5 Классификация и систематика ландшафтов

5.1 Принципы классификации ландшафтов

Каждый ландшафт, по выражению Л.С. Берга, неповторим как в пространстве, так и во времени. Невозможно найти два одинаковых ландшафта. Из этого, однако, не следует, что исключено всякое качественное сходство между ландшафтами. Сравнение позволяет установить группы ландшафтов, принципиально близких по происхождению, структуре, динамике и др. существенным признакам, и тем самым классифицировать их. Ландшафтная классификация имеет большое организующее значение, как основа для научного описания ландшафтов всей Земли или любой ее части, вскрытия пробелов в наших знаниях о ландшафтах Земли и планирование исследований.

Число конкретных ландшафтов в мире должно измеряться пяти или шестизначной цифрой. В практических целях бывает слишком сложно и даже нецелесообразно анализировать и оценивать каждый ландшафт в отдельности. Чаще возникает необходимость разрабатывать те или иные типовые нормы и мероприятия (градостроительные, природоохранные и т.п.) применительно к типовым же природным условиям, т.е. к некоторому, по возможности не очень большому числу ландшафтных групп. Здесь на помощь и приходит классификация, в которой огромное множество ландшафтов сведено в некоторое число, классов, видов.

Создание классификации ландшафтов – сравнительно новая и очень сложная, пока еще недостаточно разработанная проблема. Разработка классификации требует сочетания индуктивного и дедуктивного подхода. При индуктивном подходе первичным материалом служат конкретные ландшафты, которые по общим признакам объединяются в классификационные категории низшего порядка (назовем их видами), а затем последние группируются в роды, классы и т.д. При дедуктивном подходе сначала устанавливаются классификационные категории самого высокого порядка (назовем их типами), в рамках которых далее вычленяются таксономические подразделения последовательно все более низких рангов. Предпочтение отдается дедуктивному методу, так как в ближайшие десятилетия выявить все ландшафты Земли нереально.

Важнейшим рабочим инструментом служит ландшафтная карта. На основе сплошного картографирования прорабатывается массовый материал ландшафтных съемок, проводится сравнение ландшафтов, органически сочетаются дедуктивный и индуктивный подходы.

Естественно, если речь идет о разработке общенаучной системы ландшафтов, которая не должна страдать узостью и империзмом, присущими региональным схемам для небольших территорий, необходим ландшафтно-картографический охват достаточно обширных площадей, а лучше – всей суши. Это требование было учтено при разработке ландшафтной классификации. Она основана на ландшафтном картографировании территории СССР в масштабе 1:4 000 000 и всех материков – в более мелких масштабах.

Важнейшие процессы функционирования ландшафтов, такие как влагооборот, биологический круговорот веществ, почвобразование, продуцирование биомассы, определяющая тепло- и влагообеспеченностью ландшафтов, т.е. поступлением солнечной энергии и активной влаги. Распределение же тепла и влаги и их соотношение зависит от широтной зональности, секторности, высотной ярусности ландшафта, и эти важнейшие закономерности ландшафтообразования должны служить исходными «координатами» при классификации ландшафтов.

5.2 Матрица типов ландшафтов

Исходя из приведенных соображений, в качестве высшей таксономической ступени классификации предлагается считать тип ландшафтов. Основной критерий для разграничения типов ландшафтов – важнейшие глобальные различия в соотношениях тепла и влаги, в гидротермическом режиме ландшафтов. Конкретными классификационными признаками служат такие показатели, как радиационный баланс, сумма активных температур (за период со средними суточными температурами выше 10°С), коэффициент увлажнения и коэффициент континентальности по Н.Н. Иванову. Можно сказать, что тип ландшафта - это объединение ландшафтов, имеющих общие зонально-секторные черты в структуре; функционировании и динамике. По зональным признакам все типы можно сгруппировать в группы, или серии, которые представляют собой аналоги по теплообеспеченности, а по секторным – в ряды, представляющие аналоги типов по увлажненности (рисунок 2). Номенклатура типов ландшафтов складывается из двух элементов: один указывает на положение в ряду теплообеспеченности (арктические и антарктические, субарктические бореальные, суббореальные, субтропические и т. д.), другой на положение в ряду увлажнения (от гумидных до экстрааридных).

