4.2. Парагенетические геосистемы

Кроме ландшафтных геосистем морфоструктурного типа, которые выделяются по морфоструктурной и генетической относительной однородности и повторяемости их элементов в пространстве, существуют еще и геосистемы, организованные на градиентной или функционально-динамической основе.

Так, за счет латеральных связей, образованных вещественно-энергетическими потоками, формируются геосистемные совокупности, которые как бы рассекают ландшафтные границы, объединяя мор-фоструктурные части разных природных комплексов в единое целое. Территориальные сопряжения морфоструктурных природных комплексов, объединенные на градиентной (динамической) основе латеральными вещественно-энергетическими потоками, формируют парагенетиче-ские ландшафтные геосистемы.

Парагенетическими геосистемами называются устойчивые геосистемные сопряжения, сформированные и объединенные однонаправленными вещественно-энергетическими потоками. Часто они представляют собой структурно-функциональные звенья, обеспечивающие разномасштабные круговороты в географической оболочке.

Например, овражно-балочная система включает ПТК водосборного понижения, прибалочные склоны, балку, овраг, врезанный в балку, конус выноса. Все эти ПТК (урочища, подурочища, фации) образованы и объединены потоком воды и рыхлого вещества, которые сбрасываются с водораздела в долину реки или озерную котловину (местное понижение или «базис эрозии»). Сам же поток сформировался за счет разницы (градиента) потенциальной гравитационной энергии, заключенной

63

в рельефе водоразделов и днища местного понижения. Он является наземным звеном в глобальном или региональном круговоротах воды в природе (р и с . 4.5).

Речная долина вместе с ее водосборным бассейном, однонаправленным поверхностным и грунтовым стоком тоже связаны в целостную парагенетическую систему. В ней объединены придолинные склоны междуречий, овраги и балки, прорезающие эти склоны, коренные склоны долин, надпойменные речные террасы, пойма, речное русло, наконец, дельта.

Это примеры современных «живых», функционирующих и динамично развивающихся парагенетических ландшафтных систем. Однако существуют и палеопарагенетические геосистемы, запечатленные в виде смежных, соседствующих природных комплексов морфоструктурного типа, современное развитие и функционирование которых идет относительно независимо под преобладающим влиянием других зонально-азональных процессов. Причем часто в таких геокомплексах современные вертикальные связи компонентов, влияющие на их развитие, оказываются заметно сильнее горизонтальных связей между звеньями палеопарагенетических геосистем. Например, палеопарагенетические геосистемы верхнего плейстоцена, созданные флювиогляциальными и эоловыми потоками регионального масштаба и представленные современными соседствующими и контрастными ландшафтами полесий и ополий. Современные же парагенетические геосистемы формируются здесь водотоками, объединяющими на локальном уровне сопряженные по высотам геокомплексы и их части.

Сложные парагенетические геосистемы, сформированные однонаправленными потоками вещества и энергии, состоят как бы из нескольких ступеней, поэтому их называют каскадными и векторными. Они являются звеньями в разной степени разомкнутых круговоротов воды и других веществ, а также и энергии в географической оболочке.

Парагенетические геосистемы бывают разной размерности (локальной, региональной и даже планетарной). Например, мегасистемы «материки–океаны»: Атлантико-Евразиатская или Дальневосточно-Тихоокеанская. Эти парагенетические геосистемы образованы в первом случае западным переносом воздушных масс, во втором – муссонной циркуляцией, характерной для восточных побережий материков в умеренном поясе.

Парагенетические геосистемы бывают не только разных масштабов, но и типов.

64

65

Ландшафтные катены – ряды сопряженных по элементам рельефа природных комплексов от водоразделов до местных или региональных базисов эрозии, объединенных однонаправленными латеральными связями в единую парагенетическую систему (В.А. Николаев, 1990). Например, сопряжение фаций – от автоморфных (элювиальных) на вершине холма до супераквальных и субаквальных (аккумулятивных) в понижениях у подножий холма, объединенных латеральными связями. На р и с . 4.6 представлена такая локальная катена. В ландшафтно-геохимической терминологии – это геохимический ландшафт (векторная геосистема). В почвоведении термин «катена» (цепь) обозначает почвенное сопряжение на склонах (почвенная катена). Иногда термин «катена» используют и для обозначения других сопряженных последовательных изменений, например, литокатена, биокатена, экокатена и даже хронокатена (временная). В ландшафтной катене интегрирующей является система факторов – поверхностного, внутрипочвенного и грунтового жидкого, твердого и ионного стока. В ландшафтных катенах разнородные геокомплексы своими частями как бы нанизаны на единый стержень вещественно-энергетического потока.

