Текст книги "Ландшафтоведение"

2.8 Воздействие человека на ландшафты

Многообразие человеческой деятельности в ландшафтах приводит к их изменению. Измененные ландшафты, в свою очередь, оказывают обратное воздействие на человека и его хозяйственную деятельность. Последствия взаимодействий для общества могут быть положительными или отрицательными. Проведя объективные измерения показателей, оценивающих состояние ландшафта, определяют направленность последствий и делают анализ. Отрицательным последствиям воздействия человека на ландшафт уделяется основное внимание.

Сложный процесс «воздействия – последствия» имеет не точечный или линейный характер, а эффект взаимодействия в многокомпонентной системе ландшафта распространяется по сложной, ветвящейся цепи процессов. Любая конкретная локальная или региональная геосистема характеризуется вертикальными и горизонтальными связями, действующими в единстве времени и пространства. В результате их взаимодействия происходит перераспределение влаги, энергии и веществ из горизонтальных потоков в вертикальные и из вертикальных в горизонтальные. Через эти потоки и происходит распространение изменений. Без вертикальных связей распространение последствий от воздействий замыкалось бы на тех компонентах, где возникло, а без горизонтальных было бы локализованным в структурных элементах ландшафта.

Воздействие общества на ландшафты можно разделить на группы:

– изъятие из ландшафта энергии или вещества;

– преобразование компонентов ландшафта или его процессов;

– подача в ландшафт энергии или вещества;

– привнесение технических или техногенных объектов в природу.

В результате воздействия общества на ландшафт:

– ухудшается качество компонентов ландшафта;

– нарушаются или изменяются межкомпонентные связи в геосистемах;

– уменьшаются природные ресурсы ландшафта;

– ухудшаются экологические условия;

– ухудшаются условия ведения хозяйства и работы техники;

– уменьшается количество и ухудшается качество продукции. Ухудшение использования ресурсов ландшафта в производственной деятельности из-за внутрихозяйственных и межхозяйственных связей приведет к отраслевым отрицательным последствиям и передастся на опирающиеся другие отрасли, не связанные с ресурсом. Таким образом, воздействие человека на ландшафты через производственные цепные реакции способно вызвать изменения во всем производственном комплексе.

Важно также учитывать зависимость между силой воздействия, степенью изменений и размерами последствий. Воздействие на ландшафт оценивают показателем – нагрузкой на ландшафт. Допустимое воздействие, не приводящее к нарушению свойств и функций ландшафта, определяется понятием – норма нагрузки, при превышении которой ландшафт разрушается, считается критической или предельно допустимой. Обоснование и разработка норм нагрузок относятся к нормированию. Нормирование позволяет определить границы допустимых нагрузок и измерить их с помощью нормативных показателей. Значения нормативных показателей определяются социально-экономическими потребностями общества, способностью ландшафта саморегулироваться, самоочищаться, самовосстанавливаться. Разработанные нормативы направлены на сохранение ресурсов ландшафта и их воспроизводство и выступают одним из способов управления природопользованием и природообустройством.

Результат воздействия хозяйственной деятельности человека на ландшафт можно охарактеризовать:

– изменением его строения, состояния, функционирования;

– изменением текущей динамики;

– нарушением хода природных циклов и тенденций естественного саморазвития;

– различной реакцией на техногенные нагрузки;

– изменением устойчивости;

– изменением механизмов устойчивости;

– выполнением новых функций;

– надежностью выполнения новых функций и интегральным управлением геосистемами;

– негативными последствиями в ходе выполнения новых функций;

– возможными негативными последствиями на соседние ландшафты;

– экологическими ограничениями.

Изменения в ландшафтах в конечном итоге зависят от естественных факторов, антропогенно-техногенных воздействий и свойств самого ландшафта. Естественные факторы характеризуются зональными условиями, ритмичностью их проявлений (периодом) и размахом колебаний (амплитудой); считают, что геосистемы в таких условиях находятся в устойчивом состоянии.

К антропогенно-техногенным факторам относятся: воздействие инженерных сооружений, специфическая технология производства, вид использования ландшафта. Естественные и антропогенно-техногенные факторы действуют в системе ландшафтных связей в физических, химических, геологических, биологических, механических и других формах. Техногенные факторы аритмичны и могут достигать такой силы воздействия, которая вызовет необратимые изменения в ландшафте. Техногенные воздействия делят на пассивные и активные.

Пассивными воздействиями считают, когда технические сооружения не оказывают на ландшафт большого влияния, а обмен веществом и энергией между ними минимален – «эффект присутствия». Пассивное воздействие перейдет в активное в случае нарушения равновесия между техногенным фактором и ландшафтом. Например, после строительства техногенного сооружения на склоне могут проявиться смыв или оползни – «эффект толчка».