Существует также традиционная «зональная» ландшафтная номенклатура, основанная на использовании геоботанических признаков, например «вечно зеленные лесные ландшафты», «широколиственные ландшафты», «таежные ландшафты».

Характерные черты ландшафтов каждого типа лучше всего выражены в центре ареала; на периферии появляется признак перехода к соседним типам. Это обстоятельство дает основание подразделить типы ландшафтов на подтипы – северный, средний, южный и т.д.

На следующей таксономической ступени в классификацию вводится гипсометрический фактор, который служит критерием выделения классов и подклассов ландшафтов, отражающих ярусные ландшафтные закономерности. Два класса ландшафтов – равнинный и горный. В равнинных – два подкласса: низменные и возвышенные ландшафты; в классе горных ландшафтов – подклассы: низко-, средне-, и высокогорный.

На нижних ступенях ландшафтной классификации в качестве определяющего критерия выступает фундамент ландшафта - петрографический состав, структурные особенности, формы рельефа. Учет этого критерия дает основания для выделения – видов ландшафтов.

Проиллюстрируем весь классификационный ряд на примерах:

1 Тип: ландшафты бореальные (таежные) умеренно континентальные восточно-европейские

Подтип: южно-таежные;

Класс: равнинные

Подкласс: возвышенные

Вид: холмисто-моренные на цоколе из карбонатных палеозойских пород

2 Тип: ландшафты суббореальные экстрааридные (пустынные) крайне континентальные центрально-азиатские

Подтип: северные пустынные

Класс: горные

Подкласс: высокогорные

Вид: складчато-глыбовые на докембрийских породах с кабрезиевыми пустотами и каменистыми россыпями

∑t₁₀- сумма температур выше 10° С; К_у - коэффициент увлажнения (шкалы даны в логарифмическом масштабе). Зональные ряды типов ландшафтов - аналогов по теплообеспеченности: А - арктические и антарктические, Са - субарктические (Са₁ - северные, Са₂ - типич­ные, Са₃ - южные), БСа - бореально-субарктические, Б - бореальные (Б₁ - северные, Б₂ - типичные, Б₃ - южные), БСб - бореально-суббореальные, Сб - суббореальные (Сб₁ - типичные, Сб₂ - переходные к субтропическим), Ст - субтропические, Т - тропические, Сэ - субэкваториальные, Э - экваториальные. Ряды типов ландшафтов - аналогов по увлажнению: 1 -экстрааридные, 2 - аридные, 3 - семиаридные, 4 - семигумидные, 5 - гумидные

Рисунок 2 - Типы ландшафтов Земли в зависимости от теплообеспеченности и увлажнения (по А.Г. Исаченко)

5.3 Характеристика ландшафтов

Дать полную характеристику типов ландшафтов в рамках одной и даже двух лекций не представляется возможным. У А.Г Исаченко она занимает 35 страниц печатного текста. Поэтому в лекции дана краткая характеристика типов ландшафтов, а более подробную характеристику можно найти в кн. А.Г. Исаченко «Ландшафтоведение и физико-географическое районирование», 1991. - с. 240-274.

Полярные ледниковые ландшафты (арктические и антарктические). Наибольшую площадь покровного оледенения занимает в Южном полушарии Антарктический ледниковый покров – 14 млн. км². Средняя мощность ледникового покрова более 1600 м. На суше Северного полушария: Арктика, Гренландия, Новая Земля, толщина ледников от 400 до 2300 м. Ледяным пустыням свойственен отрицательный годовой радиационный баланс R = – (200-400) МДж/м². Средняя месячная температура воздуха ниже 0ºС, летом –(30-50)ºС, зимой –(60-70)°С. Абсолютный минимум температур – 89,2ºС. Годовое количество осадков Ос = 30-500 мм. Сформировавшиеся ледники медленно движутся от центра к периферии. Из растительности встречаются водорослево-лишайниковые группировки.

