Лекция 8. Динамика и устойчивость ландшафтов.

1. Определение динамики ландшафта.

2. Природные ритмы ландшафтов и их иерархия.

3. Генетические виды динамики ландшафтов.

4. Понятие устойчивости ландшафта.

5. Механизмы устойчивости геосистем.

6. Природные ландшафты Кемеровской области.

1. Определение динамики ландшафта.

В процессе функционирования в ландшафтах происходят разнообразные структурные изменения. Различают прежде всего два основных типа изменений: а) обратимые и б) необратимые. К первым относятся сезонные смены, а также изменения катаст­рофического характера, не приводящие к изменению структуры ландшафта, его инварианту (совокупности устойчивых отличи­тельных черт геосистемы). При необратимых изменениях воз­врата к прежнему состоянию не происходит: изменения идут в одну сторону, в определенном направлении. Все обратимые из­менения образуют динамику ландшафта, иначе определяемую как смену состояний геосистем в рамках одного инварианта.

Под состоянием геосистемы подразумевается упорядочен­ное соотношение параметров ее структуры и функций в опреде­ленный промежуток времени (Беручашвили). Смена одного состояния другим сопровождается изменением структу­ры и функционирования геосистемы.

С динамикой ландшафта связаны многие другие свойства геосистем. С одной стороны, динамика по существу перекрыва­ется с функционированием: динамические колебания до года от­носятся к функционированию, а колебания с более длительным временным диапазоном можно рассматривать как многолетние и вековые флуктуации функционирования. С другой стороны, ди­намика имеет близкое отношение к эволюции и развитию, хотя и не тождественна им, т.к. в ходе динамических изменений закла­дываются тенденции будущих коренных трансформаций ланд­шафта. Наконец, динамика тесно связана с устойчивостью: именно обратимые динамические смены указывают на способ­ность ландшафта возвращаться к исходному состоянию.

Природные геосистемы постоянно меняются. Любая геосис­тема в своей структуре и функционировании изменяется адап­тивно, т.е. подстраивается к новым условиям. Пример: приуро­ченность цветения большинства растений в средней полосе к периоду после таяния снега. Часто при адаптации к разным ус­ловиям одна и та же геосистема может быть представлена раз­личными вариантами своей вертикальной и горизонтальной структуры, т.е. система меняет свои состояния.

Различают несколько видов ландшафтной динамики (Нико­лаев):

1. Динамика природных ритмов. Ритмика (от греч. rtythmos - размеренность, стройность) природной геосистемы - по­вторяемость в определенной последовательности различных ее состояний, отличающихся спецификой структуры и функциони­рования. Эти состояния периодически повторяются, т.е. ритмика геосистемы - обратимые изменения. Существует иерархия ди­намических состояний природных геосистем: многовековые, ве­ковые, 30-летние, 11-летние, квазидвухлетние, годичные, сезон­ные, подсезонные, синоптические (погодные), суточные (стексы, Беручашвили). Ландшафтные ритмы с различными харак­терными временами накладываются друг на друга. Ритмичность природных процессов, связанную с солнечной активностью, подробно изучал А.Л. Чижевский.

2. Динамика ландшафтных трендов. Когда природная гео­система, помимо обратимых колебательных изменений, характе­ризуется определенной направленностью развития (например, прогрессирующее заболачивание таежного ландшафта, опусты­нивание степи или тундры и т.п.), направленной динамикой, то можно сказать, что системе свойственен динамический тренд. Ландшафтный тренд (от англ. trand- общее направление, тен­денция) - современные направленные изменения природной геосистемы (например, заболачивание, осолончакование, опус­тынивание), прослеживаемые на фоне колебательной ритмики. Тренд есть реакция системы на изменения внешней среды (кли­матические, неотектонические, гидрологические) или следствие спонтанного развития геосистемы (например, постепенное превращение озера в верховое болото, или постепенное превраще­ние пойменной геосистемы в надпойменно-террасовую).

3. Динамика природных катастроф. К природным катастро­фам относятся лавины, сели, обвалы, ураганы, извержения вулка­нов, наводнения, лесные пожары и т.п. Динамика природных ка­тастроф происходит в сравнительно сжатые отрезки времени и влечет за собой разрушение или полное уничтожение биоты и почвенного покрова, некоторые изменения литогенной основы.

4. Динамика восстановительной сукцессии. После природ­ной катастрофы ландшафт в течение нескольких десятков и даже сотен лет восстанавливает свою вертикальную и горизонталь­ную структуру. Этот процесс называется восстановительной сукцессией (пример отрицательной обратной связи), а период, в течение которого он длится - периодом релаксации. Ландшафт­ная сукцессиия- стадийные изменения природной геосистемы, возникающие вследствие природных или антропогенных нару­шений и направленные на ее восстановление, приведение ее в относительно устойчивое (климаксовое) состояние. Характер­ное время природной геосистемы — время, необходимое для прохождения геосистемой серии состояний с возвратом к услов­но исходному состоянию, т.е. время полного колебания.

5. Антропогенная динамика геосистем. Такая динамика обу­словлена хозяйственной нагрузкой на геосистему- ускоренной эрозией и дефляцией почв, вторичным засолением почв на оро­шаемых участках в аридных условиях, дигрессией пастбищ, вы­рубкой лесов, заболачиванием подтопленных побережий водо­хранилищ, опустыниванием, загрязнением (евтрофикацией) сре­ды и т.д. Антропогенная динамика геосистем в большинстве слу­чаев осуществляется природными процессами (эрозией, дефляци­ей, заболачиванием), но стимулированными человеком. Как правило, антропогенная динамика ведет к разрушению геосистем. Часто деятельность человека играет роль «спускового крючка», стартера, вслед за которым по закону положительной обратной связи развертывается цепная реакция разрушения ландшафта.

Динамики природных ритмов и восстановительных сукцес­сий являются видами стабилизирующей динамики ландшафта, остальные виды динамики ведут к необратимому качественному изменению или даже разрушению ландшафта.