Текст книги "Ландшафтоведение"

Скамеечный (кыровый) тип рельефа отличается от всех предыдущих тем, что здесь в ориентировке эрозионных борозд наблюдается резковыраженный параллелизм, определяемый общим наклоном поверхности. В результате первичное плато оказывается расчленённым на узкие параллельные гряды. На территории России этот тип рельефа встречается редко. В Средней Азии его можно наблюдать на южных окраинах Северных Каракумов.

Куэстовый (косогорный) тип рельефа относится к эрозионному рельефу, созданному временными водотоками. Куэсты – несимметричные уступы и гряды, образованные размывом мягких пород. Пологий склон куэсты бывает сложен более прочными пластами горных пород, трудноподдающихся размыву. Масштабы куэстовых гряд и площади территории, занятые ими, бывают различны. Например, Кавказкие куэсты тянутся полосой более 500 км вдоль северного склона Большого Кавказа. Куэсты Крыма представлены двумя северными цепями полуострова и развиты в его западной части. Хорошо выражен куэстовый рельеф в горной части Туркмении и в других районах Средней Азии.

Карстовый тип рельефа характерен для участков, сложенных растворимыми горными породами, такими, как каменная соль, глина, известняк, доломит и др. Сущность карстовых процессов состоит в растворении породы атмосферными, поверхностными, талыми, подземными водами. Главное условие растворимости известняка – достаточно растворённого СО₂ в воде, т. е происходит образование кислоты, которая и разрушает известковые породы. К другим условиям растворения карста относятся рельеф на полого-наклонных поверхностях, частота и мощность известняков, структура породы, климат.

На территориях с этими породами образуются различные поверхностные и глубинные формы рельефа в виде воронок, пустот, колодцев, пещер, борозд, озер, подземных рек. Карстовые ландшафты характеризуются неровной поверхностью, изрытой замкнутыми котловинами, голыми каменистыми участками, воронками, слабым развитием растительности. Карстовые ландшафты развиты в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии, на Алтае.

Близко к карстовому процессу суффозионное явление – вынос мелких минеральных частиц и растворённых веществ водой, фильтрующейся в горных породах. В итоге образуются замкнутые неглубокие понижения (до 4 м). Этот западинно-низинный рельеф типичен для лесостепной, степной и полупустынной природных зон.

На склоновых поверхностях как на равнинах, так и в горах, развит оползневой тип рельефа. Оползни – скользящие смещения масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Подвержены крупным оползням также высокие берега крупных рек: Волги, Дона, Днепра, Оби и др.

Формы горно-ледникового рельефа образованы в результате денудационной, транспортирующей и аккумулятивной работы ледников. Разрушение горных пород ледником называется экзарацией, под действием которой накапливается большая масса обломочного материала (валуны, щебень, мелкозём). Характерными элементами этого рельефа являются кары, троги, каровые лестницы.

В течение геологической истории Земли не раз возникали условия, при которых формировались покровы материковых льдов, распространявшиеся на многие миллионы квадратных километров. В областях древнего оледенения устанавливалась определённая зональность климата и геоморфологических процессов, под влиянием которых возникали многочисленные формы и типы рельефа. Следы четвертичного оледенения и формирование определённых форм рельефа установлены в Северной Америке и в Евразии.

Ландшафтообразующее значение на огромных пространствах земного шара имеют формы рельефа, создаваемые мерзлотными и эоловыми процессами. Основными формами рельефа, связанными с многолетней мерзлотой, являются гидролакколиты (бугры с ледяным ядром), морозобойные трещины, термокарстовые воронки, наледи, тетрагональные грунты (валообразные гребни до 2 м высотой и 200 м длиной), термоэрозионные формы (ложбины, овраги, долины).

