Лекция №1

Ландшафтоведение – наука о природных и природно-антропогенных ландшафтах

Предметом учения о ландшафтах являются не элементы ландшафта сами по себе (горные породы, водоемы, рельеф, растительный и животный мир), а взаимосвязь между ними (Полынов, 1956).

Наиболее общими определениями предмета ландшафтоведение могут быть признаны следующие:

1) Ланшафтоведение – наука о ландшафтной оболочке Земли и ее структурных элементах.

2) Ланшафтоведение – наука о природных и природно-антропогенных ландшафтах, их генезисе, эволюции, структуре, динамике, функционировании.

3) Ланшафтоведение – наука о ландшафтах, как ресурсовоспроизводящих и средообразующих географических системах, обеспечивающих существование человека (Николаев, 2000).

Этимология термина «Ландшафт».

Л а н д ш а ф т

Ланд – корень обозначающий слово земля; шафт - суффикс, обозначающий некое сочленение, соединение. Таким образом ландшафт - совокупность земель или земельных участков. Будучи внутренне неоднородным, ландшафт состоит из нескольких взаимосвязанных земельных массивов, образующих территориально организованное целое. При изучении ландшафтов необходимо отличать природные (естественные) ландшафты от природно-антропогенных (Николаев, 2000).

Предмет ландшафтоведение, его место среди других наук.

Ландшафтоведение опирается на фундаментальные природные законы, установленные физикой, химией и биологией.

Ландшафтоведение является самостоятельной частью физической географии. Предметом изучения физической географии служит географическая оболочка, а предметом изучения ландшафтоведения - ландшафтная сфера и слагающие ее ландшафтные комплексы. В результате прямого соприкосновения и активного взаимодействия атмосферы, литосферы и гидросферы образуются специфические природные комплексы - земные ландшафты (рис. 1).

Рис. 1. Местоположение ландшафтной сферы в системе географической оболочки.

Ландшафтоведение, как и другие географические науки; подразделяется на общее и региональное. К общему ландшафтоведению, составляющему его основы, относятся в ранге его разделов или самостоятельных отраслей науки геофизика ландшафта, геохимия ландшафта, биофизика ландшафта, ландшафтная картография ( Житин, Парахневич, 2003).

Представление о системе естественных наук и о месте ландшафтоведения в ней можно пояснить (рис.2.).

Физика				Экология
		Науки о земле (геология, география, ландшафтоведение и др.)
Биология				Математика
		Химия

Рис. 2. Место ландшафтоведения в системе наук.

Методологические основы ландшафтоведення.

Методология - это учение о структуре, логической организации и методах исследования, помогающее наметить правильный путь по знания объекта исследования.

Существует ряд положений, которые можно использовать в качестве методологических основ ландшафтоведения (Дроздов, 1985):

1. Представление о географической форме движения материи.

Существуют социальная, биологическая, химическая (географическая и геологическая формы), физическая и механическая форма движения материи.

2. Необходимость строго различать объект и предмет науки, понимая под первым материальные вещи, отношения и свойства, а под вторым - отображение вещей, отношений и свойств в познании.

Процесс познания можно изобразить в следующей последовательности: материальное тело - объект - предмет исследования. Например, если объектом исследования является озеро, то гидролог будет рассматривать его как часть гидросферы, эколог - как экосистему, а ландшафтовед - как природный комплекс.

Сложные материальные системы рассматриваются не в их полном многообразии, а лишь с некоторых конкретных сторон, в определенных аспектах. Поэтому один и тот же объект предстает перед исследователем в виде нескольких концептуальных систем.

3. Системный подход к объекту исследования. В последнее время исключительно большое значение в деле изучения объектов различного характера (в том числе и географических) приобрел системный подход, под которым подразумевается исследование рассматриваемых объектов как сложных и сверхсложных систем.

4. Учет уровня системной организации материального объекта.

В связи с разными уровнями его организации, обусловленными разделением форм движения материи на низшие и высшие, в модели выделено шесть уровней:

1) Механические и физические системы;

2) Химические системы;

3) Геологические системы;

4) Географические системы;

5) Биологические системы;

6) Социальные системы.

Системы, лежащие в пределах одного и того же уровня, объединены друг с другом структурными и генетическими связями. Аналогичные связи существуют и между системами разных уровней.

Задачи ландшафтоведения и методы изучения ландшафтных комплектов.

