landshaftovedenie_dok

ПРИРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Объект ландшафтоведения – ПТК (или природные геосистемы)

Ландшафтоведение:

• наука о ландшафтной оболочке Земли (самой крупной геосистеме) и ее структурных элементах: геосистемах планетарной, региональной и локальной размерности;

• наука о природных и природно-антропогенных ландшафтах;

• наука о ландшафтной среде человечества и земной цивилизации.

Ландшафтоведение – наука синтетическая, не только географическая, но и экологическая.

ВАЖНЕЙШИЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ

Географическая оболочка и ландшафтная оболочка

Ландшафтная оболочка – центральный приземный слой географической оболочки в зоне контакта, взаимного проникновения и активного энерго-массообмена литосферы, атмосферы и гидросферы, сфера наивысшего сгущения жизни на земле, биологический фокус географической оболочки, сфера зарождения, развития и современного существования человечества и земной цивилизации.

Ландшафтная оболочка – контактная «пленка» на поверхности Земли, живая «кожа» Земли.

Ландшафт (нем. Land – земля; schaft – суффикс, обозначающий сочленение, соединение чего-либо) не просто земля, а совокупность земель (земельных участков), образующих территориальное и функциональное природное и хозяйственное единство.

Ландшафт (франц.) – le paysage (пейзаж)

Ландшафт – географическая система региональной размерности (площадью около 10² км²), состоящая из взаимосвязанных генетически и функционально локальных геосистем, сформировавшихся на единой морфоструктуре в условиях местного климата

Примеры природных ландшафтов:

ТЕМНОХВОЙНАЯ ТАЙГА И ГЛЯЦИАЛЬНО-НИВАЛЬНОЕ НИЗКОГОРЬЕ (ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ)

ПЕСЧАНО-ЭОЛОВАЯ ПУСТЫНЯ - ЭРГИ САХАРЫ

СУБТРОПИЧЕСКОЕ РЕДКОЛЕСЬЕ И ГЛЫБОВОЕ АРИДНО-ДЕНУДАЦИОННОЕ НИЗКОГОРЬЕ (АВСТРАЛИЯ)

МАНГРЫ НА ПОБЕРЕЖЬЕ п.о. ФЛОРИДА

ВУЛКАНИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ ИСЛАНДИИ

СУБАЛЬПИЙСКИЕ ЛУГА И ГЛЯЦИАЛЬНО-НИВАЛЬНОЕ ВЫСОКОГОРЬЕ В КАСКАДНЫХ ГОРАХ СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ

Примеры природно-антропогенных ландшафтов:

ПОЛЬДЕРНЫЙ ЛАНДШАФТ В ГОЛЛАНДИИ

СЕЛЬСКИЙ ЛАНДШАФТ В ТИРОЛЬСКИХ АЛЬПАХ

ЛЮНЕБУРГСКАЯ ВЕРЕСКОВАЯ ПУСТОШЬ В СЕВЕРНОЙ ГЕРМАНИИ

«РИСОВЫЙ» ТЕРРАСИРОВАННЫЙ ЛАНДШАФТ НА о. БАЛИ (ИНДОНЕЗИЯ)

ГОРОДСКОЙ ЛАНДШАФТ (МИННЕАПОЛИС, США)

Системная парадигма и общенаучное понятие «система»

Научно-методической основой современного естествознания служит системная парадигма.Основоположник учения о системах Л. фон Берталанфи (1901–1972).

Системная парадигма в современной науке

Парадигма – совокупность теоретических и методологических установок, определяющих общий стиль научного мышления и практику конкретных исследований на том или ином этапе развития науки

Понятие системы

• Система – целое, составленное из частей (греч.)

• Система – комплекс элементов, находящихся во взаимодействии

( Л. Берталанфи)

• Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство

Общесистемные свойства

• Система – целостность, единство (свойство эмерджентности)

• Система обладает множеством составных частей

• Система обладает взаимосвязями между составными частями

• Система обладает взаимосвязями между объектом и средой

• Любая система обладает специфической структурой

• Любая система обладает иерархичностью

ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ - это системное свойство, проявляющееся при взаимодействии каких-либо объектов, процессов, явлений и обозначающее возникновение у объекта новых качеств, не могли бы образоваться в простой сумме компонентов.