Эоловый тип рельефа обусловлен деятельностью ветра. Условия эоловых процессов – сухость климата, сильные ветры, отсутствие или разреженность растительного покрова, физическое выветривание горных пород. Такие условия представлены в аридных странах, чаще – в пустынях. При воздействии ветра на скопления рыхлого материала и его выноса образуются дефляционные котловины (длиной до сотен метров), ландшафтные ячеистые пески (сочетание котловин и перегородок между ними), неподвижные дюны, песчаные гряды, барханы и т. д. Наряду с песчаными пустынями широко распространены каменистые и глинистые пустыни из характерных форм рельефа (такыры – замкнутые понижения с ровным днищем, глиняные дюны).

На океанических и морских побережьях своеобразной формой рельефа являются дюны. Они напоминают по своей форме барханы, но имеют более крутые склоны (до 30–50^°, высотой до 50 м), которые могут перемещаться под действием ветра со скоростью 8–10 м в год.

2.4 Границы ландшафта

Ландшафт – трехмерное тело с естественными границами в пространстве по вертикали и площади. Верхняя граница ландшафта, расположенная в воздушной среде (тропосфере), – неопределенная. Поиск верхних границ ландшафта специалистыгеографы не считают актуальным. К границам ландшафта относят приземный слой воздуха над земной поверхностью мощностью до 30–50 м. Примерно в 10-метровом слое над поверхностью ландшафта распространен растительный покров. Выше внешние границы ландшафта становятся расплывчатыми, хотя и прослеживается движение воздуха, перенос пыльцы, спор, полеты пернатых и насекомых. Пределы ландшафта в атмосфере находятся там, где его влияние на атмосферные процессы исчезает, а климатические различия по горизонтали между ландшафтами сглажены.

Нижние границы ландшафта в литосфере также не могут быть резкими и определяются десятками метров протяженности от поверхности почвы в глубину. Горные породы служат фундаментом ландшафта и постепенно вовлекаются в круговорот веществ. Трансформация солнечной энергии, круговорот влаги, выветривание, геохимическая деятельность организмов, сезонная ритмичность процессов определяют глубину, до которой прослеживается взаимодействие компонентов ландшафта. Годовые колебания температуры почвы распространяются до глубины 20–30 м. Свободный кислород проникает в земную кору до уровня грунтовых вод. Мощность зоны окисления пород – около 60 м. Корневые части растений, микроорганизмы, беспозвоночные сосредоточены в почве. Грызуны, землерои, черви проникают до глубины 5–8 м. Глубина проникновения разных процессов функционирования ландшафта в его твердый фундамент зависит от строения и вещественного состава верхней толщи литосферы.

Ландшафтная дифференциация обусловлена зональными и азональными факторами. Зональность проявляется в теплообеспеченности и увлажнении, т. е. проявляется в климате, азональность – в твердом фундаменте ландшафта. Этими компонентами и определяются ландшафтные границы. Смена ландшафтов в пространстве обусловлена постепенным зональным изменением климата, высоты над уровнем моря, экспозицией склона, изменением морфоструктуры или коренных пород. По этим причинам происходят изменения всех компонентов ландшафта. Пределы их пространственных изменений ограничены естественными границами их распространения. Линейные границы отвечают концепции дискретности геосистем, но дискретность в ландшафтной сфере диалектически сочетается с континуальностью. Поэтому граница не может быть простой линией, а представляет собой переходную полосу различной ширины. Переходы у разных компонентов проявляются неодинаково. Например, климатические границы – расплывчаты, а почвенные, растительности, геологические, морфологические – относительно четкие.

Граница ландшафта складывается из границ отдельных пограничных урочищ и имеет определенную ширину, условно ее рассматривают как линию в масштабе карты. Ширина ландшафтных границ варьирует в широких пределах. Четкие ландшафтные границы связаны с азональными геолого-геоморфологическими факторами и характеризуются более частой изменчивостью в пространстве, чем зональные. Поэтому большинство ландшафтных границ имеет азональное происхождение. Многие границы обусловлены и зональными факторами.

2.5 Временная организация ландшафтов

Функционирование ландшафта. Это интегральный природный процесс, который складывается из множества элементарных процессов механической, физической, химической, биологической природы.

