Контрастність середовищ і парагенетичних ландшафтних комплексів

Контрастність середовищ і парагенетичних ландшафтних комплексів

Спочатку контрастність середовищ і парагенетичних ландшафтні комплекси - розроблялися самостійно і здавалися не пов'язаними між собою. Подальші дослідження показали, що обидві теми відображають одну й ту ж фундаментальну закономірність фізико-географічної науки - принцип контрастності.

Контраст - слово французького походження, що означає різке відмінність, протилежність. Однак в науці і техніці цим терміном «часто висловлюють не протилежність, а тільки різницю станів будь - яких явищ» [16]. Саме в цьому останньому значенні і вживається т. ін. контрастність.

1. Контрастність середовищ географічної оболонки та її наслідки

Географічної оболонці властиві два типи контрастності: вертикальна і горизонтальна.

Вертикальна контрастність, або ярусність. Згідно геохімічним уявленням, диференціація речовини становить характерну рису еволюції земної кулі. Вираженням цієї диференціації речовини, його неоднорідності служить оболонковому будову Землі. Ядро, мантія, земна кора, гідросфера, атмосфера представляють собою найважливіші оболонки земної кулі, що відрізняються одна від одної якісно різним станом речовини.

Найважливішу особливість географічної оболонки Землі становить крайня неоднорідність, контрастність складають її компонентів - атмосфери, гідросфери і літосфери [17]. Саме тому в розвитку географічної оболонки дуже велика, мабуть, більше, ніж будь-де, роль взаємообміну речовиною і енергією. Взаємний обмін речовиною і енергією здійснюється не тільки між оболонками, але і між окремими частинами однієї і тієї ж оболонки. Останнє пов'язане з внутрішньою неоднорідністю - ярусні або шаруватість - земних оболонок. Таких шарів в атмосфері розрізняють п'ять: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу (іоносферу), Екзосфера; в земній корі - три: осадову оболонку, гранітний шар, базальтовий шар; в мантії - два: верхню і нижню мантії; ядро ділять також на два шару - зовнішнє і внутрішнє ядро.

Дуже чітко виражена ярусність в ландшафтній сфері Землі. У наземному варіанті її спостерігається, щонайменше, 5 ярусів [17]: повітряний, надземний біогеоценотнчний, надґрунтовий біогеоценотичного, ґрунтовий, підґрунтових.

Існування вертикальних ярусів і горизонтів забезпечує не безперервно обмін речовиною та енергією між усіма ярусами ландшафтної сфери. Воно знаходить своє вираження у русі повітря, переміщення вологи, мікроміграціях живих організмів та ін

Вертикальний перенесення - лише одне з доданків загального кругообігу речовини та енергії в географічній оболонці, викликаного контрастністю середовищ. Інше доданок - горизонтальний перенос. Основним транспортером горизонтального переносу речовини та енергії служить повітряне середовище, велику роль відіграють річки і морські течії. Горизонтальний перенос пов'язаний з крайньою неоднорідністю підстилаючої поверхні, наявністю на ній безлічі рубежів контрастності. Серед них найважливіше значення мають наступні [16]:

1) берегові, що утворюються на стику двох різко контрастних середовищ - води і суші;

2) водно-льодові, що спостерігаються в морях і океанах у кромки багаторічних льодів;

3) фронтально-океанічні, характерні для океанічних зон дівергенціі (розбіжності) та конвергенції (сходження), в яких контрастують водні маси з різними властивостями;

4) орографічні, що виникають у місцях сполучення контрастних форм рельєфу - рівнин і тор, піднесених і низинних рівнин, хребтів і западин і т. д.;

5) петрографічні, обумовлені розходженнями в складі гірських порід;

6) баричні, пов'язані з розходженнями в тиску повітря;

7) фітостромні, що виявляють найбільш контрастні відмінності в рослинному покриві, такі, наприклад, як ліс - поле (степ).

Рубежі контрастності, з їх підвищеною інтенсивністю взаємообміну речовиною і енергією, характеризуються високою концентрацією органічного життя. Наведемо деякі приклади біологічного ефекту рубежів контрастності.