ЦЕЛОЕ – БОЛЬШЕ СУММЫ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЕГО ЧАСТЕЙ

Понятия ПТК (природный территориальный комплекс, геосистема, экосистема)

ПТК – пространственно-временная система природных компонентов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое (определение А. Г. Исаченко)

Термин ПТК ввел проф. Н.А. Солнцев

(1950-е гг.)

Природная геосистема

В.Б. Сочава – «Геосистема – это земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как определенная целостность взаимодействуют с космической средой и человеческим обществом…».

Автор термина В.Б. Сочава (1963).

ПТК и природная геосистема – понятия близкие, но не тождественные.

Экосистема (экологическая система)

Экосистема – совокупность биологических организмов, их сообществ и среды их обитания.

Автор термина А. Тенсли (1935).

Понятие «экосистема» биоцентрическое, безразмерное.

История развития науки о ландшафте и основоположники

Идея целостности природы

• Ученые Древней Греции (Зеннон, Хрисипп) и Древнего Рима (Сенека, Марк Аврелий)

ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ О ЛАНДШАФТЕ

Конец XIX – начало ХХ веков – время перехода естествознания от редукционного анализа к системному синтезу, время рождения синтезирующих наук, в том числе экологии и ландшафтоведения.

Возникновение ландшафтоведения – реакция на дезинтегрированную географию.

Ландшафтоведение – наука сравнительно молодая. Первые ландшафтно-географические школы сформировались в конце XIX – начале ХХ веков.

Предтечи ландшафтной географии

Александр Гумбольдт (1769–1859) – немецкий географ-энциклопедист, неутомимый путешественник, основоположник учения о природной зональности.

В числе земных сфер впервые выделил жизнесферу и интеллектуальную сферу, предвосхитив учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.

Карл Риттер (1779–1859) – основатель университетской географической школы в Германии, активно внедрял представления о ландшафте как синтезирующем понятии в географии, основоположник страноведения.

В.В. Докучаев (1846–1903) – основатель российской школы ландшафтоведения

Глубоко осознавал необходимость создания синтезирующей науки о земной природе, хозяйстве и человеке. Призывал изучать «всю единую, цельную и нераздельную природу, а не отрывочные ее части».

Создал первый научный монографический труд по ландшафтоведению – «Наши степи прежде и теперь» (1892).

Ученики и последователи В.В. Докучаева

Андрей Николаевич Краснов (1862–1914) – первый российский профессор географии, исследователь степей Восточной Европы и ландшафтов влажных тропиков Южной и Юго-восточной Азии, основатель чайных плантаций в Закавказье, создатель Батумского ботанического сада.

Георгий Николаевич Высоцкий (1865–1940) – исследователь российских степей, агроландшафтов и пастбищных ландшафтов, основатель учения о водных режимах и геотопологии ландшафтов.

Георгий Федорович Морозов (1867–1920) – основатель учения о типах леса.

Сергей Семенович Неуструев (1874–1928) – исследователь евразийских степей и пустынь Средней Азии, один из основателей представлений о природных и культурных ландшафтах.

Крупнейшие отечественные ландшафтоведы

Лев Семенович Берг (1876–1950) – автор одного из первых определений ландшафта как местности, в которой характер рельефа, климата, растительного покрова, животного мира, населения и культуры человека сливаются в единое гармоничное целое, типически повторяющееся на протяжении ландшафтной зоны Земли. Создатель первого ландшафтно-географического районирования России (1913) и монографической сводки о ландшафтных зонах СССР (1930), родоначальник регионального ландшафтоведения. Академик, президент Всесоюзного Географического общества.

Борис Борисович Полынов (1877–1952) – основатель геохимии ландшафта, исследователь кор выветривания, академик.

Леонтий Григорьевич Раменский (1884–1953) – родоначальник теории морфологии ландшафта, учения об экологических рядах природных местообитаний.

Николай Адольфович Солнцев (1902–1991) – основатель московской университетской ландшафтно-географической школы, лидер отечественного ландшафтоведения 50–70-х годов ХХ века, автор:

• учения о морфологической структуре ландшафта;

• учения о природных компонентах ландшафта и их роли в процессах ландшафтогенеза;

В.Б. Сочава (1905–1978) – автор учения о природных геосистемах, основоположник учения о динамике ландшафта, организатор стационарных ландшафтных исследований в таежных и степных ландшафтах Сибири, академик.