Активное воздействие выражается в изъятии из ландшафта или привнесении в него вещества или энергии. Например, дождевание изменяет влажность почвы и улучшает условия роста растений, а энергия падающей струи дробит и перемещает почву, т. е. имеет место одновременное поступление вещества и энергии.

Техногенные воздействия на геосистемы разделяют на очаговые и площадные. Очаговое воздействие связано с использованием природных ресурсов, имеющих очаговое распространение. Например, карьер в горнодобывающей промышленности, локальные источники вод и других ресурсов. Площадные воздействия распространены на большие территории: пашни, пастбища, лесные угодья и др.

При воздействии человека на ландшафт наибольшему изменению подвергаются почва, биота, водный и тепловой режимы. Их трансформация вызывает обратимые изменения в геосистеме. Необратимые изменения в ландшафте последуют после нарушения твердого фундамента, рельефа, климата, так как эти компоненты – основные входы в геосистему, через которые извне поступает вещество и энергия. Преобразование твердого фундамента и мезорельефа формирует совершенно новые геосистемы – антропогенные, т. е. созданные человеком (отвалы, карьеры, овраги и др.) и оказывает влияние на почву, биоту, водный и тепловой режимы. Антропогенные геосистемы изменяются по законам природы, но скорость их трансформации превосходит темпы изменений, происходящих в естественных условиях, так как воздействие человека изменило условия поступления или расхода вещества и энергии, что повлияло на интенсивность природных процессов. Технические сооружения интенсивно обмениваются веществом и энергией с окружающей их средой. Каналами связей между компонентами геосистемы и техническим сооружением являются контактные поверхности сооружения с геосистемой. Наиболее активные изменения в зоне влияния технических сооружений в геосистемах происходят в первые годы (годы резких изменений исходных состояний) их эксплуатации. Затем идет период изменений наиболее инертных компонентов геосистем. Далее скорость изменений в геосистеме замедляется, трансформация продолжается, но темпы ее постепенно приближаются к естественному фону.

В результате в геосистеме устанавливается новое устойчивое состояние. Временные изменения в структуре геосистем от воздействия различных техносистем и в разных природных условиях изучены недостаточно. Здесь важно время релаксации, т. е. продолжительность периода основных изменений при перестройке геосистемы. Минимальное время перестройки геосистем длится 10–15 лет.

Помимо временных изменений в геосистеме изменяется ее пространственная структура, так как в прилегающих к техническому объекту геосистемах активизируются горизонтальные и вертикальные связи.

Зоны влияния технической системы определяют по ареалам распространения преобразованного компонента геосистемы, например зона агротехнической обработки почвы или любая другая, в которой после воздействия произошли изменения природных условий. Отчетливо эти зоны выделяются в местах размещения водохранилищ, осушительных систем, каналов, перерабатывающих предприятий и т. д. В зоне производственного воздействия сильно преобразуется вертикальная и горизонтальная структура геосистем, разрушается и смывается почвенный покров, геосистемы загрязняются, угнетается, повреждается и уничтожается биота. Поэтому, природные ландшафты при воздействии человека изменяются существенно или коренным образом.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение термину «ландшафт» согласно локальной и региональной трактовки.

2. Какие диагностические признаки используют для выделения самостоятельного ландшафта?

3. Из каких компонентов состоит ландшафт?

4. Как подразделяются компоненты ландшафта с учетом их функций в геосистеме?

5. Какие выделяют формы рельефа?

6. Какие процессы влияют на формирование различных форм рельефа?

7. Что понимается под понятием «устойчивость ландшафтов»?

8. В чем заключается природно-ресурсный потенциал ландшафтов?

9. Назовите формы воздействия человеческого общества на ландшафты.

Тема 3 ТИПЫ ЛАНДШАФТНЫХ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ СТРУКТУР

3.1 Морфологическая структура ландшафта

По предложению кафедры ландшафтоведения географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, природные геосистемы, более крупные, чем ландшафт, т. е. состоящие из нескольких ландшафтов, называют таксономическими единицами, а более мелкие, входящие в состав ландшафта, – морфологическими частями ландшафта. Раздел ландшафтоведения, уделяющий внимание изучению закономерностей внутреннего территориального состава ландшафта, представляющего его морфологические составные части, называют морфологией ландшафта. Морфологическое строение ландшафтов разнообразно по сложности внутреннего территориального устройства. На современном этапе развития географии ландшафт рассматривают как сложную индивидуальную территориальную единицу, исторически сложившуюся систему более мелких природных комплексов, обозначенных терминами: фация, подурочище, урочище, местность.