В настоящее время ландшафтоведение приобретает ведущую роль в комплексном изучении природных основ рационального использования естественных ресурсов, проблем оптимизации и разработки природной среды. Этой науке отводится также важная роль в решении региональных проблем научно обоснованного размещения отраслей сельскохозяйственного производства.

Задачи ландшафтоведения состоят во всестороннем познании природных территориальных комплексов, закономерностей их дифференциации и интеграции, развития и размещения, их различных свойств, структуры, функционирования, динамики и эволюции (А.Г. Исаченко, 1991).

Можно более конкретно обозначить задачи ландшафтоведения, которые заключаются в следующем:

1. Вычленение и проведение границ ландшафтных комплексов.

2. Классификация природных комплексов по сложности с определением их таксономического ранга.

3. Систематика природных комплексов одного таксономического ранга (например, урочища бывают лесные, луговые, пойменные и др.).

4. Картографирование ландшафтов.

5. Проведение физико-географического районирования различных территорий.

6. Морфологическое описание выделенных природных комплексов (рельеф, геологическое строение, почвы и т.д.).

7. Изучение геофизики природных комплексов.

8. Изучение геохимии природных комплексов.

9. Изучение влияния антропогенного фактора на ландшафтообразование.

10. Выполнение различных прикладных работ на основе зва­ния закономерностей функционирования природных комплексов.

При изучении ландшафтных комплексов имеют место два подхода - индивидуальный и типологический. Индивидуальный подход предполагает изучение каждого комплекса в качестве пространственно-неповторимой геосистемы, обладающей специфическими, ей только присущими особенностями. При этом в наиболее полной степени используются все элементы системного анализа комплексов.

При типологическом подходе ландшафтный комплекс рассматривается как представитель большой группы сходных по своим параметрам ландшафтов. При этом основное внимание концентрируется на общих чертах, свойственных всей группе. Изучение индивидуальных особенностей при типологическом подходе не представляется существенным.

Оба подхода играют важную роль при изучении ландшафтных комплексов. Индивидуальный подход наиболее часто применяются при исследовании региональных и планетарных комплексов. Типологический подход шире используется при изучении комплексов локальных.

При изучении ландшафтных комплексов используют следующие методы: камеральный, описательный, инструментальный, экспериментальный, дистанционный, картографический, математический.

Камеральный метод предполагает сбор и обработку литературных, картографических и различных фондовых материалов, связанных с выбранным предметом исследования. Изучаются труды по корам выветривания, геологическому строению, рельефообразующим процессам и динамике форм рельефа, климату, гидрологии, почвам, растительности и животному миру.

Описательный метод заключается в том, что исследователь во время полевого маршрута или на стационаре, проведя предва­рительную подготовку (расчистку геологического обнажения, закладку почвенного разреза и т.д.), делает описание конкретного комплекса - его размеров, конфигурации, природных компонентов с их взаимосвязями и т.д.

Инструментальный метод исследования связан с определением влажности почв, снегомерной съемкой, микроклиматическими, геохимическими, биофизическими и другими наблюде­ниями с использованием различных инструментов.

Экспериментальный метод - это наблюдение за природным объектом, у которого искусственно изменены одно или несколько свойств. Для контроля выделяется аналогичный, но неизменен­ный объект.

Дистанционный метод исследования связан с применением аэро- и космических снимков. Используя данный метод, можно получить сведения о распространении комплексов и их сезонной и многолетней динамике.

Картографический метод связан, с составлением ландшафтных карт, которые являются наглядным источником пространственной информации, обладающим большими познавательными возможностями.

Математический метод - применение математических знаний (понятий и моделей различного рода, математических операций и т.п.) для решения научных и прикладных задач географии (К. А. Дроздов, 1985).

Ландшафтоведение имеет большое научное и практическое значение.

Научное значение ландшафтоведения:

1. Выявление объективно существующих природных комплексов.

2. Составление ландшафтных карт и схем районирования.

3. Описание выделенных регионов.

Практическое значение ландшафтоведения:

1. Для преподавания географии в школе.

2. При создании общегеографических или физических карт.

3. В сельскохозяйственном производстве:

4. Для дорожного, промышленного и гражданского строительства.

5. Для охраны природы.