В краткопериодичной размерности, длительностью от суток до года включительно, отмечают переходы одного состояния в другое: дневного в ночное, осеннего в зимнее и т. д. Во временную организацию механизма функционирования ландшафта включены пять составляющих: влагооборот, трансформация солнечной энергии, перенос твердых масс, движение воздушных масс, био– и геохимический циклы. В функционировании, наряду с простым протоколированием состояний отдельных элементов, требуются обобщающие взаимосвязи процессов, характеризующих функционирование в увязке с космическими ритмами. При такой классификации временной организации будут выражены космические и планетарные циклы, ритмы, биотическая активность и человеческая деятельность.

Динамика ландшафта. Это вторая группа понятий во временной размерности организации ландшафтов. С одной стороны, динамика перекрывается функционированием, так как высокочастотные колебания до года включительно относятся к функционированию. Более длительные временные колебания – многолетние, вековые уже ближе к эволюции, хотя и не тождественны ей. Масштаб динамической смены находится в интервале от десятков до 500–600 лет. В период динамических изменений закладываются связи будущих коренных трансформаций ландшафта. Динамика ландшафта диалектически связана с его устойчивостью. Так, многолетние обратимые динамичные смены состояний ландшафта указывают на его способность возвращаться в исходное состояние, т. е. на устойчивость. В процессе динамичной смены состояний ландшафт может оставаться «самим собой» до тех пор, пока его устойчивость не будет нарушена внешними или внутренними причинами. К внешним причинам относятся: период климатических изменений, биологических циклов, тектонических движений, изменения уровня моря, воздействие человека.

В целом динамика ландшафта как среднепериодичная временная размерность изучена меньше, чем функционирование.

Эволюция ландшафтов. Третьим классом размерности временных изменений ландшафта считают эволюцию. В своем развитии ландшафт проходит две главные стадии: формирования и эволюционного развития. Первая протекает в период образования геологического фундамента при тектонических процессах, регрессии моря или таяния материкового ледяного покрова. На новый геологический фундамент воздействуют солнечная радиация, атмосферные осадки, поверхностные воды, развивается растительный и животный мир. Это период молодости ландшафта и несложившейся структуры: неразвиты биоценозы и почвы, слабо расчленен рельеф, не выражена гидрографическая сеть. Постепенно компоненты ландшафта приходят в соответствие друг с другом и с общими зонально-азональными условиями развития. С этого момента он приобретает черты устойчивой структуры и переходит во вторую стадию – медленной эволюции.

Индикатором возраста современных ландшафтов служит почва. Почвенный профиль – это своего рода память ландшафта, свидетельствующая о факторах почвообразования в течение времени, на протяжении которого формировалась данная почва. Для образования почвы требуется от нескольких сотен до нескольких тысяч лет (для образования черноземов потребовалось около 3 тыс. лет). Это время можно приблизительно считать возрастом существования современных ландшафтов. В целом важен не возраст ландшафта, а тенденции и закономерности его развития, необходимые для разработки прогноза его поведения.

2.6 Устойчивость геосистем (ландшафтов)

Устойчивость – способность системы сохранять свои параметры при воздействии или возвращаться в прежнее состояние после нарушения структуры. Ландшафт, как любая геосистема, обладает устойчивостью в допустимых пределах, которые пока еще не установлены, а механизм устойчивости полностью еще не изучен. Устойчивость – не статическое состояние системы, а колебания вокруг некоторого среднего состояния. Чем шире природный диапазон состояний ландшафта, тем меньше вероятность необратимой трансформации после возмущающих воздействий.

Аномальным, разрушающим воздействиям противостоят внутренние механизмы саморегулирования ландшафта, в результате эффект внешних воздействий ослабляется, поглощается или гасится.