В арктичних морях льодових, взагалі небагатих проявів життя, вражає виключне різноманітність фіто-і зоопланктону в безпосередній близькості від кромки льоду, що в свою чергу приваблює сюди ссавців, риб, птахів. Спалахи життя у кромки льоду - один із проявів активного обміну речовиною та енергією двох контрастних середовищ: тут відбувається безперервне збагачення морської води поживними речовинами за рахунок танення льоду забрудненого [16].

Багато розвиненим біостромом відрізняються водно-берегові комплекси. Мілководні прибережжя морів і озер заростають чагарниками важкопрохідними макрофітів; особливо сильне враження залишають підводні луки і ліси з бурих, зелених і червоних водоростей, заселених масою різноманітних тварин. Ч. Дарвін [7] порівнював їх з материковими лісами тропічних країн.

Різка кордон біоценозів у рубежів контрастності отримала у американських екологів найменування Екотон [16].

Контрастність середовищ - обов'язкова умова динаміки ландшафтних комплексів, безперервно що розгортається в ландшафтній сфері. Тільки за наявності контрастних середовищ можливий взаємний обмін речовиною і енергією, що лежить в основі динаміки при-рідних процесів.

Принцип контрастності був використаний для підрозділу ландшафтній сфери Землі на відділи та класи ландшафтів. Як критерій виділення відділів були прийняті можливі комбінації прямого дотику основних контрастних середовищ, які формують ландшафтну сферу Землі, - літосфери, атмосфери н гідросфери. П'яти комбінаціям основних контрастних середовищ відповідають п'ять відділів: наземний (літосфера + атмосфера), земноводних (літосфера + атмосфера + гідросфера), водний, або водно-поверхневий (гідросфера в рідкому вигляді + атмосфера), льодовий (гідросфера в твердому вигляді + атмосфера), донний, або підводний (літосфера - гідросфера). Розчленування відділів на класи ландшафтів вироблено з урахуванням найважливіших орографічних рубежів контрастності [16].

2. Принцип контрастності і парадинамічні комплекси-системи

В даний час не підлягають сумніву великі успіхи географів в галузі фізико-географічного районування та ландшафтно-типологічного картування.

Нові перспективи у вивченні ландшафтів відкриває ідея парадинамічних ландшафтних комплексів. Під парадинамічним комплексом мається на увазі тут система просторово суміжних регіональних або типологічних одиниць, що характеризуються наявністю між ними взаємообміну речовиною і енергією. Парадинамічні взаємозв'язки відносяться до типу горизонтальних між комплексних зв'язків. Особливість парадинамічних комплексів полягає в тому, що вони виражені тим краще і виразніше, ніж контрастніше утворюють їх члени [18].

Класичний приклад парадинамічного комплексу - водно-берегової. До останнього часу берег і прибережна зона озера (моря, річки) розглядаються ландшафтознавстві у відриві один від одного, в різних відділах (класах) ландшафтів. Тим часом вони знаходяться у тісному взаємозв'язку різноманітною, починаючи з їх морфологічної структури і кінчаючи трофічними цілями у тваринному світі.

Не менш контрастні ландшафти гір і рівнин. Їх зазвичай протидії поставляють один одному на першому ж етапі фізико-географічного районування як території в одному випадку - з широтної зональністю ландшафтів (рівнини), в іншому - з висотною поясністю (гори). Не заперечуючи проти такого розмежування, слід одночасно визнати, що гори і прилеглі до них рівнини знаходяться в тісній взаємодії, утворюючи єдиний парадинамічний комплекс [16]. Добре відомі своєрідні ландшафти підгірних рівнин Середньої Азії та Кавказу - прямий продукт взаємодії гір і рівнин. Вплив гір на навколишні рівнини поширюється далеко за межами власне передгір'їв (твердий і рідкий сток, кліматичні особливості та ін), і в ряді випадків кордон цього впливу встановити важко.