В последнее время получает развитие полиструктурный подход

Согласно концепции структурного ландшафтоведения (Солнцев, 1997, 2001) существует три механизма ландшафтной структуризации геопространства: геостационарный, геоциркуляционный и биоциоркуляционный. Своим возникновением они обязаны тому, что одновременно на земную поверхность воздействуют три основных, относительно независимых источника энергии – гравитационное поле, действующее изнутри Земли, инсоляционное поле, действующее из Космоса, и циркуляционное поле, формируемое в самой ландшафтной сфере Земли.

Так геостационарную структуру образуют стабильные компоненты ландшафта – неподвижный минеральный субстрат, стволы и корни отмерших и живых растений, массы воды в мерзлом состоянии, замкнутые линзы подземных вод (Солнцев, 2001). Они формируют каркас, жесткую решетку в соответствии с которой формируются границы других парциальных структур, влияют на химизм комплексов.

В основе геоциркуляционных структур лежат мобильные компоненты – водные и воздушные потоки, перераспределяющие вещества и энергию как между компонентами системы, так и между соседними ландшафтными единицами.

Биоциркуляционные структуры образуют компоненты ландшафта, способные к самоорганизации и саморегуляции – вся совокупность живых организмов (Солнцев, 2001). Они в наибольшей мере поддерживают целостность ландшафта при изменении внешних условий, его способность саморазвиваться.

Учет и разграничение роли этих трех типов компонентов (выделение парциальных ландшафтных структур) в поддержании устойчивости ландшафта особенно важно для охраняемых территорий, для анализа происходящих в ландшафтах изменений и планировании природно-охранных мероприятий.

Понятия географическая оболочка, ландшафтное пространство, ландшафтная оболочка, природный территориальный комплекс, биосфера, ноосфера, витасфера.

Одним из важнейших свойств нашей планеты как космиче­ского тела является ясно выраженное ее оболочечное строение. Начиная от центра Земли к периферии (ближнему и дальнему Космосу) последовательно сменяют друг друга внутреннее и внешнее ядра, нижняя и верхняя мантии, земная кора с базальто­вым, гранитным и осадочным слоями, гидросфера с абиссальной, батиальной и литоральной зонами, биосфера с почвенным слоем (педосферой) и биостромом (зоной концентрации, растений и жи­вотных у поверхности Земли), ландшафтная сфера, включающая в себя кору выветривания, почвы, биостром и приземные слои воздуха, географическая оболочка, простирающаяся от астено­сферы до озонового экрана, и, наконец, атмосфера с тропосфе­рой, стратосферой, мезосферой, термосферой и экзосферой (Прархневич) (Рис. На стр. 94 Реймерса, 1990).

Все многообразие сфер, образующих планету Земля сложилось в ходе длительной эво­люции и разбивается на две большие группы (Табл 1).

Таблица. 1.

Элементы структурной и функциональной групп образующих планету Земля.

Структурная группа	Функциональная группа
ядро; мантия; земная кора; атмосфера; гидросфера	географическая оболочка; ландшафтная оболочка (сфера); биосфера

Вторая группа возникла в ходе взаимодействия первых, поэтому она называется функциональной. Характерной чертой этой группы является то, что все, ее элементы образуются в контактных зонах и свою внутреннюю структуру формируют за счет природных тел других сфер, располагающихся вблизи той или иной контактной зоны.

Географическая оболочка Земли

Географическая оболочка Земли – сложный природный комплекс, возникающий в зоне взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы. Географическая оболочка формируется под воздействием солнечной энергии и характеризуется развитием органической жизни. В нее входит нижняя часть атмосферы (тропосфера) (10 км), вся гидросфера, верхний слой литосферы (на материках – 4 – 5 км, на океанах 11 – 12 км), соответствующий оболочке осадочных пород и биосфера. Общая мощность географической оболочки – 20 – 35 км (Мильков, 1960).

Ландшафтное пространство

Критерием обособления ландшафтного пространства является наблюдаемая в нем и свойственная только ему интеграция всех состояний вещества, характерных для земной поверхности: абиогенного – твердого, жидкого, газообразного и живого. Ландшафтное пространство занимает ту контактную позицию в географической оболочке, в которой наиболее тесно смыкаются, пронизывают друг друга, осуществляют взаимный обмен веществом и энергией литосфера, атмосфера, гидросфера и биосфера. Если первые три составляющие большей своей частью выходят далеко за пределы контактного ландшафтного пространства, то биосфера, основной своей массой сконцентрирована именно в нем. Ландшафтное пространство облекает всю нашу планету. Будучи трехмерным (объемным) образованием, оно вместе с тем имеет «пленочный», пограничный характер, т. е. распластано по земной поверхности.