Рисунок 1 – Схема соподчинения морфологических единиц ландшафта

Фация. Это самая простая предельная категория геосистемной иерархии, характеризующаяся наибольшей однородностью природных условий. В фации на всей территории сохраняются одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый рельеф и увлажнение, один микроклимат, одна почвенная разность и один биоценоз. Фация – первичный функциональный элемент ландшафта и основной объект стационарных ландшафтных исследований. С фации как первичной геосистемы начинают изучать круговороты вещества, биогеохимические перемещения и трансформацию энергии. На уровне фации исследуют вертикальные связи в ландшафте и его динамику. Накопление информации о структуре, функционировании и динамике фации как сопряженной системы низового уровня дает возможность изучать горизонтальные потоки вещества, энергии и территориальные связи в геосистемах. Фация – открытая геосистема, которая функционирует во взаимодействии с соседними фациями разных типов. Фация – динамична, неустойчива и недолговечна как незамкнутая система. Она зависит от прихода основных внешних потоков вещества и энергии, поступающих из смежных фаций и уходящих от нее. Ландшафт и фация несоизмеримы по долговечности. У них разные масштабы как во времени, так и в пространстве. Недолговечность и относительная неустойчивость фации означают, что связи между ее компонентами (при однородной территориальной распространенности в границах фации) изменчивые.

Наиболее активный компонент фации – биота. Воздействие биоты на абиотическую среду в границах фации проявляется ощутимее, чем в границах ландшафта. Например, лесные и болотные сообщества фаций трансформируют их микроклимат, но не влияют на климат ландшафта. Или локальное увеличение оврага при водной эрозии и отсутствии растительности приводит к трансформации фации, но не изменяет природного характера ландшафта.

Подурочище. Представляет собой природный территориальный комплекс, состоящий из одной группы фаций одного типа, тесно связанных генетически и динамически, расположенных на одной форме элемента рельефа, одной экспозиции (рисунок 2).

Рисунок 2 – Подурочище. Сопряженный фациальный ряд супераквальных фаций (Ф₁…Ф₇)

Поскольку фации не оригинальны, а всегда типично повторяются по территории, нет смысла изучать каждую фацию отдельно. Достаточно изучить основные типы фаций. Далее ограничиваются выделением сопряженной группы фаций, приуроченных к определенному элементу рельефа: склону или вершине холма, плоской поверхности террасы определенного уровня. Все фации, входящие в состав определенного подурочища, по условиям миграции химических элементов относятся к одной группе. Примерами подурочищ являются: склон моренного холма южной экспозиции с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами, коренной склон долины реки, литологически сложенный различными породами.

Выделяют следующие типы подурочищ: склон, вершина холма, плоский водораздел, плоская терраса, долина реки, часть поймы, оврага.

Урочище. При выделении ландшафта «снизу», т. е. на основе его морфологического строения, опираются в основном на изучение урочищ. Урочище – основная единица изучения и картирования характерных пространственных сочетаний ландшафтного исследования. На ландшафтной карте исследуемой территории оконтуривают все урочища. Только изучив особенности характерных сочетаний урочищ, можно оконтурить и площадь конкретного ландшафта.

Урочищем называют сопряженную систему генетически, динамически и территориально связанных фаций или их групп – подурочищ. Подурочище – группа фаций одного типа, выделяемая в пределах одного урочища на склонах разных экспозиций.

Наиболее ярко урочища выражены в условиях чередования выпуклых и вогнутых форм рельефа: холмов и котловин, гряд и ложбин, межовражных плакоров и оврагов или сформировавшихся на основе таких мезоформ рельефа, как балки, овраги, плоские водораздельные равнины, надпойменные террасы однообразного строения и уровня, моренные холмы (положительная форма рельефа; небольшая возвышенность, в плане округлой или овальной формы, с пологими склонами и слабо выраженным подножием), замкнутые западины (мелкая замкнутая плоскодонная котловина округлой формы) между моренными холмами, одиночные камы (куполовидные крутосклонные холмы округлой или продолговатой в плане формы, сложенные сортированными слоистыми песками, галечниками и гравием).

Сочетание основных факторов формирования урочищ – форм рельефа, состава почвообразующих пород, режима увлажнения – определяет распределение и состав почв и растительности. Почвы и растительность не являются определяющими критериями при классификации урочищ, они важны как индикационные признаки.

По площадному соотношению в морфологии ландшафта выделяются основные урочища, подразделяющиеся: на фоновые (доминанты) и субдоминантные (подчиненные), а также дополняющие урочища.

К фоновым урочищам относят те, которые занимают в ландшафте большую часть его площади и образуют его фон. Это наиболее древние урочища данного ландшафта, участки исходной поверхности территории, измененной последующими процессами.

Субдоминантные урочища в совокупности занимают в ландшафте значительно меньшую площадь, чем фоновые. Они возникли на исходной поверхности под влиянием геологических и геоморфологических процессов, в основном эрозионных, характерных для гумидной зоны.

