Лекция №4
Иерархия природных геосистем
В настоящее время разработаны иерархические шкалы объектов - от простых, до самых сложных. В геологии такая иерархия объектов исследования включает (снизу вверх): кристаллы - минералы - горные породы - геологические формации - тектонические структуры разных порядков - земную кору - земной шар в целом. В геоморфологии по размерности различают формы нано-, микро-, мезо-, макро- и мегарельефа. В биология принята следующая иерархия: молекула - клетка - ткань - орган - организм - биоценоз - биом - биостром - биосфера.
Ландшафтная оболочка также подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют природные геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований океанов и континентов до малых и очень изменчивых, подобных песчаной отмели на речном берегу или каменистой осыпи у подножия горного склона. Все они составляют многоступенную систему таксонов, которую называют иерархией природных геосистем (Николаев, 2000).
Основные организационные уровни геосистем: локальный, региональный, планетарный.
Масштабность ландшафтов.
Многоступенную иерархию природных геосистем принято членить на три крупных отдела: планетарный, региональный и локальный (Неефа, 1974, Сочава, 1978).
Каждая вышестоящая в иерархии природная геосистема является по отношению к нижестоящим объемлющей не только пространственно, но и исторически, эволюционно, как более древняя по возрасту. При этом иерархическая соподчиненность перерастает в пространственно-временную, структурно-эволюционную. Например, зональная область (природная зона в пределах физико-географической страны) обычно древнее слагающих ее ландшафтов. А ландшафты долговечнее своих морфологических единиц (Николаев, 2000).
Таблица 1
Иерархия природных геосистем
Геосистемные уровни |
Иерархические таксоны геосистем |
Планетарный |
Ландшафтная оболочка Географические пояса Континенты, океаны Субконтиненты |
Региональный |
Физико-географические: страны; области; провинции; районы; ландшафты |
Локальный |
Морфологические единицы ландшафта: местности; урочища; подурочища; фации |
Размеры ландшафтов, и в первую очередь их площадь, играют важную роль, т.к. они обусловливают существенные различия или сходство их геометрических, физических, химических, биологических и других параметров. Это позволяет судить о сложности их внутреннего устройства и степени преобразованности человеком.
К локальному уровню относятся фации, типы урочищ и типы местности, представляющие собой низшие типологические единицы ландшафтной сферы. Их характерной чертой является то, что они выступают объектами ландшафтно-типологического картирования, т.е. их изучение проводится преимущественно в полевых условиях.
Региональный уровень образуют физико-географические районы, провинции, страны, зональные области и их подзоны, а также типы и классы ландшафтов. Посредством единиц этого масштаба раскрывается природная специфика отдельных достаточно крупных регионов Земли.
И, наконец, глобальный, или планетарный уровень включает в себя такие региональные единицы, как материки, географические пояса, природные зоны (в широком смысле), а также все пять вариантов ландшафтной сферы.
Фация.
Элементарной единицей морфологической структуры ландшафта принято считать природную геосистему ранга фации.
В географическую литературу термин фация был введен в 30-е годы Л. Г. Раменским [32]. Фацию он рассматривает как мельчайшую единицу ландшафта, вся территория которой характеризуется однотипным происхождением и экологическим режимом и одинаковой биотой.
Фация - единственная природная геосистема, отличающаяся полной гомогенностью. На всей занимаемой ею площади вертикальная структура геогоризонтов одинакова. По Н. А. Солнцеву, в пределах фации "... сохраняется одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый характер рельефа и увлажнения, и один биоценоз" [1, с. 14 Цит. По Николаеву, 2000].
Полная природная однородность сохраняется на местности лишь на очень небольших участках. Поэтому размеры фаций невелики. В равнинных условиях их площадь колеблется от 10-20 м2 до 1-3 км2. В горах она еще меньше. Всюду прослеживается территориальная связь фаций с нано- и микроформами рельефа, либо элементами последних.
Таким образом, фация - это элементарный (далее неделимый) природный комплекс, на всем протяжении которого сохраняются одинаковая литология пород, характер рельефа и увлажнения, микроклимат, почвенная разность биоценоз.
Внутренняя однородность фации - понятие условное. Дело в том, что отдельные компоненты в ее пределах не монолитные тела. Так, фитоценоз и зооценоз состоят множества обособленных друг от друга живых организмов располагающихся в пространстве далеко не равномерно. Элементарный почвенный ареал состоит из более мелких подразделений, относящихся уже к самой почве и не являющихся географическими категориями.
При необходимости фацию можно разделить до болотной кочки, норы землероя, понижения на месте корней упавшего при сильном ветре дерева и т. д. Эти образования Б. Б. Полыновым названы «предельными структурными элементами ландшафта» или «деталями ландшафта». Сейчас их называют парцеллами (Дылис Н. В., 1969). При отнесении какого-либо участка земной поверхности к фации необходимо учитывать возможность (хотя бы мысленную) распространения его в другом месте на значительной территории. Например, небольшие пятна солонцов, слабозадернованных выходов мела на склонах, лисохвостовых лугов на зернистых наносах среднего уровня поймы, имеющие размеры 10 м2, относятся к фациям, поскольку известны места, где их отдельные ареалы занимают по площади десятки и даже сотни гектаров. А вот примерно таких же размеров сурчины, понижения на месте ветровалов могут рассматриваться только в качестве деталей фаций, так как их нельзя представить себе увеличенными в десятки и сотни раз.
В качестве другого критерия отделения фации от своей детали необходимо использовать представление о системоформирующей роли географической формы движения материи. Действительно, обособление закочкаренного дна водораздельной заболоченной западины связано с одновременным проявлением и географического, и биологического круговорота вещества и энергии (ландшафтный уровень организации приповерхностной комплексной оболочки Земли). Образование же отдельной кочки вызвано сугубо биологическими процессами. Поэтому закочкаренное дно западины - фация, а кочка - всего лишь деталь этой фации.
Ландшафтная фация неоднородна и в вертикальном разрезе. Она состоит из современной коры выветривания, почвенно-растительного покрова с населяющим его животным миром, грунтовых и поверхностных вод, приземного слоя воздуха, находящегося под непосредственным воздействием подстилающей поверхности. Подобные слои называются биогеоценотическими горизонтами, ярусами, и в достаточно сложном комплексе их может быть не менее пяти. Так, в наземных фациях выделяет следующие ярусы: воздушный, напочвенный, почвенный, подпочвенный (Мильков, 1970).
Общая мощность фаций колеблется от 30 - 60 до 150 - 200 м. В условиях Черноземного центра она составляет 30 - 60 м.
Ландшафтная фация - элементарная геосистема природных компонентов, обособившаяся на поверхности Земли под влиянием географического и биологического круговоротов вещества и энергии, характеризующаяся устойчивостью в пределах определенных пространственных и временных интервалов.
Ландшафтные фации в сравнении с урочищами и более сложными комплексами имеют две характерные черты:
1. В их пределах на общем фоне вертикального разреза приповерхностной комплексной оболочки Земли происходит основной процесс поглощения энергии солнечных лучей и формирование энергетической базы географического и биологического круговоротов вещества.
2. В горизонтальном плане фации наименее (по сравнению с более сложными комплексами) обособлены функционально и наиболее пронизаны транзитными и обменными потоками. Поэтому они являются самыми динамичными и изменчивыми ПТК (Крауклис А. А., 1979).