Полярные внеледниковые ландшафты (арктические и антаркгические). Они занимают Антарктический полуостров и острова Северного Ледовитого океана. Радиационный баланс с октября по апрель отрицательный, в остальное время положительный – R = 250-400 МДж/м². Годовое количество осадков Ос = 200 мм и более. Продолжительность снегового покрова до 300 суток в году. Полярная ночь длится до 130 сут. В годовом цикле до 10 месяцев приходится на морозный период. Полярное лето – июль и большая часть августа. Деятельный слой оттаивает на 20-30 см. Вегетация растений протекает быстро и возможна благодаря большему нагреву поверхности почвы, чем воздуха. Растительный покров слабо развит и состоит из низкорослых трав, лишайников, корневые системы не смыкаются. Распространена многолетняя мерзлота. Ежегодная продуктивность фитомассы не превышает 0,3 т/га, а ее запасы – 1,5 т/га.

Субарктические ландшафты (тундровые). Выделяют арктико-тундровые, тундровые, южно-тундровые подтипы ландшафтов. По сравнению с Арктикой в Субарктике тепло- и влагообеспеченность возрастают. Радиационный баланс колеблется от 500 до 1000 МДж/м², сумма активных температур воздуха (среднесуточная выше 10ºС) составляет 500-600°С, увлажнение избыточное, сток обильный и неравномерный с весенним максимумом. Продолжительность снежного покрова около 8 мес. Развита многолетняя мерзлота. Растительный покров включает низкорослые полярные кустарники (березки, ивы), кустарнички (голубика, багульник), осоки, мхи, лишайники. Корневые системы растений смыкаются. Запасы фитомассы колеблются от 5 до 30 т/га. Продуктивность – до 4 т/га в год. Биологический круговорот слабый. Широко развито заболачивание. Преобладают тундровые торфянисто-глеевые, кислые почвы.

Бореально-субарктические континентальные ландшафты (лесотундровые). При переходе от тундры к тайге в условиях континентального климата образуется лесотундра. Запасы тепла и осадков возрастают. Сумма температур составляет 500-800ºС. Распространены многолетняя мерзлота, заболачивание. Появляются единичные деревья лиственницы, ели, сосны, извилистой березы, затем их группы и редколесья. Запасы фитомассы до 75 т/га, ежегодная продуктивность – 6 т/га. Почвы – тундровые торфянисто-глеевые. Местами распространены подзолистый процесс, торфообразование. Зимний период сокращен до 180-220 сут.

Бореально-субарктические приокеанические ландшафты (луговые и лесолуговые). Их рассматривают как приокеанический аналог лесотундры. Представлены на Курилах и Камчатке. Отличаются мягким и влажным климатом. Годовое количество осадков более 1000 мм. Сумма температур составляет 500-700ºС. Коэффициент увлажнения по Н. Н. Иванову K_y > 3 (отношение среднего годового количества осадков к средней годовой испаряемости). Длительная (до 200 сут.) и суровая зима с мощным снежным покровом. Распространены разреженные леса с высокотравьем на слабокислых дерновых почвах. Запасы фитомассы около 85 т/га, по продуктивности около 7 т/га. Ландшафты формируются в условиях активного вулканизма.