Р и с . 4.6. Сопряженный ряд элементарных ландшафтов

(по Б.Б. Полынову и М.А. Глазовской) или фаций – ландшафтная катена

(по В.А. Николаеву): 1 – поступление вещества в геосистему из атмосферы,

грунтовых вод; 2 – вынос вещества из геосистемы в атмосферу,

грунтовые воды с поверхностным стоком

66

Сопряжения из нескольких урочищ, местностей, ландшафтов формируют ландшафтные катены регионального уровня, например, от водоразделов Большого Кавказа до Черного моря или водораздела Приволжской возвышенности до Волгоградского водохранилища.

Каждому ландшафту или физико-географическому району свойственны определенные типы катен. В пределах катены обычно можно выделить три звена, приуроченных к разным ярусам или ступеням рельефа: элювиально-денудационное (самое верхнее), транзитное промежуточное, аккумулятивное (самое нижнее). Именно они и определяют каскадное строение катен.

При антропогенных воздействиях различные звенья ландшафтных катен по-разному реагируют на антропогенные нагрузки. В результате в зонах влияния формируются природно-антропогенные ландшафтно-экологические катены разных типов. Так, при использовании ландшафтов под пашню почвы верхних звеньев катены, особенно склонового (транзитного) звена, могут интенсивно эродировать, а в нижнем (аккумулятивном) звене, наоборот, накапливается перемещенный из верхних геокомплексов мелкозем и элементы минерального питания растений, а также загрязнители. Это следует учитывать при планировании хозяйственной деятельности и охране природы.

Итак, ландшафтная катена как векторная, каскадная геосистема характеризуется определенным направлением смены свойств составляющих ее геосистемных звеньев.

Верхние звенья катен характеризуются зональной солярной энергетикой, денудацией, элювиальными процессами, атмосферным увлажнением, а при сельскохозяйственном использовании – эрозионной опасностью и нехваткой плодородия.

Средние звенья катен – транзитные, с солярно-экспозиционной и гравитационной энергетиками, атмосферно-сточным увлажнением. Они характеризуются повышенной эрозионной опасностью и обедненностью почв элементами питания растений.

Нижние звенья катен – солярная энергетика плюс энергетика привнесенных биогенов, увлажнение атмосферно-натечное, часто и грунтовое, повышенное плодородие и опасность антропогенного загрязнения.

Ландшафтные геополя – сферы вещественно-энергетического влияния одних геосистем на другие тоже являются своеобразными параге-нетическими геосистемами.

Любые тела, в том числе геосистемы, обладают большим или меньшим по площади и интенсивности влияния на смежные геосистемы по-67

лем (локальные, региональные, глобальные). Например, геополя имеют озерные водоемы, моря, океаны. Проявляются они в бризовой и мус-сонной циркуляции, температурных условиях в прибрежных районах, в уровнях грунтовых вод, приливно-отливных явлениях и др. Барьерное влияние гор на циркуляцию атмосферы проявляется как у наветренных подножий гор, так и за горным барьером, в циркуляционной тени. Гидрогеологические поля, связанные с разгрузкой трещинных грунтовых вод у подножий гор на их пролювиальных шлейфах, определяют формирование гидроморфных геосистем типа солончаковых лугов на пролювиальных шлейфах Тянь-Шаня. Ландшафтные геополя локальной размерности есть у урочища оврага, оно проявляется в дренирован-ности прилегающих ПТК, а у островного широколиственного леска или березового колка в лесостепи геополе фиксируется в накоплении снега с наветренной стороны, лучшем увлажнении и охлаждении приземного воздуха прилегающих территорий, рассеивании семян (р и с . 4.7).

Р и с . 4.7. Схемы формирования разных ландшафтно-геофизических полей: а – островного лесного массива в степи; б – горного хребта

68

Поля могут быть геофизической, геохимической, гидрогеологической, биогенной природы.

Примеры: горный барьер – геофизическое поле (барьерная тень или орографическое обострение осадков). Березовый колок и даже отдельный куст в лесостепной и степной зонах тоже создают в ветровой и солярной тени свои геофизические поля.

Геохимическое поле имеют пухлый солончак или осушенные солончаковые участки днищ соленых водоемов в аридных зонах (Аральского моря, озера Баскунчак), промышленные предприятия с дымовыми выбросами и золоотвалы.

Биогенные поля природных лесных «микрорезерватов» среди пахотных земель могут проявляться в увеличении количества насекомых-опылителей, птиц, более интенсивном рассеивании семян.

При проектировании хозяйственных объектов следует учитывать, что различные геополя накладываются друг на друга и влияют на смежные геосистемы. Например, геополя водохранилищ и каналов интерферируют с полями гидрогеологических пространств подтопления на расстояниях от сотен метров до десятков километров (Каракумский канал – поле до 50 км). Города и промышленные предприятия создают вокруг себя геохимические и геофизические поля. Геохимические поля крупных городов хорошо прослеживаются в радиусе 15–20 км вокруг городов, а по отдельным загрязнителям и в значительно большем радиусе. Геохимическое поле тепловых электростанций фиксируется вокруг них в радиусе от 5 до 30 км и более. Тепловое поле Москвы приводит к более раннему (на 1–2 недели) сходу снега в ближайших пригородах Москвы, чем в более удаленных местностях. С учетом полей влияния проводится экологическое зонирование промышленных территорий, проектируются мелиоративные системы полезащитных лесонасаждений, осушительные, дренажные, обводнительные и т.д.