Ландшафтная оболочка (сфера)

Впервые как самостоятельное природное тело ландшафтная оболочка (сфера) была вы­делена Воронежским географом Федором Николаевичем Мильковым в 1959 году. Ландшафтная оболочка представ­ляет собой тонкий слой прямого соприкосновения и энергичного взаимодействия верхних слоев земной коры, нижних слоев тро­посферы и водной оболочка Земли. Вся она (от своей верхней границы до нижней) пронизана жизнью и может быть определена как биологический фокус географической оболочки (Мильков, 1970).

Ландшафтная оболочка - место трансформации солнечной энергии в различные виды земной энергии, среда, наиболее благоприятная для развития жизни. Ландшафтная оболочка - это совокупность ландшафтных комплексов, выстилающих сушу, океаны и ледниковые покровы (Мильков, 1981).

В ландшафтную оболочку входят:

• современная кора выветривания;

• почвы;

• воды;

• приземные слои воздуха;

• растительность;

• животные организмы.

При непосредственном участии или под контролем живых организмов здесь происходит множество процессов энерго-массообмена, результатом которых становятся специфичные ландшафтные тела, которые не могут возникнуть и существовать в каких-либо иных условиях.

Ландшафтная оболочка является относительно малой по объему частью географической оболочки, но она наиболее сложно организованная, гетерогенная, энергетически самая активная и наиважнейшая в экологическом отношении. В обобщенном виде ее определение может быть следующим: ландшафтная оболочка - тонкий приземный слой географической оболочки, представляющая зону контакта и активного энерго-массообмена литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы, питаемую лучистой энергией Солнца и энергией внутриземного происхождения, сферу наивысшего сгущения жизни на Земле, зарождения, развития и современного существования человечества и земной цивилизации (Николаев, 2000).

Ландшафтная оболочка - одна из наиболее древних функциональных оболочек. Она возникла в начале геологического этапа развития Земли и была представлена абиогенной корой выветривания, контактирующей с достаточно тонким слоем приземной атмосферы. В ходе своей эволюции, и особенно с появлением на Земле живого вещества, ландшафтная сфера приобрела сложную внутреннюю структуру, перейдя в разряд биокосных систем, т.е. систем, в строении которых равнозначную роль играют как орга­ническая, так и неорганическая материи.

Можно выделить две основные функции ландшафтной оболочки.

1. В ее пределах происходит преобразование солнечной энергии в другие виды, а также рассеивание этой энергии не только в границах ландшафтной оболочки, но и всей гео­графической оболочки в целом.

2. В пределах ландшафтной оболочки создаются наи­более благоприятные условия для возникновения и существова­ния жизни (Парахневич, 2003).

Каковы вертикальные границы ландшафтной оболочки? Верхняя граница ландшафтной оболочки совпадает с верхней границей приземных слоев воздуха. Эти слои, средней мощно­стью 30-50 м, находятся под непосредственным воздействием подстилающей поверхности Земли. Для их толщи характерны су­точные колебания температуры и влажности воздуха, хорошо развитая термическая конвекция, кроме того, здесь наблюдаются повышенная запыленность воздуха и наличие спор и пыльцы растений. Мощность слоя определяется характером подстилающей поверхности. В высоких широтах, где эта поверхность достаточ­но однородна (снег, лед), верхняя граница располагается на высо­те первых десятков метров. В низких широтах подстилающая по­верхность представлена влажными тропическими лесами, где только высота древесного яруса достигает 70-80 м, и поэтому граница располагается уже на высоте первых сотен метров.

Нижняя граница совпадает с нижней границей коры вывет­ривания, которая представляет собой продукты прямого воздей­ствия воздуха, воды, растительности и животных на горные по­роды. Кора выветривания распространена повсеместно и варьи­рует от нескольких метров в высоких широтах до нескольких де­сятков метров, а иногда сотен, в тропиках.

Таким образом, средняя мощность ландшафтной оболочки равна нескольким десяткам метров, причем при движении от эк­ватора к полюсам ее мощность уменьшается (Парахневич, 2003).

Ландшафтная оболочка в ходе своей длительной эволюции породила человечество, на протяжении тысячелетий была колыбелью его цивилизации и ныне является сферой обитания человека и объектом его труда. Со временем ландшафтная оболочка стала антропогенной, техногенной и интеллектуальной и духовной. (Николаев, 2000).