Бореальные ландшафты (таежные). Расположены в широтном поясе между 50 и 70º с. ш. в Евразии и в Северной Америке. На юге к ним примыкает полоса бореально-суббореальных ландшафтов. Характеризуются умеренно холодным климатом и избыточным увлажнением. Годовой радиационный баланс R = 1000-1600 МДж/м². Сумма средних суточных температур воздуха составляет от 800 до 1800ºС. Годовая сумма осадков – 500-700 мм, К_у – не более 4. В бореальных ландшафтах выделено три подтипа – северо-, средне- и южно-таежный, обусловленных различиями в теплообеспеченности. Развито заболачивание. Поверхностный сток интенсивный, но денудационные процессы сдерживаются лесной растительностью. Распространены хвойные леса с подлеском. Запасы продуктивной биомассы в северной тайге – около 150, средней около 250, южной – около 300 т/га, с ежегодным приростом 4-10т/га. Таежный лес ежегодно потребляет 100-200 кг/га химических элементов, из которых 80-150 кг/га возвращается с опадом. Мощная подстилка содержит 2-4 т/га минеральных элементов. Разлагающийся опад образует фульвокислоты, усиливающие миграционную способность элементов. Хлориды, сульфаты, карбонаты выносятся за пределы почвенного профиля. Поглощающий комплекс подзолистых почв насыщен основаниями.

Бореально-суббореальные ландшафты (подтаежные). Подтаежные ландшафты распространены в Восточной Европе и отличаются от таежных повышенной теплообеспеченностью. Сумма активных температур составляет 2000-2200ºС. Осадки 500-700 мм превышают годовую испаряемость Е = 500-600 мм. Растительный покров образован смешанными лесами. Запасы фитомассы – 300 т/га, продуктивность около 12 т/га. С опадом ежегодно поступает 200-400 кг/га зольных элементов. Опад разлагается быстрее, чем в тайге. В гумусе помимо фульвокислот присутствуют ульминовые кислоты. Они связываются с основаниями и осаждаются в перегнойном горизонте. Почвы – дерново-подзолистые. По виду сезонной структуры подтаежные ландшафты близки к таежным, но с большей длительностью активных периодов и менее продолжительной зимой.

Суббореальныее ландшафты. К суббореальным ландшафтам относятся территории умеренной теплообеспеченности с суммами активных температур 2000-3800°С. Радиационный баланс составляет R = 1500-2000 МДж/м². Увлажненность этого пояса колеблется в широком диапазоне, в результате образовались ландшафты разных типов – от гумидных до аридных.

Суббореальныее гумидные ландшафты (широколиственно-лесные). Представлены восточно-европейским типом, который простирается прерывистой полосой до Урала. Запасы тепла по сумме активных температур выше 10°С составляют 2200-2500°С. Годовое количество осадков 700-800 мм, К_у < 1. Активное функционирование геосистем здесь на 50-60 сут больше, чем в бореальных ландшафтах. Активнее биологический круговорот и влагооборот, химическое выветривание. Запасы биомассы широколиственных лесов 300-600 т/га, годовая биологическая продуктивность 10-16 т/га. Потребление химических элементов достигает 300-500 кг/га, возвращается с опадом 250-350 кг/га. Активный биологический круговорот элементов (особенно кальция) и микробиологическая деятельность способствуют накоплению в почве до 6-8% гумуса. Имеет место высокая насыщенность основаниями, слабокислая и нейтральная реакция почвенного раствора. Типичны бурые и серые лесные почвы. В зимний период устойчивый снежный покров держится до 130-140 сут.

Суббореальные семигумидные ландшафты (лесостепные). Эти ландшафты располагаются в континентальной части материка. По запасам тепла они одинаковые с широколиственно-лесными, но уступают им по влагообеспеченности. Леса постепенно сменяются луговыми степями. Восточно-европейские лесостепные ландшафты типично континентальные, с суммой температур 2200-2500ºС, годовыми осадками 600 мм, К_у = 06-1,0. В западно-сибирских лесостепях климат приближается к резко континентальному, зима продолжительнее и суровее, тепла и влаги меньше. Сумма температур 2000-2200°С, осадков выпадает 400-500 мм. Запасы биомассы восточно-европейских и западно-сибирских лесостепей около 15-20т/га, ежегодная продукция 15-26т/га. Для ее создания требуется до 1000 кг/га зольных элементов. Интенсивность биологического круговорота здесь выше, чем в широколиственных лесах, и максимальная для суббореальных ландшафтов. Перегнивая, опад образует устойчивые органоминеральные соединения, сорбирующие большое количество кальция, калия, фосфора. Образуются выщелоченные и типичные черноземы, содержащие до 700-800 т/га гумуса. Они насыщены основаниями, имеют нейтральную реакцию. Активность влагооборота в значительной степени ограничена недостатком атмосферных осадков. Зима с устойчивым снежным покровом с конца декабря до начала марта.