Досить чітко виражені парадинамічні взаємозв'язку між піднесеними і низинними ландшафтами рівнин. Пагорби подібно горах виступають місцями зносу, а сусідні низовини - місцями акумуляції пухких наносів. Дуже наочно такий взаємозв'язок простежується, наприклад, на стику Клинсько-Дмитрівського пасма і Верхньоволзької низини, де розвинена особлива передсклонова делювіальних-пролювіальна смуга шириною в декілька кілометрів.

Різновидом парадинамічних комплексів-систем є парагенетичних комплекси.

У ландшафтознавство поняття парагенетичних комплексу-системи введено недавно [18].

Парагенетичних ландшафтні комплекси - системи суміжні, активно взаємодіючих регіональних або типологічних одиниць, що володіють спільністю походження. Під спільністю походження тут мається на увазі одночасне або послідовне в ході розвитку виникнення взаємопов'язаних комплексів - членів парагенетичних системи - йод впливом певного виду процесів і чинників.

Покажемо, розрізняючи між парагенетичних і парадинамічними комплексами на прикладі осикових кущів Оксько-Донського плоскоміст'я. Сам по собі великий осиковий кущ - справжній парагенетичних комплекс, що складається з двох-трьох і більше елементів-тарних урочищ (болотного кочкарника, осичняків, верболозу, лучки і т. п.), які генетично пов'язані між собою, виникнувши в результаті або розселення солонці, або заболочування озерця і подальшого появи чагарників осики. Між урочищами всередині осикового куща протікає взаємний обмін речовиною та енергією у формі перерозподілу сніжного покриву, поверхневого зволоження і ґрунтових вод, міграції солей, мікрокліматичного взаємодії, трофічних зв'язків тваринного світу [18].

Одночасно осиковий кущ з усіма складали його урочищами знаходиться у взаємодії з навколишнім степом (ріллею). Зносяться з полів сніг затримується осиковим кущем, а що виникає при цьому надлишковий зволоження ґрунту поширюється від узлісся куща на прилеглі ділянки степу. Вплив куща позначається також на мікрокліматі і. рослинності степу. Багато видів птахів, що гніздяться в кущі, вилітають годуватися в степ, а мишоподібні гризуни - мешканці степу - віддають перевагу влаштовуватися на зимівлю по галявині та навіть в глибині осикового куща. Система осиковий кущ - прилегла степ (поле), позбавлена спільності походження, представляє собою парадинамічний комплекс [16].

Парадинамічні комплекси мають структури різної складності. Найбільш прості з них складаються з двох суміжних взаємодіючих ландшафтних комплексів.

Простим парадинамічним комплексом є система схилового і заплавного типів місцевості правобережжя Дону, Воронежа та інших східних рівнинних річок. Результати їх взаємодії виражені у вигляді делювіальних підніжних плащів, ярово-балочних конусів виносу, кригобойної смуги в місцях виходу щільних корінних порід та ін Нарешті, таким же простим парадинамічним комплексом слід вважати систему Середньоросійської і Оксько-Донський лісостепових [15].

Кожен з членів парадинамічної системи знаходиться під взаємодії цілим рядом інших територіально-суміжні ландшафтних комплексів. Сукупність усіх територіально-суміжні ландшафтних комплексів, безпосередньо дотичних і взаємодіючих з центральним або осьовим комплексом системи, її ядром, утворює складний, багаточленний парадинамічний комплекс.

Сукупність простих і складних парадинамічних комплексів певного типу місця розташування, з подібною інтенсивністю процесів взаємного обміну речовиною та енергією, становить парадинамічний ряд. Можна говорити про вододільному, схилово, заплавні, рівнинному, передгірному, гірському і тому подібних пара-динамічних рядах (мал. 3.2.1 [16]).

Характеристика схилових парадинамічних комплексів як геокомплексів з одностороннім системоутворюючим потоком речовини та енергії потребує великих застереження. Переміщення речовини та енергії спостерігається не тільки вниз по схилу, але і вгору.