Важнейшим стабилизирующим фактором в саморегулировании ландшафтов является биота. Она легко приспосабливается к различным условиям, мобильна и легко восстанавливается. Интенсивные биологические круговороты и биологическая продуктивность – одно из главных условий устойчивости ландшафтов. Растительный покров поддерживает гравитационное равновесие в ландшафте, препятствует денудации (совокупности процессов сноса и переноса водой, ветром, льдом, прямым воздействием силы тяжести, продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление). В механизме саморегулирования ландшафта биоте принадлежит ведущая роль.

Наиболее устойчивым компонентом ландшафта служит твердый фундамент. Однако в случае нарушения он не способен восстанавливаться. Его стабильность – важная предпосылка устойчивости ландшафта.

Любой ландшафт в процессе своего развития подвергается воздействиям, и его устойчивость имеет свои пределы. Порог устойчивости, выраженный через сохранение ландшафтом своих параметров и свойств, и критические величины воздействий выясняют в каждом конкретном случае.

Приведем общие критерии природной устойчивости геосистем. Прежде всего, это высокая организованность, интенсивное функционирование и сбалансированность функций геосистем, включая биологическую продуктивность и возобновимость растительного покрова. Эти качества определяются оптимальным соотношением тепла и влаги и выражаются развитостью почвенного покрова, а в конечном итоге, – плодородием почв.

Так, тундровые ландшафты с недостатком тепла имеют слаборазвитые почвы, неустойчивые к техногенным нагрузкам, сильно ранимы и очень медленно восстанавливаются. Дефицит тепла определяет низкую активность биохимических процессов, медленную самоочищаемость от промышленных выбросов. При разрушении растительного и почвенного покровов нарушается тепловое равновесие многолетнемерзлых пород, что вызывает просадки, разрушения фундаментов сооружений и т. п.

Таежные ландшафты в целом более устойчивы из-за лучшей обеспеченности теплом, и, благодаря мощному растительному покрову, здесь формируются естественно не очень плодородные подзолистые почвы, но отзывчивые на высокую культуру земледелия. Интенсивный влагооборот способствует удалению подвижных форм загрязняющих веществ, но биохимический круговорот еще медленный. Устойчивость геосистем в этой зоне снижается также из-за заболоченности и при сведении лесного покрова.

Высокой устойчивостью обладают ландшафты степной зоны, где наблюдается наиболее благоприятное (для условий России) соотношение тепла и влаги. Здесь под пологом мощной степной травянистой растительности в естественных условиях образовались одни из самых плодородных почв – черноземы. Высокая биохимическая активность степных ландшафтов способствует их довольно интенсивному самоочищению. Но следует иметь в виду, что широкомасштабная распашка черноземных почв существенно понизила их устойчивость: происходит интенсивная обработка почв, а это фактор устойчивости, повсеместно развилась водная и ветровая эрозия, ухудшаются свойства почв при многократных обработках, особенно с применением тяжелой техники, происходит уплотнение почв. Орошение большими нормами, с высокой интенсивностью искусственного дождя также ухудшают свойства почвы, так как вымывание питательных веществ приводит к подъему уровней грунтовых вод и заболачиванию.

В пустынных ландшафтах интенсивная солнечная радиация ускоряет биохимические процессы, в частности разложение отмерших растительных остатков и органических загрязнителей, но недостаток влаги уменьшает вынос продуктов разложения, в том числе и загрязняющих веществ. Растительность здесь бедная, биологическая продуктивность невелика, вследствие этого почвы маломощные и, так же как в тундровой зоне, сильно ранимы. Поэтому пустынные ландшафты малоустойчивы. Повысить их устойчивость может орошение, что широко и использует человек. Вместе с тем орошение без соблюдения рекомендуемых норм, большие потери из каналов, дополнительное связанное с этим дренирование территории интенсифицирует гидрохимические потоки, что приводит к вторичному засолению земель, загрязнению и истощению рек. Все это делает ландшафты неустойчивыми.