Обычно сила воздействия, а следовательно, и напряженность полей ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния от геосистем, формирующих эти поля.

Когда вокруг мощных природных или антропогенных тел или геосистем, как специфических вещественно-энергетических ядер, формируются системы полей высокого напряжения, существенно трансформирующих смежные ландшафты, выделяются так называемые нуклеар-ные парагенетические геосистемы (по А.Ю. Ретеюму и В.А. Николаеву). Нуклеарная геосистема состоит из ландшафтного или антропогенного ядра с большим вещественно-энергетическим потенциалом и погра-69

ничных слоев (географических полей), его окружающих, соединенных между собой латеральными связями.

Наиболее яркими примерами парагенетических систем такого типа могут быть: вулкан и окружающие его лавовые и пепельные поля со сформировавшимися на них специфическими ландшафтными комплексами; рудные тела с полями их геохимических аномалий; города, промышленные узлы, карьеры для добычи полезных ископаемых с их полями воздействий на смежные природные и хозяйственные системы.

Если ядро нуклеарных геосистем обладает особо мощным антропогенным воздействием на прилегающие ландшафты (например, Магнитогорск, Норильск, мощные ГРЭС, аварийная Чернобыльская АЭС), то такие нуклеарные геотехнические системы называют импактными. (Характерный пример – Чернобыльская АЭС с зоной радиоактивного загрязнения.) Систематические наблюдения за состоянием природной среды в таких зонах сильного (ударного – импактного) воздействия называются импактным мониторингом.

В чем же основные различия ландшафтных катен и географических полей?

Географические поля в отличие от катен – образования диффузные.

Ландшафтный экотон – еще один тип парагенетических геосистем, формирующихся в зонах наиболее интенсивного изменения свойств территориально сопряженных геокомплексов, при переходе от одного из них к другому. Экотоны – это геосистемы пограничных территорий. Для них характерны повышенные градиенты между свойствами контактирующих геосистем и скорости их изменения, а также большее разнообразие структур по сравнению с формирующими их геосистемами.

Термин экотон (греч. ойкос – дом, среда, а тон – напряжение) ввел в науку американский геоботаник Ф. Клементс.

Ландшафтный экотон – это переходная полоса, пограничная зона территориально контактирующих природных геосистем, в которой особенно активно осуществляется латеральный перенос вещества, энергии, информации между смежными геосистемами. Чем контрастнее контактирующие геосистемы, тем больше градиенты между ними и ярче выражен экотон.

Примерами экотонов разных масштабов могут быть:

а) лесная опушка – контакт лесной и луговой, лесотундра – переходный геокомплекс между лесной и тундровой зонами, лесостепь (лесная и степная зоны); субтропики – переход от тропического к умеренному поясу;

70

б) морской берег – контакт суши и моря;

в) наконец, вся ландшафтная оболочка – контакт литосферы и атмосферы, где в условиях напряженного круговорота веществ и энергии зародилась жизнь (оболочка сгущения жизни, по В.И. Вернадскому).

То есть экотоны тоже могут быть различного геосистемного ранга – локальные, региональные и даже планетарные.

Именно экотонные зоны оказываются благоприятными для резкого увеличения видового и ценотического разнообразия биоты – «краевой (опушечный) эффект». Экотонные геокомплексы и освоены обычно лучше, так как благоприятны для поселения, активного труда и отдыха человека. Поэтому при проектировании зоны контакта природных геосистем, особенно контрастных, оцениваются как наиболее ценные для строительства рекреационных объектов (домов отдыха, туристических баз), организации охотничьих угодий. В то же время при проектировании хозяйственной деятельности в этих зонах следует учитывать повышенную вероятность и силу развития опасных природных явлений, связанных с большими градиентами и интенсивностью идущих, а порой и обостряющихся здесь процессов (в предгорных районах – землетрясения, наводнения, сели и т.д.).

Таким образом, при хозяйственной оценке ландшафтной структуры регионов должны учитываться не только отдельные виды и типы ландшафтов, но и свойства их катенарных сопряжений и пограничных экотонных зон, то есть пространственно динамичных природных комплексов. Поэтому в ландшафтоведении изучаются геосистемы как генетически и морфоструктурно однородные (например, фации), так и всевозможные парагенетические, в которых территориально сопряжены и связаны латеральными потоками вещества и энергии разнородные геосистемы.