Вододільний ряд, прості н складні парадинамічні комплекси (ГДК) типів місцевості Середньоросійської лісостепу: 1 - алювій заплавній тераси; 2 - піщаний алювію неріой надзаплавної тераси; 3 - супіщаних лісовидних алювій верхніх надзаплавних терас; 4 - типові чорноземи на делювіальних лісовидних суглинках і, 5 - солод; 6 - чорноземно-лучні ґрунти на лісовидних суглинках і глинистої морен; 7 - опідзолені чорноземи н темно-сірі лісові ґрунти; 8 - змиті чорноземи і сірі лісові ґрунти крутих схилів; 9 - корінні породи; 10 - лугова рослинність; 11 - культурна рослинність; 12 - чорна вільха; 13 - сосна, 14 - дуб; 15 - осика; 16 - береза; 17 - тип місцевості; 18 - простою парадинамічний комплекс; 19 - складний парадинамічний комплекс [16]

Парадинамічні комплекси схилового ряду відрізняються великою різноманітністю. Залежно від провідного процесу, що формує їх, тут розрізняють такі типи парадинамічних комплексів: 1) флювіальних; 2) обвально-осипних; 3) опливінно-зсувної; 4) аблювіально-делювіальних.

3. Позиційно-динамічна ландшафтна структура

Позиційно-динамічна ландшафтна структура відображає залежність для роз комплексу природних умов і процесів від положення фацій щодо ландшафтно-значущих рубежів, вздовж яких відбувається зміна інтенсивності та напрямку, горизонтальних речовинно-енергетичних потоків. З цими потоками пов'язано багато сучасні ландшафтні процеси (площинна і лінійна ерозія, дефляція, підтоплення, заболочування ґрунтів, їх забруднення техногенними елементами). Від положення фацій щодо ліній струму води або повітря залежить специфіка сучасних і можливих у майбутньому фізико-географічних процесів. Відобразити цю специфіку при виділенні територіальних одиниць генетико-морфологічної ландшафтної структури не завжди можливо. Тому при організації території агроландщафтів необхідні виділення й аналіз їх позиційно-динамічної структури [25].

Територіальні одиниці структури цього типу виділяють таким чином, щоб у їхніх межах інтенсивність сучасних процесів, пов'язаних з матеріально-енергетичними потоками, була в цілому однаковою і однотипної за динамічними показниками. Тому кордони між цими одиницями проводяться в місцях невеликих градієнтів горизонтальних потоків. Ці місця в більшості випадків відповідають каркасним лініях рельєфу (вододільній лінії, тальвегу, брівці, підошві схилу, лініях його перегинів), уздовж яких змінюється інтенсивність поверхневого стоку і, відповідно, водно-ерозійного процесу, вітрового потоку в діяльному шарі атмосфери, який визначав дефляцію, а іноді і ґрунтового потоку з пов'язаними з ним процесами [25]. Як рубежів зміни інтенсивності горизонтальних потоків іноді виступають кордону між різними за фільтраційним властивостями ґрунтами та породами аерації, оскільки в цих місцях змінюється інтенсивність ґрунтового стоку і геохімічної міграції.

Картографування показало, що територіальні одиниці цієї структури, облямований каркасні лінії рельєфу, часто мають форму смуг. Тому вони і названі ландшафтними смугами, хоча в ряді випадків беруть неправильну ізометричну або кільцеву форму.

Ландшафтна смуга - це група фацій, що мають загальне положення щодо рубежів зміни інтенсивності горизонтальних, речовинно-енергетичних потоків, що характеризується в силу цього однаковим перебігом фізико-географічних процесів. У межах однієї ландшафтної смуги горизонтальні потоки однонаправлені і у всіх точках мають однакові градієнти (

При відокремленні парагенетичних ландшафтної структури визначальне значення має виділення "центрального місця", як чого виступає лінія їх концентрації [25].

