7. Структура ландшафта

Понятие структуры ландшафта имеет три аспекта, соответствующие трем этапам развития и усложнения этого понятия.

7.1. Морфологический аспект структуры

Первоначальное представление сводилось к тому, что под структурой понималось расположение составных частей в пространстве. В этом представлении заключен пространственный, или морфологический аспект.

Первые соображения о морфологии ландшафта были высказаны Л.Г. Раменским. В научную теорию они оформились в трудах Н.А. Солнцева и его московской ландшафтной школы.

Под морфологической структурой ландшафта понимается

1) состав слагающих ландшафт природных геосистем локальной размерности, именуемых морфологическими единицами ландшафта;

2) взаиморасположение морфологических единиц в пространстве, т.е. территориальная организация ландшафта;

3) парагенетическая сопряженность морфологических единиц;

4) латеральный энерго-массообмен между морфологическими единицами

Известно, что каждому уровню организации материи свойственна своя структура. Чтобы познать объект, надо исследовать наряду с его структурой как минимум – структуры ближайших к нему одного-двух, а иногда более уровней организации. Структурными элементами фации являются компоненты, урочищ – фации, ландшафта – фации, урочища, местности.

В каждом ландшафте слагающие его морфологические единицы определенным образом пространственно организованы. Они закономерно сменяют друг друга, нередко ритмично повторяясь. На общем фоне они формируют «узор, рисунок или текстуру» ландшафта.

В основном текстура ландшафта зависит от особенностей его литогенной основы (геологическое строение и рельеф). Выделяют несколько видов ландшафтной текстуры.

Встречаются текстуры (рисунки): дендритовые, перистые, пятнистые, ячеистые, параллельно полосчатые, веерные, концентрические и некоторые другие (рис. 23).

Во многих случаях взаимное расположение локальных геосистем не обнаруживает какой-либо видимой закономерности, и морфологический узор выглядит беспорядочно-пятнистым.

Рис. 23. Морфологическая структура ландшафтов:

а) пятнистая, б) параллельно-полосчатая

Также предпринимались попытки систематизировать разнообразие морфологических текстур, свести их к некоторому количеству типов. Например, пятнистые текстуры могут быть сформированы процессами суффозии. Но за внешним сходством морфологического рисунка часто скрываются принципиальные генетические и структурно-функциональные различия. Те же самые пятнистые узоры могут быть образованы процессами карста, термокарста, дефляции. Поэтому целесообразнее классифицировать морфологические типы ландшафтов и именовать их по генетическим признакам. Упоминая эрозионный, холмисто-моренный, суффозионно-просадочный, криогенный и т.п. типы морфологии, мы даем представление о факторах или причинах, создавших внутреннее разнообразие ландшафта.

Параллельно с опытом качественной классификации морфологических ландшафтных структур возникло направление, связанное с поиском количественных характеристик морфологии.

7.2. Функциональный и динамический аспекты структуры

При дальнейшем развитии понятия возник его функциональный аспект, требующий обращать внимание на способы соединения частей, т.е. на внутренние системообразующие связи.

В ландшафте существуют две системы связей – вертикальные и горизонтальные.

Вертикальная структура связей возникает между отдельными компонентами. Но компоненты в общепринятом значении не вполне соответствуют составным частям вертикальной структуры ландшафта. Из чего состоят компоненты? На какие части их можно разбить? Чтобы ответить на эти вопросы с точки зрения ландшафтоведения, надо попытаться найти такой путь, который позволил бы обнаружить интегральные показатели, при помощи которых можно характеризовать все части ПТК и все его состояния. Этот вопрос является предметом пространственно-временного анализа ПТК.

Все геосистемы – будь то наземные, подводные или водные – стратифицированы, т.е. распадаются по вертикали на ряд ландшафтных слоев – геогоризонтов. Каждый геогоризонт отличается от других преобладанием в своем составе тех или иных природных тел – геомасс: аэральных, гидромасс, педомасс, зоомасс, мортмасс, литомасс, фитомасс.

Геогоризонты – такие части ПТК, которые характеризуются определенной массой, специфическим функциональным назначением, а также скоростью перемещения в пространстве и изменением во времени.

Геогоризонты можно рассматривать как подсистемы вертикального разреза природной геосистемы. Существует их иерархия: выделяются геогоризонты нескольких порядков.