Водные мелиорации (орошение и осушение) повышают устойчивость геосистем, приводя к оптимуму соотношение тепла и влаги, но являются сильным возмущающим фактором, при превышении рекомендуемых норм можно получить противоположный результат.

Устойчивость геосистем зависит от внутренней неоднородности свойств компонентов, так разнообразный состав луговых трав делает луг более устойчивым при разных погодных условиях, чем искусственный сенокос с меньшим видовым разнообразием. Выраженный микрорельеф и вариация водно-физических свойств почв также повышают устойчивость и почвенного и растительного покровов: в сухие периоды года продуцирование биомассы лучше в понижениях, а во влажные – на микровозвышениях.

Устойчивость геосистемы растет с повышением ее ранга. В этом смысле наименее устойчивой является фация – наименьшая геосистема, характеризуемая однородными условиями месторасположения и местообитания, одним биоценозом. Фации сильнее всего откликаются как на изменение внешних природных условий, так и на деятельность человека. Радикально их изменяют при природопользовании. Более крупные геосистемы в меньшей степени подвержены изменениям.

2.7 Природно-ресурсный потенциал ландшафтов

Ландшафт, согласно современному представлению, выполняет средообразующие, ресурсосодержащие и ресурсовоспроизводящие функции. Природно-ресурсный потенциал ландшафта является мерой возможного выполнения им этих функций. Определив природно-ресурсный потенциал, можно оценить способность ландшафта удовлетворять потребности общества (сельскохозяйственные, водохозяйственные, промышленные и т. д.). Для чего выделяют частные природно-ресурсные потенциалы ландшафта: биотический, водный, минерально-ресурсный, строительный, рекреационный, природоохранный, самоочищения.

Природно-ресурсный потенциал – это не максимальный запас ресурсов, а только тот, который используется без разрушения структуры ландшафта. Изъятие из геосистемы вещества и энергии возможно столько, сколько не приведет к нарушению способности саморегулирования и самовосстановления.

Биотический потенциал характеризует способность ландшафта продуцировать биомассу. Мерой биологического потенциала геосистем считается величина ежегодной биологической продукции. Биотический потенциал поддерживает почвообразование или восстанавливает плодородие почвы. Предел биологического потенциала определяет допустимую нагрузку на геосистему. Вмешательство человека в биологический круговорот геосистем снижает потенциальные биологические ресурсы и плодородие почв.

Водный потенциал выражается в способности ландшафта использовать получаемую воду не только растительностью, но и образовывать относительно замкнутый круговорот воды, пригодный для нужд человека. Водный потенциал и свойства ландшафта влияют на биологический круговорот, почвенное плодородие, распределение составляющих водного баланса. Границы между внутриландшафтными геосистемами одновременно являются границами территорий с характерным водным балансом.

Минерально-ресурсным потенциалом ландшафта считают накопленные в течение геологических периодов отдельные вещества, строительные материалы, минералы, энергоносители, которые используют для нужд общества. Такие ресурсы в ходе геологических циклов могут быть возобновимыми (леса) и невозобновимыми (несоизмеримы с этапами развития человеческого общества и скоростью их расхода).

Строительный потенциал предусматривает использование природных условий ландшафта для размещения строящегося объекта и выполнения им заданных функций.

Рекреационный потенциал – совокупность природных условий ландшафта, положительно влияющих на человеческий организм. Выделяют рекреационные ресурсы и рекреационные ландшафты. Рекреационные ресурсы используют для отдыха, лечения, туризма, а рекреационные ландшафты выполняют рекреационные функции (зеленые зоны, лесопарки, курорты, живописные места и т. д.).

Природоохранный потенциал обеспечивает сбережение биологического разнообразия, устойчивость и восстановление геосистем.

Потенциал самоочищения определяет способность ландшафта разлагать, выносить загрязняющие вещества и устранять их вредное воздействие.

Ландшафт – многофункциональное образование, т. е. пригоден для выполнения разного вида деятельности, но выбор исполняемых функций должен соответствовать его природным свойствам, ресурсному потенциалу.