Особливе значення в відокремленні парагенетичних структури має концентрований водний потік. Його величезна (у порівнянні з іншими формами руху в ландшафті) динамічність і енергія, особливі властивості води як природного тіла призводять до утворення ландшафтних структур з яскраво вираженими парагенетичних відносинами між фаціямі. Ці відносини найбільш чітко проявляються уздовж ліній струму й потомляться по мірі віддалення від них. У зв'язку з цим аналіз ПГЛК дає найбільший ефект при вивченні долин річок, лиманно-гирлових комплексів, яружно-балкових систем. Ці природні об'єкти є підлеглими по відношенню до ландшафтних смугах парадинамічного району, дренуючого руслом річки, і суттєво залежать від процесів, що відбуваються в цих ландшафтних освіти. Тому в територіальні одиниці парагенетичної ландшафтної структури об'єднують і одиниці позиційно - динамічні (ландшафтні смуги). Основою цього об'єднання є ставлення ландшафтних смуг не до вододільній, а до водозливної лінії (тальвегах, руслах річок тощо).

4. Парагенетична ландшафтна структура

Формування парагенетичних ландшафтної структури відбувається по лініях концентрації речовинно-енергетичних потоків (ліній течії), мережа яких визначає закономірності функціонування контрольованої території. Виділяють також парагенетичних структури щодо інших ліній (наприклад, прибережно-морські та ін.) Територіальними одиницями цієї ландшафтної структури є парагенетичних ландшафтні комплекси (ПГЛК), що виділяються на основі впорядкованості фацій щодо ліній струму, а значить і провідних динамічних процесів, що характеризуються взаємообумовлених походженням і розвитком (парагенезісом) [25].

Таким чином, долинно-річкові, ярово-балкові та подібні до них структури являють собою як би деталі позиційно-динамічних структур, приурочених до гідрографічної мережі. Однак вони володіють і особливостями, що складаються в тому, що тут поряд з поздовжніми рівноцінне (а іноді і основне) значення набувають поперечні кордону, які поділяють однотипні частини ландшафтних смуг і ярусів, прийняті в якості одиниць ПГЛК

Нижчої одиницею долинного парагенетичних ландшафту ПГЛК є парагенетичних ланка. Закономірне поєднання послідовно сполучених ПГ-ланок формує парагенетичних сектор. Кілька суміжних однотипних ПГ-секторів об'єднуються в парагенетичних пояса. Кожна категорія долинних ПГЛ характеризується певним набором домінантних морфологічних і динамічних ознак. Вищу класифікаційну категорію - ПГ-пояс визначає тип ландшафтної структури території, на якій сформувалася і функціонує річка. Основою для виявлення нижчих таксонів класифікації (ПГ-сектори, ПГ-ланки) є, головним чином, особливості внутріландіафтной структури долини.

При виділенні категорії "ПГ-пояс"; виходять з того, що річкова долина - це відкрита система, що перебуває у стані постійного взаємообміну з іншими навколишніми ландшафтними структурами речовиною і енергією. Необхідно мати на увазі також особливості генетичних просторових сполучень [25].

ПГ-пояс - територіально-цілісний фрагмент долини, яка характеризує загальним характером протікання сучасних фізико-географічних процесів в умовах певної морфоструктури [25].

Домінантними ознаками при виділенні ПГ-пояси є: тип долини, характер морфоструктури, тип рельєфу, стадія розвитку долини, характер і інтенсивність неотектонічних рухів, зональний тип ландшафту та ін

Виділення категорії "ПГ-сектор" дозволяє посилити увагу до внутрішньої структурі долинних ландшафтів. *

ПГ-сектор - ділянка долини, що характеризується однотипністю будови і динаміки, перш за все терас і схилів, в умовах однорідної геолого-біогеографічний обстановки.

Головний критерій відокремлення ПГ-ланок - особливості заплавно-руслової частини долини, пов'язані з її земноводним режимом і великою динамічністю.

ПТ-ланка - це сукупність взаємопов'язаних елементарних геокомплексів, об'єднаних на основі генетичного єдності і односпрямованого розвитку в межах заплавно-руслової частини долини [25]. В якості домінантних ознак при наділення ПГ-евена використовуються характеристики заплави і русла, що висвітлюють як морфологічно »зв'язки, так і тип функціонування (будова, морфометричні показники, геоботанічна обстановка, характер затопляемості, інтенсивність відкладення наносів, тип руслового процесу та ін) .