Дополняющие урочища – редкие урочища, возникают на таких участках поверхности, геологическое строение которых отличается от остальной территории ландшафта (например, близкое к поверхности залегание известняков по отношению к остальной части ландшафта). Редкие урочища могут быть представлены уникальным урочищем, урочищем-одиночкой (одиночным холмом).

В классификации урочищ выделены основные типы:

1. Холмистые и грядовые с большими уклонами рельефа.

2. Междуречные возвышенные с небольшими уклонами (2–5 %).

3. Междуречные низменные с малыми уклонами (1–2 %).

4. Ложбины и котловины.

5. Заторфованные депрессии и плоские болотные водоразделы.

6. Долины рек с урочищами разных типов, каньонообразные долины, поймы, долины мелких речек и ручьев.

Местность. Это наиболее крупная морфологическая часть ландшафта, состоящая по структуре из особого варианта, характерного для данного ландшафта, сочетания урочищ. В морфологии ландшафта местность занимает более высокий ранг в сравнении с урочищем. Эта морфологическая единица представляет закономерно повторяющийся набор одного из вариантов основных урочищ. Например, на территории одного ландшафта вместо распространенных урочищ, состоящих из сухих балок, встречаются урочища с мокрыми балками и оползнями на склонах. Особенности разных состояний таких урочищ объясняются варьированием геологического фундамента в пределах ландшафта.

Рассмотрим условия выделения границ местностей:

1. Разнообразие внутреннего строения. В границах ландшафта наблюдается варьирование геологического фундамента;

2. При одном и том же генетическом типе рельефа встречаются участки с изменяющимися морфологическими характеристиками. Например, на холмистом рельефе, где чередуются урочища крупных моренных холмов и обширных котловин, есть участки, где встречаются мелкие холмы и мелкие котловины;

3. В границах одного и того же ландшафта при одинаковом наборе урочищ разного типа изменяется их площадное соотношение;

4. Грядовая и межгрядовая местность с относительной высотой гряд до 25–35 м. Грядовая местность характеризуется сочетанием урочищ: плакорных – на плоских вершинах гряд; ложбинных – на поверхности гряд со смытыми почвами на склонах, балочных и овражных. Межгрядовая местность – плоские заболоченные долины шириной 0,5–2,0 км с участками временного переувлажнения, заболоченные участки долин, торфяные участки.

5. Обширные системы однотипных урочищ: крупные водораздельные болота, дюнные гряды, карстовые котловины.

6. Группы чуждых, нетипичных урочищ, вкрапленных в данный ландшафт (таблица 1).

Таблица 1 – Ранги и размерность локальных ландшафтных геосистем равнин

3.2 Позиционно-динамическая ландшафтная структура

Позиционно-динамическая ландшафтная структура отражает зависимость комплекса природных условий и процессов от положения фаций) относительно ландшафтно значимых рубежей, вдоль которых происходит изменение интенсивности и направления горизонтальных вещественно-энергетических потоков, в первую очередь, поверхностного стока, а также переноса в приземном слое атмосферы. С этими потоками связаны многие современные процессы (плоскостная и линейная эрозия, дефляция, подтопление и заболачивание почв, их загрязнение техногенными элементами).

Территориальные единицы структуры этого типа выделяют таким образом, чтобы в их пределах интенсивность современных процессов была однотипной и близкой по динамическим показателям. Границы между ними приурочены к каркасным линиям рельефа (водораздельные линии, тальвеги, бровки и подошвы склонов, линии их перегибов).

Исходная единица позиционно-динамической структуры – ландшафтная полоса. Это группа фаций, отличающихся общим положением относительно рубежей изменения интенсивности горизонтальных вещественно-энергетических потоков, т. е. имеющих один тип современного ландшафтогенеза. В пределах одной ландшафтной полосы потоки однонаправлены и характеризуются одинаковым градиентом.

Ландшафтные полосы отражают высотную дифференциацию региона, как правило, в пределах одного элемента рельефа. Элементы и формы рельефа, расположенные в определенном диапазоне высот над уровнем моря, отличаются сходными миграционно-геохимическими, гидрогеологическими, фитоценотическими и другими свойствами, что позволяет объединить их в «одновысотные» территориальные единицы – ландшафтные ярусы. Ландшафтный ярус – это группа территориально смежных ландшафтных полос, расположенных в определенном диапазоне высот, имеющих один тип ландшафтно-геохимического режима, сходную морфологию рельефа, определенный спектр физикогеохимических процессов.

Ландшафтные ярусы связаны однонаправленными горизонтальными потоками и по общности этих потоков объединяются в парадинамический район. Последний включает ландшафтные ярусы однородной части бассейна реки и может служить исходной территориальной единицей при ландшафтногидрологическом анализе.

Закономерности поверхностного стока, вызывающего плоскостную эрозию, вскрываются позиционно-динамической структурой, по территориальным единицам которой обосновывается размещение севооборотов, рабочих участков, направление вспашки и т. д.