В.С. Преображенский (1918–1998) – один из наиболее глубоких теоретиков ландшафтоведения, разработчик концептуальных моделей природных и антропогенных геосистем.

Федор Николаевич Мильков (1918–1996) – главный инициатор изучения антропогенных ландшафтов, основатель антропогенного ландшафтоведения.

Анатолий Георгиевич Исаченко (род. 1922) – автор первых учебников по ландшафтоведению (1965; 1991), ландшафтной карты СССР в масштабе 1:4000000, монографий «Ландшафты СССР» (1985), «Ландшафты мира» (1989).

СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОГО ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЯ Учение о природных ландшафтах

• Палеоландшафтоведение – эволюционное ландшафтоведение.

• Морфология ландшафта.

• Функционирование (метаболизм) ландшафта.

• Динамика ландшафта.

• Геофизика ландшафта.

• Геохимия ландшафта.

• Классификация и систематика ландшафтов.

• Региональное ландшафтоведение.

• Подводное ландшафтоведение.

• Индикационное ландшафтоведение.

• Эстетика ландшафта.

• Космическое ландшафтоведение.

• Ландшафтное картографирование.

• Математическое ландшафтоведение.

• Компьютерное (виртуальное) ландшафтоведение.

Учение об антропогенных ландшафтах

• Геоэкология ландшафта.

• Аграрное ландшафтоведение.

• Городское ландшафтоведение.

• Промышленное ландшафтоведение.

• Рекреационное ландшафтоведение.

• Ландшафтно-экологическая экспертиза хозяйственных проектов.

• Ландшафтное прогнозирование.

• Ландшафтное планирование.

• Ландшафтно-экологический мониторинг.

• Теория культурного ландшафта.

Ч А С Т Ь I. П Р И Р О Д Н Ы Е Л А Н Д Ш А Ф Т Ы

ПРИРОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЛАНДШАФТА

Компонент – структурная составляющая системного целого.

Природные компоненты – составные части вертикальной структуры природных геосистем, взаимосвязанные между собой процессами обмена веществом, энергией и информацией.

Основные природные компоненты ландшафта:

• морфолитогенная основа;

• воздушные массы;

• природные воды;

• почвы;

• растительность;

• животный мир.

Природные факторы – свойства природных компонентов, определяющие характер их взаимодействия друг с другом и геосистемой в целом.

Факторы внешней среды: солнечная радиация, корпускулярные потоки космического и солнечного происхождения, гравитационное поле Земли, тектонические движения земной коры, потоки внутриземного тепла.

Ландшафтная оболочка получает:

2,3∙10²⁴ Дж/год экзогенной (солярной) энергии;

1,1∙10²¹ Дж/год эндогенной (внутриземной) энергии.

Ландшафтные подсистемы: а) геома – морфолитогенная основа, воздушные массы, природные воды; б) биота – растительность, животный мир; в) биокосная подсистема – почва.

Морфолитогенная (геолого-геоморфологическая) основа ландшафта

Приповерхностная часть земной коры, находящаяся в пределах зоны гипергенеза, и рельеф земной поверхности.

Гипергенез – совокупность процессов преобразования горных пород в верхней части земной коры под действием воздуха, воды и живых организмов. В зоне гипергенеза происходит образование продуктов функционирования ландшафта: коры выветривания, осадочных горных пород, грунтовых вод, почвенного покрова.

Твердый сток с земной суши в Мировой океан 40000 млн. т/год, ионный сток – 3300 млн. т/год.

Литогенные (литоэдафические) варианты ландшафтов: пелитогенный (суглинистый), псаммогенный (песчаный), петрогенный (каменистый), карбонатный, галогенный.

Рельеф – мощный фактор ландшафтогенеза, перераспределитель солнечной радиации, атмосферного тепла и влаги, поверхностных и грунтовых вод, почв и биоты, гравитационного потенциала ландшафтной оболочки.

Рельеф – один из главных факторов дифференциации ландшафтной оболочки.

Равнины и горы – два основных класса наземных ландшафтов.

Равнинные ландшафты подчиняются закону широтной природной зональности. Горные ландшафты – закону высотной природной зональности.

