Уровни иерархии природных комплексов

Лекция №4

В настоящее время разработаны иерархические шкалы объектов — от простых, до самых сложных. В геологии такая иерархия объектов исследования включает (снизу вверх): кристаллы — минералы — горные породы — геологические формации — тектонические структуры разных порядков — земную кору — земной шар в целом. В геоморфологии по размерности различают формы нано-, микро-, мезо-, макро- и мегарельефа. В биология принята следующая иерархия: молекула — клетка — ткань — орган — организм — биоценоз — биом — биостром — биосфера.

Ландшафтная оболочка также подчиняется закону иерархической организации слагающих ее частей. В ее структуре участвуют природные геосистемы различных пространственно-временных масштабов. От самых крупных и долговечных образований океанов и континентов до малых и очень изменчивых, подобных песчаной отмели на речном берегу или каменистой осыпи у подножия горного склона. Все они составляют многоступенную систему таксонов, которую называют иерархией природных геосистем (Николаев, 2000).

Основные организационные уровни геосистем: локальный, региональный, планетарный.

Масштабность ландшафтов.

Многоступенную иерархию природных геосистем принято членить на три крупных отдела: планетарный, региональный и локальный (Неефа, 1974, Сочава, 1978).

Каждая вышестоящая в иерархии природная геосистема является по отношению к нижестоящим объемлющей не только пространственно, но и исторически, эволюционно, как более древняя по возрасту. При этом иерархическая соподчиненность перерастает в пространственно-временную, структурно-эволюционную. Например, зональная область (природная зона в пределах физико-географической страны) обычно древнее слагающих ее ландшафтов. А ландшафты долговечнее своих морфологических единиц (Николаев, 2000).

Иерархия природных геосистем

Иерархические таксоны геосистем

Морфологические единицы ландшафта:

Размеры ландшафтов, и в первую очередь их площадь, иг­рают важную роль, т.к. они обусловливают существенные разли­чия или сходство их геометрических, физических, химических, биологических и других параметров. Это позволяет судить о сложности их внутреннего устройства и степени преобразованности человеком.

К локальному уровню относятся фации, типы урочищ и типы мест­ности, представляющие собой низшие типологиче­ские единицы ландшафтной сферы. Их характерной чертой явля­ется то, что они выступают объектами ландшафтно-типологического картирования, т.е. их изучение проводится пре­имущественно в полевых условиях.

Региональный уровень образуют физико-географические районы, провинции, страны, зональные области и их подзоны, а также типы и классы ландшафтов. Посредством единиц этого масштаба раскрывается природная специфика отдельных доста­точно крупных регионов Земли.

И, наконец, глобальный, или планетарный уровень включа­ет в себя такие региональные единицы, как материки, географи­ческие пояса, природные зоны (в широком смысле), а также все пять вариантов ландшафтной сферы.

Элементарной единицей морфологической структуры ландшафта принято считать природную геосистему ранга фации.

В географическую литературу термин фация был введен в 30-е годы Л. Г. Раменским [32]. Фацию он рассматривает как мельчайшую единицу ландшафта, вся территория которой характеризуется однотипным происхождением и экологическим режимом и одинаковой биотой.

Фация — единственная природная геосистема, отличающаяся полной гомогенностью. На всей занимаемой ею площади вертикальная структура геогоризонтов одинакова. По Н. А. Солнцеву, в пределах фации «. сохраняется одинаковая литология поверхностных пород, одинаковый характер рельефа и увлажнения, и один биоценоз» [1, с. 14 Цит. По Николаеву, 2000].

Полная природная однородность сохраняется на местности лишь на очень небольших участках. Поэтому размеры фаций невелики. В равнинных условиях их площадь колеблется от 10-20 м 2 до 1-3 км 2 . В горах она еще меньше. Всюду прослеживается территориальная связь фаций с нано- и микроформами рельефа, либо элементами последних.

Таким образом, фация — это элементарный (далее неделимый) природный комплекс, на всем протяжении которого сохраняются одинаковая литология пород, характер рельефа и увлажнения, микроклимат, почвенная разность биоценоз.

Внутренняя однородность фации — понятие условное. Дело в том, что отдельные компоненты в ее пределах не монолитные тела. Так, фитоценоз и зооценоз состоят множества обособленных друг от друга живых организмов располагающихся в пространстве далеко не равномерно. Элементарный почвенный ареал состоит из более мелких подразделений, относящихся уже к самой почве и не являющихся географическими категориями.

При необходимости фацию можно разделить до болотной кочки, норы землероя, понижения на месте корней упавшего при сильном ветре дерева и т. д. Эти образования Б. Б. Полыновым названы «предельными структурными элементами ландшафта» или «деталями ландшафта». Сейчас их называют парцеллами (Дылис Н. В., 1969). При отнесении какого-либо участка земной поверхности к фации необходимо учитывать возможность (хотя бы мысленную) распространения его в другом месте на значительной территории. Например, небольшие пятна солонцов, слабозадернованных выходов мела на склонах, лисохвостовых лугов на зернистых наносах среднего уровня поймы, имеющие размеры 10 м 2 , относятся к фациям, поскольку известны места, где их отдельные ареалы занимают по площади десятки и даже сотни гектаров. А вот примерно таких же размеров сурчины, понижения на месте ветровалов могут рассматриваться только в качестве деталей фаций, так как их нельзя представить себе увеличенными в десятки и сотни раз.

В качестве другого критерия отделения фации от своей детали необходимо использовать представление о системоформирующей роли географической формы движения материи. Действительно, обособление закочкаренного дна во­дораздельной заболоченной западины связано с одновремен­ным проявлением и географического, и биологического кру­говорота вещества и энергии (ландшафтный уровень орга­низации приповерхностной комплексной оболочки Земли). Образование же отдельной кочки вызвано сугубо биологи­ческими процессами. Поэтому закочкаренное дно западины — фация, а кочка — всего лишь деталь этой фации.