Суббореальные семиаридные ландшафты (степные). Усиление сухости приводит к смене лесостепных ландшафтов степными. В Евразии образуется выраженная внутриконтинентальная зона, нигде не выходящая к берегам океанов, с четырьмя типами ландшафтов: восточно-европейским, казахстанским, центрально-азиатским, восточно-азиатским. Суммы температур составляют 200-3600°С, годовые осадки Ос = 250-500 мм, коэффициент увлажнения снижается до К_у = 0,6-0,3. Основные степные сообщества – многолетние дерновинные злаки (ковыль, житняк и др.). Запасы фитомассы – около 5-15 т/га. Количество годовой продукции такое же. Растительный опад ежегодно приносит в почву 400-500 кг/га зольных элементов, азота. В опаде много оснований. Реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная. В почве накапливаются карбонаты, гипс, сульфаты и хлориды. Минерализация органических остатков замедлена из-за сухости. В почве накапливается много гумуса (300-600 т/га), но меньше, чем в лесостепи. Формируются темно-каштановые и каштановые почвы, часто карбонатные и солонцеватые. Зима длится с ноября до конца марта. Снежный покров маломощный. Почва промерзает до 1,5-2,5 м.

Суббореальные аридные ландшафты (полупустынные). Полупустынные ландщафты Евразии выражены двумя типами: резко континентальным казахстанским с суммой активных температур 3200-3600°С и годовым количеством осадков 200-300 мм, К_у = 0,2-0,3 и крайне континентальным центрально-азиатским ландшафтом с суммой температур 2600-3000°С и осадками за год Ос = 100-200 мм, К_у = 0,1-0,2. Аридность выражена в слабом развитии стока, значительном механическом выветривании, дефляции, в понижениях – соленакоплении. Запасы фитомассы 8-4 т/га, продуктивность 3-5 т/га. Устойчивый снежный покров сохраняется от 95 до 135 сут. В бесснежный период в почве имеет место недостаток влаги.

Суббореальные экстрааридные ландшафты (пустынные). Такие ландшафты распространены в центре Евразии. Для них характерна сильно выраженная аридность: годовое количество осадков менее 200 мм, жаркое лето, R = 1800-2000 МДж/м², сумма температур составляет 3200-4000ºС, К_у = 0,1-0,15 и холодная зима (температура самого холодного месяца – (10-15ºС) продолжительностью 75-125 сут с устойчивым, но маломощным снежным покровом. Выделяют резко континентальные казахстанские и центрально-азиатские суббореальные пустыни. Крайняя аридность проявляется в отсутствии рек с постоянным течением, наличии физического выветривания, дефляции, эоловой аккумуляции, соленакоплении. Слабый растительный покров, фитомасса 3,5-6,0 т/га, а продуктивность 0,5-4,0 т/га.

Субтропические ландшафты. Понятие «субтропики» отражает высокий уровень теплообеспеченности: R = 2000-3000 МДж/м², сумма активных температур 4600-8000ºС и достаточно теплую зиму, не ниже –5ºС. Вегетация возможна круглый год. Условия увлажнения варьируют в широком диапазоне, как и в суббореальных ландшафтах (от гумидных до экстрааридных).

Биологический круговорот в субтропических гумидных (влажных лесных) ландшафтах протекает очень активно. Осадков выпадает не менее 1000 мм в год. Лето жаркое, зима теплая. Органическое вещество разлагается и минерализуется на протяжении всего годового цикла, поэтому в почве накапливается мало гумуса (1,5-2,0 %). Почвы – желтоземы, красноземы, с низким содержанием азота и фосфора, кислотностью рН 4,5.