Плакор – приводораздельная субгоризонтальная равнина (крутизна < 3º), сложенная с поверхности суглинками или лёссами, автоморфная (тип увлажнения исключительно атмосферный), ландшафтный эталон природной зональности. Автор термина Г.Н. Высоцкий.

Экспозиционная асимметрия склонов – характерная закономерность ландшафтов земной суши. Различают инсоляционную (солярную) и циркуляционную асимметрию.

Правило предварения: плакорные позиции заняты геосистемами данной природной зоны (подзоны), склоны северной экспозиции – геосистемами более северной природной зоны (подзоны), склоны южной экспозиции – геосистемами более южной зоны (подзоны). Введено в науку В.В. Алехиным.

Экспозиционная ландшафтная асимметрия – типичное явление горных стран.

Инсоляционная асимметрия среднегорных ландшафтов Алтая. Склоны северной экспозиции – таежные, склоны южной экспозиции – степные.

Южный макросклон Гималаев, наветренный по отношению к индийскому муссону, до высоты 4000 м сплошь залесен, северный – подветренный безлесный, подвергается фёновому иссушению, опустыненный.

Южный наветренный склон Аляскинского хребта (с юга полуостров омывается теплым Аляскинским течением) несет мощное горнодолинное оледенение, северный – подветренный – лишен его, представляет собой полярную пустыню.

Морфолитогенная основа – жесткий фундамент ландшафта, наиболее консервативный природный компонент, один из главных факторов дифференциации (дискретности) ландшафтной оболочки.

Принцип подчинения (принцип Н.А. Солнцева):

в территориальной ландшафтной организации земной суши относительно мобильные («слабые», по Солнцеву) природные компоненты (растительность, почвы, приземные воздушные массы, поверхностные воды) подчиняются более стабильному («сильному», по Солнцеву) геолого-геоморфологическому компоненту. Какова плановая организация морфолитогенной основы, такова и плановая организация (рисунок, текстура) самого ландшафта.

Воздушные массы

В состав ландшафтной оболочки входят приземные слои тропосферы в пределах 500–700 м от земной поверхности, испытывающие вещественно-энергетические воздействия ландшафтного

покрова Земли: теплового длинноволнового излучения, турбулентного теплообмена, эмиссии водяного пара, пыли, аэрозолей, аэробиосферы, аэропланктона, пыльцы спор и др.

Газовый состав воздушных масс:

азот – 78%;

кислород – 21%;

аргон – 0,94%;

углекислый газ – 0,03%;

водяной пар от 0,2 до 2,6%.

Воздушные массы – самый мобильный природный компонент, интегрирующий ландшафтную оболочку в целостную планетарную геосистему.

Дискретность и континуальность

Дискретность – раздробленность, дифференцированность.

Континуальность – сплошность, непрерывность, интегрированность.

Главный фактор ландшафтной дискретности – морфолитогенная основа.

Главный фактор ландшафтной континуальности – воздушные массы.

Ландшафтная оболочка одновременно дискретна и континуальна.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЛАНДШАФТНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ

Зона	Климатические показатели						Географический район
	t1°C	t2°C	∑t10°C	r, мм	Е, мм	К
Тундра	-19	+12	500	360	225	1,6	Хорей-Вер, Печорский край
Южная тайга	-14	+17	1750	690	500	1,4	Кировская область
Смешанные леса	-11	+18	2100	620	570	1,2	Моск. обл.
Широколиственные леса	-10	+19	2200	680	580	1,1	Тула
Лесостепь	-9	+20	2500	630	670	0,9	Тамбовская область
Черноземная степь	-6	+21	2900	560	800	0,7	Кировоград, Украина
Субтропическая пустыня (Средняя Азия)	+3	+30	5000	125	2100	0,05	Средняя Азия
Средиземноморские влажнолесные субтропики	+6	+23	4300	2600	1000	2,6	Батуми, Грузия
Тропическая пустыня	+15	+34	9500	9	3200	0,003	Асуан, Куфра (Северная Африка)
Экваториальные дождевые леса	+25	+28	9700	2100	900	2,3	Амазония

Важнейший из климатических показателей – гидротермический – соотношение тепла и влаги.

Коэффициент атмосферного увлажнения Высоцкого-Иванова:

, где r – атмосферные осадки за год, Е – испаряемость за год.