Поряд із зазначеними категоріями ПТК - є ділянки долини річки, що не підпадають практично ні в один із зазначених типів.

Література

1. Александрова Т.Д. Анализ возможностей и организаций применения методов математической статистики в ландшафтных исследованиях. - Изд. АН СССР. Сер. Геогр. - Т. 5. - 1970. - 145с.

2. Аненская Г.Н. и др. Морфологическое изучение географических ландшафтов. - В кн.: Ландшафтоведение. - М., 1963. - 172с.

3. Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. - М., 1975. - 204с.

4. Богобоящий В.В., Чурбанов К.Р., Палій П.Б., Шмандій В. М. Принципи моделювання та прогнозування в екології: Підручник. - Київ: Центр навчальної літератури, 2004. - 216с.

5. Борисов А.А. Климатография Советского Союза. - Л., 1970. - 130с.

6. Борисов А.А. Климатические особенности Калининградской области. - Изв. Всесоюз. Геогр. О-ва. - Т. 104. - Вып.2. - 1972. - 152с.

7. Дарвин Чарльз. Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль». 3-е изд. - М., 1977. - 203с.

8. Дроздов К.А. Ландшафтные парагенетические комплексы среднерусской лесостепи. - Воронеж: изд-во ВГУ, 1978. - 160с.

9. Дроздов К.А. О принципе неоднозначной дифференциации ландшафтных комплексов на единицы нижестоящего таксономического ранга. - В. кн.: Вопросы антропогенного ландшафтоведения. - Воронеж, 1972. - 176с.

10. Ежов И.Н. О расчленении рельефа овражно-балочной сетью по типам местности. - Науч. Докл. Высшей школы. Геолого - геогр. Науки. - Т. 4. - 1958. - 125с.

11. Зенкевич Л.А. Биология моря СССР. - М., 1963. - 175с.

12. Козин В.В. К вопросу о парагенетических ландшафтных комплексах. - Науч. Зап. Воронежск. Отд. Геогр. О-ва СССР, - Воронеж, 1974. - 132с.

13. Козин В.В. Сравнительный анализ ландшафтов долины Верхнего и среднего Дона (опыт парагенетического анализа). Афтореф. Канд. Дис. - Воронеж, 1974. - 164с.

14. Kuhn T.S. The structure of scientific revolutions. Chicago, 1962. - 205p.

15. Мильков Ф. Н. Типологические ландшафтные комплексы среднерусской лесостепи. - В. кн.: Вопросы ландшафтно-типологического картирования. - Воронеж, 1959. - 152с.

16. Мильков Ф. Н. Физическая география: современное состояние, закономерности, проблемы. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981. - 400с.

17. Мильков Ф.Н. Ландшафтная сфера Земли. - М., 1970. - 147с.

18. Мильков Ф.Н. Парагенетические ландшафтные комплексы. - Науч.зап. Воронежск. Отд. Геогр. О-ва СССР, - Воронеж, 1966. - 125с.

19. Поворонежье. - Воронеж, 1973. - 105с.

20. Ретеюм А.Ю. Парагенетические ландшафтные комплексы. - Изд. Всесоюзн. Геогр. О-ва. - Т. 1. - 1972. - 224с.

21. Солнцева Н. А. История физико-географического районирования европейской части СССР. - В кн.: Физико-географического районирования европейской части СССР. - М., 1960. - 178с.

22. Сочава В.Б. Системная парадигма в географии. - Изв. Всесоюзн. Геогр. О-ва. - Т. 105. - Вып.5. - 1973. - 165с.

23. Трешников А.Ф. и др. Известия всесоюзного географического общества. Академия наук СССР. Географическое общество союза СССР. - Т. 116. - Вып.4. - 1984. - 392с.

24. Harvey D. Explanation in Geography. London, 1962. - 180p.

25. Швебс Г.И. Методические указания по ландшафтным исследованиям для сельскохозяйственных целей. Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук имени В.И. Ленина. - Москва, 1990. - 58с.