В субтропических семигумидных и семиаридных ландшафтах запасы биомассы около 300 т/га, а продуктивность до 7 т/га. Опад быстро разрушается. Почвы – коричневые, нейтральные, богатые основаниями, содержание гумуса 4-7%. К_у =0,3-1,0, что позволяет произрастать лесной растительности.

В субтропических аридных (полупустынных) ландшафтах годовые осадки сокращены до 200-300 мм, а К_у = 0,2-0,3.

Субтропические экстрааридные (пустынные) ландшафты имеют недостаточное увлажнение: осадков менее 100 мм и большие запасы тепла – до 8000ºС, обычно К_у<0,05. Характерны дефляция, наличие временных водотоков, солей.

Тропические и субэкваториальные ландшафты по теплообеспеченности близки. Для первых R = 2500-3000 МДж/м², а вторых 3000-3300 МДж/м²,поэтому и суммы активных температур одного порядка: 8000-10500ºС. Лето жаркое, с температурой воздуха не ниже 28ºС. Для них характерна резкая сезонность увлажнения и всех природных процессов. На фоне сезонных колебаний циркуляции атмосферы аридные, семигумидные, семиаридные, гумидные ландшафты с приближением к экватору постепенно сменяют друг друга по широте.

В пустынных тропических экстрааридных ландшафтах осадки могут не выпадать годами. Средняя многолетняя норма осадков составляет около 1 мм при годовой испаряемости Е = 5000 мм, К_у < 0,0002. Для них характерны громадные массивы эоловых песков, солончаковые впадины. Запасы фитомассы менее 1 т/га, продуктивность не более 1 т/га. Миграция растворимых солей образует известково-гипсовую корку. Почвы не развиты. Сезонный ритм выражен слабо.

В тропических гумидных ландшафтах обилие осадков (1500-3000 мм) приводит к интенсивному стоку, активной эрозии, химическому выветриванию. Растительный покров образован влажными вечнозелеными лесами. Засухи не бывает, деревья не сбрасывают листьев. С мая по октябрь длится дождливый и наиболее теплый сезон. Сумма температур 8000-9000°С, К_у=1-3. Зимняя часть года более прохладная и менее влажная. Почвы – зональные красно-желтые, кислые, сильно выщелоченные, часто оподзоленные, обогащены окислами железа, гумуса 2-3 %.

Субэкваториальные гумидные ландшафты имеют жаркий климат, сумма температур 9000-10000ºС, обильные осадки (1500-2000 мм) с контрастным распределением по сезонам, К_у > 1, чаще 2-3. За 2-4 зимних месяца месячная норма осадков снижается до 5 мм и менее. Сток интенсивный с энергичной денудацией и химическим выветриванием. Опад быстро разлагается, что препятствует накоплению гумуса. Почвы – красные ферраллитные, сильно выщелоченные, со скоплениями железистых конкреций.

Экваториальным ландшафтам соответствует наибольший для суши радиационный баланс R= 3500 МДж/м² и постоянное существенное увлажнение 2000 мм без засушливого периода. Запасы тепла соответствуют 9500-10000°С. Годовая испаряемость около 1000 мм, К_у > 2. Годовой сток более 1000 мм. Развита густая и полноводная речная сеть. Запасы фитомассы до 1000 т/га, ежегодная продукция 30-50 т/га (в опад идет 10-25 т/га). Ежегодное потребление химических элементов около 2000 кг/га. Минеральное питание растений в основном осуществляется за счет интенсивного биологического круговорота. В процессе разложения органических остатков образуется большое количество углекислоты и фульвокислот. Это приводит к интенсивному выщелачиванию легко растворимых солей и карбонатов. Почвы красноцветные или красно-желтые ферраллитные, сильно обеднены основаниями и гумусом (1,5-2,5 %), кислые (рН 3,0-5,5).