Гидротермический коэффициент Селянинова:

, где r – атмосферные осадки за вегетационный период,

∑t₁₀°C – сумма активных температур, (среднесуточных температур ≥10ºС за вегетационный период).

«Ось симметрии» Восточно-Европейской равнины (по В.В. Алехину) приходится на контакт зоны широколиственных лесов и зоны лесостепи, где коэффициент атмосферного увлажнения близок 1.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗОНАЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ ПО АТМОСФЕРНОМУ УВЛАЖНЕНИЮ

Группы типов ландшафтов по степени атмосферного увлажнения	Зональные типы ландшафтов
Гумидные	полярные типы: тундра, лесотундра; внеполярные типы: тайга, смешанные леса, широколиственные леса, влажные субтропические, тропические, субэкваториальные и экваториальные леса
Семигумидные	лесостепь, муссонные листопадные леса
Семиаридные	степь, саванна, сухие субтропики
Аридные	полупустыня, пустыня

Природные ландшафтные воды

Ландшафтные воды: реки, озера, временный поверхностный сток, грунтовые воды, верховодка, почвенные воды, водяной пар, снежный покров, льды.

Вода – критический компонент ландшафта, мощный интегрирующий фактор ландшафтной оболочки.

Сток с земной суши в Мировой океан:

жидкий – 47∙10¹² м³/год; твердый – 40∙10³ т/год; ионный – 33∙10² т/год.

Увлажнение плакоров – исключительно атмосферное.

АВТОМОРФНЫЕ И ГИДРОМОРФНЫЕ ЛАНДШАФТЫ

Типы увлажнения	Ландшафты
Атмосферное, атмосферно-сточное	Автоморфные, зональные	таежные, смешаннолесные, широколиственнолесные, лесостепные, степные, полупустынные, пустынные
Натечное, грунтовое, пойменное	Гидроморфные, интразональные	болотные, пойменные (луговые, болотно-луговые, лесо-луговые, тугайные), солончаковые, лугово-солончаковые, плавневые

Гигротоп – местообитание, характеризуемое степенью увлажнения.

Ландшафтные гигротопы:

I. Сухой; II. Свежий; III. Влажный; IV. Сырой; V. Мокрый.

В средней полосе России на плакорах:

сухой гигротоп – К<1;

свежий гигротоп – К=1,1–1,2;

влажный гигротоп – К=1,3–1,5.

Сырой и мокрый гигротопы получают дополнительное натечное и грунтовое увлажнение.

Водные режимы ландшафтов.

Водный режим – поступление, перемещение и расход воды в природной геосистеме.

Основные виды поступления воды в ландшафты: атмосферные осадки, натечное и грунтовое, пойменное.

Основные виды расхода ландшафтных вод: испарение, транспирация, поверхностный сток, инфильтрация, внутрипочвенный и грунтовый сток.

Типы водных режимов:

• мерзлотный;

• промывной;

• промывной, периодически водозастойный;

• водозастойный;

• периодически промывной;

• непромывной;

• аридный;

• выпотной;

• пойменный;

• амфибиальный.

Основатель учения о водных режимах Г.Н. Высоцкий.

ВОДНЫЕ РЕЖИМЫ И ЛАНДШАФТЫ

Водный режим	Ландшафты
Мерзлотный	тундры, лесотундры
Промывной и промывной периодически водозастойный	тайга, смешанные леса
Водозастойный	болота
Промывной	широколиственные леса
Периодически промывной	лесостепь
Непромывной	степь
Аридный	полупустыня, пустыня
Выпотной	солончаки пустынные
Пойменный	поймы речные
Амфибиальный	плавни, мангры

Промывной водный режим возможен при К>1; непромывной – при К=0,8–0,3; аридный – при К≤0,3.

Дифференциация природных вод по рН и Eh

Щелочно-кислотные условия	Окислительно-воостановительные условия
	кислородные	глеевые	сероводородные
Кислые и слабокислые (рН 3.5-6.5)	Кислые окислительные	Кислые глеевые	Кислые сероводородные
Нейтральные и слабощелочные (рН 6.5-8.5)	Нейтральные и слабощелочные окислительные	Нейтральные и слабощелочные глеевые	Слабощелочные сероводородные
Сильнощелочные (рН 8.5 и более)	Содовые сильнощелочные окислительные	Содовые глеевые	Содовые сероводородные