченности. Метод ландшафтных и экологических индикаторов может быть использован в номенклатуре названий видов, классов и типов ПТК. Необходимо, чтобы названия были краткими. Нельзя в названиях перечислять все входящие в ПТК элементы, как это часто делают ландшафтоведы МГУ. Например, «Сосняки-беломошники вершин дюн с кварцевыми эоловыми песками со скрыто-подзолистыми почвами, у.г.в. более 6 м». Такие названия фаций трудно читаемы, специалисты не смогут запомнить и воспринять список из двух десятков видов фаций. Предпочтительнее конструировать названия ПТК из двух «решающих индикаторов», которые определяют однозначно все остальные элементы и экологические режимы. Например, «Сухие боры вершин дюн»; «Черно-ольшаники ложбин»; «Ельники грив поймы»; «Боровые террасы»; «Сосняки крупноствольные лёссовых террас». В таких названиях присутствуют взаимосвязанные растительный индикатор и местоположение или характеристика трофности субстрата. Выводы. 1. Основные компоненты и элементы ландшафта являются составными частями ПТК: 2. Разнообразные сочетания компонентов ландшафта определяют различия экологических режимов земель, разнообразие лесов по составу и производительности. 3. Тесная взаимосвязь компонентов и элементов ландшафта позволяет использовать их в качестве ландшафтных индикаторов ПТК и экологических режимов земель. 4. Расширение количества индикаторов дает возможность использовать широкий спектр ЛИИ. 5. Номенклатура названий ПТК должна включать ведущий компонент (литогенной основы) и растительный индикатор. |