Геогоризонты (основные) первого порядка в наземных геосистемах (снизу вверх):

• литогидрогенный (горизонт грунтовых вод + горные породы);

• литогенный (толща горных пород в пределах зоны гипергенеза);

• биопедогенный – биокосный (почвенный горизонт с органикой, которая его насыщает, включая корни растений);

• аэрально-биогенный (надземная часть растительного покрова, животный мир, приземный воздух);

• аэральный (нижняя часть тропосферы).

Названные геогоризонты разделяются на геогоризонты более низких порядков.

В лесном фитоценозе (биогенный) выделяются ярусы: древостой, кустарниковый, кустарничковый, травянистый, моховой.

Морфологический профиль педомасс распадается на горизонты.

Толща горных пород может состоять из нескольких слоев покровных и коренных отложений.

Грунтовые воды тоже стратифицированы: сверху могут плавать линзы пресной воды, а ниже их будут подстилать более тяжелые минерализованные воды.

Геомассы и геогоризонты применительны для изучения элементарных ПТК – фаций. Представление о геогоризонтах было разработано Ю.П. Бялловичем (1960) и развито впоследствии в трудах Н.Л. Беручашвили.

Состав и взаимное расположение частей – важные элементы понятия о структуре ландшафта, но сами по себе они еще не объясняют способа соединения частей, т.е. того, что составляет главное в представлении о структуре. Между геосистемами и между их блоками существуют многообразные связи, которые можно классифицировать по их физической природе, направленности, значимости, тесноте, устойчивости и другим признакам. Первооснову этих частей составляет обмен энергией, веществом и информацией. Связи между частями системы могут быть односторонними и двусторонними, прямыми и обратными.

Связь односторонняя, прямая – А → Б.

Связь двусторонняя, обратная (непосредственная) – А ↔ Б.

Кроме непосредственной, обратная связь бывает цепочной –

Обратная связь – способность системы воздействовать на приходящий извне импульс. Обратная связь бывает положительной и отрицательной.

При положительной связи процесс, вызванный действием того или иного фактора, сам себя усиливает. Примером может служить образование лавин, камнепадов, селей в начальной стадии. Также примером может быть сосуществование деревьев и грибов.

Выросла на поляне молодая береза и подготовила удобное местоположение для грибов-подберезовиков под одеялом из опавших листьев. Выделения березовых корней составляют хорошую добавку к грибному питанию. Налетели споры, поселились. И подземные части грибов начали разлагать минеральные вещества в почве. Корни березы легко усваивают образовавшиеся питательные вещества. Сигнал вернулся к дереву, образовалась обратная связь. Оба партнера в этой паре – и гриб, и дерево – получили реальную пользу.

При отрицательной обратной связи начавшийся процесс сам себя гасит. Отрицательные обратные связи появляются в том случае, когда реакция ПТК направлена на погашение внешнего импульса и восстановление равновесия. Такие связи в ландшафте преобладают. Отрицательные обратные связи восстанавливают или разрушают ПТК.

Обратная отрицательная связь между солнечной радиацией, океаном и облаками.

Солнце греет и начинает посылать (летом) немного больше энергии, чем обычно, океан и атмосфера включают программу-восстановитель, которая состоит из нескольких последовательных изменений:

- повысилась температура воды;

- усилилось испарение;

- больше водяных паров в воздухе;

- больше облаков над океаном.

Ослепительно белые облака сильнее отразят солнечные лучи и отправят их обратно в космос, Земля получит в итоге меньше энергии. Температура воды в океане становится прежней. Если, наоборот, солнечного тепла поступает меньше, то вода становится холоднее, облаков меньше, океан получит больше солнечной радиации и температура снова выравнивается.

Пример обратной отрицательной связи, когда система разрушается – образование озера.

Если озеро начинает зарастать кубышками и водяными лилиями у берегов и рдестом – со дна, то оно обречено. Растения берут себе в союзники донный ил и вместе с ним образуют программу-разрушитель. Водной растительности для размножения нужна теплая вода, теплой она становится при обмелении. Постепенно озеро зарастает, поверхность затягивается ряской, рыбы покидают его, озеро превращается в болото с окнами чистой воды.

С отрицательными обратными связями связана способность геосистемы к саморегулированию.

Однако пока не появился третий аспект – временной или динамический – понятие о структуре ландшафта оставалось статичным. С введением динамического аспекта структура ландшафта стала рассматриваться не только как некоторая организованность его составных частей в пространстве, но и как упорядоченность смены его состояний во времени.

Итак, структура ландшафта – взаиморасположение, взаимосвязь составных частей в пространстве и упорядоченность смены его состояний во времени.