Ландшафтная фация неоднородна и в вертикальном раз­резе. Она состоит из современной коры выветривания, почвенно-растительного покрова с населяющим его животным миром, грунтовых и поверхностных вод, приземного слоя воздуха, находящегося под непосредственным воздействием подстилающей поверхности. Подобные слои называются биогеоценотическими горизонтами, ярусами, и в достаточно слож­ном комплексе их может быть не менее пяти. Так, в на­земных фациях выделяет следующие ярусы: воздушный, напоч­венный, почвенный, подпочвенный (Мильков, 1970).

Общая мощность фаций колеблется от 30 — 60 до 150 — 200 м. В условиях Черноземного центра она составляет 30 — 60 м.

Ландшафтная фация — элементарная геосистема при­родных компонентов, обособившаяся на поверхности Земли под влиянием географического и биологического круговоро­тов вещества и энергии, характеризующаяся устойчивостью в пределах определенных пространственных и временных ин­тервалов.

Ландшафтные фации в сравнении с урочищами и бо­лее сложными комплексами имеют две характерные черты:

1. В их пределах на общем фоне вертикального разреза приповерхностной комплексной оболочки Земли происходит основной процесс поглощения энергии солнечных лучей и формирование энергетической базы географического и био­логического круговоротов вещества.

2. В горизонтальном плане фации наименее (по срав­нению с более сложными комплексами) обособлены функ­ционально и наиболее пронизаны транзитными и обменными потоками. Поэтому они являются самыми динамичными и изменчивыми ПТК (Крауклис А. А., 1979).

Источник

Взаимообусловленность компонентов ландшафта. Иерархические уровни природных территориальных комплексов (геосистем)

Тесная взаимосвязь географических компонентов прослеживается и в пространстве, и во времени. Если один компонент комплекса изменяется, то и другие компоненты обязательно перестроятся и придут в соответствие друг с другом. Например, при изменении климата произойдут изменения в гидросфере, биоте, почвах, рельефе. Поскольку каждому компоненту в ответной реакции свойственна определенная инертность, то скорость их перестройки будет разной. Ландшафт состоит из тех же частных компонентов, что и географическая оболочка. Внутри геосистемы компонентам присуще вертикальное, упорядоченное, ярусное расположение.

Компоненты ландшафта разделяются на три группы с учетом их функций в геосистеме. Инертные — минеральная часть и рельеф (фиксированная основа геосистемы), мобильные — воздушные и водные массы (выполняют транзитные и обменные функции), активные — биота (фактор саморегуляции, восстановления, стабилизации геосистемы). Абиогенные компоненты составляют первичный материал геосистемы. Биота — наиболее активный компонент геосистемы. Живое вещество — важный ландшафтообразующий фактор, так как биологический круговорот преобразует атмосферу, гидросферу и литосферу. Современная воздушная оболочка, толща осадочных пород, газовый и ионный состав вод, почва формируются при участии биоты.

Природный территориальный комплекс — это закономерное сочетание взаимосвязанных компонентов природы на определенной территории.

Все компоненты природы, входящие в состав природного комплекса, тесно и неразрывно связаны друг с другом: солнечная радиация, географическая широта местности, рельеф, климат, почва, растительный и животный мир.

В иерархии природных комплексов различают три главных уровня

Формирование природных комплексов локального уровня связано с местными факторами, имеющими небольшой радиус действия, например, с отдельными элементами рельефа. К этому уровню относится фация — элементарная неделимая географическая единица, то есть однородный комплекс.

Региональные природные комплексы формируются в результате влияния

факторов с более широким радиусом тектонического действия : тектонических движений, солнечной радиации . Для этого уровня характерны природные зоны, области.

Глобальный уровень — это географическая оболочка, которая охватывает взаимопроникающие и постоянно взаимодействующие тропосферу, гидросферу, верхние слои литосферной биосферы.

Пространственная физико-географическая (ландшафтная) дифференциация на локальном, региональном и планетарном уровнях.

Географическая оболочка и ее географический фокус — ландшафтная сфера Земли неоднородны от места к месту. Эта неоднородность, или пространственная физико-географическая дифференциация, проявляется на глобальном, региональном и локальном уровнях. В основе неоднородности природно-территориальных комплексов и их пространственных сочетаний, выделяемых по принципу либо генетического единства, либо по функциональной целостности, либо однородности (типологии), лежат внешние факторы дифференциации.

Основные факторы физико-географической дифференциации на глобальном и региональном уровнях.

1. Суммарная солнечная радиация (лучистая и тепловая энергия Солнца). Ее распределение от полюсов к экватору характеризуется постепенным ростом от 2400 до 7200 МДж/(м2 ×год). Энергетический фактор в первую очередь определяет свойства воздушных масс, соответствующие физико-географическим (радиационно-термическим) поясом. Принято подразделение земной поверхности на 13 таких поясов: арктический, субарктический, умеренный северный, субтропический северный, тропический северный, субэкваториальный северный, экваториальный, субэкваториальный южный, тропический южный субтропический южный, умеренный южный, субантарктический, антарктический.

2. Второй важнейший фактор пространственной физико-географической дифференциации — атмосферные осадки. В географическом распределении атмосферных осадков, с одной стороны, прослеживается тенденция их увеличения от полюсов к экватору. С другой стороны, орографические факторы и распределение суши и моря делают реальную картину распределения весьма пестрой. Сочетание тепла и влаги определяет широтную физико-географическую зональность равнинных ландшафтов.

Источник